构件、运动副与平面机构学案
机械原理教案 平面连杆机构及其设计
第八章平面连杆机构及其设计§8-1、连杆机构及其传动特点1、连杆机构及其组成。
本章主要介绍平面连杆机构（所有构件均在同一平面或在相互平行的平面内运动的机构）组成：由若干个‘杆’件通过低副连接而组成的机构。
又称为低副机构。
2、平面连杆机构的特点（首先让学生思考在实际生活中见到过哪些连杆机构：钳子、缝纫机、挖掘机、公共汽车门）1）运动副为面接触，压强小，承载能力大，耐冲击，易润滑，磨损小，寿命长；。
2）运动副元素简单（多为平面或圆柱面），制造比较容易；3）运动副元素靠本身的几何封闭来保证构件运动，具有运动可逆性，结构简单,工作可靠；4）可以实现多种运动规律和特定轨迹要求；（连架杆之间）匀速、不匀速主动件（匀速转动）→→→→→从动件连续、不连续（转动、移动）某种函数关系引导点实现某种轨迹曲线导引从动件（连杆导引功能）→→→→→引导刚体实现平面或空间系列位置5）还可以实现增力、扩大行程、锁紧。
连杆机构的缺点：1）由于连杆机构运动副之间有间隙，且运动必须经过中间构件进行传递，因而当使用长运动链（构件数较多）时，易产生较大的误差积累，同时也使机械效率降低。
2）连杆机构所产生的惯性力难于平衡，因而会增加机构的动载荷，所以连杆机构不宜用于高速运动。
3）难以精确地满足很复杂地运动规律（受杆数限制）4）综合方法较难，过程繁复；平面四杆机构的应用广泛，而且常是多杆机构的基础，本章重点讨论平面四杆机构的有关基本知识和设计问题。
§8-2、平面四杆机构的基本类型和应用（利用多媒体中的图形演示说明）1．铰链四杆机构的基本类型1）、曲柄摇杆机构曲柄：与机架相联并且作整周转动的构件；摇杆：与机架相联并且作往复摆动的构件；（还可以举例：破碎机、自行车（人骑上之后）等）2）、双曲柄机构铰链四杆机构的两连架杆均能作整周转动的机构。
还可以补充：平行四边形机构的丁子尺、工作台灯机构；火车驱动机构、摄影平台、播种料斗机构、关门机构等。
机械基础教案(中职)
章节名称绪论----平面机构运动副和运动简图授课形式讲授课时1班级10综（3）教学目的掌握常用的运动副类型教学重点低副和高副教学难点运动副的区分和实践认识辅助手段教学模型课外作业课后体会 通过教学学生掌握了运动副的概念和特点比较一、运动副使两物体直接接触而又能产生一定相对运动的联接，称为运动副。
根据运动副中两构接触形式不同，运动副可分为低副和高副。
1.低副：低副是指两构件之间作面接触的运动副。
按两构件的相对运动情况，可分为： （1）转动副：两构件在接触处只允许作相对转动。
由滑块与导槽组成的运动副。
（2）移动副：两构件在接触处只允许作相对移动。
由滑块与导槽组成的运动副。
（3）螺旋副：两构件在接触处只允许作—定关系的转动和移动的复合运动。
丝杠与螺母组成的运动副。
2.高副：高副是两构件之间作点或线接触的运动副。
二、自由度—个作空间运动的构件具有六个独立的运动，即沿X 、Y 、Z 轴的移动和绕 X 、Y 、Z 轴的转动，构件的这种独立的运动称为构件的自由度。
一个作平面运动的自由构件，可以产生三个独立运动，即沿X 、Y 、Z 轴的移动及绕A 点（极点）的转动，所以具有三个自由度。
当两个作平面运动的构件组成运动副之后，由于受到约束，相应的自由度也随之减少。
转动副约束了沿 X 、Y轴向移动的自由度，保留了—个转动的自由度。
移动副约束了沿一轴方向的移动和在平面内两个转动自由度，保留了沿另—轴方向移动的自由度。
高副则只约束了沿接触处公法线方向移动的自由度，保留了绕接触处的转动和沿接触处共切线方向移动的两个自由度。
所以在平面机构中，每个低副引入两个约束，使构件失去两个自由度。
每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度。
三、平面机构的运动简图 绘制平面机构运动简图的目的绘制平面机构运动简图的目的在于：撇开与机构运动无关的外部形态，把握机构运动性质的内在联系，揭示(a)转动副 (b) 移动副 (c) 螺旋副 (a) (b) (c)机构的运动规律和特性。
机械基础电子教案——构件、运动副与平面机构
机械基础电子教案6.1 构件、运动副与平面机构【课程名称】构件、运动副与平面机构【教学目标与要求】一．知识目标了解运动副类型、构件和运动简图。
二．能力目的1．能够判断低副和高副的不同，区分构件和零件。
2．能读懂机构运动简图。
三．素质目标了解运动副的作用，读懂机构运动简图，了解机构的传动过程。
四．教学要求熟悉低副和高副的结构，了解构件和零件的不同，能读懂机构运动简图。
【教学重点】低副和高副的结构特点，机构运动简图。
【难点分析】机构运动简图的表示法。
【教学方法】讲授为主，配合教具课件演示，最后归纳总结。
【学生分析】从机械零件的静止运动转变到常用机构的教学内容，是一个由静向动的变化过程，要从运动的角度出发来启发学生学习本章的内容就比较容易。
同时要从具体的构件抽象出简图来研究运动特点，这也是要改变学生思路的方式。
在讲课时，一定要把这些特点先告诉学生，以便更快地适应新的教学内容。
【教学安排】2学时（90分钟）【教学过程】一．开始常用机构一章的学习，机构的特点是运动的，所以要从运动的角度出发来研究和分析机构，这样就比较容易理解掌握。
要习惯于机构简图的表示内涵及它表示的构件运动特点。
如书中图6－9、10所示。
机构的种类很多，本书只介绍平面连杆机构，凸轮机构和间歇运动机构，其共同特点是将主动件连续的匀速转动通过机构转化成断续或不均运的各种运动型式，以满足实际工作场合的需求。
二．新课讲授1．首先要和学生共同回忆机构的定义，即构件的组合与构件之间具有相对的运动，如果没有相对的运动，就不成机构。
接着要讲明连杆的含义，即长度与横截面之比值较大才成为杆，杆之间用运动副（如销轴或滑道）连接。
然后再介绍何为平面，即四个杆件的运动都在一个平面内或者在相互平行的平面内才称之为平面连杆机构。
开始讲授时，一定要把基本概念阐述严密完整。
高低运动副的区别在于是面或是点线接触，多举例说明，如板擦与黑板之间是面接触，而粉笔与黑板是点接触；滚动轴承是点线接触的高副连接，滑动轴承的曲面接触的低副连接。
平面机构运动方案设计与拼装 实验报告
平面机构运动方案设计与拼装实验报告一、实验目的1、 加深学生对机构组成原理的认识，进一步理解平面机构的组成及其运动特性。
2、 通过平面机构拼装，训练学生的工程实践动手能力，了解机构在实际安装中可能出现的运动干涉现象及解决的办法。
3、 通过机构运动方案的设计，培养学生的创新意识和综合设计能力。
二、内燃机机构设计及实验组装说明书1、实验所用器材介绍搭接机构是在机架前侧平面上完成的。
本实验配有各种工具、连接用的螺钉、螺帽、垫圈等。
其它主要零部件及其功能请仔细阅读表1。
表1 主要零件及其功能表 标号 名称 图形功能1固定支座销轴 与机架相连，带键槽的为主动销轴。
不带键槽的为从动销轴。
2销轴用于构成转动副或移动副的连接轴3 端螺栓装于轴端头，有台肩的可压紧轴端头，无台肩的可压紧套在轴上的连杆。
4连杆将1、2的圆柱或扁头装于其上图1 机架1机架 xy2立柱3滑块4电动机5皮带传动机架后侧2、实验原理机构组成：曲柄滑块与摇杆滑块组合而成的机构，如图所示。
图：内燃机机构工作特点：当曲柄1座连续转动时，滑块6作往复直线移动，同时摇杆3作往复摆动带动滑块5作往复直线移动。
该机构用于内燃机中，滑块6在压力气体作用下作往复直线运动（故滑块6实际的主动件），带动曲柄1回转并使滑块5往复运动是压力气体通过不同的路径进入滑块6的左、右端并实现排气。
3、实验正确拼装运动副方案根据拟定或由实验中获得的机构运动学尺寸，利用机构运动方案创新设计实验台提供的零件按机构运动的传递顺序进行拼接。
拼接时，首先要分清机构中各构件所占据的运动平面，其目的是避免各运动构件发生运动干涉。
然后，以实验台机架铅垂面为拼接的起始参考面，按预定拼接计划进行拼接。
拼接中应注意各构件的运动平面是平行的，所拼接机构的外伸运动层面数愈少，机构运动愈平稳，为此，建议机构中各构件的运动层面以交错层的排列方式进行拼接。
机构运动方案创新设计实验台提供的运动副的拼接方法请参见以下介绍。
5-1运动副与平面机构
5.1运动副与平面机构【教材版本】教材版本信息：高等教育出版社主编：李世维顾淑群出版时间：202103第1版【教学目标与要求】一、知识目标1.了解运动副及分类；2.了解平面运动副的结构和符；二、能力目的1.能辨认平面机构的运动简图；2.初步具有分析机构运动简图的能力。
三、素质目标能够正确辨别出各种运动副四、教学要求1.掌握运动副的概念和分类；2.熟悉高低副的运动特点；【教学重点】运动副的类型、特点、应用【难点分析】绘制平面机构运动简图。
【教学方法】讲授为主，配合教具课件演示，最后归纳总结。
【学生分析】从机械零件的静止运动转变到常用机构的教学内容，是一个由静向动的变化过程，要从运动的角度出发来启发学生学习本章的内容就比较容易。
同时要从具体的构件抽象出简图来研究运动特点，这也是要改变学生思路的方式。
在讲课时，一定要把这些特点先告诉学生，以便更快地适应新的教学内容。
【教学资源】1.机械基础网络课程。
北京：高等教育出版社，2006。
2.吴联兴主编，机械基础练习册。
北京：高等教育出版社，2006。
3.PPT、视频资料、动画资源【教学安排】1学时五、教学内容一）运动副构件与构件之间既保持直接接触和制约，又保持确定的相对运动的可动连接称为运动副。
运动副分为平面运动副和空间运动副。
两构件在同一平面内所组成的运动副称为平面运动副。
平面运动副包括低副和高副。
1.低副构件之间通过面接触所形成的运动副称为低副，常见的平面低副有转动副和移动副。
低副的接触面一般为平面，承载时压强较小，容易制造和维修，承载能力大，但低副磨损较大，传动效率较低，不能传递较复杂的运动。
（1）转动副（或称为铰链）是指组成运动副的两构件在接触处仅做相对转动的运动副。
转动副通常由圆柱面与圆柱孔组成。
例如，内燃机的活塞与连杆属于转动副。
转动副表示方法是：圆圈表示转动副，直线表示构件，带斜线部分表示固定构件（或机架），三角形通常表示原动件。
图5-8转动副表示方法（2）移动副是指组成运动副的两构件在接触处仅做相对移动的运动副。
机械基础机构运动副与平面机构教案
机械基础机构运动副与平面机构教案一、教学目标1. 理解运动副的概念及其在机械中的作用。
2. 掌握平面机构的分类及其特点。
3. 学会分析平面机构的自由度。
4. 能够运用运动副和平面机构的知识解决实际问题。
二、教学内容1. 运动副的定义及其分类2. 运动副在机械中的作用3. 平面机构的分类及其特点4. 平面机构的自由度分析5. 运动副和平面机构在实际中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：运动副的概念、分类及其作用；平面机构的分类、特点和自由度分析。
2. 教学难点：运动副的配合原理；平面机构的自由度计算。
四、教学方法1. 采用讲授法，讲解运动副和平面机构的基本概念、原理和应用。
2. 利用多媒体演示，直观展示运动副和平面机构的运动过程。
3. 案例分析，让学生通过实际案例理解运动副和平面机构在机械中的作用。
4. 课堂讨论，引导学生主动思考、提问和解决问题。
五、教学过程1. 引入：讲解运动副的概念，引导学生了解运动副在机械中的重要性。
2. 讲解：详细介绍运动副的分类、作用以及配合原理。
3. 过渡：引出平面机构的概念，让学生了解平面机构与运动副的关系。
4. 讲解：讲解平面机构的分类、特点及其在机械中的应用。
5. 重点：详细讲解平面机构的自由度分析方法，引导学生掌握自由度计算。
6. 案例分析：分析实际案例，让学生运用运动副和平面机构的知识解决问题。
7. 课堂讨论：引导学生主动思考、提问和解决问题。
8. 总结：对本节课的内容进行总结，强调运动副和平面机构的重要性。
9. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
10. 课后反思：教师对本节课的教学效果进行反思，为下一步教学做好准备。
六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对运动副和平面机构概念的理解程度。
2. 练习题：布置针对性的练习题，检查学生对运动副配合原理和平面机构自由度计算的掌握情况。
3. 案例分析报告：评估学生在案例分析中的表现，了解其运用运动副和平面机构知识解决实际问题的能力。
平面四杆机构课程教案
《机械基础》教案第10 次课 2 学时授课时间90分钟,教学内容备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）课前教学准备1.白板笔，示教板、用木材自制的两个铰链四杆机构及用Flash制作的相应内容的动画课件、展示台、投影仪一套、教师用机；2.学案（包括教学目标、重点、难点、自学练习题），师生人手一份。
{组织教学1.学生按时进入课室，师生互相问候。
2.检查学生出勤、装束、精神状态情况。
3.宣布本次课题的内容及任务。
教学过程一、复习有关内容1.什么是机构什么是平面机构2.什么是低副低副有哪几种类型-二、导入新课用多媒体播放世界上最大的起重机。
导入语：每一个机器都是由若干个机构或构件所组成，那么视屏中的起重机中那些机构和我们今天所学的知识有联系呢我们带着疑问开始今天的课程！？（5分钟）~（6分钟）电教演示自制课件（打开多媒体课件）"教学内容备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）三、讲授新课一、!一、平面连杆机构1、定义：由若干构件和低副组成的平面机构。
二、铰链四杆机构1、定义：由四个杆件通过铰链（转动副）连接而成的平面四杆机构。
2、结构特征（1）、四个构件（2）、运动副全为转动副￥机架曲柄-整转副3、组成连架杆摇杆-摆转副连杆4、铰链四杆机构的类型。
！（4分钟）（4分钟）-（4分钟）|（5分钟）—铰链四杆机构曲柄摇杆机构…双摇杆机构搅拌机惯性筛机构鹤式起重机（1）、曲柄摇杆机构以曲柄为主动件：回转摆动举例-搅拌机构以摇杆为主动件：摆动回转举例-缝纫机机构（2）、双曲柄机构{○1一般双曲柄机构：等速回转变速回转；举例-惯性筛机构○平行双曲柄机构：转向相同、转速相等（两曲柄长度相等且平行）；举例-机车联动装置○反向双曲柄机构：转向相反、转速不等（两曲柄长度相等但不平行）；举例-车门启闭装置!（5分钟）》（3分钟）（3分钟）(（3分钟）教学内容）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）321D CFE B3521(a)(b)A4（3）、双摇杆机构摆动摆动举例-起重机○1等腰梯形机构（两摇杆长度相等时）举例-汽车转向梯形机构三、、三、曲柄存在的条件1、曲柄存在条件（1）、在铰链四杆机构中，能使被连接的两个构件相对转动360度的转动副为整转副。
第2章平面连杆机构教案（精选5篇）
第2章平面连杆机构教案（精选5篇）第一篇：第2章平面连杆机构教案第2章平面连杆机构平面连杆机构——由若干个构件通过平面低副(转动副和移动副)联接而构成的平面机构，也叫平面低副机构平面连杆机构具有承载能力大、结构简单、制造方便等优点，用它可以实现多种运动规律和运动轨迹，但只能近似地实现所要求的运动。
最简单的平面连杆机构由四个构件组成，简称平面四杆机构。
是组成多杆机构的基础只介绍四杆机构§2-1 平面四杆机构的基本类型及其应用一，铰链四杆机构铰链四杆机构——全部由回转副组成的平面四杆机构，它是平面四杆机构最基本的形态。
如图2-1a所示，铰链四杆机构由机架4、连架杆(与机架相连的 1、3两杆)和连杆(与机架不相联的中间杆2)组成。
如图所示曲柄——能绕机架上的转动副作整周回转的连架杆。
摇杆——只能在某一角度范围(小于360°)内摆动的连架杆。
铰链四杆机构按照连架杆是曲柄还是摇杆分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三种基本型式。
1、曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构——两连架杆中一个是曲柄，一个是摇杆的铰链四杆机构。
当曲柄为原动件时，可将曲柄的连续转动，转变为摇杆的往复摆动。
应用：雷达调整机构2、双曲柄机构两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。
当原动曲柄连续转动时，从动曲柄也作连续转动如图所示在双曲柄机构中，若其相对两杆相互平行如右图所示，则成为或平行四边形机构(平行双曲柄机构)。
如图所示当平行四边形机构的四个铰链中心处于同一条直线上时，将出现运动不确定状态，一般采用相同机构错位排列的方法，来消除这种运动不确定状态。
如图所示应用：在机车车轮联动机构中，则是利用第三个平行曲柄来消除平行四边形机构在这种死点位置的运动不确定性。
3、双摇杆机构两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构应用：飞机起落架通过用移动副取代转动副、变更杆件长度、变更机架和扩大转动副等途径，可以得到铰链四杆机构的其他演化型式二，含一个移动副的四杆机构 1，曲柄滑块机构通过将摇杆改变为滑块，摇杆长度增至无穷大，可得到曲柄滑块机构，如图所示对心曲柄滑块机构与偏置曲柄滑块机构曲柄滑块机构应用于活塞式内燃机2、导杆机构在图所示曲柄滑块机构中，若改取杆1为固定构件，即得导杆机构。
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教学目标：
1掌握运动副的定义及分类
2认识铰链四杆机构的类型。
3掌握铰链四杆机构曲柄存在的条件并能利用条件判断四杆机构的基本类型。
教学重点：
掌握和利用曲柄存在条件判断机构的类型
教学难点：
分析曲柄存在的杆长条件
一、知识点
（一）运动副
1.定义：_________接触的两个构件间的_________连接。
2.分类：_______________、__________________
低副：(1) 定义：两构件通过______与______接触组成的运动副。
(2)分类：_____________、_______________、___________________
（3）特点：容易制造和维修，承受压力小，便于润滑，不宜磨损，效率低。
高副：(1) 定义：两构件以______或______的形式相接触组成的运动副。
(2)分类：_____________、_______________、___________________
（3）特点：制造和维修困难，承受压力大，宜磨损能传递复杂的运动，（二）构件
机构中的构件分为三类：_______________(固定的构件)、___________(按给定的已知运动规律独立运动的构件)_________________(其余活动构件)
（三）铰链四杆机构的组成及基本形式
1.平面连杆机构是由若干__________和_________组成的平面机构。
铰链四杆机构是有四个杆件通过铰链（转动副）连接而成的传动机构，简称四杆机构。
2.铰链四杆机构中各构件名称
机架：机构的固定构件。
连杆：不直接与机架连接的构件。
连架杆：与机架用转动副相连接的构件。
连架杆可分为：
曲柄：能绕机架作整周转动的连架杆。
摇杆：只能绕机架作小于360°的某一角度摆动的连架杆。
在铰链四杆机构中，按两连架杆中曲柄的数目，可将铰链四杆机构分为：_______________、_____________________、__________________
曲柄摇杆机构
两个连架杆中，一个为_________，另一个为_________。
1.以曲柄为主动件：将曲柄的连续转动，转换为摇杆的往复摆动
2.以摇杆为主动件：将摇杆的往复摆动，转换为曲柄的连续转动
双曲柄机构
两个连架杆都为__________的铰链四杆机构。
双曲柄机构分为_______________、_____________________和______________________。
双摇杆机构
两个连架杆都为___________的铰链四杆机构。
(四)铰链四杆机构类型的判定
1.最短杆与最长杆的长度之和小于其它两杆长度之和，
以最短杆为机架，则机构为__________________；
以最短杆为连架杆，则机构为_________________；
以最短杆为连杆，则机构为___________________。
2、最短杆与最长杆的长度之和大于其它两杆长度之和，则机构不可能存在曲柄。
此机构只能为双摇杆机构。
3、思考曲柄存在的条件：
（五）平面四杆机构的运动特性
1.急回特性意义______________________________________________________ ________________________________________________________
定义：从动件在返回行程中的速度大于工作行程的速度的特性
极位夹角：摇杆处于两极限位置时，相应的曲柄位置线所夹的锐角
注意：θ>0,则K>1，机构___________急回特性：
θ=0,则K=1，机构__________急回特性：
2、压力角与传动角
影响：压力角越_______或传动角越_______，对机构的传动越有利：但使转动副中的压力增大，磨损加剧，机构的传动效率_________。
3、死点
产生原因：摇杆处于极限位置，连杆与曲柄共线，摇杆经连杆传递到曲柄上的作用力，刚好通过曲柄的回转中心，无法使曲柄转动
克服死点的措施：
（六）含有一个移动副的四杆机构
1.曲柄滑块机构：将转动副演化成_________副
特点：
2、摇杆滑块机构
3、曲柄摇块机构
4、导杆机构
【达标检测】
一. 填空
1.平面连杆机构由一些刚性构件用____副和____副相互联接而组成。
2. 在铰链四杆机构中，固定不动的杆件称为_______，与固定不动的杆件直接用转动副相连接的杆件称为_______，不与固定不动的杆件直接连接的杆件称为_______，能作整周连续旋转的构件称为_______，只能来回摇摆某一角度的构件称为_______，
3. 图1-1为铰链四杆机构，设杆a最短，杆b最长。
试用符号和式子表明它构成曲柄摇杆机构的条件：.
（1）____________________________。
（2）以_______为机架，则为曲柄摇杆机构。
(3)以_______为机架，则为双曲柄机构。
4. 设图1-1已构成曲柄摇杆机构。
当摇杆CD为主动件，机构处于BC与从动曲柄AB共线的两个极限位置，称为机构的两个_______位置。
5. 铰链四杆机构的三种基本形式是_______机构，_______机构，_______机构。
6. 平面连杆机急回运动特性可用以缩短_______。
从而提高工作效率。
7. 四杆机构中若对杆两两平行且相等，则构成_______机构。
二、选择题
8. 平面铰链四杆机构中各构件以_______相联接。
（a 转动副 b 移动副 c 螺旋副）
9. 铰链四杆机构中，若最长杆与最短杆之和大于其他两杆之和，则机构有_______。
（a 一个曲柄 b 两个曲柄 c两个摇杆）
10. 家用缝纫机踏板机构属于_______。
（a 曲柄摇杆机构 b 双曲柄机构 c 双摇杆机构）
11.曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件时，死点位置为_________
A 曲柄与连杆共线时
B 摇杆与连杆共线时
C 不存在
12.能产生急回运动的平面连杆机构有_________ A 双曲柄机构 B 双摇杆机构 C 曲柄摇杆机构
13题图
三、铰链四杆机构的类型判定
12. 按图1-7回答问题：机构名称是_______，a是_______；b是_______；c是_______；d是_______。
当取c杆为机架时的机构名称是_______。
13.图示为一铰链四杆机构，已知各杆长度：L
AB
=10cm，L
BC
=25cm,L
CD
=20cm,L
AD
=30cm。
当分别固定构件ab、bc、cd、ad机架时，它们各属于哪一类机构？
【课后反思】：。