根据急回特性设计四杆机构的几种情况
第8章
1.已知摇杆的长度CD、摆角φ及行程速比系数K，要求设计次曲柄摇杆机构。
分析：如图所示，C1、C2为摇杆的两个极限位置，∠C1AC2=θ，圆O过A、C1、C2的圆的圆心，由几何知识知，∠C1OC2=2θ，则∠AOC2=∠AOC1=90°－θ。在圆O上任取一点A即满足极位夹角为θ。这时AC1=BC-AB，AC2=BC+AB，推出AB =(AC2-AC1)/2，BC =(AC2+AC1)/2。
设计：（1）先按公式θ=180°×(K-1)/(K+1) 算出极位夹角θ，然后任取一点D，并以此点为定点作等腰三角形如图所示，使两腰之长等于CD，∠C1DC2=φ。
（2）连接CD，作∠AOC2=∠AOC1=90°－θ，C1O 与C2O交点为O。
（3）以O为圆心，以C1O为半径作圆，则曲柄的轴心A在此圆上。(4) 以A圆心，AC1为半径画弧交AC2于E，找出EC2的中点。
(5) 以A为圆心，以EF为半径画圆，即为B所在的圆。
结论：
(1)A点取在圆O上（图上C1C2、FE段除外），即得满足条件的解,且有无穷多解；
(2)A点不可选在FG弧段上，否则机构运动不能连续（两个位置装配模式不同）；
A点愈靠近FG，γmin愈小；
A点选在C1C2弧段上，K太大。
（3）若知l DA长度，则以D为圆心，以L DA为半径画弧与圆O的交点即为A点
（4）若给定曲柄长L AB，可以按如下方法求解：
以M 点（弧C 1C 2的中点）为圆心作过点C 1、C 2的圆M ，然后以C 2为圆心2l AB 为半径作圆与圆M 的交于点E ，延长C 2E 交于O 圆的点即为所求的A 点。 （5）若给定连杆长L BC ，则可以按如下方法求解：
以N 点为圆心作过点C 1 C 2的圆N ，然后以C 2为圆心2L BC 为半径作圆与圆N 的交点为H 点，连接C 2H ，
得与圆O 的交点即为所求的A 点。
2.设计一个铰链四杆机构，如题23图所示。已知摇杆CD 的长度mm l CD 75=，机架AD 的长度
mm l AD 100=，摇杆的一个极限位置与机架之间的夹角045=?, 构件AB 单向匀速转动。试按下列情
况确定构件AB 和BC 的杆长BC AB l l ,，以及摇杆的摆
角ψ。
（1） 程速比系数K=1; （2） 行程速比系数K=1.5;
解：（1）、当行程速比系数K=1时，机构的极
位夹角为 ?=+-?
=01
1
180K K θ 即机构没有急回特性，固定铰链点Ａ应在活动铰链点Ｃ的两个极限位置C 1、C 2的连线上，从而可确定活动铰链点Ｃ的另一个极限位置。选定比例尺，作图，如下图（a ）所示。
直接由图中量取84.701=AC ，76.612=AC ，所以构件AB 的长为
题2图
mm AC AC l AB 54.42
76
.6184.70221=-=-=
构件BC 的长为
mm AC AC l BC 3.662
76
.6184.70221=+=+=
摇杆的摆角?=7ψ
（2）、当行程速比系数K=1.5时，机构的极位夹角为
?=+-?=+-?
=361
5.11
5.118011180K K θ 即机构具有急回特性，过固定铰链点Ａ作一条与已知直线1AC 成?36的直线再与活动铰链点Ｃ的轨迹圆相交，交点就是活动铰链点Ｃ的另一个极限位置。选定比例尺，作图，如下图（b ）所示。
由图（b ）可知，有两个交点，即有两组解。直接由图中量取84.701=AC ，75.252=AC ，
88.1692='
AC 。故有解一：
构件AB 的长为mm AC AC l AB 55.22275
.2584.70221=-=-=
构件BC 的长为mm AC AC l BC 3.482
75
.2584.70221=+=+=
摇杆的摆角?=41ψ 解二：
构件AB 的长为mm AC AC l AB
52.492
84.7088.169212=-=-'
=
构件BC 的长为mm AC AC l BC
36.1202
84.7088.169212=+=+'
=
摇杆的摆角?='107ψ
第9章
标出图中各个凸轮机构在图示位置时的压力角。凸轮为主动件。
解：图中各个凸轮机构在图示位置时的压力角α如图所示。
1.已知Z ，求i1H 解: 由定轴轮系1-2
周转轮系2′-3-4-H 组成
1
22112z z i -==
ωω -=-=114'2'2H
H i i )(3
'24
3z z z z -
=?===
H H
H H i i i '212'
22111ωωωωωω符号？ 注意要表上H 的转向。
n
n
n
?
=0
αααv
v v
n
n
n
n α
题52图
2.
第11章
1.计算题45图所示大减速比减速器的传动比G
A
AG
i ωω=
。 解：15
47
-=-=--=
A B C B C A C
AB z z i ωωωω
因为0=B ω，所以A C ωω62
15
=
171550
16??-=??-=--=
F A
G E C G C A C AG z z z z i ωωωω
将A C ωω62
15
=
代入上式，最后得 67.3306==
G
A
AG i ωω
1
2.写出题46图中1ω，3ω，H ω之间的关系，设已知各个齿轮的齿数。
解： （a ）、1
33113z z i H H
H
-=--=
ωωωω
（b ）、2132213223113)1(''??=??-=--=
z z z z z z z z i H H
H
ωωωω
（c ）、21323113'
??-=--=z z z z i H H
H
ωωωω
第3章
P 14 — P 34 → P 13
P 23 — P 34 → P 24
?
34 ∞
P 12 — P 23 → P 13
P 14 — P 34 → P 13
P 12— P 14 → P 24 P 23 — P 34 → P 24
题2图
第2章
1、已知DE //FG //HI ，DF //EG ，DH //EI 。计算下图所示机构的自由度。若图中含有局部自由度、
V AB 、 V BC 、V CA V A 、 V B 、 V C
V A
V B
V C
V AB
V BC V CA
2
323B B B B V V V +=r B B k B B B t B n B a a a a a 2
323233++=+
P ,b 3
a , d
P ′
ω3
α3
3-12
复合铰链和虚约束等情况时，应具体指出。（10分）
（4）
铰链四杆机构分析
1、若将曲柄摇杆机构中的摇杆固定为机架，则该机构将转化为 A、曲柄摇杆机构 B、双曲柄机构 C、双摇杆机构 D、导杆机构 2、下列机构中有死点位置的是 A、缝纫机 B、剪刀机 C、搅拌机 D、碎石机 3、以下能传递较复杂运动的接触形式为 A、丝杠与开合螺母接触 B、齿轮接触 C、活塞与缸壁接触 D、连杆与活塞接触 4、若曲柄滑块机构存在死点位置，则主动件必为 A、曲柄 B、连杆 C、滑块 D、连架杆 5、杆长不等的铰链四杆机构，以下说法正确的是 A、若最长杆为机架均得双摇杆机构 B、若最短杆的邻杆为机架均为曲柄摇杆机构 C、若最短杆为连杆均为双摇杆机构 D、若最短杆为机架均为双曲柄机构 6、下列具有死点位置的是 A、车门启闭机构 B、剪刀机 C、碎石机 D、曲柄压力机 7、当曲柄摇杆机构中摇杆长度趋于无穷时得到 A、双曲柄机构 B、平行双曲柄机构 C、曲柄滑块机构 D、双摇杆机构 8、铰链四杆机构中，机构类型存在的根本区别是 A、机架 B、连杆 C、连架杆 D、曲柄 9、当四杆机构处于死点位置时机构的压力角为 A、0° B、90° C、180° D、无法确定 10、汽车前轮的转向机构属于 A、曲柄摇杆机构 B、双曲柄机构 C、双摇杆机构 D、曲柄滑块机构 11、关于缝纫机踏板机构说法正确的是 A、属于双摇杆机构 B、没有急回特性 C、没有死点位置 D、属于双曲柄机构 12、曲柄摇杆机构有死点位置时，作从动件的是 A、曲柄 B、连杆 C、摇杆 D、任一活动杆件 13、铰链四杆机构的类型取决于有无 A、机架 B、连杆 C、曲柄 D、连架杆 14、铰链四杆机构具有急回特性的根本原因在于 A、θ> 0 B、k > 1 C、往返速度不等 D、转速不一致 15、将双曲柄机构中机架的邻杆固定将会得到 A、双曲柄机构 B、双摇杆机构 C、曲柄摇杆机构 D、都有可能 16、在双摇杆机构中，最短杆与最长杆之和大于其余两杆之和 A、一定 B、不一定 C、一定不 D、都不准确 17、在曲柄摇杆机构中，最短的构件的对杆是
平面四杆机构的基础知识
平面四杆机构的基础知识 曲柄 杆长条件：最短杆与最长杆这和小于其他两杆长度之和 最短杆为机架时----双曲柄 最短杆为连架杆-----曲柄摇杆机构 最短杆为连杆-------双摇杆机构 行程速比系数=180+A/180-A A位极位夹角 K值越大，机构的急回特性越显著。 曲柄与机架共线时曲柄摇杆机构中传动角最小 压力角和传动角 存在曲柄的必要条件：满足感长条件最短杆为机架或连架杆死点压力角=90度 存在死点的条件是 尖顶实际轮廓=理论轮廓 滚子互为法向等距曲线 基圆：中心到理论轮廓的最小距离 压力角：从动件受力方向与速度方向的夹角 压力角越小越好 基圆半径越小，压力角越大 凸轮机构中等速运动规律（刚性冲击） 等加速运动等减速运动（柔性冲击） 余弦加速运动（柔性冲击） 凸轮轮廓曲线设计：1、基圆 2、偏心圆
3、做偏心圆的切线 4、在切线自基圆量取从动件的位移量 看压力角的标注从动件受力方向与速度方向的夹角 斜齿轮正确啮合的条件、模数压力角螺旋角匹配标准参数取在法面上几何尺寸计算在端面 渐开线齿轮切制分为仿形法和展成法 齿形系数YFa只与齿数有关与修正系数P89 小齿轮的弯曲应力大于大齿轮的弯曲应力 大齿轮的弯曲强度大于小齿轮的弯曲强度 一对齿轮的接触应力是相等的(作用力与反作用力），小齿轮的分度圆直径和中心距决定齿面接触疲劳强度 不发生跟切得最少齿数p81
渐开线曲率半径（渐开线离基圆越近，曲率半径越小，渐开线月弯曲 渐开线离基圆越近，压力角越小 轮齿折断一般发生在齿根 疲劳点蚀首先出现在节线附近的齿根面上（闭式软齿面齿轮传动中）齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式 齿面胶合出现在高速重仔的闭式齿轮传动中 齿面塑性变形出现在低速重载或濒繁起动的软齿面齿轮传动中 斜齿轮弯曲强度计算应按当量齿数查修正系数和齿形系数 分度圆和节圆半径在标准圆柱齿轮中相等 啮合角就是齿轮在节圆处的压力角 避免因装配误差使齿轮产生轴向错位导致实际齿宽减小
四杆机构的工作特性
课题铰链四杆机构的工作特性课型新授 授课日期授课 时数 总课 时数 教具 使用 课件 教学 目标 掌握铰链四杆机构的工作特性 教学重点和难点重点：掌握铰链四杆机构的工作特性难点：急回特性、死点 学情分析通过生动具体的实物教学，并结合课件教学，让学生适应教学，掌握和领会所学知识内容。 板 书设计一、急回特性和行程速比系数 二、死点 三、铰链四杆机构的演化 教学后记
第1页 课前小结:1、铰链四杆机构的分类 2、曲柄存在的条件 新授： 一、急回特性和行程速比系数 曲柄摇杯机构中，当曲柄A B沿顺时针方向以等角速度 转过φ1时，摇杆CD自左极限位置C1D摆至右极位置C2D，设所需时间为 t1，C点的明朗瞪为 V1；而当曲柄AB再继续转过φ2时，摇杆CD自C2D摆回至C1D，设所需的时间为 t2，C点的平均速度为 V2。由于φ1＞φ2，所以 t1＞t2 ,V2＞Vl。由此说明：曲柄AB虽作等速转动，而摇杆CD空回行程的平均速度却大于工作行程的平均速度， 这种性质称为机构的急回特性。 摇杆CD的两个极限位置间的夹角ψ称为摇 秆的最大摆角，主动曲柄在摇杆处于两个极限位 置时所夹的锐角θ称为极位夹角。 在某些机械中(如牛头刨床、插床或惯性筛 等)，常利用机械的急回特性来缩短空回行程的时 间，以提高生产率。 行程速比系数K：从动件空回行程平均速度V2与从动件工作行程平均速度V1的比值。K值的大小反映了机构的急回特性，K值愈大，回程速度愈快。 K＝V2／V1 ＝(C2C1／t2) ／ (C1C2／t1) ＝（180°十θ）／ (180°一θ) 由上式可知，K与θ有关，当θ＝0时，K＝1，说明 该机构无急回特性；当θ＞0时，K＞l，则机构具有急回 特性。 二、死点 以摇杆作为主动件的曲柄摇杆机构。在从动曲柄与连 杆共线的两个位置时，出现了机构的传动角γ＝0，压力 角α＝90°的情况。此时连杆对从动曲柄的作用力恰好通过其回转中心不能推动曲柄转动，机构的这种位置称为死点。机构在死点位置时由于偶然外力的影响，也可能使曲柄转向不定。
铰链四杆机构的基本性质
《铰链四杆机构的基本性质》教案 铰链四杆机构的基本性质学科机械基础第七章第3节课题铰链四杆机构的基本性质授课时数 2 授课日期授课班级机电一体化教学目标与要 求1．通过分析曲柄摇杆机构的运动，使学生理解急回特性和死点位置的形成原因2．掌握行程速比系数K的含义及计算3．明确死点位置的含义教学重点和难 点重点：机构急回特性形成分析难点：急回特性形成分析死点位置的理解授课方法：（教具、挂图和多媒体）演示、讲授，再演示，再归纳讲授教具：曲柄摇杆机构教具、挂图和多媒体等执行后摘记 1．通过教具、挂图和多媒体演示，绝大数学生能较好掌握机构的急回特性性和死点位置2．在死点位置的理解上，主要是死点的克服问题，部分同学理解较慢，课后还需加强辅导教学内容、过程及教时分配第一节课一、提问：（两个同学）4分钟二、对上节课重点内容再次总结：（要求学生牢固掌握）3分钟三、导入新课：2分钟四、讲授新 课：36分钟 1.分析曲柄摇杆机构的运动：（5分钟） 2.归 纳：（7分钟） 3.急回特性形成原因：（10分钟） 4.提问：（2分钟） 5.归 纳：（3分钟） 6.行程速比系数K：（9分钟） 第二节课一、演示———发现死点位置5分钟二、死点位置产生的原因分析：（分析过程并提问）10分钟三、对死点位置的理解要点：22分钟四、内容小结：6分钟五、作业布置：2分钟复习旧课并导入新课提问并总结[提问]：1．什么是曲柄摇杆机构什么是双曲柄机构什么是双摇杆机构？2．判断下个铰链四杆机构的类型？[总结]：铰链四杆机构曲柄存在的条件是两点：a．连架杆与机架中必有一个是最短杆b．最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆之和如有曲柄存在，再根据最短杆与机架之间的关系，具体确定曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构。导入新课铰链四杆机构三种基本形式中，曲柄摇杆机构是最基本的。这节课将通过分析曲柄摇杆机构的运动进一步研究铰链四杆机构的基本性质。讲授新课第二节平面连杆机构一．急回特性和行程速比系数（板书）1、分析曲柄摇杆机构的运动：（板书）（反复演示曲柄摇杆机构的运动，注意当曲柄作主动件时，摇杆往复摆动的状况。）[提问]：从演示中，你发现
平面四杆机构的基本类型及其演化
第三讲 课题：§3-1 平面四杆机构的基本类型及其演化 教学目的：理解平面四杆机构的各种类型及其应用。 教学重点:铰链四杆机构类型及其演化，理解曲柄存在条件。 教学难点：导杆机构 教学方法：课堂演示、多媒体 教学互动：每个知识点后提问或讨论。 教学安排： §3-1 平面四杆机构的基本类型及其演化 复习旧课：机构组成，运动副，运动简图等。 平面连杆机构是常用的低副机构，其中以由四个构件组成的四杆机构应用最广泛，而且是组成多杆机构的基础。因此本章着重讨论四杆机构的基本类型、性质及常用设计方法。 一、四杆机构的类型 1．曲柄摇杆机构 两连架杆一为曲柄，一为摇杆。 功能：将等速转动转换为变速摆动或将摆动转换为连续转动。 应用：雷达天线机构、缝纫机踏板机构。 2．双曲柄机构 两连架杆都为曲柄 功能：将等速转动转换为等速同向、不等速同向、不等速反向转动。 应用：惯性筛机构 若两曲柄的长度相等，连杆与机架的长度也相等，则该机构称为平行双曲柄机构。如铲斗机构
还有反平行四边形机构，例：公共汽车车门启闭机构。3．双摇杆机构 两连架杆都为摇杆 功能：一种摆动转换为另一种摆动。 应用：鹤式起重机、飞机起落架 二、铰链四杆机构的曲柄存在条件 证明： 结论：铰链四杆机构存在一个曲柄的条件是： 1．最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。2．曲柄为最短杆。 铰链四杆机构存在曲柄的条件是： 1．最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。2．机架或连架杆为最短杆。 三、四杆机构类型判别 否Lmax+Lmin≤L′+L″是 不可能有曲柄可能有曲柄 最短杆对边最短杆 最短杆邻边 双摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构 四、铰链四杆机构的演化 1．曲柄滑块机构 2．偏心轮机构 3．导杆机构 ①摆动导杆机构（牛头刨床）
铰链四杆机构基本性质完美教案 (公开课)
《机械基础》铰链四杆机构的基本性质 教案 学院： 专业： 班级： 姓名： 学号： 电话： 年月
第二节《铰链四杆机构的基本性质》 教案
一、复习有关内容（6分钟）： 1.铰链四杆机构有三种基本形式，即曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 2.曲柄：与机架用转动副相连并能绕着该转动副作连续整周旋转运动的构件。 2.摇杆：与机架用转动副相连并能绕着该转动副作往复摆动的构件。 3.曲柄摇杆机构：一连架杆为曲柄、另一连架杆为摇杆的铰链四杆机构，其中曲柄作连续整周旋转运动，摇杆在一定范围内作往复摆动。 4.双曲柄机构：两连架杆都为曲柄的铰链四杆机构，其中两曲柄都作连续整周旋转运动。 5.双摇杆机构：两连架杆都为摇杆的铰链四杆机构，其中两摇杆都在一定范围内作往复摆动。 二、导入新课（4分钟）： 通过曲柄摇杆机构的动画模拟其两共线位置，设疑提问，引导学生思考曲柄的存在必须满足一定的条件（设置悬念）。 三、讲授新课（33分钟）： （一）曲柄存在的条件： 1.已知：AB=a，BC=b，CD=c，AD=d,如图5-17所示，进行详细分析。 2.第一次共线时：AC1D构成一个三角形，有两边之和大于第三边。 即：b－a+c＞d a+d＜b+c； b－a+d＞c a+c＜b+d. 3.第二次共线时：AC2D构成一个三角形，有两边之和大于第三边。 即：a+b＜c+d. 4、考虑到两次共线正好四杆都重合成一直线，有： （1）a+d≤b+c；
（2）a+c ≤b+d ； （3）a+b ≤c+d. 5.分析思考以上三式得出结论： （1） a 是最短杆； （2） b 、c 、d 中有一杆为最长杆； （3） 三式中必然有一式是：最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和。 6.得出推论，即曲柄存在的条件是： ①连架杆与机架中必有一个是最短杆。 ②最短杆与最长杆的长度之和不大于其余两杆的长度之和。 7. 根据曲柄存在的条件，可以推论出铰链四件机构的三种基本类型的判别方法： 若满足最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和，则： 最短杆为连架杆→ 构成曲柄摇杆机构 最短杆为机架→ 构成双曲柄机构 最短杆为连杆→ 构成双摇杆机构 （二）急回特性 1. 定义：曲柄摇杆机构中，曲柄作等速转动，而摇杆摆动时空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度（即V2＞V1），这种性质称为机构的急回特性。 根据上图中曲柄摇杆机构中，曲柄AB 为等角速度w 顺时针回转，自AB1 回转到AB2即转过角度Ψ1时，摇杆CD 自CD1摆动到C2Ｄ，摆动角度为Ψ，设C 点的平均线速度为V 1，所需时间为t1；当曲柄AB 继续由AB2回转到AB1，转过角度Ψ2时，CD 自CD2摆回到C1D ，摆角仍为Ψ，设C 点的平均线速度为V2，时间为t2,由图不难看出，Ψ1>Ψ2、所以t1> t2,即V 2>V1; 通常摇杆C1D 摆动到C2D 的过程被用作机构中从动件的行程，而C2D 到C1D 作为空回行程，以使空回行程时间缩短，有利于提高生产率。 12 V V K = 2 1t t =122121t C C t C C =θ θ-?+?= 180180
平面连杆机构及其设计(参考答案)
一、填空题： 1．平面连杆机构是由一些刚性构件用低副连接组成的。 2．由四个构件通过低副联接而成的机构成为四杆机构。 3．在铰链四杆机构中，运动副全部是转动副。 4．在铰链四杆机构中，能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。 5．在铰链四杆机构中，只能摆动的连架杆称为摇杆。 6．在铰链四杆机构中，与连架杆相连的构件称为连杆。 7．某些平面连杆机构具有急回特性。从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。 8．对心曲柄滑快机构无急回特性。9．偏置曲柄滑快机构有急回特性。 10．对于原动件作匀速定轴转动，从动件相对机架作往复运动的连杆机构，是否有急回特性，取决于机构的极位夹角是否大于零。 11．机构处于死点时，其传动角等于０。12．机构的压力角越小对传动越有利。 13．曲柄滑快机构，当取滑块为原动件时，可能有死点。 14．机构处在死点时，其压力角等于９０o。 15．平面连杆机构，至少需要４个构件。 二、判断题： 1．平面连杆机构中，至少有一个连杆。（√） 2．平面连杆机构中，最少需要三个构件。（×） 3．平面连杆机构可利用急回特性，缩短非生产时间，提高生产率。（√） 4．平面连杆机构中，极位夹角θ越大，K值越大，急回运动的性质也越显著。（√） 5．有死点的机构不能产生运动。（×） 6．机构的压力角越大，传力越费劲，传动效率越低。（√） 7．曲柄摇杆机构中，曲柄为最短杆。（√） 8．双曲柄机构中，曲柄一定是最短杆。（×） 9．平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性，使机构通过死点位置。（√） 10．平面连杆机构中，压力角的余角称为传动角。（√） 11．机构运转时，压力角是变化的。（√） 三、选择题： 1．铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和 A 其他两杆之和。 A <=； B >=； C > 。 2．铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和，而充分条件是取 A 为机架。 A 最短杆或最短杆相邻边； B 最长杆； C 最短杆的对边。3．铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以 B 为机架时，有两
图解法设计平面四杆机构
图解法设计平面四杆机构 3.4.1按连杆位置设计四杆机构 1.给定连杆的三个位置 给定连杆的三个位置设计四杆机构时，往往是已知连杆B C的长度L B C和连杆的三个位置B1C1和B2C2和B3C3时，怎样设计四杆机构呐图解过程。 ：：1：：：：2：： 2.给定连杆的两个位置 给定连杆的两个位置B1C1和B2C2时与给定连杆的三个位置相似，设计四杆机构图解过程如下。 ①选定长度比例尺绘出连杆的两个位置B1C1、B2C2。 ②连接B1B2、C1C2，分别作线段B1B2和C1C2的垂直平分线B12和C12，分别在B12和C12上任意取A，D两点，A，D两点即是两个连架杆的固定铰链中心。连接A B1、C1D、B1C1、 A D，A B1C1D即为所求的四杆机构。 ③测量A B1、C1D、A D计算l A B、L C D L A D的长度, 由于A点可任意选取，所以有无穷解。在实际设计中可根据其他辅助条件，例如限制最小传动角或者A、D的安装位置来确定铰链A、D的安装位置。 例设计一振实造型机的反转机构，要求反转台8位于位置Ⅰ（实线位置）时，在砂箱7内填砂造型振实，反转台8反转至位置Ⅱ（虚线线位置）时起模，已知连杆B C长和两个位置B1C1、B2C2.。要求固定铰链中心A、D在同一水平线上并且A D=B C。自己可以试着在纸上按比例作出图形，再求出各杆长度。若想对答案请点击例题祥解 3.4.2 按行程速度变化系数设计四杆机构 1.设计曲柄摇杆机构 按行程速度变化系数K设计曲柄摇杆机构往往是已知曲柄机构摇杆L3的长度及摇杆摆角ψ和速度变化系数K。怎样用作图法设计曲柄摇杆机构？ 2.设计曲柄摆动导杆机构
平面四杆机构特点及应用
教材分析： 本课题选自李世维主编、高等教育出版社出版的中等职业教育国家规划教材《机械基础》（机械类）第6章“常用机构”中“§6-1 平面连杆机构”的内容。本节课内容主要介绍的铰链四杆机构的实际应用及特点。 学情分析： 中职生文化基础差、学习能力较弱、学习的主动性不强，这是一个不争的事实，也是一个普遍的现实问题，但他们对新事物有较强的好奇心，善于联想，从这一现状出发，教学中应以调动学生学习积极性为出发点，以生活中的实例为教学模型，扩散思维，归纳总结来组织教学，让学生在发现问题，解释问题的思索中提高对本课程的学习兴趣，不断积累专业知识，并能活学活用，理论联系实践。 教学目标： 1. 知识目标 （1）掌握铰链四杆机构的特点和应用实例； （2）了解铰链四杆机构的急回特性及应用实例； （3）掌握铰链四杆机构的死点位置及应用实例。 2. 能力目标 培养学生理论联系实际的能力，从生活中，从身边去挖掘教学模型，学以致用。 3. 情感目标 培养学生口头表达能力，如何去欣赏别人的优点，如何去肯定别人，从而培养团队意识，合作意识。 教学重点：1．铰链四杆机构的急回特性
2．铰链四杆机构的死点位置。 教学难点：极位夹角和摆角的画法。 课时安排：2课时 教学手段：利用多媒体辅助教学 教学方法：情景教学、启发引导、讲练结合 学法指导：教法与学法室相辅相成的，教法直接影响学生对知识点掌握和能力的提高，而学法指导是学生智力发展目标得以实现的重要途径。 教学过程： （一）新课导入教学模型实物展示，多媒体展示汽车雨刮器动画，雷达天线俯仰机构动画，引出新课 （二）新课讲授： 一、铰链四杆机构的应用 1、曲柄摇杆机构 两连架杆中一为曲柄、一为摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构，如图所示，曲柄AB为主动件，并作等速运动。从动摇杆CD将在弧C1C2范围内作变速往复摆动，C1、C2两个位置是摇杆摇摆的两个极限位置。 （1）曲柄摇杆机构能将曲柄的整周回转运动转换成摇杆的往复摆动。 曲柄主动，摇杆从动。如剪刀机、筛砂机、搅拌机以及碎石机等，都可以连续的工作。 （2）曲柄摇杆机构，除可将曲柄的整周回转运动转换成摇杆的往复摆动外，也可以使摇杆的摆动转换成曲柄的整周回转运动。
铰链四杆机构试题参考答案上课讲义
铰链四杆机构试题参 考答案
一、填空题 1．平面连杆机构中的运动副均是低副，因此平面连杆机构是低副机构。 2．构件间用四个转动副相连的平面四杆机构，称为平面铰链四杆机构。 3．铰链四杆机构中曲柄存在的条件是：连架杆与机架中必有一个是最短杆和最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和,两条件必须同时满足。4．连杆与机架的长度相等、两个曲柄的长度相等且转向相同的双曲柄机构,称为平行四边形机构。 5．曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。 6．若导杆机构机架长度l1与曲柄长度l2的关系为l1 5．偏心轮机构的工作原理与曲柄滑块机构的工作原理相同。(√ ) 6．当机构的极位夹角θ=00时，机构无急回特性。 (√ ) 7．极位夹角口愈大，机构的急回特性愈不明显。 (× ) 8．偏心轮机构不存在死点位置。 (√ ) 9．曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构，它们都具有产生“死点”位置和急回运动特性的可能。（×） 10．铰链四杆机构各杆的长度分别为a=175mm,b：150mm，c。135mm， d=190mm，分别以不同杆件作为机架，该机构一定能构成三种基本类型的铰链四杆机构。 (√ ) 11.在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。(×) 12.曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。(√) 三、选择题 1．平面连杆机构的急回特性系数K( A )。 A．>1 B．<1 C．=1 D．=0 2．铰链四杆机构中，不与机架相连的构件称为( B )。 A．曲柄 B．连杆 C．连架杆 D．摇杆 3．曲柄摇杆机构( D )。 A．不能用于连续工作的摆动装置 B．连杆作整周回转，摇杆作往复摆动 C．续转动变成往复摆动 D．可将往复摆动变成连续转动4．下列机构中具有急回特性的是( A )。 A．曲柄摇杆机构 B．双曲柄机构 C．双摇杆机构 D．对心曲柄滑块机构5．曲柄摇杆机构中曲柄的长度( B )。 课题：平面连杆机构应用及特点 教材分析： 本课题选自世维主编、高等教育出版的中等职业教育国家规划教材《机械基础》（机械类）第6章“常用机构”中“§6-1 平面连杆机构”的容。本节课容主要介绍的铰链四杆机构的实际应用及特点。 学情分析： 中职生文化基础差、学习能力较弱、学习的主动性不强，这是一个不争的事实，也是一个普遍的现实问题，但他们对新事物有较强的好奇心，善于联想，从这一现状出发，教学中应以调动学生学习积极性为出发点，以生活中的实例为教学模型，扩散思维，归纳总结来组织教学，让学生在发现问题，解释问题的思索中提高对本课程的学习兴趣，不断积累专业知识，并能活学活用，理论联系实践。教学目标： 1. 知识目标 （1）掌握铰链四杆机构的特点和应用实例； （2）了解铰链四杆机构的急回特性及应用实例； （3）掌握铰链四杆机构的死点位置及应用实例。 2. 能力目标 培养学生理论联系实际的能力，从生活中，从身边去挖掘教学模型，学以致用。 3. 情感目标 培养学生口头表达能力，如何去欣赏别人的优点，如何去肯定别人，从而培养团队意识，合作意识。 教学重点：1．铰链四杆机构的急回特性 2．铰链四杆机构的死点位置。 教学难点：极位夹角和摆角的画法。 课时安排：2课时 教学手段：利用多媒体辅助教学 教学方法：情景教学、启发引导、讲练结合 学法指导：教法与学法室相辅相成的，教法直接影响学生对知识点掌握和能力的提高，而学法指导是学生智力发展目标得以实现的重要途径。 教学过程： （一）新课导入教学模型实物展示，多媒体展示汽车雨刮器动画，雷达天线俯仰机构动画，引出新课 （二）新课讲授： 一、铰链四杆机构的应用 1、曲柄摇杆机构 两连架杆中一为曲柄、一为摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构，如图所示，曲柄AB为主动件，并作等速运动。从动摇杆CD将在弧C1C2围作变速往复摆动，C1、C2两个位置是摇杆摇摆的两个极限位置。 《平面四杆机构的基本特性》说课稿 机电工程系刘楠楠 一、教材的地位与作用 《机械设计基础》是机械设计制造及其自动化专业近机类专业的一门主要专业课。本课程主要介绍一般机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，同时扼要的介绍与本课程有关的国家标准和规范。在教学过程中综合运用先修课程中有关的知识与技能。本课程在培养学生的机械综合和设计能力及创新能力所需的知识结构中，占有十分重要的地位，为学生的日后工作打下良好的基础。 本节课是选自机械工业出版社出版的《机械设计基础》第十一章第二节的内容。主要介绍平面四杆机构的基本特性——运动特性及传力特性。它即是上节平面四杆机构概述知识点的进一步强化，又为即将学习的平面四杆机构设计的奠定理论基础，是这一章中具有承上启下作用的一节。把平面四杆机构的基本特性讲清讲透，有助于开发和培养学生综合分析、运用机械的能力。 二、教材的处理 这节课教材上的内容包括：平面四杆机构中曲柄存在的条件、平面四杆机构的运动特性及传力特性三方面的内容。为了使课程内容更具连贯性，使学生的思路更顺畅，进一步发挥其分析问题的能力，我们把第一个内容调整到上节课中讲授完毕。即：上次课学习的《概述》中，包括四杆机构的基本形式、四杆机构的演化两方面的内容。我们在学习完四杆机构的基本形式后，设问：以上学习的三种基本类型是根据什么进行分类的？怎样分类的？四杆机构具备曲柄的条件什么？直接引入到曲柄存在得条件（教材上第二节课的内容）。 本节课的内容就调整为两项：平面四杆机构的运动特性和传力特性。 三、教学目标的确定 根据本节课的教学内容和教学大纲的要求，结合学生现有的知识水平和他们的学习特点及认知能力，确定本节课得教学目标： 知识目标：使学生理解并掌握行程速度变化系数K、急回特性、极位夹角、传动角、压力角、死点位置等概念， 能力目标：通过讲、练结合，使学生能够运用所学致用，能熟练通过作图确定和求出四杆机构的极限位置、极位夹角、最小传动角（最大压力角）和死点位置。 情感目标：进一步培养学生的专业兴趣，引导和发觉其勤于思考、善于思考的能力，逐步养成做事一丝不苟、精益求精的良好习惯，为以后的工作打下良好的基础。 四、教学重点和难点的确定 《机械设计基础》这门课中的知识都是与生活、生产中的实际有着密切联系的。特别是平面四杆机构这部分知识，在生活中有很多应用（比如牛头刨床的主体运动机构、缝纫机的踏板机构、机车车轮的联动机构等）。因此，理解并掌握四杆机构的运动特性及传力特性，是至关重要的。在掌握的这些基本特性的同时，能够熟练的确定四杆机构是否有急回特性、最小压力角（最大传动角）的位置在哪，何时会出现死点位置，这些对指导实际的生产具有现实得指导意义。 因此确定去定本节课的重点为：四杆机构的运动特性和传力特性的基本概念的理解。难点为：四杆机构基本特性的的应用。 课时授课计划 第5次课 【教学课题】：§3-4 平面四杆机构的工作特性 【教学目的】：掌握平面四杆机构的基本特性，基本术语。【教学重点及处理方法】：平面四杆机构的基本特性，基本术 语。 处理方法：结合图详细讲解。 【教学难点及处理方法】：基本术语及含义。 处理方法：比较讲解。 【教学方法】: 讲授法 【教具】：三角板 【时间分配】：引入新课5min 新课80 min 小结、作业5min 第五次课 【提示启发引出新课】 在设计平面四杆机构时，通常需要考虑其工作特性，因为这些特性不仅能影响机构的运动性质和传力情况，而且还是一些机构的主要设计依据。 【新课内容】 §3-4平面四杆机构的几个工作特性 一、急回特性和行程速比系数 1、急回特性：在工程中，要求从动件在工作时的速度慢些，在空行程时速度快些，以缩短非工作时间，提高生产率。 当AB 由AB 1转至AB 2 ，摇杆CD 由C 1D 转至C 2D ，设所需时间t 1,则C 的平均速度为1211t c c V = ，当AB 继续由AB 2转至AB 1 ， 摇杆CD 由C 2D 转至C 1D ，设所需时间t 2,则C 的平均速度为 2212t c c V = ，由于θ?θ?-=>+=020*******，则2121v v t t <>，则。该机构具有急回特性。 2、行程速比系数 机构的急回程度用k 表示，设 k 为行程速比系数。 根据以上分析可得 由以上知，连杆机构有无急回特性取决于极位夹角θ。θ越大，k 越大,急回程度越大；θ=0，k=1,机构无急回特性。因此，k 表示急回运动的特性。 在设计具有急回特性的机构时，通常给定k ，求出极位夹角θ。于是有 01801 1?+-=k k θ。 二、压力角、传动角 实际使用的机构，不仅要求实现预期的运动，而且要求传动时轻便省力、效率高等良好的传力性能。因此，要对机构的传力情况进行分 析。 * 。 《机械基础》 铰链四杆机构的基本性质 教案 ' 、 学院： 专业： 班级： 姓名： 学号： { 电话： ' 年月 第二节《铰链四杆机构的基本性质》 教案 · 教学过程： 一、复习有关内容（6分钟）： 1.铰链四杆机构有三种基本形式，即曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 2.曲柄：与机架用转动副相连并能绕着该转动副作连续整周旋转运动的构件。 2.摇杆：与机架用转动副相连并能绕着该转动副作往复摆动的构件。 3.、 4.曲柄摇杆机构：一连架杆为曲柄、另一连架杆为摇杆的铰链四杆机构，其中曲柄作连续整周旋转运动，摇杆在一定范围内作往复摆动。 5.双曲柄机构：两连架杆都为曲柄的铰链四杆机构，其中两曲柄都作连续整周旋转运动。 6.双摇杆机构：两连架杆都为摇杆的铰链四杆机构，其中两摇杆都在一定范围内作往复摆动。 二、导入新课（4分钟）： 通过曲柄摇杆机构的动画模拟其两共线位置，设疑提问，引导学生思考曲柄的存在必须 满足一定的条件（设置悬念）。 ; 三、讲授新课（33分钟）： （一）曲柄存在的条件： 1.已知：AB=a，BC=b，CD=c，AD=d,如图5-17所示，进行详细分析。 2.第一次共线时：AC1D构成一个三角形，有两边之和大于第三边。 ) 即：b－a+c＞d a+d＜b+c； b－a+d＞c a+c＜b+d. 3.第二次共线时：AC2D构成一个三角形，有两边之和大于第三边。 【 即：a+b＜c+d. 4、考虑到两次共线正好四杆都重合成一直线，有： （1）a+d≤b+c； （2）a+c≤b+d； （3）a+b≤c+d. 】 5.分析思考以上三式得出结论： （1）a是最短杆； （2）b、c、d中有一杆为最长杆； （3）三式中必然有一式是：最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和。 《 6.得出推论，即曲柄存在的条件是： ①连架杆与机架中必有一个是最短杆。 ②最短杆与最长杆的长度之和不大于其余两杆的长度之和。 7. 根据曲柄存在的条件，可以推论出铰链四件机构的三种基本类型的判别方法： ~ 若满足最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和，则： 最短杆为连架杆→构成曲柄摇杆机构 最短杆为机架→构成双曲柄机构 最短杆为连杆→构成双摇杆机构 | （二）急回特性 1. 定义：曲柄摇杆机构中，曲柄作等速转动，而摇杆摆动时空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度（即V2＞V1），这种性质称为机构的急回特性。 根据上图中曲柄摇杆机构中，曲柄AB为等角速度w顺时针回转，自AB1 回转到AB2即转过角度Ψ1时，摇杆CD自CD1摆动到C2Ｄ，摆动角度为Ψ，设C点的平均线速度为V 1，所需时间为t1；当曲柄AB继续由AB2回转到AB1，转过角度Ψ2时，CD自CD2摆回到C1D，摆角仍为Ψ，设C点的平均线速度为V2，时间为t2,由图不难看出，Ψ1>Ψ2、所以t1> t2,即 平面四杆机构教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 《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. 3.什么是低副低副有哪几种类型 4. 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、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 双曲柄机构 双摇杆机构 搅拌机 惯性筛机构 鹤式起重机 铰链四杆机构的基本性质说课稿 我说课的题目是： 铰链四杆机构的基本性质， 这是《机械基础》课程中的一部分内容，《机械基础》这门课是机电专业学生的一门必修课它为本专业学生学习专业课程提供了基础理论，所以在授课中要准确地把握它在各学科中承上启下的纽带作用，以及对生产实践的指导作用。今天说课的内容是这门课程的重点之一，现从教材分析、教法设计、学法指导以及教学过程四个方面分别进行阐述。 首先来看教学分析，它共有 4个部分： 一、教学分析 1、教材的地位和作用 今天所讲的内容属于第四版《机械基础》中第七章的第3节。整个第七章讲的是平面连杆机构，它作为常用机构中应用最广的一类为学习其他机构提供了分析方法，也是学生今后使用、改造各类机械的理论基础。 而该章的第3节“铰链四杆机构的基本性质”一共阐述了三大问题：急回特性、死点 位置和曲柄存在的条件。本次说课中只对急回特性和死点位置两个问题进行讲解，这一部分内容含概的知识点多，理论性较强，是前两节内容的深化和提升，又是后面学习铰链四杆机构演化的基础和铺垫，并对生产实践起着重要指导意义。所以这部分内容是第七章乃至整本书的重点。 2、学情分析 要想讲好一堂课，不仅要备教材，还要备学生，只有对授课对象也就是学生的知识结 构、心理特征进行分析、掌握，才能制定出切合实际的教学目标和教学重点。在学习本节内容之前，学生已经掌握了曲柄摇杆机构的组成，以及曲柄或摇杆为主动件的运动关系，而且也有一定的力学知识，所以学生已经具备了探究本节内容的理论基础，但是缺乏实践经验和对各学科知识的综合运用能力，并且相当一部分学生缺乏自信心，又正处于叛逆心理较重的青春期。基于学生的这些特点结合教材内容，首先要营造平等、宽松的教学氛围，设法激发起学生的学习兴趣，并结合授课内容多给出几组实例，把理论性较强的课本知识 形象化、生动化，引导学生探究学习并把各科知识进行融会贯通。 3、教学目标 知识目标 3.4 图解法设计平面四杆机构 3.4.1按连杆位置设计四杆机构 1.给定连杆的三个位置 给定连杆的三个位置设计四杆机构时，往往是已知连杆B C的长度L B C和连杆的三个位置B1C1和B2C2和B3C3时，怎样设计四杆机构呐？图解过程。 ：：1：： 2.给定连杆的两个位置 给定连杆的两个位置B1C1和B2C2时与给定连杆的三个位置相似，设计四杆机构图解过程如下。 ①选定长度比例尺绘出连杆的两个位置B1C1、B2C2。 ②连接B1B2、C1C2，分别作线段B1B2和C1C2的垂直平分线B12和C12，分别在B12和C12上任意取A，D两点，A，D两点即是两个连架杆的固定铰链中心。连接A B1、C1D、B1C1、A D，A B1C1D即为所求的四杆机构。 ③测量A B1、C1D、A D计算l A B、L C D L A D的长度, 由于A点可任意选取，所以有无穷解。在实际设计中可根据其他辅助条件，例如限制最小传动角或者A、D的安装位置来确定铰链A、D的安装位置。 例设计一振实造型机的反转机构，要求反转台8位于位置Ⅰ（实线位置）时，在砂箱7内填砂造型振实，反转台8反转至位置Ⅱ（虚线线位置）时起模，已知连杆B C长0.5m和两个位置B1C1、B2C2.。要求固定铰链中心A、D在同一水平线上并且A D=B C。自己可以试着在纸上按比例作出图形，再求出各杆长度。若想对答案请点击例题祥解 3.4.2 按行程速度变化系数设计四杆机构 1.设计曲柄摇杆机构 按行程速度变化系数K设计曲柄摇杆机构往往是已知曲柄机构摇杆L3的长度及摇杆摆角ψ和速度变化系数K。怎样用作图法设计曲柄摇杆机构？ 2.设计曲柄摆动导杆机构 已知机架长度l4和速度变化系数K，设计曲柄导杆机构。 ①求出极位夹角 ②根据导杆摆角ψ等于曲柄极位夹角θ，任选一点C后可找出导杆两极限C m、C n。 ③作∠M C N的角评分线，取C A＝，得到A点，过A点作C m和C n的垂线B1和B2两点， A B1（或A B2）即为曲柄。测量A B1。求出曲柄长度。 例设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块行程H=88m m，偏心距e=44m m，速度变化系数K=1.4。 自己可以试着在纸上按比例作出图形，再求出各杆长度。 平面四杆机构的工作特性 【教学目的】：掌握平面四杆机构的基本特性，基本术语。 【教学重点及处理方法】：平面四杆机构的基本特性，基本术语。 处理方法：结合图详细讲解。 【教学难点及处理方法】：基本术语及含义。 处理方法：比较讲解。 【教学方法】:讲授法 【教具】：三角板 【时间分配】：引入新课5min 新课80min 小结、作业5min 第五次课 【提示启发引出新课】 在设计平面四杆机构时，通常需要考虑其工作特性，因为这些特性不仅能影响机构的运动性质和传力情况，而且还是一些机构的主要设计依据。 【新课内容】 §3-4平面四杆机构的几个工作特性 1提高生产率。 当AB 由AB 1转至AB 2，摇杆CD 由C 1D 转至C 2D ，设所需时间t 1,则C 的平均速度为，当AB 继续由 AB 2转至AB 1，摇杆CD 由C 2D 转至C 1D ，设所需时间t 2,则C 的平均速度为 ，由于 1 211t c c V =2 2 12t c c V = ，则。该机构具有 急回特性。 2、行程速比系数 机构的急回程度用k 表示，设 k 为行程速比系数。 根据以上分析可得 由以上知，连杆机构有无急回特性取决于极位夹角 。越大，k 越大,急回程度越大；=0，k=1,机构 无急回特性。因此，k 表示急回运动的特性。 在设计具有急回特性的机构时，通常给定k ，求出极位夹角。于是有。 二、压力角、传动角 实际使用的机构，不仅要求实现预期的运动，而且要求传动时轻便省力、效率高等良好的传力性能。 θ ?θ?-=>+=02011801802121v v t t <>，则度 从动件工作行程平均速度 从动件空回行程平均速== 12v v k θθ??++= ====0021211 2 122 112180180t t t C C t C C v v k θθθθ01801 1?+-=k k θ16平面四杆机构特点及应用
平面四杆机构的基本特性
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铰链四杆机构基本性质完美教案-(公开课)
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铰链四杆机构的基本性质说课稿
(完整版)图解法设计平面四杆机构
四杆机构的工作特性