曲柄摇杆机构PPT课件

曲柄图
A轴
B轴
一、“曲柄摇杆”机构的运
动
① 齿轮箱的动ห้องสมุดไป่ตู้输出轴A,连接着曲柄。
② 在曲柄连接脚（摇杆）的位置上也有一条 平行于A轴线的轴B（螺丝钉）。
③轴B，通过曲柄和动力轴A连接在一起。
④在该机构中, 一条动力轴A；和一条输出轴 B,它们成立在两条互相平行的轴线上，有 曲柄连接。
⑤其中,一条轴能以另一条轴为中心进行旋转. 这样,中心轴、圆盘和输出轴组成了曲柄机 构。
步行机器人中的“曲柄摇杆”机构
机器人的动力源（交流）
认识“曲柄摇杆”机构组成
• 1 曲柄： 连接马达输出轴与机器人运动轴 的连接部件。
• 2 摇杆:在曲柄带动下，某部件能做往返摆 动动作，这个部件叫做摇杆。
• 以上两者组合为“曲柄摇杆”机构 • 3 连杆：在“曲柄摇杆”机构的动作中，
能带动其它部件连动的部件

内容
项目
曲柄转动位置 （角度）变化
摇杆摆动位置 （角度）变化
曲柄、摇杆 动作时间
工作行程
空回行程
结论
摇杆平均速度
；.
15
★
复习提 创设情境 探索研究 演练反馈 总结提炼 课后延伸 回主
页
四、教学过程
项 第目 四 内容 步
曲柄转动位 置
（角度）变 化
摇杆摆动位 置
（角度）变 化
曲柄、摇杆
φ 1 > φ动2作时间
匀速转动
摇杆平均速 度
工作行程 空回行程
B1→B2
B1→B2
(φ1=180° (φ1=180°
+θ )
+θ )
C1→C2(ψ C2→C1(ψ
)
)
t1=φ1∕ω= t2=φ2∕ω=
（180°+θ） （180°-θ）
∕ω
∕ω
v1=ψ∕t1
v2=ψ∕t2
t 1＞t 2 ψ 1 =ψ 2
推出急回特性的原因
结论
问题二、第一次共线时：构成一个三角形为
，利用三角形两边
之和大于第三边来推导有两边之和大于第三边。
问题三、第二次共线时：构成一个三角形为
，利用三角形两
边之和大于第三边来推导有两边之和大于第三边。
问题四、考虑到两次共线正好四杆都重合成一直线，则有：
问题五、分析思考以上三式两两等式相加得出结论：
；.
7
复习提 创设情境 探索研究 演练反馈 总结提炼 课后延伸 回主
新课导入
观看图片
设定任务 刨刀的切削加工过程和返回过程速度是否一致？
学生思考
请学生说出牛 头刨床横向进 给机构的运动 特点。

3、气缸体磨损的检修
1、气缸体变形的检修——测平面度
1、气缸体变形的检修——测平面度 最大翘曲变形0.05mm
55mm＋0.01m ＝55.010mm
55.5mm＋0.45mm＝55.950mm
3、气缸体磨损的检修——计算圆柱度、圆度
想一想？ 测量发动机气缸的磨
损量我们用千分尺能做到 吗？不能做到我们要用 什么方法才能做到呢？
（2）实物认知பைடு நூலகம்
气缸垫
气缸盖
气缸体
油道和水道 曲轴箱
气缸
油底壳
、活塞连杆组： （1）组成 由活塞、活塞环、活塞销和连杆 （2）实物认知
气环
油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓
连杆轴瓦 连杆盖
、曲轴飞轮组：曲轴、飞轮等
皮带轮
正时齿轮
飞轮
起动爪
曲轴
主轴瓦
飞轮螺栓
（二）功用：
作功冲程： 将燃料燃烧时产生的热能 转变为活塞往复运动的机 械能，再转变为曲轴旋转 运动而对外输出动力
4）干式缸套和湿式缸套汽缸套.MPG
名称
特点
干缸套
外壁不直接与冷却水接触。
1） 2） 3）
湿缸套
外壁直接与冷却水接触。
1） 2） 3） 4）
示意图
性能 如何？
4）干缸套和湿缸套汽缸套.MPG
名称
特点
干缸套
外壁不直接与冷却水接触。
1）壁厚较薄（1mm～ 3mm）； 2） 与刚体承孔过盈配合；
3） 不易漏水漏气。
由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。
气缸盖 气缸体
气缸垫 油道和水道
曲轴箱
气缸
油底壳
1、 气缸体汽缸体.MPG （1）结构： 气缸体和上曲轴箱常铸成一体。 气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴 箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋， 冷却水套和润滑油道等。

2
连杆运动
连杆转动或往复运动是机构的中间输出运动。
3
输出运动
摇杆的运动是机构的输出运动。
曲柄摇杆机构的应用领域
内燃机
曲柄摇杆机构在内燃机中将 活塞运动转化为旋转运动。
发电机
曲柄摇杆机构用于将旋转运 动转化为电能。
机械臂
曲柄摇杆机构可用于机械臂 的运动控制，实现多种任务。
曲柄摇杆机构的优点
1 简单可靠
曲柄
曲柄是一种将旋转运动转换为 往复运动的零件。
连杆
连杆连接着曲柄和摇杆，将曲 柄的旋转运动传递给摇杆。
摇杆
摇杆是通过连杆接受曲柄的运 动，并将其转化为特定的输出 运动。
曲柄摇杆机构的工作原理
曲柄摇杆机构基于连杆的运动学原理，通过曲柄的旋转，将输入运动转化为更有用的输出运动。
1
输入运动
曲柄的旋转是机构的输入运动。
机构的分类
机构可以根据其结构和功能分类，例如齿轮机构、曲柄机构、摆线机构等。
曲柄摇杆机构的概述
1 简介
曲柄摇杆机构是一种常见的机械连杆机构。它由曲柄、连杆和摇杆组成。
2 工作原理
当曲柄被转动时，连杆和摇杆也会产生相应的运动。
3 应用范例
曲柄摇杆机构广泛应用于内燃机、发电机、机械手臂等领域。
曲柄摇杆机构的组成部分
确保曲柄摇杆机构能够承受预期的力和压力。 保证机构在工作过程中的稳定性和精度。 选择适当的摩擦材料和润滑方式，减少磨损和 能量损耗。 优化曲柄和连杆的设计，以实现平滑的运动。
《曲柄摇杆机构》PPT课 件
探索曲柄摇杆机构的奥秘。了解机构定义、曲柄摇杆机构的概述、组成部分、 工作原理、应机构？
机构是由零件组成的系统，能完成特定功能或任务。

应用：
要求机构在工作 时，连杆BC上悬 挂重物的吊钩滑 轮中心点E的轨 迹近似为一水平 直线。以避免被 吊运的重物作不 必要的上下起伏， 引起附加动载荷。
鹤式起重机
连杆
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CHENLI
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（4）综合功能
上连杆 O3
下连杆
O1
D1 上剪刀 D2 下剪刀
O4 O2
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CHENLI
鹤式起重机汽车前轮转向机构12平面四杆机构的演化121转动副转化成移动副对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构122取不同构件为机架可以证明低副运动链中取不同构件为机架各构件间的相对运动关系不变整周转动副双摇杆机构03600360360双曲柄机构0360036003600360自卸汽车卸料机构定块机构124扩大转动副的尺寸偏心轮机构曲柄摇块机构123变换构件形态牛头刨床21平面连杆机构的运动特性22平面连杆机构的传力特性22平面连杆机构的工作特性21平面连杆机构的运动特性211转动副为整转副的条件在铰链四杆机构中如果某个转动副能成为整转副则它所连接的两个构件中必有一个为最短杆且四个构件的长度满足杆长之和条件最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和
1
A
4
C
3
D
C
3 2
B
1
A
4
D
B
2
C3
1
A
4
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B
2
1
A4
C
3
8
B
2
C3
1
A
4
偏置曲柄滑块机构
B
1
2 C3
A
4
对心曲柄滑块机构

思 考
题
x
40 15 30
即25≤x≤40
综上分析可知，连杆的长度范围是25mm≤x≤55mm
2、曲柄摇杆机构中，若连杆长度减小，则摇杆摆
角将会如何变化？若曲柄长度减小，则摇杆摆角又 将会怎样变化？
解：连杆长度减小，摇杆摆角不变
曲柄长度减小，摇杆摆角变小
谢谢光临
习
40
30
（3）双摇杆机构
（4）双摇杆机构
二、判断题： 1、铰链四杆机构中的最短杆就是曲柄。 （ × ） 2、以最短杆为机架的对边一定是双摇杆机构。 （ √ ） 3、铰链四杆机构各杆的长度分别为175、150、135、190，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。 （ √ ） 三、选择题： 1、铰链四杆机构的最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆之 和时，机构（ B ） A、不存在机架 B、不存在曲柄 C、不存在连杆 D、不存在摇杆 2、四杆机构中，若最短杆为机架，则该机构可能是（ D ） A、曲柄摇杆 B、双摇杆 C、双曲柄 D、B或C 3、搅拌机中曲柄一定是（ A ） A、最短杆 B、最长杆 C、中间杆 D、不一定 4、杆长不等的铰链四杆机构，下列叙述正确的是（ B ） A、凡是以最短杆为机架的，均是双曲柄机构 B、凡是以最短杆为连杆的，均是双摇杆机构 C、凡是以最短杆相邻杆为机架的，均是双曲柄机构 D、凡是以最长杆为机架的，均是双摇杆机构
第五章 平面连杆机构
5.1平面四杆机构的类型及应用
复 习 提 问
平 面 四 杆 机 构
曲柄摇杆机构 铰链四杆机构 双曲柄机构 (全转动副) 双摇杆机构 曲柄滑块机构 铰链四杆机 曲柄导杆机构 构的演化 (含有移动副) 曲柄摇块机构 移动导杆机构

机构的传动比
3
机构的传动比是曲柄与摇杆的角速度之比。
机构的动态响应
机构的固有频率
01
机构的固有频率是机构振动的关键参数之一。
机构的阻尼比
02

机构的阻尼比是机构阻尼与临界阻尼之比。
机构的稳定性
03
机构的稳定性是机构在受到外力作用时保持稳定的能力。
05
曲柄摇杆机构的优化设计
机构的尺寸优化
总结词
通过调整机构中各零部件的尺寸参数，以 实现机构整体结构紧凑、运动平稳、受力 均衡、刚度高等目标。
84曲柄摇杆机构
目录
• 曲柄摇杆机构概述 • 曲柄摇杆机构的基本结构 • 曲柄摇杆机构的运动学分析 • 曲柄摇杆机构的动力学分析 • 曲柄摇杆机构的优化设计 • 曲柄摇杆机构的实例分析
01
曲柄摇杆机构概述
定义与特点
定义：曲柄摇杆机构是一种具有曲柄和 摇杆的平面连杆机构，由曲柄、连杆和 摇杆组成。
04
曲柄摇杆机构的动力学分析
机构的受力分析
曲柄受到的力
曲柄受到旋转惯性力、外部施加的扭矩和摩擦力的作用。
摇杆受到的力
摇杆受到摆动惯性力、外部施加的扭矩和摩擦力的作用。
连杆受到的力
连杆受到拉伸、压缩和弯曲等作用力。
机构的运动分析
1 2
曲柄的角速度
曲柄的角速度是机构运动的关键参数之一。
摇杆的摆角
摇杆的摆角是机构运动的关键参数之一。
摇杆的摆动
定义
摇杆的摆动指的是摇杆在固定点附近以一定角度摆动的 运动。
描述
在曲柄摇杆机构中，当曲柄匀速转动时，通过连杆和摇 杆的连接，摇杆会产生摆动。这种摆动可以用来推动物 体或改变物体的位置。

2、活塞的选配要求有哪些？
1）活塞环的弹力检验 2）活塞环的漏光度检验 3）活塞环“三隙”的检验 端隙0.1----0.6mm 侧隙0.03---0.075mm 背隙0---0.35mm
5、连杆的检修 （1）连杆裂纹检修 （2）连杆大头内孔磨损检修：圆度和 圆柱度误差不大于0.025mm。 （3）连杆螺栓的检修 （4）连杆变形的检验： 弯曲、扭曲，用连杆校正仪进行。
3、飞轮的检修 （1）飞轮齿圈的检修：断齿或齿端耗损 严重，超过30℅或连续损坏4齿，应更换。 （2）飞轮工作平面的修整 飞轮工作平面的有严重烧蚀或磨损沟槽 深弃超过0.5mm,平面度误差为大于 0.2mm,飞轮厚度极限减薄量1mm。应更 换。
（3）飞轮螺栓孔的检修
小结： 作业： 1、曲轴的检修要求是什么？ 2、曲轴轴承的选配要求有哪些？修理 方法是什么？ 3、飞轮的检修方法是什么？
曲轴飞轮组的组成：曲轴、飞轮、扭转 减振器、皮带轮、正时齿轮等。 一、曲轴 曲轴的组成：
结构： 曲轴轴颈 平衡重 连杆轴颈 前端轴 后端轴
曲柄
曲拐
曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。
三、曲轴飞轮给的检修 曲轴的损伤：轴颈磨损、弯扭变形和裂 纹 1、曲轴的检修 （1）裂纹的检修：磁力探伤和染色法， 修复：细小裂纹可用磨削法。 （2）曲轴弯曲的检修：用百分表在V型 架上检测，用冷压校正和敲击校正。 （3）曲轴扭曲变形的检修：用百分表在 V型架上检测。用冷压校正和敲击校正。
3、连杆衬套的修配 (1)连杆衬套的更换：过 盈量0.1—0.2mm
4、活塞环的选配 （1）活塞环的损伤 磨损、弹性减弱和折断等。 （2）活塞环的选配 与气缸、活塞的修理尺寸一致，具有 规定的弹力，以保证气缸的密封性； 环漏光度、端隙、侧隙、和背隙应符 合原厂规定。

实现机器人的步态控制
步态：指机器人在行走过程中， 其腿部或足部运动的方式和规律。
曲柄摇杆机构通过控制连杆的长 度和角度，可以调节机器人的步 长、步频以及步态，从而实现机
器人的稳定行走。
曲柄摇杆机构能够模拟人类行走 的步态，使机器人行走更加自然、
平稳。
提高机器人的稳定性和灵活性
01
02
稳定性：指机器人在行走过程中保持平衡的能 力。
人机交互与协同
结合人机交互技术，使步行机器人 能够更好地适应人类的生活和工作 需求，实现人机协同作业。
THANKS
求。
轻量化设计
在保证性能的前提下，通过优化 设计降低曲柄摇杆机构的重量， 提高步行机器人的机动性和能量
效率。
结合其他机构实现更复杂的运动功能
多种机构组合
结合曲柄摇杆机构与其他机构 （如履带机构、轮式机构等）， 实现步行机器人在不同地形和环
境下的稳定行走和运动。
运动规划和控制
通过先进的运动规划和控制算法， 实现步行机器人的连续、平滑、协 调运动，提高其适应性和机动性。
02
曲柄通常固定在旋转轴上，通过 连杆与摇杆连接，当曲柄旋转时 ，连杆带动摇杆往复摆动，从而 实现特定的运动轨迹。
曲柄摇杆机构的工作原理
当曲柄旋转时，连杆会沿着曲柄的圆 周轨迹运动，同时连杆的另一端会沿 着摇杆的圆弧轨迹运动，从而使得摇 杆在一定范围内往复摆动。
通过调整曲柄与连杆、连杆与摇杆之 间的连接方式和相对位置，可以改变 摇杆的运动轨迹和幅度，以满足不同 应用的需求。
曲柄摇杆机构通过合理的结构设计，可以有效 地减小机器人在行走过程中的振动和摇晃，提
高其稳定性。
03
灵活性：指机器人适应不同环境、地形和任务的能 力。

构件只有杆件，运动副只 有转动副。
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选#
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p t
连连 杆杆
2
机机 架架 1
3 连连架架 杆杆
4
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选#
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机架：90
连架杆：100、120
连杆：60
精<
选#
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p
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机架：65
连架杆：80、100
连杆：50
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机架：45
连架杆：60、90
连杆：85
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思考：什么样的铰链四杆机
构才能构成曲柄摇杆机构？
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曲柄摇杆机构的条件是：
曲柄必须是四杆机构中最短的杆
曲柄越短，则摇杆的摆角越小。
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观察以下3个机构各自的特点
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能做整周运动的连架杆

曲柄
不能做整周运动的连架杆
摇杆
精<
选#
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曲柄摇杆机构
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双曲柄机构
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