_ 机械基础__学科电子教案48
班 级 课 题 学时 备 注（修
改）
§7－2 铰链四杆机构的演化 6/6
教
学
内
容 本学时
教学
内容 熟悉铰链四杆机构的演化形式、特点及应用
教
学
目
标 知识目标 掌握链传动的工作原理
会传动比的计算
1.具备良好的道德品质、职业素养、竞争和创新意识。
2.具有良好的人际交往、团队协作能力及健康的心理。
3.具有通过多种途径获取信息、学习新知识的能力。
能力目标
情感目标
教
学
重
点
难
点 教学重点 铰链四杆机构的演化形式及应用。
教学难点 铰链四杆机构的特点及应用。
教学
辅助 教具
多媒体
学科资源 课件、模型
教学过程（师生活动、教法、学法） 备 注
第一学时：
安全教育：
讲评作业：
复习上讲内容：
课题引入：通过改变铰链四杆机构中构件的形状、长度或不同的构件作为机架等方法可以得到不同的机构，以达到所需的运动形式。
讲授新课：§7－2 铰链四杆机构的演化
一、曲柄滑块机构
具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构，由曲柄摇杆机构演化而来的。
由图分析，CD长度变为无穷大时，C点则变为滑块，则机构就演变为图的曲柄滑块机构。
当曲柄AB为主动件时，滑块移动的距离为曲柄长度r的两倍。如取滑块C为主动件时，会存在从动件曲柄与连杆共线的两个死点位置，需采取措施。
应用：内燃机中的曲柄滑块机构。
第二学时：
二、导杆机构
连架杆中至少有一个构件为导杆的平面四杆机构称为导杆机构。由曲柄滑块机构中固定件的位置演化而成。
导杆为机构中与另一运动构件组成移动副的构件。
在曲柄滑块机构中，如将杆1改为固定件时，其曲柄滑块机构演化为导杆机构。
在导杆机构中，一般取杆2为主动件。
导杆机构分转动导杆机构与摆动导杆机构两种。
当机架1的长度1l小于杆2的长度2l时，即1l＜2l，主动杆2与从动件（导杆）4均可作整周回转，即为转动导杆机构。
当1l＞2l时，主动件作整周回转时，从动件只能作往复摆动，即为摆动导杆机构。
第三章 平面连杆机构及其设计
3-1 如图所示，设已知四杆机构各构件的长度 a =240 mm；b =600 mm；c =400 mm；d=500mm。试回答下列问题：⑴当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？⑵若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构？如何获得？
3-2 图示为一偏置曲柄滑块机构，试求杆LAB为曲柄的条件。若偏距e=0，则杆LAB为曲柄的条件又如何？另外，在图示机构中，若设LAB为曲柄，试问当以杆LAB为机架时，此机构为何种机构？
3-3 在图示机构中，各杆的长度为L1 =28mm;L2 =54mm;L3 =50mm;L4 =72mm（该图比例尺为：μL=L1 / AB =28/14=0.002m/mm）。⑴试问该机构为何种机构？⑵当取杆1为机架时，将演化为何种机构？⑶当取杆3为机架时，又将演化为何种机构？⑷请用作图法在给定的图上画出该机构的极位夹角θ、杆3的最大摆角ψmax、最小传动角γmin和求出行程速比系数K。
3-4 偏置曲柄滑块机构如图所示，请在图上画出当曲柄为主动件时的最小传动角γmin和最大传动角γmax所在的位置以及极位夹角θ所在的位置。
3-5 正弦机构和导杆机构如图所示，请在图上标出当曲柄为主动时的图示位置的传动角γ和压力角α。并说明传动角γ和压力角α是否随位置变化。
3-6 试设计一曲柄摇杆机构，已知行程速比系数 K=1.2；摇杆长 LCD=300 mm其最大摆角ψmax=35o ;曲柄长LAB=80mm。求连杆长LBC，并验算最小传动角γmin是否在允许的范围内。
3-7 试设计一曲柄滑块机构，已知滑块的行程速比系数K=1.5；滑块的冲程H=40mm；偏距e=15mm。求曲柄长LAB及连杆长LBC，并求其最大压力角αmax=？
《机械设计基础》课程作业 工业设计2011级，2013年
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机械设计基础课程作业
作业提交日期 2013 年 4 月8 日 得 分 评阅人
作业章节及名称
评分要点
（章节学习要求）
作 者 姓 名 学 号
产品属性 名 称 弹簧伸缩玩具
用 途 娱乐
功 能 娱乐
使用方法 手动
设计产品采用的软件
名称 Solidworks
产品三维模型图
所概念 机构类型名称 平面连杆机构 《机械设计基础》课程作业 工业设计2011级，2013年
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用机构的属性 设计
机构运动简图
机构参数设计计算 L1=60mm；L2=120mm;
机构特性分析（包括运动和传力性能分析） 没有急回运动，原动件AB以w等速转动
当AB与BC两次共线时，输出件CD处于两极限位置
极位夹角θ：当摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄
位置线所夹的锐角
平面四杆机构具有急回特性的条件：
（1）原动件作等速整周转动；
（2）输出件作往复运动；
（3）θ不等于0
没有死点；曲柄摇杆机构中取摇杆为主动件时，当曲柄与连杆共线时，连杆对从动件曲柄的作用力通过转动中心A，传动角为零，力矩为零，称为死点位置。
最小传动角：
铰链四杆机构中，原动件为AB当δ为锐角时，y=δ以曲柄为原动件的曲柄摇杆机构，当曲柄和机架处于两共线位置之一时，出现最小传动角。最小传动脚小于40度，符合要求。
详细
设计 机构的零部件结构设计 《机械设计基础》课程作业 工业设计2011级，2013年
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提交设计作业文件 (1) 设计产品所用软件的文件格式，即源文件；
(2) 产品三维模型图及其动画文件（avi 文件格式，要求透视出所用机构原型）；
(3) 设计文档，按产品设计文档要求填写设计内容（.doc 文件格式）。
平面连杆机构及其设计
一、填空题
1．满足曲柄存在的铰链四杆机构，取与最短杆相邻的杆为机架时，为 机构，取最短杆为机架时，为 机构。
2．在 条件下，曲柄滑块机构具有急回运动。
3．在曲柄摇杆机构，当 与 两次共线位置时出现最小传动角。
4．机构的压力角是指 ，压力角越大，则机构 。
5．平面连杆机构是有若干个刚性构件通过 连接而成的机构。
6．机构处于死点位置时，其传动角为 ，压力角为 。
7．铰链四杆机构中，固定不动的构件称为 ，与机架相连的构件称为 ，不与机架相连的构件称为 。
8．铰链四杆机构分为 、 、 三种类型
9．将铰链四杆机构中一杆件转化为块，铰链四杆机构演化成四种含一个移动副的四杆机构，分别是 、 、 、 。
10．四杆机构有一个曲柄存在的充分必要条件是最短杆与最长杆的长度之和_ __其他两杆长度之和，且______。
11．在铰链四杆机构中，当最短杆和最长杆长度之和大于其它两杆长度之和时，只能获
得 机构。
12．在摆动导杆机构中，导杆摆角＝30°，其行程速比系数K的值为 。
13．在四杆机构中，能实现急回运动的机构有 ； ； 。
二、选择题
1．曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，___________死点位置。
A．不存在 B．曲柄与连杆共线时为 C．摇杆与连杆共线时为
2．为保证四杆机构良好的机械性能，___________不应小于最小许用值。
A．压力角 B．传动角 C．极位夹角
3．平面四杆机构无急回特性时_______，行程速比系数 _______。
A．压力角α=0 B．k＜1 C．极位夹角θ=0 D．k＞1
