导杆机构.

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曲柄(导杆)滑块机构设计分析正文.

目录1 引言1．1 选题的依据及意义·························································································（1）1．2 国内外研究概况及发展趋势··········································································（2）1．3 论文主要工作·······························································································（3）2 曲柄（导杆）滑块机构简介····································································（4）3 曲柄（导杆）滑块机构的运动学分析3．1 曲柄导杆滑块机构的运动分析······································································（5）3．1．1 机构装配的条件····················································································（6）3．1．2 建立数学模型·························································································（6）3．1．3 计算机辅助分析及其程序设计······························································（9）3. 2曲柄滑块机构的运动分析3．2．1 机构装配的条件·····················································································（25）3．2．2 建立数学模型·······················································································（25）3．2．3 计算机辅助分析及其程序设计·····························································（27）4 曲柄（导杆）滑块机构实验台装置设计4. 1 实验台结构·································································································（40）4.2 实验台硬件操作说明···················································································（41）4.3 用SolidWorks 2006实现实验台的立体图形················································（42）总结·········································································································（46）参考文献·········································································································（47）致谢·········································································································（48）1 引言1．1 选题的依据及意义1．曲柄（导杆）滑块机构定义曲柄滑块机构是铰链四杆机构的演化形式,由若干刚性构件用低副(回转副、移动副)联接而成的一种机构。

四杆机构设计

9.铰链四杆机构中，_____角越大，对机构的传动越有利。
22
10.死点是指不计摩擦时机构所处的特殊位置，可借助_____或采用_____的方法使机构能顺利通过死点位置而正常运转。
三、选择题
1.下面
不是平面连杆机构的优点。
A. 运动副是面接触，故压强小、耐磨损；
B. 运动副制造简单，容易获得较高的制造精度；
答案 20
二、填空题
1.平面连杆机构是构件用______连接而成的机构，当平面四杆机构的运动副都是______ ，则称为铰链四杆机构。 2.铰链四杆机构的三种基本形式是____、 ____和 ___ 。它们是按照______来确定的。 3.铰链四杆机构中，固定不动的杆称为_ ___ ，不与机架直接连接的杆称为____ ，用转动副与机架连接的杆称为_____。 4.机构处于死点位置时，其传动角等于__，压力角等于___。
11
3. 死点：当机构出现传动角 0时，其压力角α=90o，作往复运动的原动件通过连杆作用于从动曲柄上的力恰好通过从动件的转动副中心，致使从动件不能转动，机构的这种位置，称为死点位置。在曲柄摇杆机构或曲柄滑块机构中，若以摇杆或滑块为主动件，则曲柄与连杆共线的位置，就是死点位置。
注意：死点、自锁与机构自由度小于等于零的区别。自由度小于等于零，表明机构中各构件间不可作相对运动；死点是指不计摩擦时机构所处的特殊位置，可
12
借助惯性或采用机构错位排列的方法，使机构能顺利通过死点位置而正常运转；而自锁是指机构在考虑摩擦的情况下，当驱动力的作用方向满足一定的几何条件时，虽然机构的自由度大于零，但机构仍无法运动的现象。 4. 平面四杆机构的作图法：用作图法设计四杆机构是根据设计要求及各铰链之间相对运动的几何关系通过作图来确定四个铰链的位置。

机械基础(高职高专)第一章--常用机构

B2 C3
1 A
自用盘编号JJ321002
例题
2 1
复
7 3
56 4
局
F＝3n－2PL－PH ＝3 7－2 9 －1
＝2
F＝3n－2PL－PH ＝36－2 8－ 1
＝1
8
9
例题
6
7
5
局
8
4
3
2 1
第二节平面连杆机构
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。
解决方法：计算时应将构件3及其引入的约束去掉来计算
同理，也可将构件4当作虚约束，将构件 4及其引入的约束去掉来计算，效果完全一样
3
C(C2,C3)
2B
1
D
A 4
F＝3n－2PL－PH ＝3 3－2 －4 0 ＝1
平行四边形机构
b、两构件某两点之间的距离在运动中保持不变时
在这两个例子中，加与不加红色构件MN效果完全一样，为虚约束
＝1
＝2
＝1
F=3n-2PL-PH
=32-23 -0 =0
三个构件通过三个转动副相连, 相当于一个构件。
4.机构(运动链)具有确定相对运动的条件
有一个机架自由度大于零（F>0）原动件数 =自由度数
（通常，原动件为含低副构件且与机架相连, 只有一个自由度。）
●
5.注意事项
（1）复合铰链 —计算在内要正确计算运动副数目
平面运动的一个转动副或一个移动副引入两个约束，保留一个自由度。
一个平面高副引入一个约束，保留两个自由度。综上所述，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。

导杆机构应用(精)

摆动导杆机构应用
２．摆动导杆机构应用实例２）摆动导杆机构在牛头刨床上的应用
摆动导杆机构应用
小结
１．摆动导杆机构
１）结构组成２）工作原理２．摆动导杆机构应用实例１）摆动导杆机构在插床上的应用
２）摆动导杆机构在牛头刨床上的应用
摆动导杆机构应用
作业
填空题
标出图示牛头刨床机构的导杆为Ａ．构件ＡＤＢ．构件ＢＣ。Ｃ．构件ＤＥ
２）工作原理
曲柄作定轴匀速转动，带动滑套（滑块）转动并摆动，滑套（滑块）套在导杆上，使导杆往复来回摆动。
滑套
导杆
摆动导杆机构应用
２．摆动导杆机构应用实例１）摆动导杆机构在插床上的应用工作原理
ＡＢ构件绕销轴Ａ作定轴转动，带动滑块Ｂ转动并摆动，滑块Ｂ在导杆ＣＤ上滑动并带动导杆ＣＤ绕销轴Ｃ作定轴摆动，摆杆ＣＤ带动连杆ＤＥ做平面运动，连杆ＤＥ带动滑块Ｅ和刀架及插刀做往复运动，从而实现插削加工。
敬请观看我的其它微课！
作者：张本升 email：79210583@
摆动导杆机构应用
作者：张本升单位：浙江工贸职业技术学院
所属学科：工科课程：激光设备机械设计基础
专业：光机电应用技术适用对象：光机电应用技术专业的学生
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 摆动导杆机构应用
教学目标
了解摆动导杆机构应用实例
摆动导杆机构应用
１．摆动导杆机构１）结构组成
由机架· 曲柄· 摇杆（导杆）和滑套（滑块）组成。曲柄机架

摆动导杆机构

二、基本机构的运动特点分析
❖（一）转动到转动的运动特性分析 ❖（二）转动到往复摆动的运动特性分析 ❖（三）转动到往复移动的运动特性分析 ❖（四）转动到间歇转动的运动特性分析 ❖（五）摆动到连续转动的运动特性分析 ❖（六）移动到连续转动的运动特性分析
第十二章机构组合与创新设计
（一）转动到转动的运动特性分析
12、双滑块机构
双滑块机构的基本型第十二章机构组合与创新设计
（二）齿轮类机构的基本型
❖ 1、单级圆柱齿轮机构 ❖ 2、单级圆锥齿轮机构 ❖ 3、单级蜗杆机构
第十二章机构组合与创新设计
1、单级圆柱齿轮机构
❖ 外啮合圆柱齿轮机构示意图
第十二章机构组合与创新设计
2、单级圆锥齿轮机构
❖ 外啮合圆锥齿轮机构示意图
第一节基本机构及其运动特性
❖ 一、基本机构的概念 ❖ 二、基本机构的运动特点分析
第十二章机构组合与创新设计
一、基本机构的概念
❖ （一）连杆机构的基本型 ❖ （二）齿轮类机构的基本型 ❖ （三）凸轮类机构的基本型 ❖ （四）间歇运动机构的基本型 ❖ （五）其它常用机构的基本型 ❖ （六）挠性传动机构第十二章机构组合与创新设计
3、直动从动件圆柱凸轮机构
直动从动件圆柱凸轮机构的基本型第十二章机构组合与创新设计
4、摆动从动件圆柱凸轮机构
摆动从动件圆柱凸轮机构的基本型第十二章机构组合与创新设计
（四）间歇运动机构的基本型
❖ 1、棘轮机构 ❖ 2、槽轮机构 ❖ 3、不完全齿轮机构 ❖ 4、分度凸轮机构
第十二章机构组合与创新设计
第十二章机构组合与创新设计
4、摩擦轮机构
❖ 用于速度或方向的运动变换，即可实现减速也可增速传动。结构紧凑简单，运转平稳，但传动比不准确，只能在小功率且传动比要求不是很准确的场合应用。

导杆机构

三、设计内容1、导杆机构运动分析选择表1-1中方案II设计内容导杆机构的运动分析导杆机构的动态静力分析符号n2 L0204 L02A L04B L BC L04S4 X S6 Y S6 G4 G6 P Y P J S4 单位r/min mm N mm kgm2方案Ⅰ60 380 110 540 0.25L04B0.5L04B240 50 200 700 7000 80 1.1 Ⅱ64 350 90 580 0.3L04B0.5L04B200 50 220 800 9000 80 1.2 Ⅲ72 430 110 810 0.36L04B0.5L04B180 40 220 620 8000 100 1.2表1-11、机构运动简图。

图1-12、曲柄位置“7”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）取曲柄位置“7”进行速度分析，其分析过程同曲柄位置“1”。

取构件3和4的重合点A进行速度分析。

列速度矢量方程，得υA4=υA3+υA4A3大小? √?方向⊥O4A⊥O2A∥O4B代表pa4 pa3 a3a4V A3=ω2l o2A=64/60×6.28×0.09=0.603m/s取速度极点P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如图1-2则由图1-2知，υA4=pa4·μv=29×0.01=0.29m/sυA4A3=a3a4·μv=52×0.01m/s=0.52m/s图1-2υB5=υB4=υA4·O4B/ O4A=0.44m/s取5构件为研究对象，列速度矢量方程，得υC5=υB5+υC5B5大小? √?方向∥XX⊥O4B⊥BC代表pc5 pb4 b4b5其速度多边形如图1-2所示，有υC5=5Pc·μv=42×0.01=0.42m/s取曲柄位置“7”进行加速度分析，取曲柄构件3和4的重合点A进行加速度分析.列加速度矢量方程,得:a A4 =a A4n +a A4t= a A3n +a A4A3k+a A4A3r 大小? ω42l O4A ?√2ω4υA4A3 ? 方向? A→O4⊥O4B A→O2⊥O4B（向右）∥O4B代表pA4’pn4’n4’A4’p’A3’A3’k’k’A4’取加速度极点为P＇,加速度比例尺μa=0.02（m/s2）/mm作加速度多边形图1-3图1-3则由图1─3知:a A4t= n4’A4’·μa =137×0.02m/s2=2.74m/s2α4= a A4t/l O4A = 7.17 m/s2a A4 = pA4’·μa = 138×0.01m/s2 =2.76 m/s2用加速度影象法求得a B5 = a B4 = a A4 ×l O4B/l O4A=4.19m/s2取5构件的研究对象，列加速度矢量方程，得a C5=a B5+ a C5B5n+ a C5B5t大小?√√?方向∥xx √ C→B ⊥BC代表 P’c5’ P’B5’ n5’B5’ C5’n5’加速度比例尺μa=0.02（m/s2）/mm其加速度多边形如图1─4所示，有图1-4a C5B5t= n5’c5’·μa =31×0.02m/s2 =0.62m/s2a C5 = P’c5’·μa =179×0.02m/s2 =3.58m/s23、曲柄位置“10”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）取曲柄位置“10”进行速度分析。

四杆机构的基本型式及其演化w (1)

能整圈回转——曲柄连架杆
往复摆动 —— 摇杆
1、铰链四杆机构的基本型式
⑴.曲柄摇杆机构（以最短杆的邻边为机架）
①.特点：
☆ 两连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆。
曲柄为主动件时，曲柄的匀速转动
摇杆为主动件时，摇杆变速往复摆动
摇杆变速往复摆动曲柄的匀速转动
②.曲柄摇杆机构应用一——雷达天线俯仰机构关键：以最短杆的邻边为机架
A
100
C
C 50 B
70 70
100
120
D A 60 D
50 C B
90
100
A
70
D
a）
b）
c）
d）
a) 40+110<70+90，又以最短杆为机架，则为双曲柄机构 b) 120+45<100+70,以最短杆邻边为机架，为曲柄摇杆机构 c)50+100>60+70，无论如何都是双摇杆机构 d)50+100<90+70,但以最短杆BC对边为机架，则为双摇杆机构
1.铰链四杆机构的优缺点
⑴优点：磨损小，寿命长，传递动力大，制造简单，制造精度较高。
原因：低副连接，面接触，压强小，便于润滑，磨损小，接触面是圆柱面或平面，易制造，制造精度高
⑵缺点：运动累计误差大。
关键：低副连接(面接触)
第一节平面机构的类型及其应用
一.铰链四杆机构
定义: 全由转动副构成的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构
关键：⑴ 对心曲柄滑块机构： ⑵ 偏置曲柄滑块机构：
e——偏距
2、导杆机构：
① L1＜ L2:机架短曲柄转动导杆机构
② L1＞L2:机架短曲柄摆动导杆机构

3-12导杆机构应用.

PPT1 本次课讲授导杆机构应用
PPT2 本次课的教学目标是,了解导杆机构应用的实例
PPT３１．摆动导杆机构请注意看动画运动情况
１）结构组成：是由机架曲柄摇杆（导杆）滑套（滑块）组成
２）工作原理：曲柄作定轴匀速转动，带动滑套（滑块）转动并摆动，滑套（滑块）套在导杆上，使导杆往复来回摆动。

PPT４２．摆动导杆机构应用实例
１）摆动导杆机构在插床上的应用请注意看动画运动情况,工作原理为
ＡＢ构件绕销轴Ａ作定轴转动，带动滑块Ｂ转动并摆动，滑块Ｂ在导杆ＣＤ上滑动,并带动导杆ＣＤ绕销轴Ｃ做定轴摆动，摆杆ＣＤ带动连杆ＤＥ做平面运动，连杆ＤＥ带动滑块Ｅ和刀架及插刀做往复运动，实现插削加工。

PPT4 ２）摆动导杆机构在牛头刨床上的应用请注意看动画运动情况
构件２绕铰链Ｂ作定轴转动，带动滑块３一起转动，滑块３绕铰链Ｃ摆动，并沿导杆ＤＡ滑动，带动导杆ＤＡ绕固定铰链Ａ摆动，连杆ＤＥ做平面运动，滑块Ｅ沿ＦＥ导杆上下滑动，并带动刨床的滑枕做水平往复移动，从而实现刨刀的切削加工。

PPT５下面对本次课内容进行小结：本次课，
１．摆动导杆机构１）结构组成２）工作原理
２．摆动导杆机构应用实例
１）摆动导杆机构在插床上的应用
２）摆动导杆机构在牛头刨床上的应用
PPT６本次课作业：选择题图示牛头刨床机构的导杆为。

Ａ．构件ＡＤＢ．构件ＢＣＣ．构件ＤＥ。

导杆机构分析范文

导杆机构分析范文导杆机构是一种常见的工程机械传动结构，广泛应用于起重机械、挖掘机、推土机等工程机械设备中。

本文将对导杆机构进行详细的分析与解释。

导杆机构是一种通过导杆来实现直线运动的机构，一般由导杆、导套、固定块等部件组成。

导杆负责传递运动力，导套则用来限定和滑动导杆的轨迹。

导杆机构可以实现高精度的直线运动，并且结构简单、制造成本低廉，因此在工程机械中得到广泛应用。

导杆机构的工作原理是通过传递力来实现直线运动。

当外力作用在导杆上时，导杆会受到力的作用而产生运动。

通过导套的限位作用，导杆只能在规定的轨迹上运动，从而实现直线运动。

导杆机构的特点是稳定性好、刚度高、定位精度高。

这是由于导杆在运动过程中受到的力是沿着导杆轴方向的，对导杆的外力和力矩不敏感，从而保证了较好的稳定性。

导杆机构的刚度是由导杆的材料和尺寸决定的，通常可以通过增大导杆的直径或者增大导套的长度来提高刚度。

定位精度则主要取决于导杆和导套的加工精度，一般可以达到几十个微米的精度要求。

导杆机构的应用范围非常广泛。

在起重机械中，导杆机构通常用于实现大臂伸缩、小车行走等动作。

在挖掘机中，导杆机构则常用于实现斗杆的伸缩和升降。

在推土机中，导杆机构常用于实现铲斗的升降和倾斜。

此外，导杆机构还可以应用于其他需要直线运动的工程机械设备中。

导杆机构的设计和制造需要注意以下几个因素。

首先是导杆和导套的材料选择，一般要选择具有较高强度和硬度的材料，以提高导杆机构的承载能力和耐磨性。

其次是导杆和导套的加工精度，对于要求较高精度的导杆机构，需要保证导杆和导套的加工精度。

最后是导杆和导套的润滑方式，可以使用润滑脂或者油脂等润滑剂来减少摩擦，提高导杆机构的工作效率和寿命。

总之，导杆机构是一种常见的工程机械传动结构，具有稳定性好、刚度高、定位精度高等优点。

通过合理的设计和制造，可以满足各种工程机械设备对直线运动的要求。

在未来的发展中，导杆机构还有可能在更多的工程机械设备中得到应用，提高工程机械的性能和效率。

第二章-曲柄摇杆机构、四杆机构设计

由于传动角γ在简图中非常直观，所以平面连杆机构习惯于用传动角γ来表示机构的传动性能。机构工作时，其传动角是作周期变化的。
1 为保证机构的传力性能良好，
应使最小传动角γmin≥ 。一般许用值 =40°～50°。
重载大功率时取大值。
曲柄摇杆机构中，最小传动角γmin 总是发生于曲柄与机架共线和重叠共线的两位置之一，如图所示。 (具体证明见P30页)
急回运动特性可用行程速度变化系数（也称行程速比系数）K 表示。
v2
C1C2/t2
t1
1
180°＋θ
K＝──＝────＝──＝──＝───── （2-1）
v1
C1C2/t1
t2
2
180°－θ
θ ──摇杆处于两极限
位置时，对应的曲
柄所夹的锐角，称
为极位夹角。
K 值越大，急回特性愈明显。一般机械中，1≤K≤2。
l1＋l4≤l2＋l3
（2-4）
l1＋l3≤l2＋l4
（2-5）
l1＋l2≤l4＋l3
（2-6）
l1 ≤ l2 l1 ≤ l4 即杆１最短。 l1 ≤ l3
由此可得铰链四杆机构有整转副的条件是：
(1) 整转副是由最短杆与其邻边组成的;
(1) 整转副是由最短杆与其邻边组成的; (2) 最短杆与最长杆长度之和，应小于或等于其余两杆长度之和。
二、导杆机构
导杆机构是改变曲柄滑块机构中的固定构件而演化来的。如图a 所示的曲柄滑块机构，若改取杆1为固定构件，即得图b 所示导杆机构。杆4 称为导杆。滑块３相对导杆滑动并一起绕Ａ点转动。通常取杆２为原动件。
导杆机构的的特点：
传动角始终等于90°。具有很好的传力性能，故常用于牛头刨床、插床和回转式油泵之中。验法源自作图法直观，解析法精确，实验法简便。

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导杆机构
导杆机构
1 2 3
导杆机构的构成与类型
摆动导杆机构的运动特点
摆动导杆机构的应用
曲柄滑块机构的演化
曲柄滑块机构可通过选不同的构件为机架演化出新的机构：导杆机构、摇块机构和定块机构。
一、导杆机构的结构与类型
曲柄滑块机构中若选择曲柄为
固定件，就会演化成导杆机构。
其中与滑块组成移动副的杆件, 称为导杆。
1 A
B
2
4
3 C
摆动导杆机构 : 构件2做整周转动，导杆4随滑块3做往复摆动。
二、摆动导杆机构的运动特点
摆动导杆机构具有急回特性极位夹角等于摆角
三、摆动导杆机构的应用
牛头刨床的主运动机构为摆动导杆机构
转动导杆机构：L1>L2 摆动导杆机构：L1<L2
曲柄滑块机构导杆机构
导杆机构
转动导杆机构
转动导杆机构—构件1为机架，构件2为曲柄，L2>L1，导杆4作整周运动。
B
1 A
导杆
2 4
3 滑块 C
特点：曲柄和导杆都能作360°周转运动。主动曲柄作等速转动，从动导杆作变速，构件2为曲柄， L2＜L1，导杆4做往复摆动。