摇杆往复摆动

间歇运动机构名词解释间歇运动机构intermittent motion mechanism间歇运动机构有些机械需要其构件周期地运动和停歇。

能够将原动件的连续转动转变为从动件周期性运动和停歇的机构，称为间歇运动机构。

例如牛头刨床工作台的横向进给运动，电影放映机的送片运动等都用有间歇运动机构。

常见的间歇运动机构有：棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构间歇运动机构分类间歇运动机构可分为单向运动和往复运动两类。

单向间歇运动机构这种机构广泛应用于生产中，如牛头刨床上工件的进给运动,转塔车床上刀具的转位运动,装配线上的步进输送运动等。

实现单向运动中的停歇是这种机构设计的关键。

在机构运动过程中,当主动件与从动件脱离接触,或虽不脱离接触但主动件不起推动作用时，从动件便不产生运动。

棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮单向间歇运动机构和擒纵机构等都用这种方法来实现间歇运动。

在不完全齿轮机构中,主动轮1作等速连续转动，从动轮2作间歇转动。

主动轮只在一段圆周上有4个齿，与这4个齿相啮合的从动轮要做出4个对应的齿间来实现一次间歇运动。

从动轮转动一周,该机构完成4次间歇间歇运动机构运动，轮2共有16个齿间。

轮2停歇期间，两轮的锁止弧起定位作用。

凸轮单向间歇运动机构的主动件1是半径为的圆柱凸轮，从动件2是在端面圆周上均布一圈柱销的圆盘。

当凸轮按箭头所示方向转动时，凸轮的曲线槽推动柱销B,使圆盘向左转动;当柱销B运动到前一柱销A位置时,柱销C进入凸轮槽内。

这时,凸轮槽位于凸轮圆柱体的圆周上，凸轮的转动不能推动柱销运动，故圆盘不动，从而完成一次间歇运动。

此外，还有瞬时停顿的间歇运动机构。

往复间歇运动机构在往复间歇运动的机构中，应用最广的是凸轮机构,其中还有其他常用的两种类型。

①往复摆动间歇运动机构：它利用连杆上一点C 的一段近似圆弧[c1c2]来实现摇杆带停歇的往复摆动构件C1D 的一端通过铰链与连杆在C1点处联接，另一端通过铰链D与摇杆联接，并且铰链D必须位于圆弧[c1c2]的圆心处。

铰链四杆机构的类型及应用
铰链四杆机构的类型
由转动副联接四个构件而形成的机构，称为铰链四杆机构，奴图所示。

图中固定不动的构件AD是机架；与机架相连的构件AB、CD称
为连架杆；不与机架直接相连的构件BC称为连杆。

连架杆中，能作整周回转的称为曲柄，只能作往复摆动的称为摇杆。

根据两连架杆中曲柄(或摇杆)的数目，铰链四杆机构可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

一、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。

曲柄摇杆机构的作用是将曲柄的回转运动转换成摇杆的往复摆动。

如图所示的雷达、汽车前窗刮雨器与搅拌机均为曲柄摇杆机构的应用。

雷达
缝纫机
二、双曲柄机构
两连架杆均为曲柄的四杆机构称为双曲柄机构。

如图所示的惯性筛即为双曲柄机构的应用。

双曲柄机构中，当两曲柄长度相等，连杆与机架的长度也相等时，称为平行双曲柄机构（平行四边形机构）。

如图所示的机车车轮联动机构，就是平行双曲柄机构的具体应用。

它能保证被联动的各轮与主动轮作相同的运动。

机车车轮联动机构
此外，还有反平行四边形机构。

如公共汽车车门启闭机构。

当主动曲柄AB转动时，通过连杆BC使从动曲柄CD朝相反方向转动，从而保证两扇车门同时开启和关闭。

公共汽车车门启闭机构
三、双摇杆机构
两连架杆均为摇杆的四杆机构称为双摇杆机构。

如图所示的起重机、飞机起落架即为双摇杆机构的应用。

曲柄摇杆机构设计方法作者姓名：XXXX专业名称：机械工XXXX及自动化指导教师：XXXX讲师摘要曲柄摇杆机构中构件的运动样式多样，可以实现给定运动规律或运动轨迹且承载能力高、耐磨顺，制造简单，已于获得较高的制造精度，因此曲柄摇杆机构在各种机械仪器中获得广泛的应用。

本文针对曲柄摇杆机构的行XXXX速度变化速度系数和给定点的轨迹设计曲柄摇杆机构，通过深入分析机构的行XXXX数度比k、摇杆摆动角'-:、最小传动角，极为夹角和摇杆摆动角等运动性能参数与结构尺寸间的关系。

通过引入曲柄固定铰链点的位置角建立了曲柄摇杆和机架长度关于二和「的显示函数关系，通过解析法、几何作图法、和实验法设计曲柄摇杆机构。

在此基础上研究机构设计的可能附加要求极其相应的设计方法为曲柄摇杆设计提供各种可能选项并对曲柄摇杆的急回特性和死点情况进行说明。

关键词：曲柄摇杆机构行XXXX速度系数摇杆摆动设计方法AbstractThe diversity of movement component in the crank rocker mechanism can achieve given amotion or motion trajectory and have the high bearing capacity, wear-resisting, simple manufacture,and higher manufacturing accuracy. therefore ,the crank rocker mechanism is widely used in various mecha ni cal in strume nt.In view of the crank rocker mecha nism of velocity fluctuati on velocity coefficient and the design of crank rocker mechanism by track point, Analysis the mechanism of the stroke number ratio K , the rocker swing an gle mi nimum tran smissi on an gle, extremely an gle and rocker swi ng an gle moti on parameter and t he relati on ship betwee n structure size deeply. Introduced the crank fixed hinge point position angle of crank rocker and the frame len gth on and display fun cti on is built, by the an alytic method, the geometric drawing method, the design of crank rocker mechanism and experimental method. On the basis of the research on the design method of mecha nism desig n may have additi onal requireme nts and other extremely corresp onding , various possible opti ons and the crank rocker quick retur n characteristics and the dead are described for crank and rocker desig n.Key words cran k,rocker,travel speed,desig n目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................. L L 目录.. (IIIII)1绪论...................................................... 1.. 2平面四杆机构概述 (3)2.1平面四杆机构的基本型式 (3)2.2平面四杆机构的基本特性 (4)2.2.1急回特性 (5)2.2.2死点位置 (6)2.2.3传动角和压力角 .................................. 7. 3曲柄摇杆机构的设计 (9)3.1解析法设计曲柄摇杆机构 (9)3.1.1附加要求及其机构设计方法 (11)3.2几何作图法 (13)3.2.1按照给定的行XXXX数度变化系数设计曲柄摇杆 (13)3.2.2按给定连杆位置设计四杆机构 (14)3.3按照给定点的运动轨迹设计曲柄摇杆机构 (14)3.4曲柄摇杆机构设计方法的比较......................... 1 44 曲柄摇杆机构的特性运用 (16)4.1曲柄摇杆机构死点特性分析极其运用 (16)4.1.1摇杆主动时机构的死点情况 (16)4.1.2曲柄主动时机构有死点位置的条件 (16)4.1.3满足有死点条件的曲柄摇杆机构的死点个数及位置情况分析 ......................................... 1.74.1.4曲柄摇杆机构有死点条件的应用 (20)4.2曲柄摇杆机构急回特性应用........................... 2 1 5曲柄摇杆机构的优化设计 (22)5.1按照最小传动角和行XXXX速度比系数最大综合优化 (22)5.1.1最小传动角的确定 (22)5.1.2优化设计 (24)5.1.3最小传动角min最大的目标函数的建立 (25)5.1.4总目标函数的建立 (26)5.2 算例(1) (27)5.2.1曲柄摇杆机构设计 (27)5.3基于图谱对曲柄摇杆的优化........................... 2 95.3.1最小传动角位置分析 (29)5.3.2极为夹角分析 (30)5.3.3摇杆摆角分析 (31)5.4曲柄摇杆优化 (31)5.4.1增大最小传动角 (31)5.5 算例(2) (32)总结....................................................... .3.3致谢....................................................... .3.4参考文献 (35)1绪论18世纪下半叶的第一次工业革命促进机械工XXXX的迅速发展，机构学在原来机械力学的基础上发展成为一门独立的科学•早在19世纪连杆机构就已经广泛的运用最简单的就是四杆机构，也是出现最早的一种连杆机构。

雷达天线俯仰角调整机构：天线固定在摇杆上，由 主动曲柄通过连杆使天线摆动以调整俯仰角度。
汽车前窗刮雨机构：主动曲柄AB回转时，从动摇杆作往复 摆动，利用摇杆的延长部分实现刮雨作用。
曲柄摇杆机构应 用 2）摆动变换为转动 缝纫机踏板机构
将摇杆的往复摆动转变为曲柄的整周转动。
破碎机
（二）双曲柄机构
铰链四杆机构按两连架杆的运动形式不同分 为三种基本形式：
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
（一）曲柄摇杆机 构
两连架杆中一个为曲柄而另一个为摇杆的机构。 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。
曲柄摇杆机构应用 1）将转动变为摆动
搅拌机机构
黑色杆是什么？ 红色杆是什么？ 绿色杆是什么？ 蓝色杆是什么？
曲柄导杆机构
的平面四杆 曲柄摇块机构
机构
移动导杆机构
二、铰链四杆机构的基本类型及应用
由四个杆状构件及四个转动副组成。
C B
A
D
A
D
在此机构中：AD固定不动，称为机架； AB、CD两构件与机架组成转动副，称为连架杆； BC称为连杆。 在连架杆中，能作整周回转的构件称为曲柄，而只能在一定角度 范围内摆动的构件称为摇杆。
(A) 一个； (B) 二个； (C) 三个； (D) 四个。 （2）平面机构中的高副所引入的约束数目为 A 。
(A) 一个； (B) 二个； (C) 三个； (D) 四个。 （3）平面机构中的低副所保留的自由度数目为 A 。
(A) 一个； (B) 二个； (C) 三个； (D) 四个。
复习提问
三、 问答题 （1）机器与机构的主要区别是什么？
复习提问
三、 问答题 （3）机构具确定运动的条件是什么？

在生产实际中常利用机构的急回运动来缩短非生产时间提高生产率在生产实际中常利用机构的急回运动来缩短非生产时间提高生产率如牛头刨床2止点位置在踩缝纫机的过程中会发现
第二章 平面连杆机构
定义：若干个刚性构件用转动副或移动副联接而成的机构, 也可称为平面低副机构。
命名:根据所含有构件的数目。如四杆机构，多杆机构(五 杆机构、六杆机构)。
应用实例：
夹紧机构
飞机起落架
二、铰链四杆机构类型的判断 ①铰链四杆机构中，若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时： 取最短杆的相邻杆为机架时，得曲柄摇杆机构； 取最短杆为机架时，得双曲柄机构； 取与最短杆相对的杆为机架时，得双摇杆机构。 ②铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和大于 其余两杆长度之和，则不论取何杆为机架时均无曲柄存 在，而只能得双摇杆机构。
急回特性：曲柄摇杆机构中，曲柄等速回转，摇杆往复摆 动的速度一快一慢。这种空回行程平均速度大于工作行程 平均速度的特性称为急回特性。
在生产实际中，常利用机构的急回运动来缩短非 生产时间，提高生产率 如牛头刨床
2、止点位置 在踩缝纫机的过程中会发现：
刚开始踩时，如果踏板刚好处于最高或最低极限位置， 会踩不动；
操作不熟练时，带轮既有可能正转，也有可能反转；
熟练以后，则能使其顺利运转。
止点位置：铰链四杆机构中，连杆与从动件的共线位置。
止点位置对机构运动的影响：机构处于止点位置， 从动件会出现卡死（机构自锁）或运动方向不确定 的现象
止点的防范措施： 利用从动件自身的惯性或附加飞轮
相同机构位置错列 止点的应用：自锁
本章主要研究平面四杆机构的类型、基本性质。
2---1平面连杆机构的基本形式
铰链四杆机构：全部用转动副相连接的平面四杆机构。 铰链四杆机构中，固定不动的构件为机架；与机架相联 的构件为连架杆。连架杆中，能绕机架的固定铰链作整 周转动的称为曲柄，仅能在一定角度范围内往复摆动的 称为摇杆；联接两连架杆且不与机架直接相联的构件称 为连杆。

2 ) 双曲柄机构 如果铰链四杆机构中的两个连架杆都能作 360°整周回转，则这种机构称为双曲柄机构。 在双曲柄机构中，若两个曲柄的长度相等，机 架与连架杆的长度相等（，这种双曲柄机构称 为平行双曲柄机构。 蒸汽机车轮联动机构，是平行双曲柄机构的应 用实例。平行双曲柄机构在双曲柄和机架共线 时，可能由于某些偶然因素的影响而使两个曲 柄反向回转。机车车轮联动机构采用三个曲柄 的目的就是为了防止其反转。
上述两条件必须同时满足， 上述两条件必须同时满足，否则机构中无曲柄 存在。根据曲柄条件，还可作如下推论： 存在。根据曲柄条件，还可作如下推论： （ 1 ） 若铰链四杆机构中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， 之和必小于或等于其余两杆长度之和，则可能 有以下几种情况： 有以下几种情况： 以最短杆的相邻杆作机架时， a ． 以最短杆的相邻杆作机架时 ， 为曲柄摇杆 机构； 机构； 以最短杆为机架时，为双曲柄机构； b．以最短杆为机架时，为双曲柄机构； 以最短杆的相对杆为机架时， c ． 以最短杆的相对杆为机架时 ， 为双摇杆机 构。 (2) 若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之 和大于其余两杆长度之和， 和大于其余两杆长度之和，则不论以哪一杆为 机架，均为双摇杆机构。 机架，均为双摇杆机构。
铰链四杆机构的演化
1．曲柄滑块机构 在曲柄摇杆机构中，如果以一个移动副 代替摇杆和机架间的转动副，则形成的 机构称为曲柄滑块机构。 它能把回转运 动转换为往复 直线运动，或 作相反的转变
图6—14
2．导杆机构
a 曲柄摇杆机构 构
b 导杆机构
c 摆动滑块机构
d 固定滑块机
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 由此说明： 由此说明 AB虽作等速转动 ， 而摇杆 虽作等速转动， 虽作等速转动 而摇杆CD空回行程的平均速度却 空回行程的平均速度却 大于工作行程的平均速度， 大于工作行程的平均速度 ， 这种性质称为机构的急回 特性。 特性。

通过对牛头刨床的运动分析和工作任务实施，掌握平面四杆机构、间歇运动机构、 螺旋机构的运动规律与应用。
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工作任务
图3-1为牛头刨床外形图，观看牛头刨床的运动，分析刨削运动的形成和运动特点，绘制牛头刨床 横向进给运动机构的机构运动简图。
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1．若铰链四杆机构中最短杆件与最长杆件长度之和小于或等于其余两杆件 长度之和时，则：
（1）取最短杆为连架杆，则构成曲柄连杆机构，如图3-10(a)所示。
(a) 图3-10 铰链四杆机构
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图3-1 牛头刨床实物图
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图3-2 滑枕的往复运动机构
图3-3横向进给运动机构
牛头刨床工作时，有两个运动，一是滑枕作往复直线切削运动，另一个是工作台作横向进给运动， 如图3-2和图3-3所示。 进一步观察，滑枕往复直线运动由机构中销盘、连杆、摇杆和床身四个构件通过铰链连接成的往复 运动机构（导杆机构）完成；工作台作横向进给运动由圆盘、销子、连杆、棘爪与机架组成的横向 进给运动机构（曲柄连杆机构）完成。

一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
图6-6 双曲柄机构
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
图6-7 机车车轮联动机构
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
3. 双摇杆机构 两连架杆都为摇杆的铰链四杆机构，称为双摇杆机构。 如图6-８a所示，双摇杆机构的两摇杆均可作为主动件，当主动摇杆1往复摆动时，
通过连杆2带动从动摇杆往复摆动。如图6-8b所示门式起重机的变幅机构即是双摇杆机 构，当主动摇杆1摆动时，从动摇杆3随之摆动，使连杆2的延长部分上的E点(吊重物
平面连杆机构中，最常见的是四杆机构。下面主要介绍其类型、运动转换及其特 征。
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
如图6-1所示，当平面四杆机构中的运动副都是转动副时，称为铰链四杆机构。机 构中固定不动的构件4称为机架，与机架相连的构件1和3称为连架杆，不与机架相连的 构件2称为连杆。连架杆相对于机架能作整周回转的构件(如杆1)称为曲柄，若只能绕机 架摆动的称为摇杆(如杆3)。
图6-3 缝纫机踏板机构
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
在双曲柄机构中，如两曲柄的长度相等，且连杆与机架的长度也相等，称为平行 双曲柄机构(图6-6的ABCD)。平行双曲柄机构有两种情况：图6-6a所示为同向双曲柄 机构；图6-6b所示为反向双曲柄机构。
图6-5 惯性筛
图6-4 双曲柄机构运动示意图
第一节 平面连杆机构
连杆机构是由若干构件用转动副或移动副连接而成的机构。在连杆机构中，所有 构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构，称为平面连杆机构。
平面连杆机构能够实现多种运动形式的转换，构件间均为面接触的低副，因此运 动副间的压强较小，磨损较慢。由于其两构件接触表面为圆柱面或平面，制造容易， 所以应用广泛。缺点是连接处间隙造成的累积误差比较大，运动准确性稍差。

61条机械基础重点知识，相当全面的基础知识干货1、简单机器组成：原动机部分、执行部分、传动部分三部分组成。

2、运动副：使构件直接接触又能保持一定形式的相对运动的连接称为运动副。

高副：凡为点接触或线接触的运动副称为高副。

低副：凡为面接触的运动副称为低副3、局部自由度：对整个机构运动无关的自由度称为局部自由度。

自由度：构件的独立运动称为自由度。

平面机构运动简图：说明机构各构件间相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。

4、普通螺纹牙型角为α=60°梯形螺纹牙型角为α=30°矩形螺纹的牙型是正方形。

传递效率最高的螺纹牙型是矩形螺纹（正方形）。

自锁性最好的是三角螺纹牙型。

5、常用的防松方法有哪几种？（1）摩擦防松（2）机械防松（3）不可拆防松。

6、平键如何传递转矩？平键是靠键与键槽侧面的挤压传递转矩。

7、单圆头键用于薄壁结构、空心轴及一些径向尺寸受限制的场合。

8、零件的轴向移动采用导向平键或滑键。

9、联轴器与离合器有何共同点、不同点？联轴器与离合器共同点：联轴器和离合器是机械传动中常用部件。

它们主要用来连接轴与轴，或轴与其他回转零件以传递运动和转矩。

不同点：在机器工作时，联轴器始终把两轴连接在一起，只有在机器停止运行时，通过拆卸的方法才能使两轴分离；而离合器在机器工作时随时可将两轴连接和分离。

10 、有补偿作用的联轴器属于挠性联轴器类型。

11、挠性联轴器有哪些形式？挠性联轴器分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的联轴器。

无弹性元件的挠性联轴器包含（1十字滑块联轴器、齿式联轴器、万向联轴器、链条联轴器有弹性元件的挠性联轴器又分为、弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器和轮胎式联轴器。

12、离合器分牙嵌式离合器和摩擦式两大类。

13、钢卷尺里面的弹簧采用的是螺旋弹簧。

汽车减震采用的是板弹簧。

14、铰链四杆机构有哪些基本形式？各有何特点？铰链四杆机构有三种基本形式：（1）曲柄摇杆机构（2）双摇杆机构（3）双曲柄机构。

棘轮机构基础知识一棘轮机构(ratchet mechanism)的基本型式和工作原理图示为机械中常用的外啮合式棘轮机构，它由主动摆杆，棘爪，棘轮、止回棘爪和机架组成。

主动件空套在与棘轮固连的从动轴上，并与驱动棘爪用转动副相联。

当主动件顺时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中，使棘轮跟着转过一定角度，此时，止回棘爪在棘轮的齿背上滑动。

当主动件逆时针方向转动时，止回棘爪阻止棘轮发生逆时针方向转动，而驱动棘爪却能够在棘轮齿背上滑过，所以，这时棘轮静止不动。

因此，当主动件作连续的往复摆动时，棘轮作单向的间歇运动。

2 棘轮机构的分类方式有以下几种：（1）按结构形式分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构齿式棘轮机构结构简单，制造方便；动与停的时间比可通过选择合适的驱动机构实现。

该机构的缺点是动程只能作有级调节；噪音、冲击和磨损较大，故不宜用于高速。

齿式棘轮机构摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构是用偏心扇形楔块代替齿式棘轮机构中的棘爪，以无齿摩擦代替棘轮。

特点是传动平稳、无噪音；动程可无级调节。

但因靠摩擦力传动，会出现打滑现象，虽然可起到安全保护作用，但是传动精度不高。

适用于低速轻载的场合。

（2）按啮合方式分外啮合棘轮机构和内啮合棘轮机构外啮合式棘轮机构的棘爪或楔块均安装在棘轮的外部，而内啮合棘轮机构的棘爪或楔块均在棘轮内部。

外啮合式棘轮机构由于加工、安装和维修方便，应用较广。

内啮合棘轮机构的特点是结构紧凑，外形尺寸小。

外啮合式棘轮机构内啮合式棘轮机构（3）按从动件运动形式分单动式棘轮机构、双动式棘轮机构和双向式棘轮机构单动式式棘轮机构当主动件按某一个方向摆动时，才能推动棘轮转动。

双动式棘轮机构，在主动摇杆向两个方向往复摆动的过程中，分别带动两个棘爪，两次推动棘轮转动。

双动式棘轮机构常用于载荷较大，棘轮尺寸受限，齿数较少，而主动摆杆的摆角小于棘轮齿距的场合。

双动式棘轮机构以上介绍的棘轮机构，都只能按一个方向作单向间歇运动。

机械设计基础考试试题库（选择题）一、选择题(本大题共小题，每小题分，共分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1．机器中各运动单元称为（ D)A 、零件 B、部件 C、机构 D、构件2．在平面机构中，每增加一个低副将引入( C ）A 、0 个约束 B、1 个约束 C、2 个约束 D、3 个约束3．当机构中主动件数目( B )机构自由度数目时，该机构具有确定的相对运动。

A 、小于 B、等于 C、大于 D、大于或等于4．曲柄摇杆机构处于死点位置时,角度等于零度的是（ B ）A 、压力角 B、传动角 C、极位夹角 D、摆角5．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,则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取（ B）A 、最短杆 B、最短杆的相邻杆 C、最短杆的相对杆 D、任何一杆6．在曲柄滑块机构中，若取曲柄为机架时，则可获得（A ）A 、曲柄转动导杆机构 B、曲柄摆动导杆机构C 、摆动导杆滑块机构 D、移动导杆机构7．凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动（A )A 、将产生刚性冲击 B、将产生柔性冲击 C、没有冲击D 、既有刚性冲击又有柔性冲击8．在设计直动平底从动件盘形凸轮机构时,若出现运动失真现象，则应( B ) A 、减小凸轮基圆半径 B、增大凸轮基圆半径C 、减小平底宽度 D、增加平底宽度9．能满足超越要求的机构是(B )A 、外啮合棘轮机构 B、内啮合棘轮机构C 、外啮合槽轮机构 D、内啮合槽轮机构10．槽轮机构所实现的运动变换是( C ）A 、变等速连续转动为不等速连续转动 B、变等速连续转动为移动C 、变等速连续转动为间歇转动 D、变等速连续转动为摆动11．安装飞轮不能达到调节机械非周期性速度波动目的的原因是（C )A 、飞轮的作用只是“吸收”能量B 、飞轮的作用只是“释放”能量C 、它既不能创造出能量，也不能消耗能量D 、飞轮的作用只是“吸收"和“释放”能量.12．回转件静平衡条件是分布在回转件上的各个偏心质量的（ A ）A 、离心惯性力合力为零B 、离心惯性力的合力矩为零C 、离心惯性力合力及合力矩均为零D ．离心惯性力的合力及合力矩均不为零13．当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，宜采用（ BA 、螺栓联接 B、螺钉联接 C、双头螺柱联接 D、紧定螺钉联接14．在被联接件之一的厚度较大，且需要经常装拆的场合，应采用(B ）A ．普通螺栓联接 B、双头螺栓联接C 、螺钉联接 D、紧定螺钉联接15．标准普通平键联接的承载能力，通常取决于(A ）A 、键、轮毂和轴中较弱者的挤压强度B 、轴、轮毂中较弱者的挤压强度C 、键、轴中较弱者的挤压强度D 、键、轮毂中较弱者的挤压强度16．普通平键的工作面是（C ）A 、顶面 B、底面 C、侧面 D、端面17．平带、V 带传动传递运动和动力主要是依靠（ C ）A 、带的紧边拉力 B、带的预紧力 C、带和带轮接触面间的摩擦力D 、带的松边拉力18．带传动的主要失效形式是带的（A ）A 、疲劳断裂和打滑 B、磨损和打滑C 、胶合和打滑 D、磨损和疲劳断裂19．在载荷较大的带传动中,若希望价格便宜些，则应优先选用( C ）A 、圆带 B、多楔带 C、V 带 D、平带20．一对渐开线圆柱齿轮要正确啮合，一定相等的是（ D )A 、直径 B、宽度 C、齿数 D、模数21．渐开线齿轮的齿根圆（D )A 、总是小于基圆 B、总是等于基圆C 、总是大于基圆 D、有时小于基圆，有时大于基圆22．一对标准齿轮啮合传动时，其啮合角（D )其分度圆压力角.A 、大于 B、等于 C、小于 D、可能等于也可能大于23．用齿条刀具加工渐开线齿轮时,判断被加工齿轮产生根切的依据是（ B )。

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

《摇头风扇》教案1. 搭建底座。

1）在智能集线器底部利用异形薄片加大面积。

2. 搭建支架。

1）利用积木块搭高，最多五层。

3.搭建动力系统。

1）利用中型电机连接涡轮箱，并用薄片设计底座。

2）在底部设计支架，并安装钉子轴。

3）将支架与电机连接，并安装24齿齿轮和8齿齿轮啮合。

4.搭建曲柄摇杆机构。

1）在圆盘和转盘底部安装薄片当做摇杆，利用光滑梁当做连杆，用带销块和带十字孔快当做曲柄。

曲柄与连杆利用带销块连接，连杆和摇杆利用钉子轴连接。

2）将动力系统和曲柄摇杆结构连接。

5.搭建扇叶。

1）有两个扇叶，外形可自行设计，要能够与轴连接。

2）将扇叶与动力系统连接。

6.完善结构。

1）将支架和动力系统连接，完成搭建。

4.任务分析1.老师：今天咱们首先要使摇头风扇能够摆动。

老师提问一：你们知道咱们可以利用什么模块吗？答：电机旋转模块和电机功率模块。

1）编写程序：利用电机旋转模块控制摇头风扇运动，并设置功率。

一、提出任务二：挑战高峰。

1.为电风扇设置低速、中速、高速三个按钮。

1）老师：现在咱们要为电风扇设置低速、中速、高速三个按钮。

要利用到按键模块和电机功率模块。

备注：按键模块：按动可以启动相应的程序，相当于一个按钮。

（此次三个按钮上面的字母要不同）电机功率模块：设置电机的运行速度。

（此次三个按钮速度要不同，由慢到快）2）编写程序：程序释义：当按动L按钮时，电机以功率2向左旋转；当按动M按钮时，电机以功率5向左旋转；当按动H按钮时，电机以功率9向左旋转。

二、提出任务三：课程回顾。

1.教师课程内容总结1）利用什么结构使电风扇摇头？分为几个部分？——曲柄摇杆机构。

分为曲柄、摇杆、连杆三个部分。

2）今天你用哪些模块制作出了三个按钮？它们各有什么作用？——按键模块：按动可以启动相应的程序，相当于一个按钮。

电机功率模块：设置电机的运行速度。

3）演示你们的作品并介绍出曲柄、连杆、摇杆在模型中所处的位置。

活动内容分享1）学生以个人为单位，每名学生依次分享本次活动内容。

图8-3
振动筛机构
在双曲柄机构中，有两种特例： 1）平行四边形机构：其相对两杆平行且相等，如图8-7a 所示。
其运动特性是：
①两曲柄作等速同向转动； ②连杆作平移运动。
图8-7a
应用实例： 图8-8所示的机车车轮的联动机构就利用了特性① ；
图8-8
如图所示的摄影平台升降机构和图8-9 b所示的播种 机料斗机构则是利用了特摇杆长度相等。 图8-12b所示的汽车、拖拉机前轮的转向机构。
图8-12b
二、平面四杆机构的演化型式
(Evolution of Planar Four-bar Linkage)
1、四杆机构演化的目的： 满足运动方面的要求、改善受力状况、满足结构设 计上的要求。 2、四杆机构的演化方法： 1）改变构件的形状和运动尺寸
在图8－14，b所示的曲柄滑块机构中，B点相对于C 点的运动轨迹是αα。
连杆2做成滑块
αα 做成导轨
图8－14 b）
曲柄滑块机构 演化
图8－15 a） 双滑块机构
连杆长→∞，
αα →直线
图8－15 b）
正弦机构s=LABsinψ
2）改变运动副的尺寸
扩大转动副B的半径
使之超过曲柄的长度
图8－16 a） 图8－16 b） 演化 偏心轮机构
摇杆3做成滑块 ββ做成导轨
具有曲线导 轨的曲柄滑 块机构
图8－13 a ）
图8－13 b ）
图8－13 a ）
摇杆长→∞, ββ →直线 摇杆3 →滑块， 转动副D →移动副 偏置(eccentric or e≠0
offset)
对心(in-line) e=0 图8－14 曲柄滑块机构
曲柄滑块机构(slider-crank mechanism)常用在冲床、 内燃机、空压机等机械中。

常⽤间歇机构的类型、特点教学⽬标：⼯农业⽣产中所⽤的⾃动机、半⾃动机上常⽤到将主动件的连续运动改变为从动件的周期性运动的间歇机构。

本章主要介绍最常⽤的棘轮机构、槽轮机构，并简要介绍不完全齿轮机构、凸轮间歇运动机构、空间间歇运动机构。

通过本章的学习，要求读者了解这些常⽤间歇机构的类型、特点，了解其⼯作原理和必要的设计计算⽅法，以便在⼯程实际中能够分析选⽤。

教学重点和难点：棘轮机构的特点及运动规律。

棘轮机构的主要参数和⼏何尺⼨。

槽轮机构的特点及运动规律。

槽轮机构的主要参数和⼏何尺⼨。

案例导⼊：当主动件连续运动时，从动件出现周期性停歇状态的机构称为间歇运动机构。

间歇运动机构在⾃动化机械中获得⼴泛应⽤，例如图1-1所⽰的⾃动组装机⼯作台的运动，由槽轮机构完成了间歇运动。

在⾃动机床的进给机构、⼑架的转位机构、包装机的送进机构和电影放映机构等也获得了⼴泛应⽤。

通过本章的学习，将能够较正确地选⽤。

6.1 棘轮机构6.2 槽轮机构6.3 其他间歇运动机构6.4 实训6.5 习题6.1 棘轮机构6.1.1 棘轮机构的组成和⼯作原理6.1.2 棘轮机构的类型和应⽤6.1.3 棘轮机构的主要参数和⼏何尺⼨6.1.1 棘轮机构的组成和⼯作原理如图6-l所⽰，棘轮机构主要由棘轮、棘⽖、摇杆和机架组成。

棘轮2与轴相连接，驱动棘⽖3与摇杆1组成转动副。

摇杆空套在轴4上作往复摆动。

当摇杆逆时针摆动时，使驱动棘⽖3插⼊棘轮2的齿槽中，推动棘轮沿逆时针⽅向转过⼀定⾓度；当摇杆顺时针⽅向摆动时，驱动棘⽖在棘轮的齿上滑过，此时，弹簧6迫使⽌回棘⽖5插⼊棘轮的齿槽，阻⽌棘轮反转。

因此，当摇杆作连续往复摆动时，棘轮得到单向间歇转动。

图6.1 棘轮机构1—摇杆；2—棘轮；3—棘⽖；4—轴；5—⽌回棘⽖；6—弹簧摩擦式棘轮机构6.1.3棘轮机构的主要参数和⼏何尺⼨名 称符号计 算公 式备 注模 数m m=d/z由强度计算或类⽐法确定，并选⽤标准值标准模数：1，1.5，2，3，3.5，4，5，6，8，10，12，14，16等名 称符 号计 算 公 式备 注齿数z 通常在12～60范围内选⽤ 顶圆直径da da =mz 齿⾼h h=0.75m 根圆直径df df=d-2h 齿距p p=πd/z=πm 齿顶厚a a=m 齿槽夹⾓θθ=60°或55°根据铣⼑的⾓度⽽定棘⽖⼯作⾼度h1当m≤2.5时，h1=h+(2～3)；当m=3～5时，h1=(1.2～1.7)m 棘⽖尖顶圆⾓半径r1r1=2 棘⽖底平⾯长度a1a1=(0.8～1)m6.2 槽 轮 机 构6.2.1 槽轮机构的⼯作原理6.2.2 槽轮机构的主要参数和⼏何尺⼨计算6.2.1 槽轮机构的⼯作原理6.2.1 槽轮机构的⼯作原理图6-7 槽轮机构1—拨盘；2—槽轮；3—圆销6.2.2 槽轮机构的主要参数和⼏何尺⼨计算6.3 其他间歇运动机构6.3.1 不完全齿轮机构6.3.2 凸轮间歇运动机构6.3.1 不完全齿轮机构6.4 实训(3) 在⽜头刨床的进给机构中，设进给螺旋的导程为5mm，⽽与螺旋固定连接的棘轮有28个齿，问该⽜头刨床的最⼩进给量是多少？实作题(1) 何谓槽轮机构的运动系数？为什么必须0<<1，有何意义？说明z为何不能⼩于3？(2) 在如图6-8所⽰的单销四槽的槽轮机构中，已知拨盘1转1圈，槽轮停歇时间为15s，求主动盘1的转速n1及槽轮在⼀周期内的运动时间。

单元五测试卷一、判断题1．当机构的极位夹角θ=00时，机构无急回特性。

（）2．在摆动导杆机构中，当导杆为主动件时，机构有死点位置。

（）3．机构的极位夹角是衡量机构急回特性的重要指标。

极位夹角越大，则机构的急回特性越明显。

（）4．压力角是衡量机构传力性能的重要指标。

（）5．平面连杆机构的基本形式，是铰链四杆机构。

（）6．平面四杆机构都有曲柄。

（）7．铰链四杆机构的曲柄存在条件是：连架杆或机架中必有一个是最短杆；量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。

（）8．在平面连杆机构中，只要以最短杆作固定机架，就能得到双曲柄机构。

（）9．只有以曲柄摇杆机构的最短杆固定机架，才能得到双曲柄机构。

（）10．曲柄的极位夹角θ越大，机构的急回特性系数Ｋ也越大，机构的急回特性也越显著。

（）11．导杆机构与曲柄滑块机构，在结构原理上的区别就在于选择不同构件作固定机架。

（）12. 设计凸轮的轮廓曲线形状主要是根据强度要求。

（）13. 凸轮机构常用滚子从动件，由于它在工作中的摩擦阻力小，不易磨损，所以特别适用于高速场合。

（）14. 凸轮机构中，升程一定时，基圆半径增大，压力角也随之增大。

（）15. 尖顶式从动件易于磨损，而平底式从动杆磨损则较小，这是因为前者与凸轮组成高副，而后者与凸轮则组成低副的缘故。

( )二、填空题1．平面连杆机构是由一些刚性构件用副和副相互联接而组成的机构。

2．平面连杆机构能实现一些较复杂的运动。

3．在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作整周的叫曲柄。

4．平面四杆机构有三种基本形式，即机构，机构和机构。

5．组成曲柄摇杆机构的条件是：最短杆与最长杆的长度之和或其他两杆的长度之和；最短杆的相邻构件为，则最短杆为。

6．在机构中，如果将杆对面的杆作为机架时，则与此相连的两杆均为摇杆，即是双摇杆机构。

7．在机构中，最短杆与最长杆的长度之和其余两杆的长度之和时，则不论取哪个杆作为，都可以组成双摇杆机构。

平面连杆机构习题及解答一、复习思考题1、什么是连杆机构？连杆机构有什么优缺点？2、什么是曲柄？什么是摇杆？铰链四杆机构曲柄存在条件是什么？3、铰链四杆机构有哪几种基本形式？4、什么叫铰链四杆机构的传动角和压力角？压力角的大小对连杆机构的工作有何影响？5、什么叫行程速比系数？如何判断机构有否急回运动？6、平面连杆机构和铰链四杆机构有什么不同？18、试述克服平面连杆机构“死点”位置的方法。

二、填空题1、平面连杆机构是由一些刚性构件用副和副相互联接而组成的机构。

2、平面连杆机构能实现一些较复杂的运动。

3、当平面四杆机构中的运动副都是副时，就称之为铰链四杆机构；它是其他多杆机构的。

4、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作整周的叫曲柄。

5、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作的叫摇杆。

6、平面四杆机构的两个连架杆，可以有一个是，另一个是，也可以两个都是或都是。

7、平面四杆机构有三种基本形式，即机构，机构和机构。

8、组成曲柄摇杆机构的条件是：最短杆与最长杆的长度之和或其他两杆的长度之和；最短杆的相邻构件为，则最短杆为。

9、在曲柄摇杆机构中，如果将杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作____运动，即得到双曲柄机构。

10、在机构中，如果将杆对面的杆作为机架时，则与此相连的两杆均为摇杆，即是双摇杆机构。

11、在机构中，最短杆与最长杆的长度之和其余两杆的长度之和时，则不论取哪个杆作为，都可以组成双摇杆机构。

12、曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的长度趋向而演变来的。

13、导杆机构可看做是由改变曲柄滑块机构中的而演变来的。

14、将曲柄滑块机构的改作固定机架时，可以得到导杆机构。

15、曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：摇杆为件，曲柄为件或者是把运动转换成运动。

16、曲柄摇杆机构出现急回运动特性的条件是：摇杆为件，曲柄为件或者是把` 运动转换成。

17、曲柄摇杆机构的不等于00，则急回特性系数就，机构就具有急回特性。

18、实际中的各种形式的四杆机构，都可看成是由改变某些构件的，或选择不同构件作为等方法所得到的铰链四杆机构的演化形式。