平面连杆机构及其设计PPT优秀课件

尺寸优化
减小机构的整体尺寸，使其更 加紧凑。
重量优化
降低机构的重量，以实现轻量 化设计。
成本优化
通过优化设计降低制造成本。
优化方法
数学建模
建立平面连杆机构的数学模型，以便进行数 值分析。
优化算法
采用遗传算法、粒子群算法等智能优化算法 对机构进行优化。
有限元分析
利用有限元方法对机构进行应力、应变和振 动分析。
实例二：搅拌机
总结词
搅拌机利用平面连杆机构实现搅拌叶片的周期性摆动，促进物料在容器内均匀混 合。
详细描述
搅拌机中的四连杆机构将原动件的运动传递到搅拌叶片，使叶片在容器内做周期 性的摆动，通过调整连杆的长度和角度，可以改变搅拌叶片的摆动幅度和频率， 以满足不同的搅拌需求。
实例三：飞机起落架
总结词
飞机起落架中的收放机构采用了平面连杆机构，通过连杆的 传动实现起落架的收放功能。
。
设计步骤
概念设计
根据需求，构思连杆机构的大 致结构。
仿真与优化
利用计算机仿真技术对设计进 行验证和优化。
需求分析
明确机构需要实现的功能，分 析输入和输出参数。
详细设计
对连杆机构进行详细的尺寸和 运动学分析，确定各部件的精 确尺寸。
制造与测试
制造出样机，进行实际测试， 根据测试结果进行必要的修改 。
实验验证
通过实验验证优化结果的可行性和有效性。
优化实例
曲柄摇杆机构优化
通过调整曲柄长度和摇杆摆角，实现 机构的优化设计。
双曲柄机构优化
通过改变双曲柄的相对长度和转动顺 序，提高机构的运动性能。
平面四杆机构优化
通过调整四根杆的长度和连接方式， 实现机构的轻量化和高性能。

平面连杆机构的设计考虑因素
直线运动与曲线 运动的转换
设计中需要考虑连杆的长 度、角度和转动轴位移。
运动轨迹的控制
设计中需要考虑连杆的链 接方式、角度和长度。
噪音与振动控制
需要优化连杆的结构和材 料以减少噪音和振动。
结论和总结
平面连杆机构是一种重要的运动装置，它在各个领域都有广泛的应用。了解平面连杆机构的类型 和工作原理，可以为设计和创新提供重要的参考。
《平面连杆机构》PPT课 件
平面连杆机构的定义
平面连杆机构由刚性连杆连接的平面运动装置组成。它们在工程领域、机械 领域以及其他领域中广泛应用。
平面连杆机构的类型
二级及三级机构
由几个连杆组成的层级 结构，实现复杂的运动。
常见的平面连杆机构
如曲柄摇杆机构、滑块 机构和曲柄滑块机构等。
其他特殊形式的平 面连杆机构
如同心圆机构、牛顿摇 杆机构和双可转连杆机 构等。
平面连杆机构的工作原理
平面连杆机构利用连杆的运动实现物体的平面运动，例如旋转、直线运动和复杂的轨迹运动。
平面连杆机构的应用
1 工程领域
2 机械领域
用于机械装置、工业 生产线和运等。
3 其他领域
用于模拟器、游戏开 发和动画制作等。

缺点：1.只能近似地满足给定的运动规律和轨迹要求， 且设计比较复杂；2. 运动构件产生的惯性力难以平衡， 高速时会引起较大的振动，因此常用于速度较低的场合。
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)。本章主要研究平面四杆机构的 类型、基本性质和设计方法。
4.移动导杆机构 取曲柄滑块机构中的滑块4为机架而得到的。当曲柄2 转动时，导杆1可在固定滑块4中往复移动，故该机构 称为移动导杆机构（或定块机构）。
第9章 平面连杆机构
定义：若干个刚性构件用平面低副联接而成的机构,也可 称为平面低副机构。
优点：1.能够实现多种运动形式的转换，也可以实现各 种预定的运动规律和复杂的运动轨迹，容易满足生产中 各种动作要求；2.构件间接触面上的比压小、易润滑、 磨损轻、适用于传递较大载荷的场合；3.机构中运动副 的元素形状简单、易于加工制造和保证精度。
应用实例：手压抽机、抽油泵等。
铰链四杆机构存在曲柄的条件
1.最短杆与最长杆的长度之和，小于或等于 其他两杆长度之和；
2.连架杆和机架中必有一个是最短杆。
推论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，则取最短杆的相邻 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。

缝纫机的脚踏机构
火车车轮联动装置
第二节 平面四杆机构的基本性质
想一想 练一练 请问摆动导杆机构、对心曲柄滑块机构以哪个构件为
原动件时，机构存在死点位置？
第三节 连杆机构的运动设计
平面四杆机构的设计，主要考虑给定的运动条件，确 定机构运动简图。有时为了使设计可靠、合理，还应考虑 几何条件和动力条件。
案例导入
问题：（1）各构件的长度如何才能保证实现相关的运动？ （2）该机构在工作时，出现卡死现象如何处理？
缝纫机踏板机构
第十章 连杆机构
1
平面四杆机构的基本形式及其应用
2
平面四杆机构的基本性质
4
连杆机构的运动设计
第一节 平面四杆机构的基本形式及 其应用
1 铰链四杆机构 2 曲柄滑块机构 3 案例分析 4 课堂练习
t1 t2
1 2
180 180
或 180 K 1 K 1
第二节 平面四杆机构的基本性质
极位夹角为： 180 K 1
K 1
讨论：a、θ>0º→K>1→此时机构具有急回特性，θ↑ → K↑ →急
回特性越显著。 b、θ=0º→K=1，此时机构无急回特性。
第二节 平面四杆机构的基本性质
想一想 练一练 试确定下列不同机构以曲柄为原动件时的极限位置？
曲柄：若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。 摇杆：只能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆。 （4）连杆：不直接与机架相连的构件。
第一节 平面四杆机构的基本形式及 其应用
铰链四杆机构按是否存在曲柄可分为三类： 1、曲柄摇杆机构
（1）概念：铰链四杆机构的两个连架杆中，若一个是 曲柄，另一个是摇杆，则称为曲柄摇杆机构。
复习：平面机构的概念

应用实例
03
内燃机、冲床等。
03
平面连杆机构的设 计
机构设计的基本要求
功能性要求
确保机构能够完成预定的运动 和任务，满足工作需求。
精度要求
保证机构在运动过程中的位置 和速度的准确性。
可靠性要求
确保机构在正常工作条件下能 够长期稳定运行，不易出现故障。
经济性要求
在满足功能、精度和可靠性的 前提下，尽可能降低制造成本。
应力分析
通过计算机构各构件在工作状态下的应力分布，评估其强度是否 满足设计要求。
疲劳强度
考虑机构在循环载荷作用下的疲劳强度，预测其使用寿命。
可靠性分析
基于概率论和统计学方法，评估机构在各种工作条件下的可靠性。
机构的刚度分析
刚度定义
刚度表示机构抵抗变形的能力。
刚度分析方法
通过有限元分析、实验测试 等方法，评估机构的刚度性能。
实例：雷达扫描机构。雷达扫描机构中的天线传动机构就 是一个双摇杆机构的应用。当雷达扫描时，双摇杆机构使 天线左右摆动，实现雷达波的扫描。
THANKS
感谢您的观看
特点
结构简单、紧凑、易于制造和维 修，能够实现多种复杂的运动轨 迹和运动规律，广泛应用于各种 机械和自动化装置中。
平面连杆机构的应用
农业机械
如播种机、收割机等，利用平面 连杆机构实现谷物和作物的种植
和收获。
轻工机械
如包装机、印刷机等，利用平面连 杆机构实现快速、高效机构用 于实现车辆的转向、悬挂和减震。
传动角是评价机构传动性能的重要参数，而死点则是机构在某些位置上无法自锁的点。
机构的运动误差分析
在实际应用中，由于制造和装配误差、外部干扰等因素的影响，

55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
ห้องสมุดไป่ตู้
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
机械原理平面连杆机构及其设计
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯

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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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【精品】PPT课件 平面连杆机构及其
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
设计
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭

F"
(1)压力角α ：
F与Vc所夹的锐角α称为压力角。
C
由图知， F’=Fcosα, F’’= Fsinα
B ω
分析：F一定时，压力角α越小，有效力 F’
A
D
越大，传动性能好。α=0°最好。
(2) 传动角γ ： 压力角的余角γ（连杆与从动摇杆之间所夹锐角）为传动角。
γ=90°－α
分析：γ越大，传力性能越好，γ=90°最好。
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3 死点位置
目的：解决工程应用中机构出现 动不了的情况。
(1)死点： ①摇杆3为原动件； ②曲柄1为从动件； ③不计各构件的质量、惯性。
当 摇 杆 摆 到 C1D 和 C2D 位 置 时 ， 连 杆 2 与 曲 柄 1 共 线 ， 传 动 角 γ=0°，则此时连杆加给曲柄的力将通过铰链中心A，对A点不产生 力矩。因此，不能使曲柄转动这种位置称为死点。 ※死点的存在取决于从动件是否与连杆共线。 ※死点表现形式：从动件卡死或运动不确定现象。
曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构
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1 曲柄摇杆机构的急回运动特性
铰链四杆机构中，若AB为曲柄，CD为摇杆，形成曲柄摇杆机构。 如果曲柄为原动件，并以角速度ω作匀速转动，摇杆为从动件。
当曲柄AB匀速转动时，摇杆往复摆动的速度是否一致？ (1) 从动件极限位置
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(2)急回运动特性分析
曲柄
行程1： AB1→AB2 工作行程
行程2：
空回行程
AB2→AB1
摇杆 C1D→C2D
C2D→C1D
Φ1 > Φ2 ，V2 > V1
总结：
①摇杆往复摆动的摆角相同，但曲柄转角不同(φ1>φ2)； ②曲柄匀速转动, 摇杆往复摆动的速度是不同(V2 > V1)。