第一篇：實驗五 平面連桿機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計實驗

實驗五平面連桿機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計實驗

一、實驗?zāi)康?/p>

設(shè)計平面機構(gòu)，并對所設(shè)計的機構(gòu)進行拼接，完成機構(gòu)特有的運動特性。

二、實驗儀器

8個創(chuàng)新組合實驗臺

三、實驗要求

（1）每組設(shè)計兩種不同的機構(gòu)，其中一種機構(gòu)從選題部分設(shè)計題目中進行選擇，另一種機構(gòu)自行命題，可以來源于參考書、網(wǎng)絡(luò)或者現(xiàn)實生活中的機構(gòu)，要求至少有兩種基本連桿機構(gòu)。要求在設(shè)計過程中利用一種創(chuàng)新設(shè)計方法對方案進行分析。

（2）每種機構(gòu)都能實現(xiàn)其特定的運動特性。例如，牛頭刨床要實現(xiàn)急回運動。通過查閱資料確定機構(gòu)的運動特性。

（3）在報告上繪制初始方案的機構(gòu)運動簡圖。

（4）實驗報告請自行打印，將設(shè)計方案在課前準備好，填寫到報告上。（5）每班分成7-8組，每組3-4人。

（6）實驗時自備三角板、圓規(guī)和草稿紙等文具。

四、選題部分設(shè)計題目：（每組任選一個）

蒸汽機機構(gòu)、精壓機機構(gòu)、牛頭刨床機構(gòu)、插床機構(gòu)、篩料機構(gòu)、行程放大機構(gòu)。

機構(gòu)具體要求：

（一）蒸汽機機構(gòu)：

要求：1.實現(xiàn)活塞的往復(fù)運動；

2.運動傳遞由電機→曲柄→……→滑塊。

（二）精壓機機構(gòu)

要求：構(gòu)件平穩(wěn)下壓，物料受載均衡

（三）牛頭刨床主切削運動機構(gòu)

要求：具有急回特性,運動傳遞由電機→齒輪減速→導(dǎo)桿→……→滑塊

（四）插床機構(gòu) 要求：1.具有急回特性。

2.插刀實現(xiàn)大行程往復(fù)運動。

3.運動傳遞由電機→齒輪減速→原動件曲柄→……→輸出件插刀

（五）篩料機構(gòu)

要求：1.具有急回特性。

2.加速度變化較大。

（六）行程放大機構(gòu)：

要求：實現(xiàn)行程放大

五、報告要求

選題報告要求：

（一）選題機構(gòu)名稱；

（二）選題機構(gòu)運動要求及特點；

（三）利用功能分析法及設(shè)計目錄對設(shè)計方案進行簡單分析；

（四）設(shè)計的機構(gòu)簡圖；

（五）實驗中機構(gòu)運動狀況分析；

（六）改進后的機構(gòu)簡圖。

自命題報告要求：

（一）命題機構(gòu)名稱；

（二）命題機構(gòu)運動要求及特點；

（三）對設(shè)計方案進行簡單分析；

（四）所設(shè)計的結(jié)構(gòu)簡圖；

（五）實驗中機構(gòu)運動狀況分析；

（六）改進后的結(jié)構(gòu)簡圖。

第二篇：平面連桿機構(gòu)教學設(shè)計

平面連桿機構(gòu)教學設(shè)計

趙縣職教中心

翟偉波

[教材分析]平面連桿機構(gòu)能以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)律，而且更以其獨特可靠的低副聯(lián)接形式，倍受廣大機械設(shè)計人員的矚目。其在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、冶金、化工、紡織、食品等機械中的應(yīng)用實例不勝枚舉。如此重要的教學內(nèi)容，只有探尋一種形式新穎、方法獨特的教學方法，才能收到良好的教學效果。

[教學對象分析]

機械制造專業(yè)的學生，普遍存在機械常識匱乏與對現(xiàn)實機械現(xiàn)象的有視無睹，該現(xiàn)象嚴重阻礙了專業(yè)課教學的進程和效果。教師在教學過程中，應(yīng)充分考慮學生的現(xiàn)實情況，采取有效措施，讓學生建立機械意識，以思維理念的變化架起理論與實踐相結(jié)合的橋梁。

[對教師的要求]

教師在熟練掌握教材的基礎(chǔ)上，善于運用生活中饒有興趣的機械現(xiàn)象導(dǎo)入新課，巧妙地制造懸念，激發(fā)學生學習新知識的強烈愿望。教師要發(fā)揮主導(dǎo)作用，精心設(shè)計教學過程，為學生創(chuàng)造一個學習、發(fā)現(xiàn)、探索、創(chuàng)造的情境。教師要正確引導(dǎo)學生思維，讓學生積極主動地做到理論與實踐相結(jié)合。

一、教學目標：

知道：鉸鏈四桿機構(gòu)的組成。掌握：鉸鏈四桿機構(gòu)曲柄存在的條件。熟悉：鉸鏈四桿機構(gòu)三種基本形式的形成條件。

二、教學重點、難點： 鉸鏈四桿機構(gòu)曲柄存在的條件。鉸鏈四桿機構(gòu)三種基本形式的形成條件。

三、教學方法： 誘趣探求，思維探索。

四、教具：

投影儀和屏幕、軟質(zhì)細桿：6cm（1根）、10cm（1根）、15cm（1根）、18cm（1根）、50cm（８根）、大頭針（若干枚）、小刀（8把）

五、教學過程：

（一）提出問題、引發(fā)思維、誘趣探求 導(dǎo)入語：同學們都觀看過現(xiàn)場直播的電視節(jié)目，在這樣的節(jié)目當中，攝影師最不想讓觀眾看到的圖像是什么？（稍頓）

學生回答：

1、質(zhì)量不好的畫面。

2、燈光不好、有陰影的畫面。

3、表演出現(xiàn) 錯誤的畫面。

（一一否定、加強懸念，誘發(fā)求知欲）是電視畫面中出現(xiàn)攝影架的鏡頭。攝影師要想把多角度、多層次的電視畫面呈現(xiàn)在觀眾面前，這要歸功于攝影機的驅(qū)動架。究竟驅(qū)動架采用了什么樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠讓攝影師隨心所欲，運動自如，訣竅就在四根小小的桿件上，下面我們來做一個模擬設(shè)計。

（二）示范操作，發(fā)展思維

[策略分析] 對于鉸鏈四桿機構(gòu)曲柄存在條件這一重要知識點的學習，傳統(tǒng)的教學方法是根據(jù)三角形二邊之和大于第三邊的理論進行不等式的數(shù)學推導(dǎo)，其過程繁瑣而刻板，效果欠佳。如果利用教具演示與思維點撥相結(jié)合的教學方法，學生會在寬松的課堂氣氛中獲得非常直觀的感性知識，既突破難點，又發(fā)展了學生思維。

取出四根桿件（6cm，10cm，15cm，18cm），用大頭針組成平面連桿機構(gòu)。分別以四根桿件為機架,演示并引導(dǎo)學生觀察兩個連架桿的運動情況.平面連桿機構(gòu)定義,類型(板書)測量四根桿件的長度并讓學生做記錄,計算最短桿與最長桿長度之和與其余兩桿長度之和的關(guān)系.引導(dǎo)學生探求曲柄存在條件 曲柄存在條件(板書).出示投影:鉸鏈四桿機構(gòu)三種基本形式:曲柄搖桿機構(gòu),雙曲柄機構(gòu),雙搖桿機構(gòu)的形成條件.(三)動手設(shè)計

深化思維

[策略分析] 該程序是“思維探索型”教學方法的中心環(huán)節(jié),學生感性認識形成以后,要分組進行設(shè)計。在設(shè)計過程中，充分發(fā)揮其主觀能動性，邊設(shè)計，邊思考，既鞏固了理論知識，又提高了動手能力，從而實現(xiàn)感性知識上升為理性知識，達到理論與實踐有效結(jié)合。分組：３２人，４人／組，共８組，由動手能力強的學生擔任組長，發(fā)揮骨干作用。組長領(lǐng)取設(shè)計材料：軟質(zhì)細桿１根，大頭針若干，小刀一把。分配設(shè)計任務(wù)。

（１，２）組

曲柄搖桿機構(gòu)（３，４）組

雙曲柄機構(gòu)（５，６）組

雙搖桿機構(gòu) 最長桿＋最短桿≤其余兩桿長度之和。以最短桿的相對桿為機架。

（７，８）組

雙搖桿機構(gòu)：最長桿＋最短桿〉其余兩桿長度之和。巡回指導(dǎo)，及時解答學生疑問并糾正設(shè)計過程中的錯誤操作。每組選派一人，表述設(shè)計思路，展示設(shè)計成果。

（四）探索創(chuàng)新，升華思維

［策略分析］通過展示設(shè)計成果，學生心中普遍產(chǎn)生一種成就感，自然的心理傾向是學有所用，此時教師要善于捕捉學生心理，適時提問：究竟誰的設(shè)計成果能應(yīng)用在攝影機的驅(qū)動機構(gòu)上？課堂氣氛再度活躍，既升華學生思維，又能達到首尾呼應(yīng)，探索創(chuàng)新的目的。提問：究竟誰的設(shè)計成果能應(yīng)用在攝影機的驅(qū)動機構(gòu)上？

引導(dǎo)學生進行小組討論?？偨Y(jié)發(fā)言：指出應(yīng)為雙搖桿機構(gòu)。課堂小結(jié)：網(wǎng)絡(luò)知識體系。

教學反饋：自由研讀教材當中列舉的應(yīng)用實例。布置作業(yè)：P118：３、４、５、６、７、８

附：板書設(shè)計：平面連桿機構(gòu)

一、平面連桿機構(gòu)

３、基本類型 １、定義、特點

（１）曲柄搖桿機構(gòu) ２、類型

條件：

二、鉸鏈四桿機構(gòu)：

（２）雙曲柄機構(gòu) １、組成 條件： ２、曲柄存在條件

（３）雙搖桿機構(gòu)（１）

條件：（２）

第三篇：平面連桿機構(gòu)

第十四單元平面連桿機構(gòu)

綜合題

1、如圖所示為鉸鏈四桿機構(gòu)，已知各構(gòu)件長度LAB=55mm，LBC=40 mm，LCD=50 mm，LAD=25 mm，哪一個構(gòu)件固定可獲得曲柄搖桿機構(gòu)？哪一個構(gòu)件固定可獲得雙曲柄機構(gòu)？哪一個構(gòu)件固定只可能獲得雙搖桿機構(gòu)？（說明理由）

題1圖

3、畫出下列機構(gòu)圖示位置的壓力角。

題3圖

4、試確定兩機構(gòu)從動件的擺角?和機構(gòu)的最小傳動角。

題4圖

5、試用圖解法設(shè)計一曲柄搖桿機構(gòu)。已知搖桿長lCD＝100mm，行程速度變化系數(shù)K＝1.2，擺角Ψ＝45，固定鉸鏈中心A和D在同一水平線上。06、設(shè)計一鉸鏈四桿夾緊機構(gòu)。已知連桿BC長度LBC=40㎜和它的兩個位置如示意圖所示。其中B1C1處于水平位置；B2C2為機構(gòu)處于死點位置，此時原動件CD處于鉛垂位置。（取μL=1mm/mm）

題6圖

7、設(shè)計一偏置曲柄滑塊機構(gòu)。已知滑塊的行程s=50mm，偏距e=20mm，行程速比系數(shù)K=1.5，試用作圖法求曲柄的長度LAB和連桿的長度LBC。

題7圖

8、圖示為曲柄搖桿機構(gòu)。已知機架AD在同一條水平線上，K＝1.4，搖桿的長度LCD=60 mm及搖桿的擺角Φ=40°。試用圖解法設(shè)計此機構(gòu)（取μL=2mm/mm）

題8圖（機構(gòu)示意圖）題9圖（機構(gòu)示意圖）

9、設(shè)計一擺動導(dǎo)桿機構(gòu)，已知機架長度為50mm，行程速比系數(shù)K=2，求曲柄的長度。（取μL=1mm/mm）

第四篇：平面連桿機構(gòu)自測題

一、選擇題

1、圖示鉸鏈四桿機構(gòu)，已知桿長a = 120 mm，b = 200 mm，c = 280 mm，若要獲得曲柄搖桿機構(gòu)，機架d 的取值范圍是（）mm。

A.C.2、曲柄搖桿機構(gòu)的傳動角是（）。

A.C.3、在下列機構(gòu)中，（）沒有急回性質(zhì)。A.C.4、在下列機構(gòu)中，有急回性質(zhì)的是（）。A.C.雙曲柄機構(gòu) D.擺動導(dǎo)桿機構(gòu) 轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu) B.對心曲柄滑塊機構(gòu) 雙曲柄機構(gòu) D.擺動導(dǎo)桿機構(gòu) 曲柄搖桿機構(gòu) B.曲柄滑塊機構(gòu) 連桿與從動搖桿之間所夾銳角的余角 D.極位夾角的余角 從動搖桿兩個極限位置之間的夾角 B.連桿與從動搖桿之間所夾銳角 200≤d≤360 D.200≤d≤400 120≤d≤200 B.200≤d≤320

5、鉸鏈四桿機構(gòu)的桿長a = 60 mm，b = 80 mm，c = 100 mm，d = 90 mm。若以桿a為機架，則此四桿機構(gòu)（）。

A.C.有整轉(zhuǎn)副且有一個曲柄 D.有整轉(zhuǎn)副且有兩個曲柄 無整轉(zhuǎn)副，無曲柄存在 B.有整轉(zhuǎn)副而無曲柄存在

6、在下列平面四桿機構(gòu)中，無論以哪一構(gòu)件為主動件，都不存在死點位置。（）

A.C.7、曲柄滑塊機構(gòu)利用（）可演化為偏心輪機構(gòu)。

A.C.8、車輛前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)采用的是什么機構(gòu)？（）

A．

C．

9、縫紉機的踏板機構(gòu)，以下相關(guān)論述不正確的是哪個？（）

A．

B．

C．

D．

10、已知對心曲柄滑塊機構(gòu)的曲柄長AB=20mm，問該機構(gòu)滑塊的行程H為多少？（）

A． C． 20 mm＜H＜40 mm D．

H=30 mm H=20 mm B．

H=40 mm 踏板相當于曲柄搖桿機構(gòu)中的曲柄。利用飛輪幫助其克服“死點位置。” 工作過程中可能會出現(xiàn)倒車或踩不動的現(xiàn)象。應(yīng)用了曲柄搖桿機構(gòu)且搖桿為主動件。雙搖桿機構(gòu) D．

曲柄滑塊機構(gòu) 曲柄搖桿機構(gòu) B．

雙曲柄機構(gòu) 移動副取代回轉(zhuǎn)副 D.擴大回轉(zhuǎn)副 機架變換 B.改變構(gòu)件相對長度 曲柄搖桿機構(gòu) D.曲柄滑塊機構(gòu) 雙曲柄機構(gòu) B.雙搖桿機構(gòu)

二、判斷題

1、平面連桿機構(gòu)是由一些剛性構(gòu)件用低副聯(lián)接而成的機構(gòu)。?????（2、平面四桿機構(gòu)中若有曲柄存在，則曲柄必為最短桿。???????（3、鉸鏈四桿機構(gòu)通過機架的改變，一定可以實現(xiàn)三種基本型式之間的轉(zhuǎn)換。??????（錯）

4、曲柄搖桿機構(gòu)的急回運動特性是用急回特性系數(shù)K來表示，K愈小，則急回作用就愈明顯。??（對

5、實際生產(chǎn)中，常利用急回運動這個特性，來縮短工作時間，提高生產(chǎn)效率。????????（對

6、極位夾角就是從動件在兩個極限位置之間的夾角。????????（7、鉸鏈四桿機構(gòu)中，傳動角越大，機構(gòu)的傳力性能越好。??????（8、四桿機構(gòu)有無死點位置，與何構(gòu)件為原動件無關(guān)。????????（9、對曲柄搖桿機構(gòu)而言，當曲柄為原動件時，從動件搖桿與連桿無共線位置，所以無死點。???（對

10、在實際生產(chǎn)中，死點現(xiàn)象對工作都是不利的，必須加以克服。??（對

錯）錯）

對

錯）

對

錯）

對

錯）錯）錯）

對

對

錯）

對

錯）

? 單擊這里查看答案：

o

一、選擇題：

1、C

2、B

3、C

4、D

5、B

6、A

7、D

8、C

9、D

10、B o

二、判斷題：

1、對

2、錯

3、錯

4、錯

5、對

6、錯

7、對

8、錯

9、對

10、錯

第五篇：平面連桿機構(gòu)例題

典型例題

例1 如圖所示，已知lBC=100mm，lCD=70mm，lAD=50mm，AD為固定件。（1）如果該機構(gòu)能成為曲柄搖桿機構(gòu)，且AB為曲柄，求lAB的值；（2）如果該機構(gòu)能成為雙曲柄機構(gòu)，求lAB的值；（3）如果該機構(gòu)能成為雙搖桿機構(gòu)，求lAB的值。

解（1）如果能成為曲柄搖桿機構(gòu)，則機構(gòu)必須滿足“最長桿與最短桿長度之和小于或等于其他兩桿長度之和，且AB為最短桿”。則有

lAB+lBC≤ lCD+lAD 代入各桿長度值，得

lAB≤20mm

（2）如果該機構(gòu)能成為雙曲柄機構(gòu)，則機構(gòu)必須滿足“最長桿與最短桿長度之和小于或等于其他兩桿長度之和，且機架AD為最短桿”。則

1）若BC為最長桿即lAB≤100mm，則

lAD+lBC≤ lCD+lAB

lAB ≥80mm

所以 80mm≤lAB≤ 100mm 2）若AB為最長桿即 lAB ≥100mm，則

lAD+lAB≤ lCD+lBC

lAB≤120mm

所以 100mm≤lAB≤ 120mm

將以上兩種情況進行分析綜合后，lAB的值應(yīng)在以下范圍內(nèi)選取，即

80mm≤lAB≤ 120mm

（3）若能成為雙搖桿機構(gòu)，則應(yīng)分兩種情況分析：第一種情況，機構(gòu)各桿件長度滿足“桿長之和條件”，但以最短桿的對邊為機架；第二種情況，機構(gòu)各桿件長度不滿足“桿長之和條件”，在本題目中，AD已選定為固定件，則第一種情況不存在。下面就第二種情況進行分析。

1）當 lAB＜50mm,AB為最短桿，BC為最長桿

lAB+lBC ＞ lCD+lAD

lAB ＞20mm

即 20mm＜ lAB＜50mm

2）當50≤lAB＜100時，AD為最短桿，BC為最長桿，則

lAD+lBC＞ lCD+lAB

lAB＜80mm 即 50mm≤lAB＜80mm

3）當lAB ＞100mm時，AB為最長桿，AD為最短桿，則

lAD+lAB＞ lCD+lBC

lAB＞120mm 另外，AB增大時，還應(yīng)考慮到，BC與CD成伸直共線時，需構(gòu)成三角形的邊長關(guān)系，即

lAB＜（lCD+lBC）+ lAD

lAB＜220mm 則 120mm＜ lAB＜220mm 綜合以上情況，可得 lAB的取值范圍為：

20mm ＜lAB＜80mm 及 120mm＜lAB＜220mm

除以上方法外，機構(gòu)成為雙搖桿機構(gòu)時，lAB的取值范圍也可用以下方法得到：對于以上給定的桿長，若能構(gòu)成一個鉸鏈四桿機構(gòu)，則它只有三種類型：曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)。故分析出機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，雙曲柄機構(gòu)時lAB的取值范圍后，在0～220mm之內(nèi)的其余值即為雙搖桿機構(gòu)時lAB的取值范圍。

例2 在圖示連桿機構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸為：lAB=160mm，lBC=260mm，lCD=200mm，lAD=80mm；并已知構(gòu)件AB為原動件，沿順時針方向勻速回轉(zhuǎn)，試確定：

（1）四桿機構(gòu)ABCD的類型；

（2）該四桿機構(gòu)的最小傳動角γmin；

（3）滑塊的行程速度變化系數(shù)K。

解：（1）lAD +lBC =80+260 =340< lAB +lCD =160+200=360,即滿足桿長條件，且以最短桿AD為機架，故為雙曲柄機構(gòu)。（2）解法一：作圖法如圖（b）所示

解法二:?minb2?c2??a?d?2602?2002??160?80??arccos?arccos?13.325?

2bc2?260?20022

（3）在圖（c）所示，極位夾角θ為滑塊在兩個極限位置時曲柄AB所夾的銳角，用作圖法可得θ=43.6°。

180???K??1.639

180???

例3 在圖示的凸輪機構(gòu)中，若已知凸輪2以等角速度順時針轉(zhuǎn)動，試求從動件上B點的速度。假設(shè)構(gòu)件3在構(gòu)件2上作純滾動，求點B'的速度。

解：（1）瞬心位置如圖所示，vP24??2O2P24??4P14P24

?4?O2P24?2 PP1424vB???4O4B

方向如圖所示（2）

vP23??2O2P23??3P13P23

?3?O2P23?2 PP1323?vB????3P13B

方向如圖所示

例4 圖示為一已知的曲柄遙桿機構(gòu)，現(xiàn)要求用一連桿將搖桿CD和一滑塊F連接起來，使搖桿的三個位置C1D，C2D，C3D，和滑塊的三個位置F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3相對應(yīng)，試確定此連桿的長度及其與搖桿CD鉸接點的位置。

解：該問題屬于函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計，如圖所示，根據(jù)低副運動的可逆性，如果改取從動連架桿為機架，則可得鉸鏈F的轉(zhuǎn)位點F'2，F(xiàn)'3。連接F1F'2和F'2F'3，分別作這兩段線段的中垂線，其交點E1 即為所求。連桿長度EF可從圖中直接量取。

例5試設(shè)計如圖3-6所示的六桿機構(gòu)。當原動件 OAA 自 OAy軸沿順時針轉(zhuǎn)過?12?60? 到達 L2 時，構(gòu)件OBB1順時針轉(zhuǎn)過 ?12?45?，恰與OAx軸重合。此時，滑塊6在 OAx軸上自C1 移動到C2，其位移S12?20mm，滑塊C1距OB的距離為OBC1?60mm，用幾何法確定A1和B1點的位置，并且在所設(shè)計的機構(gòu)中標明傳動角。同時，說明機構(gòu)OAA1B1OB是什么樣的機構(gòu)（曲柄搖桿、雙曲柄或雙搖桿機構(gòu)）？