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50
01 平面互锁
定义：所有搭建起来的积木整体表面是平整的一种互锁结构，注意
每一步都得互锁。
功能：使每个积木相互依存成为一个整体进而结构更加牢固。
原理: 借此结构可以分散外界给与整体的力进而达到加固目的。
备注：
左图是一个经典的平面互锁结
构，该结构是基础套装以及乐高
大颗粒作品的基础结构，因此，
必须掌握。
备注：
右图是砖块和凸点梁之间的互
锁，注意，中间缝隙较大的也是
互锁结构，要实现互锁结构需要
上下都锁住。
备注：
左图是凸点梁和凸点梁之间的互
锁，该互锁搭建类型常用于凸点
梁的延长搭建，在齿轮传动作品
中很重要。
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51
02 单点互锁
定义：和平面互锁唯一的而区别就是只锁一个点，这种互锁结构的
优势是结构灵活。
功能：借助结构的活动性和可调性经常用于开合结构和装饰结构。
注意：该结构要想实现它的优势，两个锁点不能水平或者垂直相邻，
只能相隔或者对角相邻，这是由积木的方形外观决定的。
备注：
左图是一个经典的单点互锁结
构，该结构是实现简单开合作品
的基础结构，比如说利用单点互
锁结构搭建的一个活动的蝴蝶。
备注：
右图是利用 2X4 板（砖也可以）
搭建的一个单点互锁结构，该结
构可实现曲线形状作品的搭建，
比如圆形，S 型等。
备注：
左图是使用砖和凸点梁搭建的单
点互锁结构，可利用单点互锁结
构的可活动性和凸点梁搭建的多
样性实现更有趣的结构搭建。
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52
03 转角互锁
定义：相对于平面互锁结构，我们将直角的互锁结构称为直角互锁。
功能: 使整体搭建作品不易因外界的推拉而解体。
备注：
又称“L”型互锁结构，最常见，
常用于建筑类作品的搭建。
备注：
右图为凸点梁之间的“L”型互锁
结构，常用于齿轮垂直传动机架
的搭建。
备注：
又称“T”型互锁结构，常用于开
合门或四驱车齿轮垂直传动机架
的搭建。
备注：
又称“十字”型互锁结构，常用
于的类似旋转门或十字类型作品
的搭建。
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53
04 立体外扩式互锁结构
定义：上下两层之间的缝隙交错锁住一半并阶梯状向外搭高使整个
结构更加扩散。
05 立体内缩式互锁结构
定义：上下两层之间的缝隙交错锁住一半并阶梯状向内搭高使整个
结构更加紧缩。
06 递增递减结构
备注：以上是递增递减结构的两个简单案例。
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07 汉堡包结构
定义：由于该结构外观像汉堡包，两边红色的积木像汉堡包的面包
部分，中间的黄色积木和绿色积木分别像汉堡包的肉质和蔬
菜部分，所以我们把它称为汉堡包结构。
来源：汉堡包结构主要是用来作为垂直架构。因为在搭建过程中经
常需要垂直搭建，但是又不知道如何给孩子讲这样的知识
点，所以就有了这个结构。
备注：
通过左图我们可以发现，要实现
光滑梁和凸点梁的垂直搭建最少
需要 6 块凸点梁，过程繁琐。
备注：
如右图，在两个凸点梁之间加一
个砖和板就可以解决上图中的繁
琐步骤，后来我们将此结构命名
为汉堡包结构。
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55
08 垂直结构（上）
说明：以下四种是有关凸点梁和光滑梁的垂直搭建，进行齿轮传动。
备注：
该结构其实是 T 型互锁结构的一
个具体应用，其优势是学生容易
想到且容易上手，常作为作品的
底座结构。如风扇底座。
备注：
右图是利用砖和光滑梁搭建的一
个垂直结构，操作方便，可以作
为课堂搭建慢的孩子的一个快捷
方法。
备注：
左图是利用曲柄自带的两点固定
一个机构的特点搭建的垂直结
构，这种搭建方法常用于类似叉
车叉子作品的搭建。
备注：
右图同样是利用曲柄搭建的一个
垂直结构，与上面不同的是，使
用的是光滑梁和凸点梁。
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56
08 垂直结构（下）
功能：以下四种主要是关于静态作品的垂直搭建。
备注：
左图是利用 9090 基础套装里面
的砖块搭建的垂直结构，常用于
一些作品底座搭建或装饰。
备注：
右图是 9076 管道套装中管道垂
直结构的搭建，其关键部分还是
在于方形和圆形管道连接器。
备注：
左图是通过凹口连接器实现垂直
结构搭建的，同理凹口连接器与
机械臂的连接也可。
备注：
右图是通过 45002 百变工程中
的基板实现垂直结构搭建的。注
意，需要用两个螺丝固定。
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57
09 特殊互锁结构
功能：以下互锁结构也常用，但不是很典型，统称特殊互锁结构。
备注：
该结构的特点不像之前的互锁结
构那么整齐好讲，我感觉可以叫
差错型互锁，主要用于装饰作品。
备注：
这种结构很实用，特别是用于光
滑梁的延长，方便快捷，其中最
典型的应用为摩天轮。
备注：
我把它称为远距离互锁，它的优
点是能省积木且快，常用于建筑
类作品。
备注：
这种结构主要用于底板的互锁，
特点简单且快。
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58
10 铰链结构
定义：铰链又称合页，是用来连接两个固体并允许两者之间做相对
转动的机械装置。
组成：铰链可由可移动的组件构成或可折叠的材料构成。
应用：门、窗、把手等。
备注：
左图其实就是前面互锁结构中的
单点互锁型，这个不用区分，具
体使用哪个名称取决于看搭建的
作品类型。比如门、窗使用铰链。
备注：
右图主要通过凸点梁和轴实现铰
链结构的搭建。注意，为了减少
摩擦，两个凸点梁需要背靠背。
备注：
左图也是通过凸点梁和轴实现铰
链结构的搭建。注意，为了减少
摩擦，凸点梁的搭建方法。
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11 旋转结构
定义:如果在一个结构体中，有零件围绕一个点或一个轴做圆周运
动，我们将其结构称之为旋转结构。
备注：
左图是通过 9076 管道套装中的
圆形管套和直管道实现旋转结构
的搭建。常用于门或者秋千悬吊
结构等作品中。
备注：
右图是通过百变工程套装中的凹
口连接器可凸口连接器实现旋转
结构的搭建。
备注：
左图是利用 45002 百变工程套
装的机械臂连接处可旋转的特性
搭建的一个旋转结构。
备注：
右图是利用 45002 百变工程套
装的转台可旋转的特性搭建的一
个旋转结构。
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12 滑块结构
定义：主要由滑块和导轨组成，滑块沿着导轨做直线运动。
备注：
左图是利用 9090 基础套装的砖
块搭建的一个简单滑块结构。
注意，为减少滑动摩擦，砖块需
要背靠背。
备注：
右图是利用 9090 基础套装中的
砖块和护栏搭建的滑块结构。
备注：
左图是主要利用 9090 基础套装
中的方拱砖和 45002 百变工程
中的机械臂搭建的滑块结构。
备注：
右图利用基础套装中的方拱砖和
百变工程中的凹口连接器和机械
臂搭建的滑块结构。
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13 三角形具有稳定性
特点：稳固、坚定、耐压
原理：任取三角形两条边，在两条边角度不变的情况下，在 两条
边的非公共端点连接第三条边，因为第三条边不可伸缩或弯
折， 所以两端点距离固定 ，所以三角形固定，具有稳定性。
举例：三角形框架、起重机、三角形吊臂、屋顶、钢架桥
应用：三角形具有稳定性这个原理主要应用在固定一个边或者一个
支架。（比如说四边形不具有稳定性，当我们想要固定一个类
似于四边形的框架时，只需要引入一个三角形来固定其中的
两个边即可）。
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14 四边形不具有稳定
特点 1：在平行四边形或者菱形变形的过程中对边始终保持平行。
应用 1：伸缩门、升降机等。
特点 2：不规则的四边形活动时，只能固定一条边。
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15 杠杆（上）
定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
杠杆可直可曲，形状任意。
五要素：
注意：
1 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。
2 动力、阻力的方向不一定相反，但使杠杆转动的方向相反。
举例：
杠杆选择：
1. 需要解决阻力大于动力问题时，选省力杠杆；
2．需要解决动力臂小于阻力臂问题时，选费力杠杆；
3. 需要解决称量问题时，选等臂杠杆。
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15 杠杆（下）
省力杠杆 特点：
动力臂大于阻力臂；
省力、费距离；
举例：
指甲刀、铡刀、动滑轮、轮轴、
羊角锤、钢丝钳、手术剪刀等。
特点：
动力臂等于阻力臂；
不省力不费力；
举例：
天平、称、定滑轮等。
等臂杠杆
费力杠杆 特点：
动力臂小于阻力臂；
费力、省距离。
举例：
镊子、缝纫机踏板、起重臂、
理发剪刀、钓鱼杆等。
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16 两点固定一个机构
定义：两点固定一个机构是指把两个物体固定到一起，至少需要固
定 2 个点【直线公理】。
备注：
左图是用光滑梁搭建的最经典的
两点固定一个机构，常用于光滑
梁的延长搭建。
备注：
右图是利用两点固定一个机构这
个原理实现凸点梁背靠背的延长
搭建。
备注：
左图是在两点固定一个机构原理
的基础上加了一个不经典的轮轴
进而实现整体结构体的旋转。
备注：
右图也是是在两点固定一个机构
原理的基础上加了个轮轴进而实
现整体结构体的旋转。常用于凸
轮或者偏心轮。
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17 皮带传动(上)
组成：由一根或几根皮带紧套在两个轮子上组成。
原理：利用皮带与两轮间的摩擦，以传递运动和动力。
类型：
（1）平行传动：两滑轮的转动方向相同。
（2）交叉传动：两滑轮的转动方向相反。
（3）半交叉传动：皮带交叉 90 度绕过两传动轮，穿过两个传
动轮的轴位置异面垂直。注意：两个滑轮不在同一平面上，
所以不讨论转动方向。
优点：远距离传动；过载保护；可以传送物体，噪音小
缺点：传动不精确且传动力小；对于高扭矩传动困难；传动时能
量损失比较大；皮带容易破损。
注意：
1. 在突然施加外力或突然变速时可以保护机械不损坏零件。
2．因为皮带有弹性，所以在主动轮从静止到转动的一刻，皮带
被拉动伸长，从动轮有一瞬间延缓启动。
3．皮带传动一般不讨论不计算传动比，因为打滑问题。
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17 皮带传动(中)
备注：
左图为皮带的水平同平面传动
（滑轮转动方向相同，与相邻齿
轮船传动方向相反）；又称“O”
型传动。
备注：
右图为皮带的水平非同平面传动
该种传动方式不同于齿轮传动，
同时也是皮带传动的优势所在。
备注：
左图为皮带的水平同平面交叉传
动，该种传动方式的主从动轮的
转动方向相反。又称“8”字传动
或者交叉传动。
备注：
右图为皮带的加减速传动，注意，
该皮带传动的主从动轮的大小不
一样。
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17 皮带传动(下)
备注：
左图为一级加减速的搭建方式，
其优点为远距离传动；可非同水
平面传动；过载保护（负重打滑）
可传送物体。
备注：
右图为同侧二级加减速的搭建方
式，其缺点是传动不精确；力和
能量在过程中损耗多即效率低。
备注：
左图为对侧二级加减速的搭建方
式，其优点为输入输出轴受力较
上图均匀，其缺点是传动不精确；
力和能量在过程中损耗多。
备注：
右图也是二级加速的搭建方式，
其中用到了分离轴和同轴。
注：分离轴是同轴线不同轴的两
个或多个轴。
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18 传送机构
备注：
左图主要利用轴套实现传送的，
具体传送物是从轴套上通过还是
从轴套之间通过取决于两个动力
轴的旋转方向。
备注：
右图是通过皮带传动实现物体传
送的，此种传动方式只需要一个
动力输入即可,适合长距离（中间
需加入多组拖带轮）大物件传送。
备注：
左图是通过 45002 中的履带实
现物体传输的，此种传输适合长
距（中间需加入多组拖带轮）离
大或小物件的传输。
备注：
右图主要通过轮皮与物体之间的
摩擦力实现物体在轮皮之间传送
的，注意需要两个动力轴的转动
方向相反 。
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19 蜗杆滑轮传动
注意：以下蜗杆不是 9656 早期简单机械套装里面的，如果有兴趣
的话可以去买一点兼容的，毕竟 9656 里面的零件种类有限。
备注：
左图是蜗杆滑轮皮筋传动；
功能：
将圆周运动转变为直线运动;
应用：
主要应用于有关伸缩的结构；
比如伸缩衣架，伸降椅子等。
优缺点：
优点：蜗杆和滑轮的距离可以调；
缺点：不能承载重负荷；
备注：
右图是蜗杆滑轮传动；
功能：
将圆周运动转变为直线运动;
应用：
用于伸缩的结构；如伸缩衣架等。
缺点：
蜗杆和滑轮的距离不可以调；
不能承载重负荷。
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20 定滑轮
备注：
滑轮是指由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的柔索（绳、
胶带、钢索、链条等）所组成的可以绕着中心轴旋转的简单机械。
定义：中心轴的位置固定不变的滑轮。
特点：1.改变力的方向。(如果想让物体上升，那就要向下施力）
2.不改变力的大小，不省力也不费力。
3.施力端运动距离和物体上升距离相同。
注意：定滑轮改变力的方向是可以根据实际情况来确定的，并不一
定是反方向（垂直方向），但力的大小是一样的。
实质：等臂杠杆
支点：定滑轮中心的轴
阻力点：重物端的滑轮圆边与柔索的切点
动力点：施力端的滑轮圆边与柔索的切点
阻力臂=动力臂=定滑轮的半径
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21 动滑轮
定义：中心轴的位置随着被拉物体一起运动的滑轮。
特点：1.不改变力的方向（想要让物体向上，就要向上拉）。
2.改变力的大小，所以省了 1-2 倍的力。
3. 施力端上升距离为物体上升距离的二倍。
实质：省力杠杆
支点：与机架相接的柔索与动滑轮的切点
阻力点：动滑轮的中心轴所在的点
动力点：施力端的圆边与柔索的切点
动力臂=2 倍阻力臂=动滑轮的直径（力方向竖直向上时）
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22 滑轮组
定义：
是由动滑轮和定滑轮组成的机构（至少得各一个）。
特点：
1、即改变力的方向又省力（结合了动、定滑轮各自的优点）。
2、费距离（其实就是动滑轮的缺点）。
备注：
左图是只有一个动滑轮和定滑轮
的滑轮组，其优点是省了一半力，
其缺点是需要移动 2 倍的距离。
备注：
右图也是只有一个动滑轮和定滑
轮的滑轮组，其优点是省了一半
力，其缺点是需要移动 2 倍的距
离。需要注意的是，此种搭建方
式可以旋转，常用于类似塔吊等
作品的搭建。
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23 齿轮
定义：齿轮是一种轮缘上有齿且能连续啮合传递运动和动力的机械
零件。齿轮上每一个用于啮合的凸起的部分称为轮齿，整个
圆周上的轮齿总数称为齿数。
分类：平面齿轮、冠齿轮、蜗轮、蜗杆等。
备注：
左图与外界动力供源（如曲柄）
相接的轴为输入轴，相接的齿轮
为主动轮；其他为从动轮。。
备注：
右图的两个齿轮为同轴齿轮，同
轴同齿轮的转速、角速度相同，
主要用于多级加速。
备注：
左图的小齿轮为惰齿轮。（齿轮传
动中，首末齿轮中间的不起加减
速，只改变传递方向的齿轮）。
备注：
右图的两个齿轮啮合为垂直啮
合，传动方式为垂直传动，同时
也是冠齿轮的主要功能。
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24 惰齿轮的功能
定义：首末齿轮中间的不起加减速的从动轮。
备注：
左图的搭建说明惰齿轮可以改变
齿轮传动方向，比如四驱车需要
前后轮同步。
备注：
右图的搭建说明使用惰齿轮可以
增加齿轮的传送距离。因为齿轮
传动比较精确，故常用。
备注：
左图说明惰齿轮可以改变传动方
式（水平传动转换为垂直传动），
比如冠齿轮不易和 8 齿齿轮垂直
啮合，可以借助惰齿轮来实现。
备注：
右图的搭建说明对于齿轮传动中
的多级加减速，同轴齿轮不属于
惰齿轮，这一点可以可以根据惰
齿轮的定义来判断。
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25 齿轮传动方式
啮合方式：
平行啮合，垂直啮合。
优点：
准确无误的传递动力；传动力大；
结构紧凑，适用于近距离传动。
缺点：
噪音大；易损坏；远距离传动需要多齿轮传动。
备注：
左图是齿轮水平传动的常见搭建
方式，注意，冠齿轮也可以进行
水平传动。
备注：
右图是齿轮垂直传动的常见搭建
方式，主要由冠齿轮参与。注意，
冠齿轮不能和 8 齿轴齿传动。
备注：
左图是利用蜗轮箱搭建的蜗杆传
动，其实也是种齿轮垂直传动方
式，只不过蜗杆不是很典型的齿
轮而已。
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26 齿轮传动方向
传动方向：
隔奇数齿轮的传动方向相同，隔偶数齿轮的传动方向相反。
备注：
左图主要说明相邻齿轮传动，齿
轮的转动方向相反，此知识点是
机械爪的核心原理。
备注：
右图主要说明相隔一个齿轮的齿
轮传动，齿轮的转动方向相同，
此知识点是双驱动传送带传动轮
保持同向的原理。
备注：
左图主要说明，对于齿轮垂直传
动的转动方向，我们一般用顺、
逆时针转动来表述。
备注：
右图主要说明在齿轮传动组中，
隔奇数齿轮的传动方向相同，隔
偶数齿轮的传动方向相反。
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27 冠齿轮传动
定义：有冠齿轮参与的齿轮传动（水平或垂直传动）称冠齿轮传动。
备注：
左图是最常见，也是最经典的冠
齿轮垂直传动的搭建方式之一，
常用于水平方向的垂直传动。
备注：
右图也是一种最常见的垂直搭建
方式，和上面的区别在于常用于
竖直方向的垂直传动。
备注：
左图常用于四驱车底座的搭建，
注意红色齿轮不能同侧，否则 2
个轮子反向，不同向同步。同步
常用于开合门的搭建。
备注：
右图其实也是一种分离轴的应
用，只不过中间用冠齿轮过渡了
一下。需要注意一下主动轮和从
动轮的转动方向。
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28 蜗杆传动
蜗杆传动的特点：
1 减速装置【传动比为 24：1】
2 省力装置【输入较小的力可以输出较大的力】
3 自锁性【蜗杆能带动蜗轮转，蜗轮不能带动蜗杆转动】
4 由于传动过程中产生滑动摩擦，故长时间会有损耗！
备注：
左图是蜗轮箱内的蜗杆传动，由
于经常要用蜗轮箱吊取重的物
体，所以经常需要对蜗轮箱进行
固定搭建。
备注：
右图是对蜗杆传动的输出轴进行
延长搭建，我们经常在输出轴衔
接滑轮或者利用曲柄自带的两点
固定一个机构特点延长梁。
备注：
左图是蜗杆传动的逆向应用，具
体搭建方法是固定蜗轮，然后旋
转蜗杆，这样整个机构就会绕着
蜗轮转动。
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29 一级加减速
齿轮加速传动特点
1 大齿轮带动小齿轮，输出的转速比较大；
2 增加了主动轮（大齿轮）扭矩，也就是说更加费力。
备注：
若红色齿轮为主动轮，蓝色齿轮
为从动轮，则左图为一级加速系
统，其目的是使从动轮转速更快。
备注：
若黄色齿轮为主动轮，蓝色齿轮
为从动轮，则右图也为一级加速
系统，只不过是齿轮垂直传动。
备注：
若红色齿轮为主动轮，黄色齿轮
为从动轮，则左图为一级减速系
统，其主要目的是增加从动轮（黄
色齿轮）的转动力量。
备注：
右图主要是想说明，对于一级加
减速效果不看齿轮个数，只看首
末齿轮齿数即可。
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30 二级加减速
二级加速的共性：
1 整个结构有 2 个大齿轮带动小齿轮的一级加速；
2 整个机构里面都有一次同轴齿轮的应用，都是第一次一级加
速的小齿轮和第二次一级加速的大齿轮同轴；
备注：
左图是齿轮二级加速在凸点梁异
侧的搭建方法，是最常见的二级
加速搭建方式。
备注：
右图是齿轮二级加速在凸点梁同
侧的搭建方法，加减速过程中轴
受力不均，故不常用。
备注：
左图也是二级加减速的一种搭建
方式，只不过是用惰齿轮（冠状
齿轮）作为转向过渡而已。
备注：
右图也是二级加速的一种简单搭
建方式，注意左边为同轴的齿轮，
右边为分离轴的齿轮。
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31 棘轮(棘爪)机构
组成：棘轮（具有齿形表面或摩擦表面的轮子）+棘爪+机架
功能：将圆周运动转换为单向运动。
应用：钓鱼竿、单向车等。
备注：
左图是一种最常用也是最简单最
快捷的棘轮棘爪机构的搭建方
式，常用于控制单向运动的作品，
比如千斤顶等。
备注：
右图也是一种经典的棘轮棘爪机
构的搭建方式，与上图不同的是，
由于曲柄本身的质量比较轻，经
常需要借助皮筋来控制曲柄与棘
轮的接触。
备注：
左图是一种不常见的棘轮棘爪机
构的搭建方式，通过借助在曲柄
上连接一个齿轮来解决曲柄本身
质量轻的问题，也省去了使用皮
筋这个繁琐的步骤。
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32 凸轮机构
定义：由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的机构。
功能： 将凸轮的圆周运动转化为从动件的往复运动。
备注：
左图是用 9076 管道工程和
9656 简单机械搭建的凸轮结构，
曲柄为凸轮，小球为从动件，管
道为机架。
备注：
右图为一个不典型的凸轮机构，
曲柄为凸轮，凸点梁为从动件，
轴和光滑梁为机架。
备注：
左图为典型的凸轮机构，其中凸
轮在中间，从动件仅作简单的上
下往复运动。（轴和冠齿轮为从动
件，凸点梁为机架）。
备注：
右图也是一个很典型的凸轮机
构，其中凸轮在侧边，从动件作
上下和旋转运动。
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33 曲柄摇杆机构（上）
备注：这里主要讲解基本原理知识。
定义：主要由曲柄和摇杆组成的铰链四杆机构。
组成：曲柄-机构中能作 360°转动的零件；
摇杆-机构中仅能在小于 360°范围内摆动的零件；
连杆-机构中连接曲柄和摇杆并随之活动的零件；
机架-用于固定整个机构的部分。
原理：曲柄作匀速圆周运动，摇杆做往复摆动运动。
应用：当曲柄为主动件时，机构将圆周运动变为往复摆动；
当摇杆为主动件时，机构将往复摆动变为圆周运动。
注意：当摇杆为主动件时，需克服死点，方法如下：
1 增大从动件的质量，利用惯性度过死点的位置；
2 在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性；
3 采用相同的机构错位排列。
条件：最短杆与最长杆长度之和 <= 其余两杆长度之和，取最短杆
的临杆为机架，最短杆作主动杆。
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33 曲柄摇杆机构（下）
备注：本部分内容和前部分内容没有冲突，是对前部分内容的解读。
摇杆：与机架相连作往复运动的零件，不是圆周运动。
连杆：曲柄和摇杆之间作平面复合运动的零件，注意和机架相区分，
主要功能是活动性连接和传动作用力。
机架：曲柄摇杆机构中固定不动的零件，如凸点梁。
功能: 将圆周运动转换为往复运动（动力在曲柄）
或将往复运动转换为圆周运动（动力在摇杆）。
应用：动力在曲柄上--比如雨刷器，摇头风扇等；
动力在摇杆上--比如手动风扇，缝纫机等。
备注：
左图的曲柄作圆周运动，上部的
光滑梁为连杆，右边的光滑梁为
摇杆且作往复运动，底部的凸点
梁为机架（固定曲柄摇杆机构）。
备注：
右图的齿轮为曲柄，上部的光滑
梁为连杆，右边的光滑梁为摇杆
且作往复运动，底部的凸点梁为
机架（固定曲柄摇杆机构）。
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34 曲柄滑块机构
定义：主要由曲柄和滑块组成的铰链四杆机构。
组成：曲柄、连杆、滑块、机架等。
原理：当曲柄为主动件时，机构可将圆周运动转化为直线摆动；
当滑块为主动件时，机构可将直线摆动转化为圆周运动。
备注：
左图为最常见且最为经典的曲柄
滑块机构，其中齿轮为曲柄，光
滑梁为连杆，连杆带动结构体作
直线运动的为滑块。
备注：
右图是一种不常见的曲柄滑块
构。提示：该结构的滑块可以结
合前面提到过的滑块结构使用可
用此原理做一个移动篮筐。
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35 双曲柄机构
备注：
右图是双曲柄结构的原理示意
图，AB 和 CD 为曲柄，BC 为连
杆，AD 为机架。两个曲柄是同步
运动的，并且两曲柄的半径相等。
备注：
左图是用两个曲柄做的双曲柄机
构，该机构需要两个轴同频同向
运动（借助齿轮或皮筋传动）。
备注：
右图是利用两个大齿轮作为曲柄
的双曲柄机构，同样，该机构需
要借助外力使两个曲柄同频同向
运动，常用于火车车轮。
定义：主要由两个曲柄组成的铰链四杆机构。
组成：曲柄、连杆、机架。
作用：用一个做圆周运动的曲柄带动其他曲柄做圆周运动。
条件：两作圆周运动的曲柄半径和小于等于连杆的长度。
应用：常用于一些上下左右往复运动的作品，如瑶瑶车等。
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36 双摇杆机构
定义：主要由两个摇杆组成的铰链四杆机构。
组成：摇杆、连杆、机架。
特点：双摇杆机构中两摇杆中任何一杆作为主动件，另一个杆作为
从动杆，主动杆和从动杆都作往复摆动运动。
应用：挖掘机，翻斗车等。
备注：
左图是两个摇杆长度相等的双摇
杆机构，其连杆在运动过程中始
终保持与机架平行。
备注：
右图是两个摇杆长度不相等的双
摇杆机构，其连杆在运动过程中
与机架不平行，此原理常用于翻
斗车等。
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36 反向双曲柄机构
定义：主要由两个转动方向相反的曲柄组成的铰链四杆机构。
组成：曲柄、连杆、机架。
特点：连杆与机架长度相等，两曲柄的长度相等且转向相反。
功能：当主动曲柄（红色）作匀速圆周运动时，从动曲柄（蓝色）
作匀速圆周运动，但方向与主动曲柄相反。
备注：
左图是一个很经典的双曲柄机
构，此结构很少有相应好的作品，
因此此原理一般理解即可，不需
要熟练掌握。
备注：
右图是上图中的背面结构，因为
死点的存在，经常导致此机构不
能顺利运行，因此需要通过齿轮
之间的齿轮啮合传动或皮筋传动
来控制曲柄的反向旋转。
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37 连杆机构
定义：由两个以上有确定相对运动的构件用低副联接组成的机构。
特点：简单理解就是几根长杆连接在一起，由主动杆依次带动，最
终带动输出杆的运动。
应用：
备注：
也有很多老师喜欢将曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、双曲柄机
构、双摇杆机构等称为连杆机构，不能说错，只能说不是很确
切，可以将这些机构称为连杆机构的衍生机构，最本源的还是
上面对连杆机构的解释。
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38 斜面
备注：以上分别是用 9090 基础套装、9076 管道套装、45002 百
变工程套装、9656 早期简单机械套装搭建的不同斜面。
定义：与水平方向有不为零的夹角的平面称为斜面。
分类：凸形斜面、凹形斜面
功能：斜面是一种简单的机械，用于克服垂直提升重物的困难，即
省力；由于重力作用也常用于传送物体。
特点：斜面都省力但费距离，坡度越小越省力，坡度越大越费力。
应用：从上到下传输物体；从下到上吊取物体。
注意：为了更省力，在传输物体的过程中减少摩擦力做功。
验证：为了验证斜面省力这一结论，可借助测力计。
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39 稳定性
定义：原来处于平衡状态的系统，在受到扰动作用后都会偏离原来
的平衡状态。若系统在扰动作用消失后，经过一段过渡过程
后，系统仍然能够回到原来的平衡状态，则称该系统是稳定
的，否则，则称该系统是不稳定的。
条件：①与地面接触面积越大，物体越稳。
比如：电风扇的底座越大，放置越稳。
②重心越低，物体越稳。
比如：不倒翁的重心越低，越不容易倒。
③通过重心作竖直向下的直线与地面的交点，如果在接触面
内，则物体较稳；如果在接触面外，物体不稳。
备注：为什么要引入稳定性概念呢？因为稳定性是保证一个事物长
期稳定存在的关键，同时也是避免不稳定因素带来的伤害。
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40 惯性
定义：把物体保持原来不变的性质叫做惯性。
注意：一切物体都有惯性，惯性是物体的一种固有属性惯性不是力，
它没有施力物体。因此，由于惯性的作用，受到惯性的作用
这种说法是错误的。惯性是物体保持运动状态不变的性质，
力是改变物体运动状态的原因。
特点：一切物体固体、液体、气体在任何时候都有惯性；
与物体的运动状态无关，与物体的受力情况无关；
只与质量有关，质量大的物体惯性大
应用：正性利用：
使劲甩手可把手上的水甩掉；
撞击可以使锤头、斧头紧套在把上；
拍打衣服可除去灰尘；有了惯性子弹能飞出去；
跳高、跳远等活动；陀螺的转动；飞轮车；弹性小车。
负性危害：
走路时拌石头、踩西瓜皮、通常会摔倒；
高速公路突然停车会发生一系列交通追尾。
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41 轮轴
定义：由轮和轴组成，共同旋转的机械。
特点：轮轴=轮+轴；共同旋转；轮大轴小。
本质：杠杆原理
当施力点在轮上阻力点在轴上时，为省力杠杆；
当施力点在轴上阻力点在轮上时，为费力杠杆；
注意：轮轴中的轮和轴是指在运动轨迹上轮是圆的，轴是直的，并
不是指物体的外观轮廓上。
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42 飞轮
定义：大而规则且可以转动的物体称为飞轮。
特点：半径大，质量大，可稳定的做圆周运动。
注意：飞轮并不要求外形一定是圆的，只要质量匀称即可。
功能：借助飞轮快速转动的惯性来储存势能，然后再传递给其他机
构，比如说飞轮车。
利用飞轮来顺利通过死点，比如利用曲柄摇杆机构的手动风
扇和缝纫机。
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43 偏心轮
定义：轮的中心不在旋转点上或轮没有绕自己的中心旋转，我们将
这样的轮称为偏心轮。
本质：凸轮或曲柄
功能：将偏心轮的圆周运动转换为从动件规律的往复运动。
注意：有时候偏心轮和凸轮、曲柄在区分上有一定的交叉，因此，
我们一般不严格的区分， 只让孩子们稍微认识一下即可。
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44 形变
形变：物体的形状或体积发生改变，我们称之为形变。
弹性形变：固体在停止受力后，能恢复原状的性质称为弹性，这种
形变称之为弹性形变。
经典例子：皮筋、气球、尺子等。
塑性形变：固体在停止受力后，能够保留永久形变的性质称为范性，
这种形变称之为塑性形变。
经典例子：橡皮泥，易拉罐，面粉团，泥巴等。
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45 力
定义：力是物体对物体的作用。力的单位：牛顿（N）。
分类：
按性质分：重力、弹力、摩擦力等。
按效果分：拉力、压力、支持力、动力、阻力、离心力等。
基本特征：
物质性：力不能脱离物体而独立存在；
重力的施力物体是地球。
相互性：作用力和反作用力同时存在；
矢量性：有大小、方向，其合成与分解满足平行四边形；
作用效果：
使物体产生形变（手拉皮筋，手捏气球等）；
使物体运动状态发生改变(重力小车，弹力小车)
二力平衡
平衡：运动状态不发生改变（静止或匀速直线运动）。
条件：两个力大小相同方向相反，同一个物体，同一直线。
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46 重力
定义：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。
重力是地球对物体吸引力的一个分力，不是万有引力。
条件：有万有引力的存在。
大小：G＝mg，g 为重力加速度，大小随纬度和离地而的高度变化
而变化。纬度越大，g 越大；高度越高，g 越小。
方向：竖直向下（沿铅锤线方向）。
注意：（1）地球上任何物体都受到地球的吸引力，即重力的作用。
（2）重力是非接触力，抛出去在空中运动的物体与静止时所
受重力是相同的。
（3）重力的方向不受其他作用力的影响，与运动状态无关。
作用点：
为物体的重心，但物体的重心不一定都在物体上；
质量均匀（密度相同），形状规则的物体，重心在几何中心；
非均匀薄板形物体可用悬挂法确定。
