ch02平面连杆 机构.
机械零件 第二章 平面连杆机构.
曲柄滑块机构型式: 对心曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构
§1.2 铰链四杆机构的演化
应用 内 燃 机
§2 铰链四杆机构的演化
偏心轮机构 由偏心轮、连杆、滑块和机架组 成的机构称为偏心轮机构。
§1.2 铰链四杆机构的演化
导杆机构
1 4 2 3
当取1杆作为机架时，即可得到导杆机构。 曲柄转动时，4杆对滑块的运动起导向作用， 故4杆称为导杆。 当取滑块为机架时，此机构为定块机构。 当取2杆为机架时，此机构为摇块机构。
最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的平 面四杆机构。
§2.1 平面连杆机构的基本形式
铰链四杆机构： 所有运动副均为转动副的平面四杆机构
连杆
连架杆 (曲柄)
连架杆 （摇杆）
机架——固定不动构件
转动副 （周转副)
机架
连架杆——与机架以运 动副相连的杆 连杆——不直接与机架 相连的杆
§2.1 平面连杆机构的基本形式
⑴ AD杆为最短杆(0AD 20)
机构有整转副的条件：AD50 2040
AD10mm
C B b c d D 整转副 C B a A d b c D 整转副
a
A
双曲柄机构
⑵ AD杆长介于最短杆与最长杆之间(20AD50)
机构有整转副的条件：2050 AD40
AD30mm
B a
铰链四杆机构的特性 １．急回特性 在曲柄摇杆机构中， θ 当主动曲柄ＡＢ等速 顺时针转动时，曲柄 在一周内有两次与连 杆共线 此两处曲柄之间的夹角θ 称为极位夹角。 在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时， 摇杆位于两个极限位置，简称极位。 急回特性的作用：可以缩短非生产时间， 提高生产率。
§2.1 平面连杆机构的基本形式
机械设计基础平面连杆机构
机械设计基础平面连杆机构1. 介绍平面连杆机构是机械设计中常见的一种机械结构，由若干杆件组成并通过铰链连接。
这种机构广泛应用于各种机械装置和系统中，如发动机、机械手等。
平面连杆机构的设计目标是通过合理配置连杆的长度和铰链位置来实现特定的运动，使它能够完成所需的工作。
在设计过程中，需要考虑机构的稳定性、刚度、运动路径等因素，以确保机构能够正常运行并满足设计要求。
本文将介绍平面连杆机构的基本原理、设计要点和常见应用实例。
2. 基本原理平面连杆机构的基本原理是利用杆件的长度和铰链的位置，通过特定的连杆结构来实现机构的运动。
2.1 连杆连杆是平面连杆机构中的主要组成部分，通常由刚性材料制成。
连杆通过铰链连接在一起，形成一个闭合的结构。
连杆的长度和形状对机构的运动特性有重要影响。
常见的连杆形状有直杆、曲杆和弧杆等。
在设计时，需要根据具体的运动要求和空间限制选择适当的连杆形状和长度。
2.2 铰链铰链是连杆机构中的连接件，用于连接连杆并允许相对运动。
铰链通常由轴和轴承组成，能够实现转动或滑动运动。
铰链的位置对机构的运动轨迹和运动范围有决定性影响。
在设计时，需要合理选择铰链的位置和类型，以满足设计要求。
3. 设计要点3.1 运动要求在设计平面连杆机构时，首先需要明确机构的运动要求。
例如，需要确定机构的运动类型（旋转、直线、滑动等）、运动范围、速度和加速度等。
这些要求将指导后续的连杆和铰链的设计。
3.2 连杆长度连杆的长度直接决定机构的运动幅度和工作空间。
在设计时，需要根据运动要求和空间限制选择合适的连杆长度。
较短的连杆长度可提高机构的刚度和稳定性，但限制了运动范围；较长的连杆长度可以实现更大的运动幅度，但可能会导致机构不稳定。
3.3 铰链位置铰链的位置是机构设计中的关键因素之一，它直接影响机构的运动轨迹和运动范围。
在选择铰链位置时，需要考虑到机构的运动要求、连杆长度以及其他约束条件，以实现所需的运动轨迹。
3.4 负载和刚度在设计平面连杆机构时，需要考虑机构受到的负载和所需的刚度。
机械设计基础第二章-平面连杆机构
正反连杆机构及其应用举例
剪刀
活塞机构
剪刀是一种常见的正反连杆机构， 通过剪刀双臂的交叉运动实现剪 切动作。
内燃机的活塞机构是一种重要的 反连杆机构，将旋转运动转化为 直线运动。
打印机机械结构
打印机中的传纸机构和墨盒移动 机构都是正反连杆机构。
连杆机构热点应用领域
1 汽车工业
连杆机构在发动机、悬挂系统和转向系统中起关键作用。
复杂运动
结合各种连杆的长度和连接方 式实现。
平面连杆机构的分类与特点
1
四杆机构
具有四个连杆的机构，常见的有平行四杆机构和准平行四杆机构。
2
三杆机构
具有三个连杆的机构，例如三角形连杆机构。
3
排杆机构
包含多个连杆，可以实现复杂的运动。
平面连杆机构静力学分析
静力学分析通过力学原理分析连杆机构在静力平衡状态下的力学性质。常用 的方法包括力平衡法、力矩平衡法和虚功原理。
2 航空航天
连杆机构用于飞机和导弹的着陆装置，以及控制舵面关节传动和运动控制。
构成要素及代表元件
连杆
连接机构中的各个部分，可以是刚性杆件或弹性 杆件。
曲柄
通过旋转运动带动连杆的机构元件。
铰链
实现连杆之间的约束，使其相对运动只能在特定 轴向上发生。
摇杆
与曲柄相似，但其转动轴不经过曲柄轴。
运动类型与分析
直线运动
通过连杆长度或曲柄的定义来 实现。
旋转运动
通过曲柄、摇杆、或曲柄摇杆 组合来实现。
机械设计基础第二章-平 面连杆机构
欢迎来到机械设计基础的第二章！今天我们将一起探讨平面连杆机构的各个 方面，包括定义、构成要素、运动类型和分析、分类与特点、静力学分析等。
平面连杆机构的组成
平面连杆机构是一种广泛应用于各种机械设备中的传动机构，它由若干个构件通过低副（转动副或移动副）相互连接而成。
平面连杆机构的基本组成包括以下四个部分：
1. 构件：
- 构件是构成连杆机构的独立部件，可以是杆件、曲柄、滑块等。
- 在平面连杆机构中，通常至少包含一个曲柄和一个滑块。
2. 铰链或轴：
- 铰链或轴是连接两个构件的点，允许它们相对旋转或移动。
- 每个构件至少有一个铰链或轴与另一个构件相连。
3. 运动副：
- 运动副是两个构件之间的接触面，它可以是转动副（允许绕轴旋转）或移动副（允许沿着直线滑动）。
- 平面连杆机构中的所有运动副都是低副。
4. 动力输入和输出：
- 平面连杆机构的动力输入通常是通过驱动曲柄来实现的，而动力输出则可以从其他构件获取。
根据不同的应用需求，平面连杆机构可以有不同的形式，如四杆机构、曲柄滑块机构、曲柄摇杆机构等。
这些机构的设计需要考虑到运动学分析（确定各个构件的位移、速度和加速度）和动力学分析（计算作用力和力矩），以确保机构能够满足预期的性能要求。
ch02平面连杆 机构
v2 C1C2 / t 2 t1 α1 1800 + θ K= = = = = v1 C1C2 / t1 t 2 α 2 1800 θ
θ = 1800
K 1 K +1
K=1(θ=0)时, 无急回特性 θ 时
二、运动特性
C
1. 曲柄存在条件
设a<d a+d≤b+c ≤ B过B’: 过 B过B”: b≤(d-a)+c, 即:a+b≤d+c 过 ≤ ≤ 或: c≤(d-a)+b, 即:a+c≤d+b ≤ ≤ 最短； 得：a≤b, a≤c, a≤d, 即: a最短； ≤ ≤ ≤ 最短 设d<a，得 ， d+a≤b+c ≤ d+b≤a+c ≤ d+c≤a+b ≤
J D E I D E H
C F B H
G B
C F
G
I
A
A
（1） ）
（2） ）
E D
B F H A G C D F E N F M L H K J A D C G I B E
A
B
C
（3） ）
（4） ）
（5） ）
End
B’
b
B
a
C’
C”
c
A B”
d
D
结论： 结论：
1. 最短杆与最长杆之和小于 或等于其它两杆长度之和 （Lmax+Lmin ≤ Lothers）； 2. 机架和两连架杆中必有最 短杆(连杆不是最短杆 连杆不是最短杆)。 短杆 连杆不是最短杆 。
平面连杆机构及其分析与设计
平面连杆机构及其分析与设计平面连杆机构是由连杆和连接点组成的机械结构，广泛应用于各种机械设备中。
它的功能是将输入的旋转运动转化为输出的直线运动或者将输入的直线运动转化为输出的旋转运动。
本文将对平面连杆机构的分析与设计进行介绍。
首先，对平面连杆机构进行分析。
平面连杆机构的主要组成部分是连杆和连接点。
连杆是连接点之间的刚性杆件，可以是直杆、曲杆或者具有其他特殊形状的杆件。
连接点是连杆的两个端点或者连杆与其他机构的连接点，可以是支点、铰链等。
平面连杆机构的运动可以分为三种基本类型：平动、转动和复动。
平动是指连杆的一端保持固定，另一端进行直线运动；转动是指连杆的一端保持固定，另一端进行旋转运动；复动是指连杆的一端进行直线运动，另一端同时进行旋转运动。
进行平面连杆机构的设计时，需要考虑以下几个要点。
首先，确定机构的类型和功能。
根据机构的动作要求和功能要求，选择适合的连杆类型和连接点类型。
其次，进行机构的运动分析。
根据机构的运动要求，确定连杆的长度和连接点的位置，使连杆能够实现所需的运动。
然后，进行机构的力学分析。
根据机构的受力情况，确定连杆的截面尺寸和材料，保证机构的刚度和强度。
最后，进行机构的优化设计。
考虑机构的性能要求和制造要求，对机构进行优化设计，提高机构的工作效率和使用寿命。
在平面连杆机构的设计中，还需要考虑机构的动力学问题。
机构的动力学分析包括静力学分析和动力学分析两个方面。
静力学分析是指在机构静止或静力平衡状态下，对机构受力和力矩进行分析。
动力学分析是指在机构进行运动时，对机构的加速度、速度和位移进行分析。
通过对机构的动力学分析，可以确定机构的惯性力和惯性矩，从而确定机构的动态特性和振动特性。
总之，平面连杆机构的分析与设计是一项复杂而重要的工作。
在进行分析与设计时，需要考虑机构的类型和功能，进行运动分析和力学分析，优化设计和动力学分析。
通过合理的分析与设计，可以使机构具有较好的工作性能和使用寿命，满足各种工程应用的要求。
机械原理-平面连杆机构及设计
平面连杆机构的运动分析
1
位置分析
通过几何和三角学的方法，确定各个连
速度分析
2
杆和转轴的位置。
计算各个部件的速度，了解机构的运动
特性。
3
加速度分析
研究连杆的加速度，对机械系统的稳定 性和性能影响重大。
平面连杆机构的设计原则
力学平衡Biblioteka 确保各个连杆和转轴保持力学平衡，避免不必 要的应力。
优化尺寸
选择合适的尺寸和比例，以提高系统的性能和 耐久性。
机械原理-平面连杆机构及设计
探索机械原理中的平面连杆机构，深入了解其组成部分、运动分析、设计原 则、类型和应用领域。
什么是平面连杆机构
平面连杆机构是由连杆和旋转副组成的机械装置，用于转换直线运动和旋转运动。它被广泛应用在各种机械设 备和工具中。
平面连杆机构的组成部分
• 连接杆：用于连接各个部件并传递力和运动。 • 转轴：提供连杆的旋转运动。 • 摩擦面或球面：减小连杆关节的摩擦。 • 约束物：限制连杆的自由运动。
减小摩擦
使用适当的润滑和设计摩擦减小装置，提高效 率。
动态平衡
通过合理设计和调整质量分布，减少系统的振 动。
常见的平面连杆机构类型
滑块曲柄机构
由连接杆、连杆、中心轴和滑块 组成，广泛应用在汽车和机床。
钟摆式机构
采用钟摆原理，具有稳定的运动 轨迹，用于摆锤和钟表。
平行连杆机构
通过平行排列的连杆传递运动和 力，在工程和自动化领域有广泛 应用。
平面连杆机构的应用领域
1 工业生产设备
机械加工、装配线和工厂自动化。
3 家庭用具
打印机、洗衣机和电动工具。
2 交通运输工具
汽车、火车和航空器。
机械设计基础-平面连杆机构
平面连杆机构的运动分析
运动分析是设计平面连杆机构中的重要步骤，通过分析各部件的运动规律和 约束关系，可以确定机构的性能和工作范围。
实例与案例分析
案例一
设计一个机械手臂，使其能够在不同位置和角度进 行精确定位。
案例二
设计一个车门开闭机构，使其能够平稳地打开和关 闭。
机械设计基础-平面连杆机构
这个幻灯片将介绍平面连杆机构的基本知识，包括组成、作用、种类、设计 要点、运动分析以及实例与案例分析。
平面连杆机构简介
平面连杆机构是一种常见而重要的机械传动机构，它由连杆、铰链和机构连接件组成，用于将旋转运动转化为 直线运动或相反。
平面连杆机构的组成
连杆
起支撑作用，将旋转运动转化为直线运动。
由滑块和曲杆组成，常用于发动 机的活塞连杆传动。
四连杆机构
由四个连杆组成，常见于机械手 臂和门的开闭机构。
平面伸缩杆机构
通过类似电车接触网的结构实现 伸缩变形。
平面连杆机构的设计要点
1
连杆比例设计
确定连杆的比例关系以实现所需的运动。
铰链选型
2
选择合适的铰链类型和尺寸以满足设计
要求。
3
机构连接方式
选择适当的机构连接件和连接方式以保 证机构的稳定性。
铰链
连接连杆和机构连接件，使其能够相对运动。
机构连接件
固定在机构上，用于连接铰链和机构化为直线运动或相反。
2 传递力量
通过连杆将动力从一个地方传递到另一个地方。
3 控制位置
通过调整连杆的长度和角度来控制机构的位置。
平面连杆机构的种类
滑块曲杆机构
机械设计基础CH02
90°-θ
②任取一点D，作等腰三角形 φ θ 腰长为CD，夹角为φ; ③作C1P⊥C1C2，作C1P使 A D θ ∠C1C2P=90°-θ, 交于P， 可知：∠C1PC2=θ ④作△P C1C2的外接圆，则A P 点必在此圆上。 ⑤选定A，连AC1、AC2，∠C1AC2=θ，满足急回要求。
实际应用：火车轮联动机构 3. 双摇杆机构 两连架杆都为摇杆的铰链四杆机构。 应用举例：铸造翻箱机构 、鹤式起重机 惯性筛机构
汽车开门机构、 摄影平台升降机
铰链四杆机构的演化
铰链四杆机构演变为其他机构：可满足运动方面的要求； 改善受力情况；满足结构设计需要。 一、曲柄滑块机构
演过程：
C
C
C e D →∞
铰链四杆机构
二、铰链四杆机构的基本型式及其特性 1.曲柄摇杆机构 作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。 1) 急回特性及行程速比系数 急回运动：极位及极位夹角θ=∠C1AC2 急回运动为曲柄等速转动时，摇杆的V2＞V1的性质。 0 0 v / v ( 180 ) /( 180 ) 行程速比系数：K 2 1 机构θ≠0，存在急回运动，θ愈大，急回运动愈显著。 2) 机构的压力角和传动角
2 1 4
3
正弦机构
4
3
取双滑块机构中的构件3为机架
椭圆仪机构
铰链四杆机构的演化
三、偏心轮机构 演变过程：扩大转动副的尺寸。
B a
对心曲柄滑块机构
偏心轮机构
应用：剪床、锻压设备、颚式破碎机等。
平面连杆机构设计(图文)精选全文
可编辑修改精选全文完整版平面连杆机构
1 平面四杆机构的类型
平面四杆机构可分为两类：
1.全转动副的平面四杆机构，称为铰链四杆机构；
2.含有移动副的平面四杆机构，如曲柄滑块机构。
1.1 铰链四杆机构的基本类型
铰链四杆机构的基本类型
类型判断
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，小于或等于其余两杆长度之和；
（2）连架杆和机架中必有一个是最短杆。
根据上述曲柄存在条件可得以下推论：
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。
1. 曲柄摇杆机构
雷达
汽车前窗刮雨器
搅拌机
飞剪
2. 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。
特殊：平行双曲柄机构（平行四边形机构）
机车车轮联动机构反平行四边形机构。
如公共汽车车门启闭机构。
公共汽车车门启闭机构3. 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。
起重机。
机械原理与设计之平面连杆机构
机械原理与设计之平面连杆机构引言平面连杆机构是一种常见的机械装置，用于将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动。
在机器设计中，平面连杆机构被广泛应用于各种机械装置，如发动机、机械手臂和汽车悬挂系统等。
本文将介绍平面连杆机构的基本原理、设计方法以及一些常见的平面连杆机构。
基本原理平面连杆机构由多个连杆组成，其中至少一个连杆可以旋转。
连杆通过连接处的铰链相互连接，形成一个闭合的链条。
其中一个连杆称为曲柄杆，用于提供旋转驱动力，而其他连杆则用于将驱动力传递给要执行的任务。
平面连杆机构的运动分析主要基于几何学原理和运动学原理。
平面连杆机构的运动是由各个连杆的长度、角度和运动速度决定的。
通过对各个连杆的长度和角度进行合理设计，可以实现所需的运动轨迹和速度。
平面连杆机构的设计必须考虑到各个连杆的运动约束、力学平衡以及运动的精确性和可靠性。
设计方法设计一个平面连杆机构需要经过以下几个步骤：1.确定设计需求：首先需要明确所需的运动特性和任务要求。
例如，是需要将旋转运动转化为直线运动还是将直线运动转化为旋转运动，还需要考虑到运动的速度、力量和精确性等因素。
2.确定连杆的长度和角度：通过几何学原理和运动学原理，可以根据设计需求确定各个连杆的长度和角度。
连杆的长度和角度直接影响着机构的运动轨迹和速度。
3.确定连杆的连接位置：在设计过程中，还需要确定各个连杆的连接位置，即铰链的位置。
铰链的位置直接决定了连杆之间的运动关系。
4.分析运动特性：通过运动学分析，可以计算出机构的运动特性，如连杆的位移、速度和加速度等。
这些数据可以用于评估机构的性能和合理性。
5.进行力学分析：在设计过程中，还需要进行力学分析，以确保机构的稳定性和可靠性。
力学分析可以确定机构的最大负载和各个连杆之间的力传递情况。
6.优化设计：根据运动特性和力学分析的结果，可以对设计进行优化。
通过调整连杆的长度、角度和连接位置等参数，可以改进机构的性能和可靠性。
《平面连杆机构 》课件
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。
机械设计基础(专科)第2章平面连杆机构
2 铰链
连接连杆的旋转关节，使 连杆之间可以相对旋转。
3 工作机构
连接连杆机构的输出部分， 实现所需的工作过程。
平面连杆机构的分类
全封闭机构
连杆各链接处都有闭合的环路，常用于工厂装配线 等。
非全封闭机构
连杆链接处至少有一个环路未闭合，常用于各种传 动装置。
常见的平面连杆机构
曲柄滑块机构
通过曲柄连杆机构将旋转运动转 为直线运动，广泛应用于内燃机 的气门机构。
机床进给机构
利用连杆机构实现机床工作 台的快速移动、进给和停留， 提高工作效率。
重型机械起重机构
借助连杆机构的力量放大作 用，实现重型机械的高效起 重和操控。
机械设计基础(专科)第2 章平面连杆机构
本章介绍了平面连杆机构的定义、组成要素、分类、运动分析方法、工作原 理以及实际应用案例。
平面连杆机构的定义
平面连杆机构由多个刚性连杆及连接它们的铰链组成，用于将旋转运动转变为直线运动或非常复杂的运动。
平面连杆机构的组成要素
1 连杆
构成机构的刚性杆件，通 过铰链连接，实现运动传 递。
3
虚位移法
根据虚位移原理，得到各杆件之间的速度、加速度关系，分析连杆机构的运动行 为。
平面连杆机构的工作原理
通过各个连杆的相对运动，实现输入运动到输出工作的转换，将旋转或往复运动转换为所需的工作过程。
实际应用案例
内燃机汽缸机构
通过连杆机构将曲轴的旋转 运动转为活塞的往复运动， 完成汽缸的工作过程。
平行四边形机构
通过平行四边形连杆机构实现平 行四边形的稳定运动，常用于高 精密度工作场合。
摇杆机构
通过摇杆连杆机构将旋转运动转 为一定范围内的线性摇动，常用 于切削机床等。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
B 1A
2
C3
4
D
任何一个机构中，总有一 个构件被相对地看成固定件。
在机构的活动构件中，必须 有一个或几个原动件，其余都 是从动件。
二、平面机构运动简图
用规定符号表示运动副，用简单线条表示构件， 按一定比例绘制的表示机构各构件相对位置的图形。
设d<a，得
d+ab+c d+ba+c d+ca+b
得：d a, d b, d c, 即d最短；
1. 最短杆与最长杆之和小于 或等于其它两杆长度之和 （Lmax+Lmin Lothers）；
2. 机架和两连架杆中必有最 短杆(连杆不是最短杆)。
曲柄存在条件：
1. 最短杆与最长杆之和小于或等于其它两杆长度之和 （Lmax+Lmin Lothers）； 2. 机架和两连架杆中必有最短杆(连杆不是最短杆)。
Homework
P27 思考题：2-1, 2-2, 2-3 书面： 2-5，(3),(4),(5)
计算下列机构的自由度。如果其中含有复合铰链、局部自 由度或虚约束等请指出，并说明在计算自由度时如何处理。
D
E
C F
B
A
（1）
J
D
H
E I
G
C
B
H
Hale Waihona Puke AGFI
（2）
E
F
D
A
B
C
（3）
N
M
E D
F
G
L
H
K
Fn F sin
F
1A
Ft
4
D 压力角:α；传动角:
C
C1
C2
2
3
B
P
1A
B2
4
D
B1
P
克服死点 利用惯性； 相同机构错位排列；
F’ G’
E’
E
G
F 蒸汽机车车轮联动机构
死点利用
=00
飞机起落架机构
折叠家具机构
三、平面四杆机构的应用
1. 实现已知运动规律 2. 实现已知运动轨迹
3.不能较准确地实现复杂的运动规律和轨迹，速 度不宜太快。
二、运动特性
1. 曲柄存在条件
C
b
B
C’
C”
c
设a<d B过B’:
a+db+c
a
B’
A
d
D
B”
B过B”: b(d-a)+c, 即:a+bd+c
或: c(d-a)+b, 即:a+cd+b 结论：
得：ab, ac, ad, 即: a最短；
2 1
1
1
2
2
1
1
2
1 2
21
2
转动副(铰链) 允许二构件间相对转动
移动副
允许二构件间相对移动
低副引入2个约束
高副: 二构件通过点、线接触而构成的运动副。
2
2
2
1
1
1
1
1
22
1 2
1
2
2
2
1
1
高副引入1个约束
1 2
机构中构件的类型：
(1)固定件(机架)：用来支撑活动构件的构件。
(2)原动件：运动规律已知的活动构件。它的运动是外界 输入的，又称输入构件。
曲柄个数？
1. 若最短杆是连架杆，则该连架杆为曲柄，且只有这一个 曲柄； 2. 若最短杆是机架，则两连架杆均为曲柄。
问题讨论：下列机构的曲柄存在条件？
B a A
b C
a) a b
B a A
b
C
b) a b+e
e e
B
a A
b C
c) a b-e
a
C
B b
? d)
A
2. 急回特性 (quick-return)
J
B H
A
C
G
D
F E
（4）
C
I
B （5）
A
End
三、平面机构的自由度
设机构中有可动构件 低副 高副
n个 pL 个 pH 个
未联接前总自由度
3n
联接后引入总约束
2pL+pH
平面机构自由度
F=3n-2pL-pH
机构具有确定运动的条件：必须使机构的原
动件数目等于机构的自由度F，而且F必须大于零。
计算自由度需要注意的几个问题：
1.三角形构件
n=1 PL=3
第二章 平面连杆机构
平面连杆机构－－低副联接的平面机构 常用: 平面四杆机构
§2-1 平面机构运动简图和自由度
1. 自由度和约束
自由度：构件独立运动的数目 y
约 束：对独立运动的限制
A
2. 运动副
A
A AAA A A
运动副：构件间的可动联接
0
x
例：刨床.exe
3. 运动副类型
低副： 二构件通过面接触而构成的运动副。
1800 1800
1800 K 1
K 1
K=1(=0)时, 无急回特性
急回特性的应用实例刨床.exe
C C2
3 v1
v2
D
3. 死点（dead point）
死点：机构运动时出现传动角 =00 的位置。
C
2
Fn
B
3
Ft F sin 90o
极位夹角 急回特性
C1 2
1 = C 1 = 1 t1 ＝1800 + 2 = 1 t2 ＝1800 -
∵ t1 > t2 , ∴ v2 > v1
行程速比系数 K
B
1
1 A
1
B2
4
2 B1
K
v2 v1
C1C2 / t2 C1C2 / t1
t1 t2
1 2
组成及类型 应用实例
二、曲柄滑块机构
雷达 振动筛 翻箱机构
S_C
搅拌机构 转向机构 鹤式起重
三、偏心轮机构
Offventer
四、导杆机构
导杆演化
§2-3 平面四杆机构的特点及应用
一、结构特点
1.运动副元素为面（圆柱面、平面）接触，制造 成本低，精度高；
2.面接触，承受单位压力小，易于润滑，可传递 较大载荷，可靠性高；
2.局部自由度
n=2 PL=2 PH=1
3.复合铰链
PL=K-1
4.虚约束
PL=2
n=3 PL=4
5.两构件之间只能构成一个运动副
n=4 PL=5
F=3n-2PL-PH =3x8-2x11-1 =1
1
1
32
3
2
4
14
5
6
5 7,8 9
6
7
8
10
11
§2-2 平面四杆机构的基本类型
一、铰链四杆机构