平面四杆机构的基本类型及应用
平面四杆机构的类型及应用
1. 基本概念
连杆机构：构件间全部由低副连接而组成的机构，又称低副
机
机构。
械 平面连杆机构：所有构件均在某一平面内运动或作平行于某
工 一平面的平面运动的连杆机构。
程 基
平面四杆机构：由四个构件组成的平面连杆机构。
础 铰链四杆机构：平面四杆机构中的低副全部都是转动副，它
（ 是平面四杆机构的基本形式。
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惯性筛
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2.铰链四杆机构的应用
双摇杆机构应用实例
机 械 工 程 基 础 （ 常 用 机 构 ）
高等教育出版社
飞机起落架
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机 械 工 程 基 础 （ 常 用 机 构 ）
高等教育出版社
常
用
机
构
）
高等教育出版社
2. 平面连杆机构的特点及应用
特点
全低副（面接触），利于润滑，
故磨损小、传载大、寿命长；易
机 加工，制造成本低等。
械 工
不能精确实现复杂的运动规律。
程 应用
基
础 主运动机构
（ 常
传动机构
用 机
控制机构
构
）
高等教育出版社
平面连杆机构
3.铰链四杆机构的组成
平面连杆机构
） 你能找出图中的机架、连架杆和连杆吗？
平面四杆机构的类型特点及应用概念
平面四杆机构的类型特点及应用概念平行四杆机构的特点是固定杆和活动杆平行且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。它的运动可以实现平行移动，适用于汽车悬挂系统、工艺机械等领域。
正交四杆机构的特点是固定杆和活动杆相交且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。它的运动可以实现直线运动，适用于推动机械、绞车等领域。
菱形四杆机构的特点是固定杆和活动杆两两相交且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。它的运动可以实现平行移动和旋转运动，适用于啮合机构、制造机械等领域。
推动机构的特点是固定杆和活动杆两两平行且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。它的运动可以实现直线运动，适用于传动机构、物料输送机械等领域。
平面四杆机构的应用非常广泛。它可以用于制造机械、工艺机械、汽车悬挂系统、绞车、传动机构、物料输送机械等领域。在制造机械中，平面四杆机构常用于构建精密机床，如铣床、钻床等。在工艺机械中，平面四杆机构常用于构建织机、纺机等。在汽车悬挂系统中，平面四杆机构可以实现汽车悬挂系统的运动，提高汽车悬挂性能。在绞车中，平面四杆机构可以用于提升和绞丝等工作。在传动机构中，平面四杆机构可以用于实现直线传动和转动传动。在物料输送机械中，平面四杆机构可以用于实现物料的输送和分拨。
总之，平面四杆机构具有多种类型和特点，适用于多个领域的应用。它可以实现复杂的运动轨迹，广泛应用于制造机械、工艺机械、汽车悬挂系统、绞车、传动机构、物料输送机械等领域。
简述平面四杆机构的类型特点和应用
简述平面四杆机构的类型特点和应用
一、平面四杆机构的类型：
1. 平衡四杆机构：该机构有能力保持平衡，即使受到外部干扰也能够
回到原来的位置。这种机构被广泛用于稳定系统和开放环境。
2. 驱动四杆机构：该机构可以转化旋转运动为线性运动或反之。这种
机构广泛应用于机械工程、模具制造和自动化工程中。
3. 可逆四杆机构：该机构可以逆向工作，在不同的任务中灵活应用。
这种机构被广泛用于机器人工程和自动化工程中。
4. 变位四杆机构：该机构可以在不同位置自动调整，以适应不同的应
用需求。这种机构被广泛用于自动化机械和精密制造领域。
二、平面四杆机构的特点：
1. 平面四杆机构可以转换不同类型的运动，包括旋转、线性、摆动等。
2. 平面四杆机构结构简单，易于制造和维护，具有良好的可靠性和稳
定性。
3. 平面四杆机构可以通过组装多个单元来实现更高级别的机械结构，
例如机器人、自动化系统等。
4. 平面四杆机构广泛应用于机械、汽车、制造、物流、自动化等领域，并逐渐成为机器人、智能装备的重要组成部分。
三、平面四杆机构的应用：
1. 发动机连杆机构：由于发动机需要将旋转运动转化为线性运动来驱
动汽车轮胎，平面四杆机构被广泛应用于汽车发动机的连杆机构中。
2. 物流设备：平面四杆机构可以逆向工作，可以将线性运动转化为旋
转运动，这使得物流设备可以保持高速和精度，如自动包装线、调料
机等。
3. 机械手：平面四杆机构的结构简单，稳定性好，这使得它成为机器
人手臂的优选部件之一，广泛应用于各个制造领域。
4. 印刷机械：平衡四杆机构可以使印刷平台始终稳定，特别是在高速
平面四杆机构的基本形式及其演变
平面四杆机构的基本形式及其演变
提问：请试举几个生活与工程中的四杆机构的实例
基本类型：铰链四杆机构（均为转动副）
一、铰链四杆机构的基本形式及应用
1、组成：
机架：固定不动的构件
曲柄：相对机架可作整周旋转连架杆：与机架相连的构件
摇杆：只能在某一角度内摆动连杆：不与机架相连的构件
2、分类：
曲柄摇杆机构
特征：曲柄加摇杆
功用：（1）将曲柄的转动转换为摇杆的摆动（曲柄为主动件）（2）将摇杆的摆动转换为曲柄的转动（摇杆为主动件）例：雷达天线、搅拌机、剪切机（1）；缝纫机踏板机构（2）
双曲柄机构
特征：两个曲柄
功用：将等速转动变为不等速同向、等速同向或不等速反向等转动。
特例：
A、平行四边形机构
特征：两相对构件等长且平行，呈平行四边形；两曲柄同速同向运动，连杆做平动。
实例：摄影平台、火车轮、天平等
注意：平行四边形机构在共线位置出现运动不确定，两曲柄有可能反向旋转，所以采用两组机构错开排列，如火车轮。
B、反平行四边形机构
特征：两相对构件等长，但机架与连杆不平行；两曲柄做反向不等速转动。
实例：车门开闭机构
例：惯性筛（变速）；旋转式叶片泵、平台升降机构（同向同速）；车门开关机构（等速反向）
双摇杆机构
特征：两个摇杆功用：将一种摆动转换为另一种摆动
实例：造型翻箱、起重机变幅机构、飞机起落架、汽车转向机构
*注意分析各类四杆机构的运动传递关系和各构件的动作
二、铰链四杆机构的演化型式
(1) 改变构件的形状和运动尺寸
(2)改变运动副的尺寸
偏心轮机构
(3)选不同的构件为机架
曲柄滑块机构导杆机构（摆动、转动）应用实例：压力机、内燃机应用实例：牛头刨床
(完整版)平面四杆机构的基本类型及其演化
第三讲
课题：§3-1 平面四杆机构的基本类型及其演化
教学目的：理解平面四杆机构的各种类型及其应用。
教学重点: 铰链四杆机构类型及其演化，理解曲柄存在条件。
教学难点：导杆机构
教学方法：课堂演示、多媒体
教学互动：每个知识点后提问或讨论。
教学安排：
§3-1 平面四杆机构的基本类型及其演化
复习旧课：机构组成，运动副，运动简图等。
平面连杆机构是常用的低副机构，其中以由四个构件组成的四杆机构应用最广泛，而且是组成多杆机构的基础。因此本章着重讨论四杆机构的基本类型、性质及常用设计方法。
一、四杆机构的类型
1．曲柄摇杆机构
两连架杆一为曲柄，一为摇杆。
功能：将等速转动转换为变速摆动或将摆动转换为连续转动。应用：雷达天线机构、缝纫机踏板机构。
2．双曲柄机构
两连架杆都为曲柄功能：将等速转动转换为等速同向、不等速同向、不等速反向转动。
应用：惯性筛机构
若两曲柄的长度相等，连杆与机架的长度也相等，则该机构称为平行双曲柄机构。
如铲斗机构
还有反平行四边形机构，例：公共汽车车门启闭机构
3．双摇杆机构
两连架杆都为摇杆功能：一种摆动转换为另一种摆动。应用：鹤式起重机、飞机起落架二、铰链四杆机构的曲柄存在条件证明：
结论：铰链四杆机构存在一个曲柄的条件是：
1．最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和2．曲柄为最短杆。
铰链四杆机构存在曲柄的条件是：
1．最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和2．机架或连架杆为最短杆。
三、四杆机构类型判别
否Lmax+Lmin< L' +L"是
不可能有曲柄可能有曲柄
最短杆对边最短杆
§8—2平面四杆机构的类型及应用
工件夹紧机构
图8-11
特例：等腰梯形机构——两摇杆长度相等。 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
图8-9 b
2）逆（或反）平行四边形机构：其相对两杆长度相等， 但不平行，如图8-7b、c所示。 其运动特性是：以其长边为机架时（图b），两曲柄沿相反 的方向等速转动；以其短边为机架时（图 c），其性能与一般的双曲柄机构相似。
b）
c）
图8-7
应用实例：
图8-10a
图8-10a所示的车门开闭机构则是利用了其两曲柄转 向相反的运动特性，使两扇车门同时开启或关闭。
图8-18
图8-19
构件BC(2) 为机架 a）曲柄滑块机构 c）曲柄摇块机构
曲柄摇块机构：滑块3仅能绕点C摇摆。如图8-20所 示的自卸卡车车箱的举升机构。
滑块(3)
为机架
直动滑杆机构（即定块机构）：滑块3 固定。如图8-21所示的手摇唧筒。
d）直动滑杆机构
图8-20wenku.baidu.com
图8-21
§ 8 - 2 平面四杆机构的类型和应用
平面四杆机构的基本类型及其应用
三、双移动副机构
正弦机构
正切机构
双转块机构 (十字滑块机构)
动画
双滑块机构 椭圆仪
四、偏心轮机构
• 对心式曲柄滑块机构
• 偏心轮机构
B
1
2
A
3
C
B副扩大
4
B
1 A
2
3
C 4
五、四杆机构的扩展
手动冲床
双摇杆机构 摇杆滑块机构
筛料机构 双曲柄机构
曲柄滑块机构
B 1 A
2 C
4
3
曲柄滑块机构
１作机架
B 1
A
2 C
4
3
导杆机构
4
3 C
3 C
33 3 C
C3 C3
242 2 22 242
3C C3
C3
4224 B
4224
3C
4 2 21 22 2 4
C3 4
4
3 C
A CC
C3
4 3C
3 C
4
4
4
4
lBC > lAB， 导杆AC整周转动
转动导杆机构 小型刨床
• 车门开闭机构
火车驱动轮联动机构
3.双摇杆机构－连架杆均为摇杆 例: 门式起重机的变速机构: CD(杆3)为原动件, 悬挂重 物的E 点在连杆上→保持E点运动轨迹在近似水平线上。 （平移货物→平稳、减小能量消耗）
平面四杆机构的基本类型及应用-精品文档
图3－16b
图3－19
图3－20
• 若选用曲柄滑块机构中滑块3作机架（图316c），即演化成移动导杆机构（或称定块 机构）。 • 它应用于手摇卿筒（图3—21）和双作用式 水泵等机械中。
图3—21
图3-16c
（3）变化双移动副机构的机架
• 在图3-15和图3-22a所示的具有两个移动副的四杆机 构中，是选择滑块4作为机架的，称之为正弦机构， 这种机构在印刷机械、纺织机械、机床中均得到广 泛地应用，例如机床变速箱操纵机构、缝纫机中针 杆机构（图3—22d）；
图3-15
图3—22
• 若选取构件1为机架（图3－22b）， 则演化成双转块机构，它常应用 作两距离很小的平行轴的联轴器， 图3-22e所示的十字滑块联轴节为 其应用实例；
图3－22b
图3-22e
• 当选取构件3为机架（图3－22c）时， 演化成双滑块机构，常应用它作椭圆 仪（图3—22f）。
图3－22
图3－9
图3－10
• 在图3－11a所示双曲柄机构中，虽然其对应边长度 也相等，但BC杆与AD杆并不平行，两曲柄AB和 CD转动方向也相反，故称其为反平行四边形机构。 • 图 3－11b所示的车门开闭机构即为其应用实例， 它是利用反平行四边形机构运动时，两曲柄转向相 反的特性，达到两扇车门同时敞开或关闭的目的。
图 3－11
平面四杆机构的三种基本类型
平面四杆机构的三种基本类型
1. 引言
平面四杆机构是一种常见的机械结构，由四根连杆组成，在平面内相互连接。它具有简单、稳定、可靠的特点，在工程设计中广泛应用。本文将介绍平面四杆机构的三种基本类型，包括连杆型、曲杆型和双曲杆型。通过对这三种类型的详细介绍，我们可以更好地理解平面四杆机构的原理和应用。
2. 连杆型平面四杆机构
连杆型平面四杆机构是最简单的一种类型，由四根等长连杆组成，每根连杆的两端通过铰链连接。这种机构的特点是连杆的长度及相对位置不变，使得机构保持稳定的平面形状。连杆型机构的基本结构示意图如下：
该机构的机构运动学可以用迎角法进行分析，在给定一根连杆的运动状态时，可以由其他连杆的角度相互计算得出。该机构的运动特点是存在一个固定点，该点使得机构保持平衡。连杆型机构广泛应用于各种机械装置中，如拖拉机的传动机构、升降机构等。
3. 曲杆型平面四杆机构
曲杆型平面四杆机构是基于曲轴概念发展起来的，其连杆的长度和相对位置随着机构的运动而发生变化。曲杆型机构的基本结构示意图如下：
曲杆型机构的运动学分析相对复杂，需要考虑连杆长度的变化对机构运动的影响。由于连杆的长度和连接方式的变化，曲杆型机构可以实现更灵活的运动形式，如转动、滑动等。这使得曲杆型机构在某些特定的应用场合中具有独特的优势，比如操纵机构、自动控制装置等。
4. 双曲杆型平面四杆机构
双曲杆型平面四杆机构是连杆型和曲杆型的结合体，它由两根连杆和两段曲杆组成。双曲杆型机构的基本结构示意图如下：
双曲杆型机构的运动学分析更加复杂，需要考虑连杆长度和曲杆长度的变化对机构运动的影响。由于连杆和曲杆的优势结合，双曲杆型机构可以实现更多种类的运动
平面四杆机构的基本类型及其演化
由以上二式，可得
cos b2 c2 a2 d 2 2ad cos
2bc
(3-7)
分析公式（3－7）可知,δ角是随各杆长 和原动件转角φ变化而变化的。
由于γ＝δ(锐角)；或γ＝1800-δ（δ
为钝角），所以在曲柄转动一周过程中
（ φ ＝ 0 ～ 3600 ） ， 只 有 δ 为 δmax时，才会出现最小传动角γ
9
3-2)用于实现各种不同的运动规律要求。 惯性筛
10
3-3)可以实现给定轨迹要求的 搅拌机机构和步进输送机构
步进输送机构
搅拌机机构 11
但由于平面连杆机构存在一定的缺点， 使得它的应用范围受到一些限制。
例如，为了满足实际生产的要求，需增 加构件和运动副，这样不仅机构复杂， 而且积累误差较大，影响其传动精度；
2、其运动副元素多为平面或圆柱面，制造比 较容易，而靠其本身的几何封闭来保证构件运 动，结构简单,工作可靠。
3、可以实现不同的运动规律和特定轨迹要求。 如实现特定运动规律的惯性筛、实现特定轨迹 要求的搅拌机和用于受力较大的挖掘机和破碎 机等。
8
3-1)用于受力较大的挖掘机，破碎机。
挖掘机
破碎机
构件为机架，又可演化成以
下具有不同运动特性和不同 用途的机构。
图3－14b
图3－16 27
平面四杆机构的类型及应用
连杆机构的特点：优点：运动副单位面积所受的压力小且面接触受力小，便于润滑，磨损小；制造方便。缺点：设计复杂误差大。工作效率低。
平面四杆机构的基本类型——铰链四杆机构
1、曲柄摇杆机构
（1）曲柄：1作360°周转运动，
（2）摇杆：3作往复摆动，主动件可以为曲柄，也可以为摇杆。右面机构中摇杆的摆角为60°，作小于360的运动
（3）连杆：连接曲柄与摇杆的杆件
(4)连架杆：连接机架与连杆的杆件。
曲柄摇杆机构：两连架杆中一个为曲柄另一个为摇杆的铰链四杆机构
双曲柄机构：两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构
双摇杆机构：两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构
平行四边形机构
平行四边形机构是双曲柄机构的一个特例。组成四边形对边的构件长度分别相等。从动曲柄3和主动曲柄1的回转方向相同，角速度时时相等
双摇杆机构：
构件1和3都作往复摆动，一般主动摇杆作等速摆动，从动摇杆作变速摆动。
平面四杆机构的演化形式(Ⅰ)——含一个移动副的四杆机构
曲柄滑块机构
正置曲柄滑块机构
滑块(slider)铰链点的运动方位线通过曲柄转动中心，滑块动程(pitch)等于两倍曲柄1的长度，无急回运动特性。主动件可以为曲柄，也可以为滑块。
偏置曲柄滑块机构
滑块铰链点的运动方位线不通过曲柄转动中心，偏距(offset)为e,滑块动程大于两倍曲柄长度，有急回运动特性
导杆机构
转动导杆机构
曲柄1和导杆3都能作360°周转运动，主动曲柄作等速转动，从动导杆作变速转动，
摆动导杆机构
曲柄1作360°周转运动，摆动导杆3作往复摆动，且有较大的急回运动特性
曲柄摇块机构
移动导杆机构
平面四杆机构的基本类型及应用
图3－19
图3－20
若选用曲柄滑块机构中滑块3作机架（图316c），即演化成移动导杆机构（或称定块 机构）。
它应用于手摇卿筒（图3—21）和双作用式 水泵等机械中。
图3—21
图3-16c
（3）变化双移动副机构的机架
在图3-15和图3-22a所示的具有两个移动副的四杆机 构中，是选择滑块4作为机架的，称之为正弦机构， 这种机构在印刷机械、纺织机械、机床中均得到广 泛地应用，例如机床变速箱操纵机构、缝纫机中针 杆机构（图3—22d）；
铰链四杆机构可分为以下三种类型
1、曲柄摇杆机构
铰链四杆机构的两连架杆中一个能作整 周转动，另一个只能作往复摆动的机构。
2、双曲柄机构
铰链四杆机构的两连架杆均能作整周转 动的机构。
在双曲柄机构中，若相对两杆平行相 等，称为平行双曲柄机构（图3－9）。 这种机构的特点是其两曲柄能以相同 的角速度同时转动，而连杆作平行移 动。图3－10a所示机车车轮联动机构 和图3－10b所示的摄影平台升降机构 均为其应用实例。
转动导杆机构
摆动导杆机构
它可用于回转式油泵、牛头刨床及插床 等 机 器 中 。 图 3 － 17 所 示 小 型 刨 床 和 图
3—18中的牛头刨床，分别是转动导杆机
构和摆动导杆机构的应用实例。
图3－17
图3—18
若选用构件2为机架，滑块3仅能绕机架上 铰链C作摆动，此时演化成曲柄摇块机构 （图3－16b）；它广泛应用于机床、液压 驱动及气动装置中，图3－19所示为Y54插 齿机中驱动插齿刀的机构和图3－20所示 的自卸卡车的翻斗机构，均是曲柄摇块机 构应用实例。
平面四杆机构
有哪些地方用到的原理
总的来说，平面四杆 机构是一种非常有用 的机械元件，它的原 理被广泛应用于各种 不同的机械系统和设 备中
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THANKS
20xx
平面四杆机构
汇报人：xxx
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1
平面四杆机构分类那些机构
2
这些机构生活有哪些作用
3
有哪些地方用到的原理
1 平面四杆机构分类那 些机构
平面四杆机构分类那些机构
平面四杆机构是一种常 见的机械机构，它由四 个刚性杆组成，且所有
杆件在同一直线上
根据杆件的不同组合和 运动特征，平面四杆机 构可以分为以下几类
这些机构生活有哪些作用
机械手臂：在机械手臂中，通 常会使用双摇杆机构来驱动手 臂的伸缩和旋转，以实现机械
手臂的各种动作
汽车门窗：在汽车中，门窗的 开合机构通常会使用曲柄摇杆 机构或双曲柄机构来实现，以 提供稳定且平滑的开合体验
儿童玩具：许多儿童玩具中也 会使用到平面四杆机构，例如 玩具车、玩具飞机等，以实现
各种有趣的动作
3 有哪些地方用到的原 理
有哪些地方用到的原理
平面四杆机构的原理主要涉及到以下方面
运动传递：平面四杆机构可以将一个构件(曲柄或摇杆)的连续转动转化为另一个构件( 摇杆或曲柄)的摆动或移动。这种运动传递方式在许多机械系统中都是非常重要的
力的放大：在某些情况下，平面四杆机构可以放大施加在其上的力。例如，在使用双 曲柄机构时，通过调整机构的参数，可以将施加在主动件上的小力转化为从动件上的 大力 运动轨迹控制：通过调整平面四杆机构的参数，可以控制从动件的运动轨迹。例如， 在打印机或复印机的打印头或扫描头驱动系统中，可能需要精确控制打印头或扫描头 的移动轨迹，这时就可以利用平面四杆机构来实现 能量转换：在一些情况下，平面四杆机构还可以用于能量转换。例如，在风力发电装 置中，可以使用平面四杆机构将风能转化为电能
平面四杆机构的三种基本类型判断标准(一)
平面四杆机构的三种基本类型判断标准(一)
平面四杆机构的三种基本类型判断标准
引言
平面四杆机构是一种常见的机械结构，广泛应用于机械工程领域。它由四个连杆组成，能够实现不同的运动，并具有一定的机械优势。
本文将介绍平面四杆机构的三种基本类型判断标准，帮助读者更好地
理解和应用这一机械结构。
1. 条件1：连杆数目
平面四杆机构的第一个判断条件是连杆数目。根据连杆数量的不同，平面四杆机构可以分为以下三种基本类型：
•4杆1驱动：由一个驱动连杆和三个被动连杆组成，驱动连杆通过轴承或摩擦连接到驱动装置上。这种类型的机构常
用于基本的传动和夹持功能。
•3杆1驱动：由一个驱动连杆和两个被动连杆组成，驱动连杆通过轴承或摩擦连接到驱动装置上。这种类型的机构在
工程领域应用广泛，能够实现特定的运动轨迹和力学优势。
•2杆2驱动：由两个驱动连杆和两个被动连杆组成，每个驱动连杆都通过轴承或摩擦连接到驱动装置上。这种类型的
机构可实现复杂的运动，例如平移和旋转的组合。
2. 条件2：连杆长度比较
平面四杆机构的第二个判断条件是连杆长度的比较。通过比较不
同连杆的长度，可以判断机构是否为平面四杆机构。这里有两种情况：•互为相反数：连杆的长度之比为-1。若连杆的长度满足这个条件，则可以判断该机构为平面四杆机构。
•乘积为1：连杆的长度之比为1。若连杆的长度满足这个条件，则可以判断该机构为平面四杆机构。
3. 条件3：杆件连接方式
平面四杆机构的第三个判断条件是杆件连接方式。根据连杆连接
方式的不同，可以判断机构是否为平面四杆机构。这里有两种情况：•直接连接：连杆之间直接连接，形成闭合的杆件结构。
平面四杆机构的基本类型及应用-精选文档
图3－14b
图3－16
• 若选构件1为机架（图3－16a），虽然各构件 的形状和相对运动关系都未改变，但沿块3将 在可转动（或摆动）的构件4（称其为导杆） 上作相对移动，此时图3－14b所示的曲柄滑 块机构就演化成转动（或摆动）导杆机构（图 3－16a）；差异？ 摆动导杆 机构能否 回复为曲 柄滑块机 构？？
• 一、平面四杆机构的基本类型及应用
• 全部运动副为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构， • 它是平面四杆机构的最基本型式（如图3-4a所示）
图3-4a
a—曲柄： 与机架相联并且作整周转动的构件； b—连杆：不与机架相联作平面运动的构件； c—摇杆：与机架相联并且作往复摆动的构件； d—机架： a、c—连架杆。
转动导杆机构
摆动导杆机构
• 它可用于回转式油泵、牛头刨床及插床 等机器中。图 3 － 17 所示小型刨床和图 3—18中的牛头刨床，分别是转动导杆机 构和摆动导杆机构的应用实例。
图3－17
图3—18
• 若选用构件2为机架，滑块3仅能绕机架上 铰链C作摆动，此时演化成曲柄摇块机构 （图3－16b）；它广泛应用于机床、液压 驱动及气动装置中，图3－19所示为Y54 插齿机中驱动插齿刀的机构和图3－20所 示的自卸卡车的翻斗机构，均是曲柄摇块 机构应用实例。
总结：平面连杆机构的演化
图3－16b
图3－19
平面四杆机构的基本类型及应用
平面四杆机构的基本类型及应用
平面四杆机构是机械设计中常用的连杆机构之一，由于其简单可靠和使用方便，广泛应用于各种机械设备中。平面四杆机构是由四个链杆组成的，其中至少有一个链杆是固定的。四个链杆的联接点构成了四个运动副，包括一对转动副和一对平动副，它们通过固定的连杆来互相联系。平面四杆机构可以实现转动或直线运动，同时可实现正、反、重复运动。本文将主要介绍平面四杆机构的基本类型及应用。
1. 凸轮机构型平面四杆机构
凸轮机构型平面四杆机构是一种基于凸轮的平面四杆机构，由于其能够产生不同形状的凸轮运动来实现转动或直线运动，因此在机械设备中广泛应用。例如，凸轮式压力机、凸轮式磨床、凸轮式切削机和凸轮式卷板机等机器均采用了凸轮机构型平面四杆机构。
双曲线机构型平面四杆机构是一种基于双曲线运动的平面四杆机构，由于其具有双曲线重复运动的性质，因此在多运动副平面机构中应用较为广泛。例如，位移量较小的曲柄滑块机构，就采用了这种结构。此外，双曲线机构型平面四杆机构还被广泛应用于推动旋转工件的机械系统中。
心轮机构型平面四杆机构是一种基于心轮的平面四杆机构，其构造相比其他机构稍微复杂，但具有较高的可靠性和灵敏度，因此被广泛应用于重要的机械装置中。例如，用于驱动自动调焦装置、扫描仪输送装置、医院电梯系统等机器的传动装置均采用了心轮机构型平面四杆机构。
总之，平面四杆机构广泛应用于机械设计中的各个领域，包括制造业、食品加工、印刷、医疗和各种运动设备等。不同类型的平面四杆机构各具特点，可根据使用情况和需要选择。
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图3－9
图3－10
• 在图3－11a所示双曲柄机构中，虽然其对应边长度 也相等，但BC杆与AD杆并不平行，两曲柄AB和 CD转动方向也相反，故称其为反平行四边形机构 反平行四边形机构。 反平行四边形机构 • 图 3－11b所示的车门开闭机构即为其应用实例， 它是利用反平行四边形机构运动时，两曲柄转向相 反的特性，达到两扇车门同时敞开或关闭的目的。
图3-4
（2）变化单移动副机构的机架
• 若将图3－14b所示的对心曲 柄滑块机构，重新选用不同 构件为机架，又可演化成以 下具有不同运动特性和不同 用途的机构。
图3－14b
图3－16
• 若选构件1为机架（图3－16a），虽然各构件 的形状和相对运动关系都未改变，但沿块3将 在可转动（或摆动）的构件4（称其为导杆） 上作相对移动，此时图3－14b所示的曲柄滑 块机构就演化成转动（或摆动）导杆机构（图 3－16a）；差异？ 摆动导杆 机构能否 回复为曲 柄滑块机 构？？
图3－16b
图3－19
图3－20
• 若选用曲柄滑块机构中滑块3作机架（图316c），即演化成移动导杆机构 移动导杆机构（或称定块 移动导杆机构 定块 机构）。 机构 • 它应用于手摇卿筒（图3—21）和双作用式 水泵等机械中。
图3—21
图3-16c
（3）变化双移动副机构的机架
• 在图3-15和图3-22a所示的具有两个移动副的四杆机 正弦机构， 构中，是选择滑块4作为机架的，称之为正弦机构 正弦机构 这种机构在印刷机械、纺织机械、机床中均得到广 wk.baidu.com地应用，例如机床变速箱操纵机构、缝纫机中针 杆机构（图3—22d）；
图3-15
图3—22
• 若选取构件1为机架（图3－22b）， 则演化成双转块机构 双转块机构，它常应用 双转块机构 作两距离很小的平行轴的联轴器， 图3-22e所示的十字滑块联轴节为 其应用实例；
图3－22b
图3-22e
• 当选取构件3为机架（图3－22c）时， 演化成双滑块机构 双滑块机构，常应用它作椭圆 双滑块机构 仪（图3—22f）。
• 一、平面四杆机构的基本类型及应用
• 全部运动副为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构 铰链四杆机构， 铰链四杆机构 • 它是平面四杆机构的最基本型式（如图3-4a所示）
图3-4a
a—曲柄： 与机架相联并且作整周转动的构件； 曲柄： 曲柄 b—连杆 连杆：不与机架相联作平面运动的构件； 连杆 c—摇杆 摇杆：与机架相联并且作往复摆动的构件； 摇杆 d—机架 机架： 机架 a、c—连架杆。 连架杆。 连架杆
图3－22
总结： 总结：平面连杆机构的演化
图 3－11 －
3、双摇杆机构 、
双摇杆机构:铰链四杆机构中的两连架杆均不能作 双摇杆机构 整周转动的机构。
如 图 3 － 12 所 示 鹤 式 起 重 机 的 双 摇 杆 机 构 ABCD，它可使悬挂重物作近似水平直线移动， 避免不必要的升降而消耗能量。在双摇杆机构 中，若两摇杆的长度相等称等腰梯形机构，如 图3—13中的汽车前轮转向机构。
铰链四杆机构可分为以下三种类型
1、曲柄摇杆机构 、
• 铰链四杆机构的两连架杆中一个能作整 周转动，另一个只能作往复摆动的机构。
2、双曲柄机构 、
铰链四杆机构的两连架杆均能作整周转 动的机构。
• 在双曲柄机构中，若相对两杆平行相 等，称为平行双曲柄机构 平行双曲柄机构（图3－9）。 平行双曲柄机构 这种机构的特点是其两曲柄能以相同 的角速度同时转动，而连杆作平行移 动。图3－10a所示机车车轮联动机构 和图3－10b所示的摄影平台升降机构 均为其应用实例。
二、平面连杆机构的演化
• 前面介绍的三种铰链四杆机构， 还远远满足不了实际工作机械的 需要，在实际应用中，常常采用 多种不同外形、构造和特性的四 杆机构，这些类型的四杆机构可以看作是由铰链 四杆机构通过各种方法演化而来的。 • 这些演化机构扩大了平面连杆机构的应用，丰 富了其内涵。
1、改变相对杆长、转动副演化为移动副 、改变相对杆长、
转动导杆机构
摆动导杆机构
• 它可用于回转式油泵、牛头刨床及插床 等机器中。图3－17所示小型刨床和图3— 18中的牛头刨床，分别是转动导杆机构 和摆动导杆机构的应用实例。
图3－17
图3—18
• 若选用构件2为机架，滑块3仅能绕机架上 铰链C作摆动，此时演化成曲柄摇块机构 曲柄摇块机构 （图3－16b）；它广泛应用于机床、液压 驱动及气动装置中，图3－19所示为Y54 插齿机中驱动插齿刀的机构和图3－20所 示的自卸卡车的翻斗机构，均是曲柄摇块 机构应用实例。
在曲柄摇杆机构中，若摇杆的杆长增大至无穷长，则 其与连杆相联的转动副转化成移动副。 ——曲柄滑块机构 曲柄滑块机构
曲柄滑块机构——偏心轮机构 曲柄滑块机构
• 当曲柄的实际尺寸很 短并传递较大的动力 时，可将曲柄做成几 何中心与回转中心距 离等于曲柄长度的圆 盘，常称此机构为偏 心轮机构。
双滑块机构
• 若继续改变图3—14b中对心曲柄滑块机构中杆 2长度，转动副C转化成移动副，又可演化成双 滑块机构（图3－15）。该种机构常应用在仪 表和解算装置中。
2、选用不同构件为机架
原理： 原理：各构件间的相对运动保持不变 （1）变化铰链四杆机构的机架 ）
• 如图3-4所示的三种铰链四杆机构，各杆件间的相对运动和 长度都不变，但选取不同构件为机架，演化成了具有不同结 构型式、不同运动性质和不同用途的以下三种机构 三种机构。 三种机构