第七章平面连杆机构

B2 D
a)
C1 A
B2
c)
曲柄摇杆机构的死点位置
D F D
曲柄摇杆机构, 当CD摇杆为主动件
摇杆处于右极限位置C2D 时,连杆与从动件(曲柄) 的共线位置C2B2A。
时, 在曲柄与连杆共
线的位置出现传动角
γ等于0°的情况,即
此时曲柄与连杆出现
共线位置。 这时无
论连杆BC对曲柄AB
的作用力有多大, 都
课前回顾
1、说出下图四杆机构中的各部分名称
2、按连架杆性质不同铰链四杆机构的分 类是怎样的
【例1】如图所示的铰链四杆机构，各杆的长度如 图。试判断各铰链四杆机构的类型。
B 70
A
C 90
110 40
D
50 B
90
70 A
C 100 D
a)
b)
【解】在图a中，由于 LAD+LBC≤LAB+LCD，有由于AD为机 架，且为最短杆，根据铰链四杆机构类型的判断方法知： 该机构为双曲柄机构。 在图b中，由于LBC+LCD≤ LAB+LAD，又由于AD杆为 机架，据铰链四杆机构类型的判断方法知：该机构为双 摇杆机构。
曲柄机构
曲柄——与机架用转动副相连，且能绕该转动副 轴线作整周旋转的构件。
摇杆——与机架用转动副相连，但只能绕该转动 副轴线摆动的构件。
一、曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构——铰链四杆机构的两个连 架杆中，其中一个是曲柄，另一个是摇杆。
曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构的应用
剪板机 汽车雨刷
雷达 缝纫机踏板
二、双曲柄机构
对于传动机构，设计时必须考虑机构顺利通过死点 位置的问题，如利用构件的惯性作用，使机构通过死点。 工程上有时也利用死点位置提高机构工作的可靠性。
复习思考题
1、对于铰链四杆机构，当满足构件长度和条件时， 若取( )为机架，将得到曲柄摇杆机构。
A.最短杆 B.与最短杆相对的构件 C.最长杆 D.与最短杆相邻的构件 2、曲柄摇杆机构，当( )时，机构处于死点位置。 A.曲柄为原动件、曲柄与机架共线 B.曲柄为原动件、曲柄与连杆共线 C.摇杆为原动件、曲柄与机架共线 D.摇杆为原动件、曲柄与连杆共线 3、在曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件时，( )死点位 置。 A. 有一个 B. 没有 C. 有两个 D. 有三个
铰链四杆机构：四 根杆均用转动副连接。
滑块四杆机构：杆件间 的连接，除了转动副以外， 构件3与4使用移动副连接。
§7－2 铰链四杆机构的组成与分类
机架：固定不动的构件4。 连杆：不与机架直接相连的构件2。 连架杆：与机架相连的构件1、3。
曲柄 摇杆
一、曲柄摇杆机构 二、双曲柄机构 三、双摇杆机构
双曲柄机构——铰链四杆机构中两连架杆 均为曲柄。
类型： 不等长双曲柄机构 平行双曲柄机构 反向双曲柄机构
不等长双曲柄机构 两曲柄长度不等的双曲柄机构。
不等长双曲柄机构
平行双曲柄机构 连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度
相等，曲柄转向相同的双曲柄机构。
平行双曲柄机构
反向双曲柄机构 连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度相
1 180 2 180
铰链四杆机构有无急回运动特性取决于该机构有无极
位夹角
180(K1)
K1
三、压力角和传动角
压力角作用在从动件之上的驱动力F与该力作用点绝对
速度Vc之间所夹的锐角称为压力角。
传动角通常把压力角的余角（即连杆和从动摇杆之间
所夹的锐角）称为传动角。
C1
F
B A
B1
C
C2
C1
A b)
【例2】铰链四杆机构各杆的长度如图所示。欲使
该机构称为双曲柄机构，试确定杆BC的取值范
围。 C
B
70 40
A
120 D
铰链四杆机构
【解】已知AD杆为机架，欲使该机构成为双曲柄机 构，则应满足以 下条件：
（1）BC杆为最长杆时， LAD + LBC ≤LAB + LCD , 即 40+≤70+120 ∴LBC≤150
不能使曲柄转动。机
构的这种位置称为死
点位置。
死点位置的应用
工件夹紧后，BCD成一直线，撤去外力 F 之后，机 构在工件反弹力 T 的作用下，处于死点位置。即使反弹 力很大，工件也不会松脱，使夹紧牢固可靠。
死点位置的判断
四杆机构中有无死点位置, 取决于从动件是否与连 杆共线。
对曲柄摇杆机构而言，当曲柄为主动件时，摇杆与 连杆无共线位置，不出现死点。当摇杆为主动件时，曲 柄与连杆共线位置的位置为死点位置。
一、曲柄存在条件
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杆是最短杆。
铰链四杆机构三种基本类型的判别方法 曲柄摇杆机构的条件：连架杆之一为最短杆
双曲柄机构的条件：机架为最短杆
双摇杆机构的条件：连杆为最短杆
当最长杆与最短杆长度之和大于其 余两杆长度之和时，无论取哪一杆件为 机架，机构均为双摇杆机构。
（2）CD杆为最长杆时，
LAD + LCD ≤ LAB + LBC, 即 40+120≤70+ LBC ∴ LBC ≥ 90 BC杆的取值范围为：90≤ LBC≤150。
二、急回特性
铰链四杆机构
曲柄摇杆机构中，曲
柄AB为主动件，作匀速
回转运动，摇杆CD为从 B
动件作往复摆动。
1
A
C
C1
等，曲柄转向相反的双曲柄机构。
反向双曲柄机构
双曲柄机构的应用
惯性筛
天平
汽车车门启闭
三、双摇杆机构
铰链四杆机构中两连架杆均为摇杆。 机构两极限位置：
B1C1D C2B2A
双摇杆机构
双摇杆机构的应用
电风扇摇头机构
起重机机构
§7－3 铰链四杆机构的基本性质
一、曲柄存在条件 二、急回特性 三、死点位置
曲柄再由AB2位置回到AB1位置时,
摇杆自C2D摆回到C1D，设经历的时间为t2，
C点的平均速度
v2=C2C1/t2
1 2
t1>t2 所以v2>v1。
摇杆摆回速度比摆去速度快的性质，称急回特性。 行程速度变化系数
K从 从动 动件 件工 空作 载行 行 度 度程 程 vv1 2平 平 C C1 1C 均 均 C2 2//tt速 速 1 2 tt1 2
2011
港口起重机吊 运货物是利用平 面连杆机构中的 双摇杆机构实现 的
铲土机为了 保证铲斗平行移 动，防止泥土流 出，采用了平面 连杆机构
四杆机构——最常用的平面连杆机构，具有 四个构件（包括机架）的低副机构。
平面铰链四杆机构——构件间用四个转动副 相连的平面四杆机构，简称铰链四杆机构。
C2
B2
ψ D
C1D，C2D——摇杆的
2
两个极限位置
B1
—摆角
—极位夹角
极位夹角：摇杆在两极限位置时，曲柄两位置间所夹的 锐角称为极位夹角。
当曲柄AB1位置顺 时针转到AB2，摇杆由 左极限位置C1D摆到右 极限位置C2D，设经历 的时间为t1,
C
C1
C2
B
1
A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2
2
ψ D
B1
C点的平均速度 v1=C1C2/t1