机械设计基础第二章平面连杆机构解读
机械设计基础第2章连杆机构(第六版)
(曲柄)摆动导杆机构 L1＞L2 应用广泛
摇块机构 （曲柄摆动滑块机构）
翻斗车
用于翻斗车上的摇块机构
三、平面四杆机构的基本类型及应用 1. 全转动副的铰链四杆机构 2. 含一个移动副的四杆机构 1) 曲柄滑块机构
2) 导杆机构、摇块机构、定块机构 均由曲柄滑块机构演变而来
定块机构——又称为移动导杆机构
十字滑块联轴器 ω1＝ω3
④ 两个移动副均与 机架相关联。
三、平面四杆机构的基本类型及应用 4. 具有偏心轮的四杆机构
通过扩大转动副演变而来
注：偏心轮机构只能以偏心轮为主动件 适用于曲柄尺寸很小，而受力很大的场合 如：冲床、鄂式破碎机、内燃机、剪床
三、平面四杆机构的基本类型及应用 1. 全转动副的铰链四杆机构 2. 含一个移动副的四杆机构 3. 含两个移动副的四杆机构 4. 具有偏心轮的四杆机构
C
B
A 该机构具有两个整转副A , B (能整周转动的转动副）
两个摆动副C, D (只能作摆动 的转动副）
D
具有两个整转副的条件
C
b B
各杆长a, b, c, d. c
a
D
A
d
曲柄与连杆拉直共线
a+b ≤ c+d
C
b
B
c
a
D
A
d
a+b≤c+d c ≤d+ b－a d ≤ c + b－a
机械设计基础第二章-平面连杆机构
连杆机构用于飞机和导弹的着陆装置，以及控制舵面的运动。
3 机器人技术
连杆机构被广泛应用于机器人的关节传动和运动控制。
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。
平面连杆机构的定义
平面连杆机构由若干连杆组成的机械系统，用于将输入运动转化为输出运动。 它可以实现直线运动、旋转运动以及各种复杂的运动形式。
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。
3Βιβλιοθήκη Baidu
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。
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。
《机械设计基础》第2章_平面连杆机构解读
含有两个移动副的四杆机构应用实例
2.3 平面四杆机构的基本特性
一、铰链四杆机构存在曲柄的条件
设 AB 为曲柄,
由 △BCD :
且 a <d .
b+c>f 、 b+f >c 、 c+f >b
以 fmax = a + d ， fmin = d - a b+c >a+d 、 b+d >a+c 、 c+d >a+b 化简后得: a<b 、 a<c 、 a< d 若 d <a d<a、d<b、d<c 代入并整理得：
1.铰链四杆机构存在曲柄的条件
⑴ 连架杆或机架为最短杆；
⑵ 最短杆和最长杆之和应小于或等于其他两杆长
度之和。 其中条件⑵又称为格拉肖夫（Grashof）判别式。
2.两个推论
⑴ 不满足格拉肖夫判别式的铰链四杆机构，任何
杆为机架时皆为双摇杆；
⑵ 满足格拉肖夫判别式的铰链四杆机构：
①
当以最短杆的相邻杆为机架时，必为曲柄摇杆 机构；
二、平面连杆机构的特点及应用
1.平面连杆机构的特点
⑴寿命长 低副联接，接触表面为平面或圆柱面，
压力小；便于润滑，磨损较小。
⑵易于制造 连杆机构以杆件为主，结构简单。 ⑶可实现远距离操纵控制 因连杆易于作成较长
02机械设计基础-平面连杆机构
三、选不同的构件为机架
B 1 A 2 4 B 3 C 1 A
偏心轮机构
2 4 导杆机构
3 C 摆动导杆机构 转动导杆机构
曲柄滑块机构
应用实例:
D C 3 C C1
3
6 E 5 4
2 B A
θ
1
C2 D
B
2
4
1
小型刨床
A
牛头刨床
B 1
2 4
3
B 1 A
2
3
A
C 曲柄滑块机构
4 摇块机构
C
B
1 A
2
四.机构的死点位置 摇杆为主动件，且连杆 与曲柄两次共线时，有： γ＝ 0 F 此时机构不能运动. γ＝0 称此位置为： “死点” 避免措施：
F
γ＝0
两组机构错开排列，如火车轮机构; 靠飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。
B’
A’ E’ F’ D’ C’ G’
A B
E
F
D C
G
也可以利用死点进行工作：飞机起落架、钻夹具等。
第2章 平面连杆机构
§2－1 铰链四杆机构的基本型式和应用 §2－2平面四杆机构的工作特性 §2－3 铰链四杆机构的演化 §2－4 平面四杆机构的设计
本章重点： 1.四杆机构的基本形式、演化及应用； 2.曲柄存在条件、传动角γ、压力角 α、死点、 急回特性：极位夹角和行程速比系数等物理含 义，并熟练掌握其确定方法； 3. 掌握按连杆二组位置、三组位置、连架杆三 组对应位置、行程速比系数设计四杆机构的原 理与方法。
机械设计基础第二章
第2章平面连杆机构
2.1平面连杆机构的特点和应用
连杆机构是由若干刚性构件用低副连接组成的机构，又称为低副机构。在连杆机构中，若各运动构件均在相互平行的平面内运动，称为平面连杆机构；若各运动构件不都在相互平行的平面内运动，则称为空间连杆机构。
平面连杆机构被广泛应用在各类机械中，之所以广泛应用，是因为它有较显著的优点：（1）平面连杆机构中的运动副都是低副，其构件间为面接触，传动时压强较小，便于润滑，因而磨损较轻，可承受较大载荷。
（2）平面连杆机构中的运动副中的构件几何形状简单（圆柱面或平面），易于加工。且构件间的接触是靠本身的几何约束来保持的，所以构件工作可靠。
（3）平面连杆机构中的连杆曲线丰富，改变各构件的相对长度，便可使从动件满足不同运动规律的要求。另外可实现远距离传动。
平面连杆机构也存在一定的局限性，其主要缺点如下：
（1）根据从动件所需要的运动规律或轨迹设计连杆机构比较复杂，精度不高。
（2）运动时产生的惯性力难以平衡，不适用于高速的场合。
（3）机构中具有较多的构件和运动副，则运动副的间隙和各构件的尺寸误差使机构存在累积误差，影响机构的运动精度，机械效率降低。所以不能用于高速精密的场合。
平面连杆机构具有上述特点，所以广泛应用于机床、动力机械、工程机械等各种机械和仪表中。如鹤式起重机传动机构（图2-1），摇头风扇传动机构（图2-2）以及缝纫机、颚式破碎机、拖拉机等机器设备中的传动、操纵机构等都采用连杆机构。
图2-1鹤式起重机图2-2 摇头风扇传动机构
2.2平面连杆机构的类型及其演化
2.2.1 平面四杆机构的基本形式
机械设计基础(专科)第2章平面连杆机构
缝纫机踏板机构动画
缝纫机动画(3D)
缝纫机跳线机构动画
缝纫机刺布机构动画（3D)
搅拌机动画
雷达天线俯仰机构动画
双曲柄机构动画
惯性筛动画
升降台动画（3D)
正平行四边形动画
机车车轮动画(3D)
机车车轮联动机构动画
反平行四边形动画
车门启闭机构动画
车门启闭动画(3D)
3、双摇杆机构：两个连架杆都是摇杆。
（1）曲柄摇杆机构： 极位夹角θ：摇杆位于两极限位 置时曲柄两位置所夹的锐角。 急回特性:从动摇杆往复摆动的平 均角速度不等，空回行程的平均 速度大于正行程的平均速度。 行程速比系数：
v2 C1C2 / t 2 t1 1 180 K v1 C1C2 / t1 t2 2 1800
铰链四杆机构动画
铰链四杆机构极位动画
1、铰链四杆机构的基本类型：
1、曲柄摇杆机构 ：两个连架杆一为曲柄，一为摇杆。 如：缝纫机踏板机构 2、双曲柄机构：两个连架杆都是曲柄。 搅拌机构
如：插床机构 惯性筛机构 正平行四边形机构 其应用：车辆联动机构 反平行四边形机构 其应用： 车门机构
曲柄摇杆机构动画
解：1）分析运动，确定构 件的类型和数量
进气阀3
2）确定运动副的类型和 数目
3）选择视图平面
活塞2
排气阀4
顶杆8
机械设计基础第2章
二、 按给定的行程速比系数K设计四杆机构
1.曲柄摇杆机构
已知：K， 摇杆长c， 摆角ψΨ 设计：a , b , d 解：1）计算θ = 180（K – 1）/（K + 1） 2）确定比例尺，任选D 点，作C1DC2= Ψ 3）作∠ C1C2 O= C2C1O=90- θ , 则∠ C1 O C2 = 2 θ 4）以O为圆心，C1O为半径作圆I，I上任一点A 为所求点 5）AC2=a + b , AC1= b – a ,则 a = (AC2 - AC1)/2 b = (AC2 + AC1)/2 有无穷多个解，给定其它条件如机架长d可得确定解
二、铰链四杆机构 的基本型式 1.曲柄摇杆机构（Crank-rocker linkage) 曲柄摇杆机构（ 曲柄摇杆机构 1）急回特性 ） 极位夹角。 θ —极位夹角。在极限位置，曲柄与连杆两次共线，曲柄所 极位夹角 在极限位置，曲柄与连杆两次共线， 夹的锐角 Ψ为摇杆摆角 AB1 AB2 ϕ1 = 180 + θ C1D Ψ C2D t1 = ϕ1 / ω v1 AB2 AB1 ϕ2 = 180 - θ C2D Ψ C1D t2 = ϕ2 / ω v2
过程如下
2.摆动导杆机构 已知：K，机架长d 设计：曲柄长a 解1）计算θ = 180（K – 1）/（K + 1） 2）确定比例尺，任选D 点，作Ψ= θ 。 3）作∠ mDn= Ψ,作角等分线,在其上量 取DA=d,得A点。 4）过A点作导杆极限位置的垂直线 AC1(或AC2),即得曲柄长a。 过程如下
《机械设计基础》第2章_平面连杆机构解析
二、平面连杆机构的特点及应用
1.平面连杆机构的特点
⑴寿命长 低副联接，接触表面为平面或圆柱面，
压力小；便于润滑，磨损较小。
⑵易于制造 连杆机构以杆件为主，结构简单。 ⑶可实现远距离操纵控制 因连杆易于作成较长
的构件。
⑷可实现比较复杂的运动规律 ⑸设计计算较繁复，当机构复杂时累计误差较大，
2、双曲柄机构
具有两个曲柄的铰链四杆机构。
⑴平行四边形机构：连杆与机架的长度相等，且曲
柄的转向相同长度也相等的双曲柄机构。 这种机构两曲柄的角速度始终保持相等，且连杆 始终做平动，故应用较广。
运动的不确定性
有辅助构件的重复机构
有辅助构件的错列机构
⑵逆平行四边形机构：连杆与机架的长度相等，两
副平面连杆机构。
4.平面铰链四杆机构：
全转动副的平面四杆机构。
构件名称
连杆 连架杆 连架杆 机架 机架：固定不动的构件称为机架。 连架杆：与机架相连的构件称为连架杆。
连杆：不直接与机架相连的构件称为连杆。
曲柄 连架杆
摇杆 滑块
能绕其轴线转360º 的连架杆。 仅能绕其轴线作往复摆动的连架杆。 作往复移动的连架杆
四杆机构类型的判别 是 可能有 曲柄
lmax+lmin ≤ l余1+l余2
否
最短构件的对边
双摇杆机构
机架
机械设计基础第二章 常用机构介绍
按从动件的运动型式： ①尖底从动件：用于 低速； ②滚子从动件：应用 最普遍； ③平底从动件：用于 高速
铰链四杆机构存在一个曲柄的条件是： (一)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其 余两杆长度之和。 (二)曲柄为最短杆。 ▲铰链四杆机构存在曲柄的条件是： (一)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其 余两杆长度之和。 (二)机架或连架杆为最短杆。
▲
4、曲柄滑块机构
二、平面四杆机构的内部演化:
第二节 凸轮机构
此外，还有反平行四边形机构。如公共汽车车门启闭机 构。当主动曲柄AB转动时，通过连杆BC使从动曲柄CD朝相 反方向转动，从而保证两扇车门同时开启和关闭。
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、飞机起落架即为双摇杆机构的应用。 识别： 取最短构件为机架——双曲柄机构 取最短构件任一相邻构件为机架——曲柄摇杆机构 取最短构件对面的构件为机架——双摇杆机构
4—机架 1，3—连架杆→定轴转动 2—连杆→平面运动 整转副：二构件相对运动为 整周转动。 摆动副：二构件相对运动不 为整周转动。 曲柄：作整周转动的连架杆 摇杆：非整周转动的连架杆
《机械设计基础》第五版第2章平面连杆机构
曲柄摇块机构 A A A 1 1 A 1 1 4 1 4A 1 B 4 4 2 1 A 1A 4 4 1 C 1 4 1 4 A 4 4 2作机架 A A 44 3 A
A
液压作动筒
车箱举升机构
机械设计基础－第２章平面连杆机构
B 1 A 4 2 C 3
图 6—21
曲柄滑块机构
3作机架
B B B 1 1 11
特例2 反平行双曲柄机构：对边平行但不相等
应用实例:车门启闭机构
反向双曲柄机构
车门启闭机构
机械设计基础－第２章平面连杆机构
3、双摇杆机构
结构特点：二连架杆均为摇杆 运动变换：摆动摆动
工程应用实例：
港口起重机 飞机起落架 车辆的前轮转向机构 造型机翻箱机构 风扇摇头机构
机械设计基础－第２章平面连杆机构
港口起重机
机械设计基础－第２章平面连杆机构
飞机起落架
动画
机械设计基础－第２章平面连杆机构
汽车前轮转向机构
机械设计基础－第２章平面连杆机构
造型机翻箱机构
造型机翻箱机构
机械设计基础－第２章平面连杆机构
风扇摇头机构
机械设计基础－第２章平面连杆机构
二、平面四杆机构的演化 1、曲柄滑块机构
C
铰链四杆机构
机械设计基础－第２章平面连杆机构
(2)、类型
机械设计基础第二章
第2章平面连杆机构
2.1平面连杆机构的特点和应用
连杆机构是由若干刚性构件用低副连接组成的机构，又称为低副机构。在连杆机构中，若各运动构件均在相互平行的平面内运动，称为平面连杆机构；若各运动构件不都在相互平行的平面内运动，则称为空间连杆机构。
平面连杆机构被广泛应用在各类机械中，之所以广泛应用，是因为它有较显著的优点：（1）平面连杆机构中的运动副都是低副，其构件间为面接触，传动时压强较小，便于润滑，因而磨损较轻，可承受较大载荷。
（2）平面连杆机构中的运动副中的构件几何形状简单（圆柱面或平面），易于加工。且构件间的接触是靠本身的几何约束来保持的，所以构件工作可靠。
（3）平面连杆机构中的连杆曲线丰富，改变各构件的相对长度，便可使从动件满足不同运动规律的要求。另外可实现远距离传动。
平面连杆机构也存在一定的局限性，其主要缺点如下：
（1）根据从动件所需要的运动规律或轨迹设计连杆机构比较复杂，精度不高。
（2）运动时产生的惯性力难以平衡，不适用于高速的场合。
（3）机构中具有较多的构件和运动副，则运动副的间隙和各构件的尺寸误差使机构存在累积误差，影响机构的运动精度，机械效率降低。所以不能用于高速精密的场合。
平面连杆机构具有上述特点，所以广泛应用于机床、动力机械、工程机械等各种机械和仪表中。如鹤式起重机传动机构（图2-1），摇头风扇传动机构（图2-2）以及缝纫机、颚式破碎机、拖拉机等机器设备中的传动、操纵机构等都采用连杆机构。
图2-1鹤式起重机图2-2 摇头风扇传动机构
2.2平面连杆机构的类型及其演化
2.2.1 平面四杆机构的基本形式
机械设计基础 第二章 平面连杆机构
而与构件的外形、截面尺寸、组成构件的零件 数目、固连方式及运动副的具体结构无关。
研究时，用机构运动简图对机构的结构、运动、 动力进行分析。
机构运动简图：
用简单的线条和符号来代表构件和运动副，
并按一定的比例表示各运动副的相对位置， 这种表明机构中各构件间相对运动关系的简 单图形称~。
机构示意图：
定性表明机构的运动状况，不严格按比例来
90°-
(2)曲柄滑块机构
已知：滑块的行程H，偏距e，行程速比系 数K
e
(3)摆动导杆机构
已知：机架长度，行程速比系数K
本章小结
1. 运动副的分类； 2. 自由度的计算，机构具有确定相对运动 的条件； 3. 铰链四杆机构的基本型式； 4. 铰链四杆机构的演化
作业
• P27 2－1；2－3；2－5；2－6
个构件和两个转动副相连，由此而形成的也是虚
约束；
虚约束
2 4 33 2 2' 1 等径凸轮
1－机架；2－从动件； 3－凸轮；4－滚子（2个）
1 4 H 2''
3
行星轮系
大筛机构
§2.2 平面四杆机构的基本类型
（一）铰链四杆机构
• 全部采用转动副联接的平面四杆机构称为铰链
四杆机构。
• 与机架4相联的杆1、杆3称为连架杆；
机械设计基础——平面连杆机构
损失系数
Pd 输入功率 Pr 输出功率 Pf 消耗功率
（2）用功率来表示 上式中的功除以时间得： Pf Pr 1 Pd Pd
（3）用力的表达式表示
Pr Frr Pd Fdd
Fdo 理想驱动力
Fd 驱动力 Fr 生产阻力
B
e
E
(4)求E
大小：
E B BE C CE
？
c c
p
1l AB
？
⊥BE
C pc
？
⊥EC
方向： ？
⊥AB
⊥CD
E的大小：E pe
方向：pe方向
4.3 平面机构的力分析 主要目的：
已知外力
确定 确定
运动副 中的反力
平衡力或 平衡力偶
4.平面连杆机构的特点 优点： （1）低副，面接触，压强小，便于润滑，磨损轻， 寿命长，传递动力大； （2）低副易于加工，构件可靠，成本低； （3）杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制 ； （4）可利用连杆实现多种的运动规律和运动轨迹。 缺点： （1）低副中存在间隙，精度低。 （2）运动时产生惯性力难以平衡，不适用于高速。
M 相距 h F
。
（3）不含力偶的三力杆件：三个力汇交于一点。
《机械设计基础》第2章_平面连杆机构解析
《机械设计基础》第2章_平面连杆机构解析机械设计基础第2章介绍了平面连杆机构的解析方法，本文将详细探讨平面连杆机构的基本概念以及运动规律，并通过实例分析解算过程。
平面连杆机构是由几个连杆和连接件组成的机械装置，常见于各种机械设备和机器人中，具有重要的机械传动功能。解析平面连杆机构的目的是求解机构中各个连杆的位置、速度和加速度等运动参数，在设计和优化机构的过程中起到关键作用。
首先，我们需要了解平面连杆机构的基本构件和运动方式。平面连杆机构包括刚性连杆、铰链、曲轴和悬臂等，在运动过程中，这些构件之间通过铰链连接，可以实现不同形式的运动传动。平面连杆机构中常见的运动有转动运动、直线运动和复合运动。
其次，我们需要了解平面连杆机构的运动规律。平面连杆机构的运动规律可以通过几何方法或者代数方法进行求解。几何方法主要是通过建立连杆的几何关系来求解连杆的位置和速度，而代数方法则是通过建立连杆的运动学方程来求解连杆的加速度。
几何方法中常用的解析方法有正弦定理和余弦定理。通过应用这些定理，可以获得连杆的长度和角度关系，从而求解出连杆的位置和速度。例如，在一个平面连杆机构中，已知一根连杆的长度和角度，可以利用余弦定理求解出另一根连杆的长度和角度。
代数方法中常用的解析方法有速度、加速度和加加速度分析法。这些方法是通过建立连杆的运动学方程，并对方程进行求导得到速度、加速度和加加速度的表达式。例如，在一个平面连杆机构中，已知连杆的运动学方程，可以对其进行求导，得到连杆的速度和加速度表达式。
最后，我们通过一个实例来详细解析平面连杆机构的运动规律。假设
机械设计基础复习精要：第2章 平面连杆机构
第2章 平面连杆机构
2.1 考点提要
2.1.1 重要的基本术语及概念：
曲柄、连杆、摇杆（摆杆）、整转副、极位夹角、压力角、传动角、死点、行程速比系数。连杆机构的基本形式，演化方法主要有：扩大转动副，转换机架，改变构件尺寸等。
2.1.2机构的曲柄存在条件、最大压力角位置（最小传动角位置）及死点位置
1. 曲柄存在条件
铰链四杆机构是否存在曲柄取决于两个条件，一是最短杆与最长杆的长度之和必须小于其他两杆长度之和。二是要看以那个构件为机架。因为只有最短杆与相邻杆的转动副有可能成为整转副，所以当以最短杆为机架，两个连架杆与机架的转动副都可整周转动，机构成为双曲柄机构；当以最短杆的邻杆为机架，只有机架与最短杆的转动副可以整周转动，就成为曲柄摇杆机构；当以最短杆的对杆为机架，就只能是双摇杆机构。
曲柄滑块机构的曲柄存在条件是主动曲柄长度与偏距之和要小于连杆长度。
其他机构的曲柄存在条件不做为重点要求，应视具体机构分析确定。
2. 极位夹角与行程速比系数
极位夹角是对应着往复运动从动件的两个极限位置，曲柄相应两个位置所夹的较小的那个角的补角。极位夹角可以是锐角也可以是钝角。由于极位夹角θ的存在，使得对应于从动件相同的往复运动摆角或行程,曲柄转动的角度分别为θ+O 180和θ-O 180，从而造成在曲柄匀速转动的情况下，从动件往返速度不同，形成非工作行程较快的急回特性。行程速比系数K 是工作行程时间G T 与非工作行程时间H T 之比，或者说是非工作的空回速度与工作速度之比，显然：
180180O O T K T θθ+==-G H
机械设计基础第2章平面连杆机构
称γ为传动角。 为了保证机构良好的传力性能
设计时要求: γmin≥50°
γmin出现的位置：
B
B
C γ
F”
FF” ’ C γFα
F
F’
当∠BCD≤90°时，
AA
设计：潘存云
DD
γ＝∠BCD
当∠BCD>90°时， γ＝180°- ∠BCD
当∠BCD最小或最大时，都有可能出现γmin 此位置一定是：主动件与机架共线两处之一。
此两处曲柄之间的夹角θ 称为极位夹角。
曲柄摇杆机构 3D
C2
180°＋θ ωB θ
设计：潘存云
A
B1
C C1 DD
B2
当曲柄以ω 逆时针转过180°+θ 时，摇杆从C1D位置 摆到C2D。 所花时间为t1 , 平均速度为V1,那么有：
t1 (180 ) / V1 C1C2 t1 C1C2 /(180 )
⑤选定A，设曲柄为l1 ，连杆为l2 ，则:
A C1= l1+l2 ,A C2=l2- l1 => l1 =( A C1－A C2)/ 2
⑥以A为圆心，A C2为半径作弧交于E,得： l1 =EC1/ 2 l2 = A C1－EC1/ 2
2) 导杆机构
m
已知：机架长度d，K，设计此机构。 分析：
由于θ与导杆摆角φ相等，设计此 机构时，仅需要确定曲柄 a。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 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)。
27
2、正切机构
φ
φ
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
28
3、滑块联轴器
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
29
4、椭圆仪
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
30
四、其他演化型式
1、偏心轮机构
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
31
2、天平机构
第2章 平面连杆机构
14
2、双曲柄机构
应用实例一：
惯性筛机构
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
15
平行四边形机构
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
16
逆(反)平行四边形机构
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
17
应用实例二
火车车轮的联动机构
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
35
一、急回特性
摇杆摆角ψ ：摇杆在两极限位置时的夹角
极位夹角θ ：摇杆在两极限位置时主动曲柄 之间所夹的锐角
C2
2
曲柄运动夹角φ1和φ2 φ2 <φ1
t1
1 1
t2
2 1
C1C2 C2C1
B 1
φ1 A φ2
θ B1
4
v1
C1C 2 t1
v2
C2C1 t2
2020年11月16日星期一
B2
第2章 平面连杆机构
C
C1
3 ψ
D
36
行程速度变化系数K：
K
v2 v1
C1C2 / t2 C1C2 / t1
1 2
180 180
极位夹角θ： 180 K 1
K 1
结论
当机构存在极位夹角θ 时，机构便具有 急回运动特性。且θ角越大，K值越大，
机构的急回性质也越显著。
2020年11月16日星期一
摆转副
摆转副
9
铰链四杆机构的基本型式：
摇杆
机架
曲柄
摇杆
机架
曲柄摇杆机构 (Crank-rocker)
摇杆
双摇杆机构 (Double-rocker)
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
10
双曲柄机构(Double-crank)
曲柄
曲柄
铰链四杆机构
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
平行四边形机构 逆平行四边形机构
第2章 平面连杆机构 （Planar link）
§2-1 平面四杆机构及其传动特点 §2-2 平面四杆机构的基本类型和应用 §2-3 平面四杆机构的基本特性 §2-4 平面四杆机构的设计
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
1
§2-1 平面四杆机构及其传动特点
平面连杆机构：构件用低副（转动 副和移动副）连接组成的平面机构。
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
32
3、牛头刨床机构
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
33
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
34
§2-2 平面四杆机构的基本特性
◆ 急回特性 ◆ 压力角和传动角 ◆ 死点位置 ◆ 铰链四杆机构有整转副的条件
2020年11月16日星期一
② 连杆的惯性力不好平衡，动载荷大，不适合用于高速； ③ 设计较复杂，不易精确实现复杂运动规律等。
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
5
注： 由N个构件组成的平面连杆机构称为平面N
杆机构，如平面四杆机构、平面六杆机构等等。
最简单的平面连杆机构是由四个构件组成，即 平面四杆机构。
§2-1 平面四杆机构的基本类型和应用
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
2
连杆机构的优点 • 面接触，耐磨损
• 制造方便，易获得较高 的制造精度
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
3
• 实现多种运动规律和轨迹要求
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
4
连杆机构的缺点
① 低副中存在间隙，如构件与运动副数目较多时，运动 传递的累积误差大；
B C
A
取滑块作机架，定块机构
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
25
三、含两个移动副的四杆机构（双滑块机构）
改变运动副类型 转动副变成移动副
∞
改变构件相 对尺寸
2020年11月16日星期一
双滑块机构（正弦）
第2章 平面连杆机构
26
1、正弦机构
φ 3
φ
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
8
整转副(Fully rotating pair)—联接的两 构件能相对作整周转动的运动副。
摆 转 副 (Partially rotating pair)—联 接的两构件不能相对 作整周转动的运动 副。
整转副 整转副
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
对心曲柄滑块机构
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
23
2、导杆机构
B
取曲柄AB作机架
C A
若lBC≥lAB，转动导杆机构 若lBC<lAB，摆动导杆机构
应用：牛头刨床、插床、 回转式水泵
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
24
3、摇块机构和定块 机构
取连杆BC作机架，摇块机构
第2章 平面连杆机构
37
讨论:
(1)若极位夹角θ=0º，则行程速比系数K=1, 机构无急回运动。
(2)若θ>0，则K>1，θ角越大，K值也越大， 机构的急回运动性质越明显。
(3)急回作用具有方向性,当原动件的回转方 向改变时,急回的行程也跟着变。
(4)偏置曲柄滑块机构也有急回运动特性， 其极位夹角θ如图。
第2章 平面连杆机构
18
销控机构
摄影升降机构
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
20
应用实例
双曲柄插床
3、双摇杆机构
应用实例一
鹤式起重机
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
22
二、含一个移动副的四杆机构
1、曲柄滑块机构
C
Cwk.baidu.com
B A
B
∞
D
A
D
C B
e
B
C
A
A
偏置曲柄滑块机构
平面四杆机构的类型
◆ 铰链四杆机构 ◆ 含一个移动副的四杆机构 ◆ 含两个移动副的四杆机构 ◆ 其他演化型式
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
7
一、铰链四杆机构
铰链四杆机构：全部由转动副相连的平面四杆机构。
连杆 连架杆
连架杆 摇杆
曲柄
机架
铰链四杆机构基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机 构、双摇杆机构。
双摇杆机构 等腰梯形机构
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
11
1、曲柄摇杆机构
应用实例一
2020年11月16日星期一
雷达天线俯仰角调整机构
第2章 平面连杆机构
12
实例二
搅拌机构
2020年11月16日星期一
第2章 平面连杆机构
13
实例三、四
脚踏砂轮机构
2020年11月16日星期一
缝纫机踏板机构