单元六课题二
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摄影车上的升降机构； 摇头风扇传动机构；
缝纫机
雷达天线俯仰角调整机构（动画）
2.2 铰链四杆机构的基本型式 及其演化
一、铰链四杆机构的基本型式
曲柄：能作整周转动的连架杆。 1、曲柄摇杆机构（动画）
具有一个曲柄和一个摇杆 的铰链四杆机构。
一般地，曲柄为主动件 做等速转动，摇杆为从动件 作往复摆动。
2.性质
⑴机构运动过程中，压力角α或传动角γ是变化的； ⑵压力角α越小或传动角γ越大，机构的传力性能
越好，反之反然。所以压力角α或传动角γ是反映机 构传力性能的重要指标。
3.压力角α和传动角γ的取值
一般机械中，推荐 [γ]=40o ~50o ；大功率机构
或γ m源自文库n ≥ 50o 。
四、死点
影响其传动精度。惯性力不容易平衡，不适合于高 速传动。不易精确地满足各种运动规律和运动轨迹 的要求。
2.平面连杆机构的应用
最常用的基本机构之一，广泛应用于各种机械、 仪表中。 如:内燃机、锻压机、空气压缩机及牛头刨 床 中的主要运动的执行机构等；
缝纫机、颚式破碎机、拖拉机、回转式油泵等 机器设备中的传动、操纵机构等。 雷达天线俯仰角的调整机构；
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；
②
当以最短杆为机架时，必为双曲柄机构；
③
当以最短杆的对面杆为机架时，必为双摇杆机
5.连杆机构具有急回特性的条件
⑴ 输入件等速整周转动；
⑵ 输出件往复运动；
⑶ 极位夹角
。 0
6.常见具有急回特性的四杆机构
⑴曲柄摇杆机构 ⑵偏置曲柄滑块机构 ⑶曲柄摆动导杆机构
三、压力角和传动角
1.定义 压力角：机构 中输出件受力点 处所受驱动力F和
该点速度V之间所
夹的锐角α 。 传动角：压力 角的余角γ。
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
⑵逆平行四边形机构：连杆与机架的长度相等，两
个曲柄转向相反、长度相等的双曲柄机构
3.双摇杆机构
具有两个摇杆的铰链四杆机构。
港口起重机
车辆前轮转向机构
二、铰链四杆机构的演化
1.转动副转化成移动副
⑴ 铰链四杆机构中一个转动副转化为移动副
⑵ 铰链四杆机构中二个转动副转化为移动副
2.取不同构件为机架
⑴ 铰链四杆机构
⑵ 含有一个移动副的四杆机构
含有一个移动副的四杆机构应用实例
3.行程
机构中输出构件在两极限位置间的移动距离或摆 动角度。
4.行程速度变化系数k
作往复运动的输出构件在空回 行程中的平均速度与工作行程 中的平均速度之比值。
k用来表示机构急回特性的
相对程度。
v 2 c 1c 2 k v1 c1c 2
0
t t t t
2 1 1 2
1 2
180o θ 180 θ
否
最短构件的对边
双摇杆机构
机架
最短构件的邻边 最短构件
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
二、急回特性
1.解释（工程上的作用）
某些连杆机构中，当主动件（一般为曲柄）等速 转动时，作往复摆动或移动的输出构件在空行程中的 平均速度大于工作行程的平均速度，缩短辅助生产时 间，提高生产效率。
2.极位夹角
急回特性机构中，当输出构件位于两极限位置时， 主动件（曲柄）在与之对应的两位置之间所夹的锐角 θ。极限夹角是标志机构有无急回特性的重要参数。
课题二 平面连杆机构
平面连杆机构
2.1 概述 2.2 铰链四杆机构的基本型式及其演化 2.3 平面四杆机构的基本特性
2.4 平面四杆机构的设计
2.1
一、基本概念
概述
1.连杆机构：构件间只有低副连接的机构。 2.平面连杆机构：所有构件均作平行于某一平面的
平面运动的连杆机构。
3.平面四杆机构：只有四个构件（包括机架）的低
构。
3.判定铰链四杆机构类别的方法
⑴曲柄摇杆机构的条件：满足格拉肖夫判别式，且
以最短杆的相邻杆为机架。
⑵双曲柄机构的条件：满足格拉肖夫判别式，且以
最短杆为机架。
⑶双摇杆机构的条件：满足格拉肖夫判别式，且以
最短杆的对面杆为机架；或不满足格拉肖夫判别式。
四杆机构类型的判别 是 可能有 曲柄
lmax+lmin ≤ l余1+l余2
自卸车
含有一个移动副的四杆机构应用实例
数控牛头刨床（长沙机床厂 机械刨床厂）
牛头刨床
含有一个移动副的四杆机构应用实例
⑶ 含有两个移动副的四杆机构
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
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
1.解释
在不计构件的重力、 惯性力和运动副中摩擦阻 力的条件下，当机构处于
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
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，
o
180 K 1 K 1
180 k 180
0 0
K 1 180 K 1
0
180 k 180
0 0
由上式可知，机构的急回程度取决于极位夹
角θ的大小。θ角越大，K值越大，机构的急回程
度也越高，但机构运动的平稳性就越差。反之反 然。 一般机械中1≤K≤2。
缝纫机
雷达天线俯仰角调整机构（动画）
2.2 铰链四杆机构的基本型式 及其演化
一、铰链四杆机构的基本型式
曲柄：能作整周转动的连架杆。 1、曲柄摇杆机构（动画）
具有一个曲柄和一个摇杆 的铰链四杆机构。
一般地，曲柄为主动件 做等速转动，摇杆为从动件 作往复摆动。
2.性质
⑴机构运动过程中，压力角α或传动角γ是变化的； ⑵压力角α越小或传动角γ越大，机构的传力性能
越好，反之反然。所以压力角α或传动角γ是反映机 构传力性能的重要指标。
3.压力角α和传动角γ的取值
一般机械中，推荐 [γ]=40o ~50o ；大功率机构
或γ m源自文库n ≥ 50o 。
四、死点
影响其传动精度。惯性力不容易平衡，不适合于高 速传动。不易精确地满足各种运动规律和运动轨迹 的要求。
2.平面连杆机构的应用
最常用的基本机构之一，广泛应用于各种机械、 仪表中。 如:内燃机、锻压机、空气压缩机及牛头刨 床 中的主要运动的执行机构等；
缝纫机、颚式破碎机、拖拉机、回转式油泵等 机器设备中的传动、操纵机构等。 雷达天线俯仰角的调整机构；
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；
②
当以最短杆为机架时，必为双曲柄机构；
③
当以最短杆的对面杆为机架时，必为双摇杆机
5.连杆机构具有急回特性的条件
⑴ 输入件等速整周转动；
⑵ 输出件往复运动；
⑶ 极位夹角
。 0
6.常见具有急回特性的四杆机构
⑴曲柄摇杆机构 ⑵偏置曲柄滑块机构 ⑶曲柄摆动导杆机构
三、压力角和传动角
1.定义 压力角：机构 中输出件受力点 处所受驱动力F和
该点速度V之间所
夹的锐角α 。 传动角：压力 角的余角γ。
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
⑵逆平行四边形机构：连杆与机架的长度相等，两
个曲柄转向相反、长度相等的双曲柄机构
3.双摇杆机构
具有两个摇杆的铰链四杆机构。
港口起重机
车辆前轮转向机构
二、铰链四杆机构的演化
1.转动副转化成移动副
⑴ 铰链四杆机构中一个转动副转化为移动副
⑵ 铰链四杆机构中二个转动副转化为移动副
2.取不同构件为机架
⑴ 铰链四杆机构
⑵ 含有一个移动副的四杆机构
含有一个移动副的四杆机构应用实例
3.行程
机构中输出构件在两极限位置间的移动距离或摆 动角度。
4.行程速度变化系数k
作往复运动的输出构件在空回 行程中的平均速度与工作行程 中的平均速度之比值。
k用来表示机构急回特性的
相对程度。
v 2 c 1c 2 k v1 c1c 2
0
t t t t
2 1 1 2
1 2
180o θ 180 θ
否
最短构件的对边
双摇杆机构
机架
最短构件的邻边 最短构件
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
二、急回特性
1.解释（工程上的作用）
某些连杆机构中，当主动件（一般为曲柄）等速 转动时，作往复摆动或移动的输出构件在空行程中的 平均速度大于工作行程的平均速度，缩短辅助生产时 间，提高生产效率。
2.极位夹角
急回特性机构中，当输出构件位于两极限位置时， 主动件（曲柄）在与之对应的两位置之间所夹的锐角 θ。极限夹角是标志机构有无急回特性的重要参数。
课题二 平面连杆机构
平面连杆机构
2.1 概述 2.2 铰链四杆机构的基本型式及其演化 2.3 平面四杆机构的基本特性
2.4 平面四杆机构的设计
2.1
一、基本概念
概述
1.连杆机构：构件间只有低副连接的机构。 2.平面连杆机构：所有构件均作平行于某一平面的
平面运动的连杆机构。
3.平面四杆机构：只有四个构件（包括机架）的低
构。
3.判定铰链四杆机构类别的方法
⑴曲柄摇杆机构的条件：满足格拉肖夫判别式，且
以最短杆的相邻杆为机架。
⑵双曲柄机构的条件：满足格拉肖夫判别式，且以
最短杆为机架。
⑶双摇杆机构的条件：满足格拉肖夫判别式，且以
最短杆的对面杆为机架；或不满足格拉肖夫判别式。
四杆机构类型的判别 是 可能有 曲柄
lmax+lmin ≤ l余1+l余2
自卸车
含有一个移动副的四杆机构应用实例
数控牛头刨床（长沙机床厂 机械刨床厂）
牛头刨床
含有一个移动副的四杆机构应用实例
⑶ 含有两个移动副的四杆机构
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
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
1.解释
在不计构件的重力、 惯性力和运动副中摩擦阻 力的条件下，当机构处于
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
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，
o
180 K 1 K 1
180 k 180
0 0
K 1 180 K 1
0
180 k 180
0 0
由上式可知，机构的急回程度取决于极位夹
角θ的大小。θ角越大，K值越大，机构的急回程
度也越高，但机构运动的平稳性就越差。反之反 然。 一般机械中1≤K≤2。