平面连杆机构及其设计(5)
(完整版)平面连杆机构及其设计(参考答案)
一、填空题：1．平面连杆机构是由一些刚性构件用低副连结构成的。
2．由四个构件经过低副联接而成的机构成为四杆机构。
3．在铰链四杆机构中，运动副所有是转动副。
4．在铰链四杆机构中，能作整周连续展转的连架杆称为曲柄。
5．在铰链四杆机构中，只好摇动的连架杆称为摇杆。
6．在铰链四杆机构中，与连架杆相连的构件称为连杆。
7．某些平面连杆机构拥有急回特征。
从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。
8．对心曲柄滑快机构无急回特征。
9．偏置曲柄滑快机构有急回特征。
10．关于原动件作匀速定轴转动，从动件相对机架作来去运动的连杆机构，能否有急回特征，取决于机构的极位夹角能否大于零。
11．机构处于死点时，其传动角等于０。
12．机构的压力角越小对传动越有益。
13 ．曲柄滑快机构，当取滑块为原动件时，可能有死点。
14 ．机构处在死点时，其压力角等于９０ o。
15 ．平面连杆机构，起码需要４个构件。
二、判断题：1．平面连杆机构中，起码有一个连杆。
（√ ）2．平面连杆机构中，最少需要三个构件。
（× ）3．平面连杆机构可利用急回特征，缩短非生产时间，提升生产率。
（√ ）4．平面连杆机构中，极位夹角θ越大， K 值越大，急回运动的性质也越明显。
（√ ）5．有死点的机构不可以产生运动。
（× ）6．机构的压力角越大，传力越费力，传动效率越低。
（√ ）7．曲柄摇杆机构中，曲柄为最短杆。
（√ ）8．双曲柄机构中，曲柄必定是最短杆。
（× ）9．平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性，使机构经过死点地点。
（√ ）10 ．平面连杆机构中，压力角的余角称为传动角。
（√ ）11．机构运行时，压力角是变化的。
（√ ）三、选择题：1．铰链四杆机构存在曲柄的必需条件是最短杆与最长杆长度之和A其余两杆之和。
A<=； B >=； C > 。
2．铰链四杆机构存在曲柄的必需条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆之和，而充足条件是取A为机架。
《机械原理》第四章 平面连杆机构及其设计
2. 急回特性和行程速比系数
判断下列机构是否具有急回特性：
双曲柄机构和对心曲柄滑块机构适 当组合后，也可能产生急回特性。
机械原理
小结：
第四章 平面连杆机构及其设计
2. 急回特性和行程速比系数
1）急回特性的作用：节省空回行程的时间，提高劳动生产 率。 2）急回特性具有方向性，当原动件的回转方向改变时，急 回的行程也跟着改变。 3）对于有急回运动要求的机械，先确定K，再求θ。
∆DB1C1 中 : a + d ≤ b + c ∆DB2C 2 中 : b ≤ (d-a ) + c
(a ) 即 a+b≤c+d 即 a+c ≤ b+d
c ≤ (d-a ) + b (a ) + (b )，得 a ≤ c (a ) + (c )，得 a ≤ b
(b ) + (c )，得 a ≤ d
手摇唧筒
固定滑块3成为唧筒外壳，导杆4的下端固结着汲水活塞，在 唧筒3的内部上下移动，实现汲水的目的。
机械原理
2 . 平面四杆机构的演化形式 ( ) 运动副元素的逆换 4
第四章 平面连杆机构及其设计
将移动副两元素的包容关系进行逆换，并不影响两构件 之间的相对运动，但却能演化成不同的机构。
构件2 包容 构件3 导杆机构
4-2
平面四杆机构的类型和应用
1. 平面四杆机构的基本形式 2. 平面四杆机构的演化形式
机械原理
第四章 平面连杆机构及其设计
铰链四杆机构 1. 平面四杆机构的基本形式：
机架：固定不动的构件，如AD 杆 连杆：不直接与机架相连的构件，如BC杆 连架杆：直接与机架相连的构件，如AB、CD 杆 曲柄：能作整周转动的连架杆，如AB 杆 摇杆：不能作整周转动的连架杆，如CD 杆
机械原理 第三章 平面连杆机构及其设计
2
二、连杆机构的特点 优点：
• 承受载荷大，便于润滑
• 制造方便，易获得较高的精度 • 两构件之间的接触靠几何封闭实现 • 实现多种运动规律和轨迹要求
y B a A Φ b β c ψ ψ0 C B φ A D M3
3
连杆曲线
M
M1
M2
连杆
φ0
d
D
x
缺点：
• 不易精确实现各种运动规律和轨迹要求；
27
55
20
40
70
80 (b)
例2：若要求该机构为曲 柄摇杆机构，问AB杆尺寸 应为多少？
解：1.设AB为最短杆
即 LAB+110≤60+70 2.设AB为最长杆 即 LAB+60≤110+70 3.设AB为中间杆 即 110+60≤LAB+70 100≤LAB LAB≤120 A
70
C
60
B
110
FB
D
36
2、最小传动角出现的位置
C b
F VC
B
c
A
d
D
当 为锐角时，传动角 = 当为钝角时，传动角 = 180º - 在三角形ABD中：BD² =a² +d² -2adcos 在三角形BCD中：BD² =b² +c² -2bccos (1) (2)
37
由（1）=（2）得：
b2 c 2 a 2 d 2 2ad cos cos 2bc
1）当 = 0º 时，即曲柄与机架重叠共线，cos =+1， 取最小值。
min
b c (d a ) arccos 2bc
机械原理第五章 连杆机构设计
4. 曲柄滑块机构存在曲柄的条件
根据曲柄摇杆机构的演化过程及曲柄摇杆机构曲柄存在的 条件，机架为无穷大+偏距e，则有： 偏置曲柄滑块机构有曲柄的条件：
a
b
① a＋e≤b； ② a为最短杆。
若偏距=0，则得对心曲柄滑块机构有曲柄的条件：
① a≤b； ② a为最短杆。
例5-1 图示铰链四杆机构，lBC=50mm，lCD=35mm， lAD=30mm，AD为机架，若为曲柄摇杆机构， 试讨论lAB的取值范围。
机械原理 第五章 平面连杆机构及其设计
§5-1 平面连杆机构的应用及传动特点
§5-2 平面四杆机构的类型和应用
§5-3 平面四杆机构的一些共性问题 §5-4 平面四杆机构的设计
§5-1 平面连杆机构的应用及传动特点
应用举例 如：四足机器人（图片、动画）、内燃机中的曲柄滑块机构、 汽车刮水器、缝纫机踏板机构、仪表指示机构等。
锻压机肘杆机构
可变行程滑块机构
汽车空气泵
单侧曲线槽导杆机构
3）可用于远距离操纵、重载机构，如：自行车手闸机构，挖掘 机等。 4）连杆曲线丰富，可实现特定的轨迹要求，如：搅拌机构， 鹤式起重机等。
挖掘机
搅拌机构
鹤式起重机
二、平面连杆机构的缺点 1）运动副中的间隙会造成较大累积误差，运动精度较低。 2）多杆机构设计复杂，效率低。 3）多数构件作变速运动，其惯性力难以平衡，不适用于高速。 多杆机构大都是四杆机构组合或扩展的结果。 六杆机构及六杆机构的实际应用 本章介绍四杆机构的分析和设计。
1）最短杆长度＋最长杆长度≤其余两杆长度之和；（杆长条件） 2）组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。 2. 铰链四杆机构存在曲柄的条件
1）各杆长度应满足杆长条件； 2）最短杆为连架杆或机架。
机械原理+阶段练习二及答案(5-6)
华东理工大学网络教育学院机械原理课程阶段练习二（第5-6章）第五章平面连杆机构及其设计一：选择题1、铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和( A )其他两杆长度之和。
A <=；B >=；C > 。
2、当行程速度变化系数k B时，机构就具有急回特性。
A <1；B >1；C =1。
3、当四杆机构处于死点位置时,机构的压力角( B ).A.为0o;B.为90o;C.与构件尺寸有关.4、对于双摇杆机构,最短构件与最长构件长度之和( A )大于其余两构件长度之和.A.一定;B.不一定;C.一定不.5、若将一曲柄摇杆机构转化为双曲柄机构,可将( B ).A.原机构曲柄为机构;B.原机构连杆为机架;C.原机构摇杆为机架.6、曲柄摇杆机构处于死点位置时( B )等于零度.A.压力角;B.传动角;C.极位角.7、偏置曲柄滑动机构中,从动件滑动的行程速度变化系数K( A )1.A.大于;B.小于;C.等于.8、曲柄为原动件的曲柄摇杆机构, 若知摇杆的行程速比系数K=1.5,那么极位角等于( C ).A.18;B.-18;C.36;D.72.9、曲柄滑块机构的死点只能发生在( B ).A.曲柄主动时;B.滑块主动时;C.连杆与曲柄共线时.10、当曲柄为主动件时,曲柄摇杆机构的最小传动角 min总是出现在( C ).A.连杆与曲柄成一条直线;B.连杆与机架成一条直线时;C.曲柄与机架成一条直线.11、四杆机构的急回特性是针对主动件作( A )而言的.A.等速运动;B.等速移动;C.与构件尺寸有关.12、平面连杆机构的行程速比系数K值的可能取值范围是( C ).A 0≤ K≤1B 0≤ K≤2C 1≤ K≤3D 1≤ K≤213、摆动导杆机构,当导杆处于极限位置时,导杆( A )与曲柄垂直.A.一定;B.不一定;C.一定不.14、曲柄为原动件的偏置曲柄滑动机构,当滑块上的传动角最小时,则( B ).A.曲柄与导路平行;B.曲柄与导路垂直;C.曲柄与连杆共线;D.曲柄与连杆垂直.15、在曲柄摇杆机构中,若增大曲柄长度,则摇杆摆角将( A )A.加大;B.减小;C.不变;D.加大或不变.16、铰链四杆机构有曲柄存在的必要条件是（ A ）A.最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和B.最短杆与最长杆长度之和大于其他两杆长度之和C.以最短杆为机架或以最短杆相邻的杆为机架二：填空题1、平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角θ的大小.2、曲柄滑快机构，当以滑块为原动件时，可能出现死点。
第五讲 平面连杆机构及其设计讲义2011
第五讲 平面连杆机构及其设计连杆机构的传动特点：1．因为其运动副一般为低副，为面接触，故相同载荷下，两元素压强小，故可承受较大载荷；低副元素便于润滑，不易磨损；低副元素几何形状简单，便于制造。
2．当原动件以同样的运动规律运动时，若改变各构件的相对长度，可使从动件得到不同的运动规律。
3．利用连杆曲线满足不同的规矩要求。
4．增力、扩大行程、实现远距离的传动（主要指多杆机构）。
缺点：1．较长的运动链，使各构件的尺寸误差和运动副中的间隙产生较大的积累误差，同时机械效率也降低。
2．会产生系统惯性力，一般的平衡方法难以消除，会增加机构动载荷，不适于高速传动。
平面四杆机构的类型和应用一、平面四杆机构的基本型式1．曲柄摇杆机构2．双曲柄机构 3．双摇杆机构二、平面四杆机构的演化型式1．改变构件的形状和运动尺寸曲柄摇杆机构 -----曲柄滑块机构 2．改变运动副的尺寸偏心轮机构可认为是将曲柄滑块机构中的转动副的半径扩大，使之超过曲柄的长度演化而成的。
3．选用不同的构件为机架（a ） 曲柄滑块机构 （b ）AB<BC 为转动导杆机构（AB>BC 为摆动导杆机构） （c ）曲柄摇块机构（d ）直动滑杆机构（定块机构）平面四杆机构的基本知识一、平面四杆机构有曲柄的条件1．铰链四杆机构中曲柄存在的条件 （1）存在周转副的条件是：①其余两杆长度之和最长杆长度最短杆长度≤+，此条件称为杆长条件。
②组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。
（意即：连架杆和机架中必有一杆是最短杆） 2满足杆长条件下，不同构件为机架时形成不同的机构①以最短构件的相邻两构件中任一构件为机架时，则最短杆为曲柄，而与机架相连的另一构件为摇杆，即该机构为曲柄摇杆机构。
②以最短构件为机架，则其相邻两构件为曲柄，即该机构为双曲柄机构。
③以最短构件的对边为机架，则无曲柄存在，即该机构为双摇杆机构。
3.不满足杆长条件的机构为双摇杆机构。
注：1）曲柄滑块机构有曲柄的条件：a + e ≤ b2）导杆机构：a < b 时，转动导杆机构； a > b 时，摆动导杆机构。
第2章平面连杆机构教案（精选5篇）
第2章平面连杆机构教案（精选5篇）第一篇：第2章平面连杆机构教案第2章平面连杆机构平面连杆机构——由若干个构件通过平面低副(转动副和移动副)联接而构成的平面机构，也叫平面低副机构平面连杆机构具有承载能力大、结构简单、制造方便等优点，用它可以实现多种运动规律和运动轨迹，但只能近似地实现所要求的运动。
最简单的平面连杆机构由四个构件组成，简称平面四杆机构。
是组成多杆机构的基础只介绍四杆机构§2-1 平面四杆机构的基本类型及其应用一，铰链四杆机构铰链四杆机构——全部由回转副组成的平面四杆机构，它是平面四杆机构最基本的形态。
如图2-1a所示，铰链四杆机构由机架4、连架杆(与机架相连的 1、3两杆)和连杆(与机架不相联的中间杆2)组成。
如图所示曲柄——能绕机架上的转动副作整周回转的连架杆。
摇杆——只能在某一角度范围(小于360°)内摆动的连架杆。
铰链四杆机构按照连架杆是曲柄还是摇杆分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三种基本型式。
1、曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构——两连架杆中一个是曲柄，一个是摇杆的铰链四杆机构。
当曲柄为原动件时，可将曲柄的连续转动，转变为摇杆的往复摆动。
应用：雷达调整机构2、双曲柄机构两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。
当原动曲柄连续转动时，从动曲柄也作连续转动如图所示在双曲柄机构中，若其相对两杆相互平行如右图所示，则成为或平行四边形机构(平行双曲柄机构)。
如图所示当平行四边形机构的四个铰链中心处于同一条直线上时，将出现运动不确定状态，一般采用相同机构错位排列的方法，来消除这种运动不确定状态。
如图所示应用：在机车车轮联动机构中，则是利用第三个平行曲柄来消除平行四边形机构在这种死点位置的运动不确定性。
3、双摇杆机构两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构应用：飞机起落架通过用移动副取代转动副、变更杆件长度、变更机架和扩大转动副等途径，可以得到铰链四杆机构的其他演化型式二，含一个移动副的四杆机构 1，曲柄滑块机构通过将摇杆改变为滑块，摇杆长度增至无穷大，可得到曲柄滑块机构，如图所示对心曲柄滑块机构与偏置曲柄滑块机构曲柄滑块机构应用于活塞式内燃机2、导杆机构在图所示曲柄滑块机构中，若改取杆1为固定构件，即得导杆机构。
机械原理教案平面连杆机构及其设计
机械原理教案平面连杆机构及其设计SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#第八章平面连杆机构及其设计§8-1、连杆机构及其传动特点1、连杆机构及其组成。
本章主要介绍平面连杆机构（所有构件均在同一平面或在相互平行的平面内运动的机构）组成：由若干个‘杆’件通过低副连接而组成的机构。
又称为低副机构。
2、平面连杆机构的特点（首先让学生思考在实际生活中见到过哪些连杆机构：钳子、缝纫机、挖掘机、公共汽车门）1）运动副为面接触，压强小，承载能力大，耐冲击，易润滑，磨损小，寿命长；。
2）运动副元素简单（多为平面或圆柱面），制造比较容易；3）运动副元素靠本身的几何封闭来保证构件运动，具有运动可逆性，结构简单,工作可靠；4）可以实现多种运动规律和特定轨迹要求；（连架杆之间）匀速、不匀速主动件（匀速转动）→→→→→从动件连续、不连续（转动、移动）某种函数关系引导点实现某种轨迹曲线导引从动件（连杆导引功能）→→→→→引导刚体实现平面或空间系列位置5）还可以实现增力、扩大行程、锁紧。
连杆机构的缺点：1）由于连杆机构运动副之间有间隙，且运动必须经过中间构件进行传递，因而当使用长运动链（构件数较多）时，易产生较大的误差积累，同时也使机械效率降低。
2）连杆机构所产生的惯性力难于平衡，因而会增加机构的动载荷，所以连杆机构不宜用于高速运动。
3）难以精确地满足很复杂地运动规律（受杆数限制）4）综合方法较难，过程繁复；平面四杆机构的应用广泛，而且常是多杆机构的基础，本章重点讨论平面四杆机构的有关基本知识和设计问题。
§8-2、平面四杆机构的基本类型和应用（利用多媒体中的图形演示说明）1．铰链四杆机构的基本类型1）、曲柄摇杆机构曲柄：与机架相联并且作整周转动的构件；摇杆：与机架相联并且作往复摆动的构件；（还可以举例：破碎机、自行车（人骑上之后）等）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。
第三章平面连杆机构的及其设计
3-2 平面四杆机构的基本型式及其演化 • 铰链四杆机构 所有运动副均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基本型式。 此机构中，包括以下几部分：
连杆
2 C 3
连架杆
B 1 A 4
连架杆
D
机架 曲柄: 能做整周回转的连架杆； 摇杆 :仅能在某一角度范围内往复摆动的连架杆 整转副:能作3600相对回转的运动副 摆动副 :只能作有限角度摆动的运动副 铰链四杆机构分为3种基本型式。
§3-1 平面连杆机构的特点及其设计的基本问题 一、什么是连杆机构？ 全部由低副连接构件而成的机构。
二、连杆机构的优缺点 1、优点
（1）面接触压强小，便于润滑制造简单，靠本身的几何封闭保持接触。 （2）改变构件尺寸可得到从动件各种不同的运动规律。 （3）运用连杆曲线，可以得到各种不同的运动轨迹
2、缺点
（经常用γ衡量机构的传动质量）
3、许用压力角
一般： 40
4、压力角的计算
90,
90 , 180
压力角和传动角示例：
V
F
1800
传动不利，设计时规定 4050
Ⅱ型曲柄滑块机构
K 1(q 00 ) a 2 d 2 c 2 b2
Ⅲ型曲柄滑块机构
K 1(q 00 ) a d c b
2 2 2 2
曲柄滑块机构
180º q
q
慢行程
180º q
快行程
q — 极位夹角
e0
e0
偏心曲柄滑块机构
对心曲柄滑块机构
有急回特性
可分以下三种情况讨论： ① δ≤ 90o时， min=δmin ；
机械原理必考题.
n2‘ c3’
三、平面连杆机构及其设计
平面连杆机构及其设计
有关四杆机构的基本知识 四杆机构基本型式及其演 化型式
图解法设计四杆机构
构 件 形 状 或 尺 寸 变 换
运 动 副 尺 寸 的 变 换
机 架 的 变 换
运 动 副 元 素 的 逆 换
曲 柄 存 在 的 条 件
行 程 速 比 系 数
传 动 角 压 力 角 与 死 点
3 4 2 6 0 无确定运动。
填空、选择、是非题
制造 单元体。 1）构件是机构中的运动单元体，零件是机器中的
2）两构件通过面接触而构成的运动副称为 低副 ；通过点、线 接触而构成的运动副称为 高副。
3）某平面基本杆组有6个低副，其构件数为 C 。 A 2； B 3； C 4。 4）机构具有确定的相对运动的条件是机构的自由度等于1。 （F ）
1
（3）有无齿侧间隙；
有
C C m 2 （4）径向间隙c； 0.25 4 2 3mm
（5）实际啮合线长度。
2 已知一对齿数相等，α=20°，模数m=5 mm的渐开线直齿圆柱齿轮。为了提高其重合度而 又不希望增加齿数，故增加主、从动轮的顶圆，使其刚好通过彼此的极限啮合点。若要求 重合度εα=1.62l，试求：
加工 根切现象 最少齿数 正 确 啮 合 ： 直 、 斜 、 锥 、 蜗 杆
按要求安装
侧 隙 、 顶 隙
重合度
实 现 连 续 传 动
传动比
标 准 中 心 距
非 标 中 心 距
1 一对标准渐开线直齿圆柱齿轮，已知：m=4mm，α=20°，Z1=25，Z2=35，ha*=1，c*=0.25,安装中心 距比标准中心距大2mm。试求： （1）中心距a’；
平面连杆机构的运动分析和设计实用教案
P， Q： 其余两杆的长度
Grashof机构(jīgòu) ： 满足条件 Lmin + Lmax ≤ P ＋Q的机构(jīgòu)。
第15页/共57页
第十六页，共57页。
平面(píngmiàn)四杆机构存在曲柄的条 件
Lmin + Lmax ≤ P ＋Q 最短杆为机架或连架杆
动画链接(liàn jiē)
第23页/共57页
第二十四页，共57页。
讨论：机构(jīgòu)的初始装配状态与
可行域
在 机构的运动过程中是不会发生变化的原因
第24页/共57页
第二十五页，共57页。
急回运动
当曲柄等速回转的情况下，通常 (tōngcháng)把从动件往复运动速度快慢 不同的运动称为急回运动。
a21x1 a22 x2 ...... a2n xn b2
...........
an1x1 an2 x2 ...... ann xn bn
x , x ,..... x 其中
为 待求变量。
12
n
方 程组可以简写为
（ 5---5´）
Ax b
则 方程组的解为
（5---6）
x A1b
第38页/共57页
c (d a) b
acd b
两 两相加
动画演示
ac ab ad
最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和
a最短
第14页/共57页
第十五页，共57页。
补充：Grashof曲柄存在(cúnzài)条
件
Lmin + Lmax ≤ P ＋Q 则最短杆两端的转动(zhuàn dòng)副均为周转副；其余转 动(zhuàn dòng)副为摆转副。
《机械原理》第三章平面连杆机构及其设计
•
铰链四杆机构可以分为两大类：
1、不满足杆长条件时，不管取那个构件为机架，所组成 的机构都是双摇杆机构。
2、满足杆长条件时，最短构件相对于与它组成转动副的 构件可以作相对整周转动。
•站在连杆上观察：从位置1到位置2，
•E2 •F1 •B2 •C1
•F2 •C2
•A •D
•∠ABC增大， ∠BCD减小，即A点饶B点顺时针转动，D点饶C点顺时针转动 。
•(avi)
•连杆运动1
•(avi)
• •连杆运动2
•E1 •B1
•A
•F1 •E2 •C1
•B2
•(avi) •F2•C2
•D •A•′1
•
2.含一个移动副四杆运动链中转动副为整转副的 充分必要条件（曲柄滑块有曲柄的条件）
•a •b
•e
b-a>e b>a+e
•当 e=0时 b>a
•
•二、行程速度变化系数
1. 机构极位（极限位置） ：曲柄回转一周，与连杆两 次共线，此时摇杆分别处于 两个位置，称为机构极位。
2. 极位夹角：机构在两个 极位时，原动件所处两个位 置之间所夹的角θ称为极位 夹角。
•取最短杆 相邻的构件
为机架得曲 柄摇杆机构
•最短杆为 机架得双 曲柄机构
•取最短杆 对边为机架 得双摇杆机 构
•
特殊情况： 如果铰链四杆机构中两个构件长度相等且均为最短杆 1、若另两个构件长度不相等，则不存在整转副。 2、若另两个构件长度也相等， （1）当两最短构件相邻时，有三个整转副。 （2）当两最短构件相对时，有四个整转副。 例1' 课后3-3
第八章 平面连杆机构及其设计
组成转动副的两个构件不能作整周转动
三种基本型式：
曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构
铰链四杆机构 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
应用实例
双曲柄机构
反平行四边形机构
曲柄摇杆机构
平行四边形机构
双摇杆机构
还有含一个移动副的四杆机构 ……，型式多样。 直 动 滑 杆 机 构 各种型式的四 杆机构相互之 间有无关系？
应用
连杆式快速夹具
飞机起落架
三 铰链四杆机构的运动连续性
错位不连续
C C1 B φ A D A B1 C1' D B2 B4 C1 C2
错序不连续
C2 C3 C4
B3
C2 '
小 结 1、平面四杆机构的基本型式 三种 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 2、平面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 3）选取不同的构件为机架 4）运动副元素的逆换
低副运动的可逆性： 由低副连接的两个构件，其相对运动关 系不因其中哪个构件是固定件而改变
4、铰链四杆机构类型的判断方法：
a) 满足杆长条件 (i) 机架与最短杆相邻——曲柄摇杆机构 (ii) 机架是最短杆——双曲柄机构 (iii) 机架与最短杆相对——双摇杆机构
b) 不满足杆长条件 ——双摇杆机构
不论取哪个构件为机架都是双曲柄机构
2.急回运动和行程速比系数
C B
（以曲柄摇杆机构为例）
C
C1 C2
b c
A
D B
q
a
A α2
B2
摇杆处于两个极限位 置时, 曲柄两相应位 置所夹锐角θ .—— 极位夹角
曲柄
α1
平面连杆机构及其设计
设计的主要任务：确定固定铰链点A、D的位置。 设计步骤 (1)连接B1、B2和B2、B3， 再分别作这两条线段的中 垂线a12和a23，
其交点即为固定铰链中心A。 （2）连接C1C2、 C2C3。 再分别作这两条线段的中垂线 a12和a23，其交点即为固定铰链中心D。 （3）则AB1C1D即为所求四杆机构在第一个位置时的机 构运动简图
力 F 可分解为两个分力：沿着受力点C的速度υc方向的分 力Ft和垂直于υc方向的分力Fn。设力F与着力点的速度υc 方向之间所夹的锐角为，则
小，对机构的传动越有利。因此，在连杆机构中，常用传动角 的大小及其变化情况来衡量一机构传力性能的优劣。 因此，对于传动机构，应使其角尽可能小（γ 尽可能大）。 连杆机构的压力角（或传动角）在机构运动过程中是不断变 化的。从动件处于不同位置时有不同的值，在从动件的一个 运动循环中，角存在一个最大值max。在设计连杆机构时， 应注意使max小于等于[]。
首先来分析机构的运动情况 设已有四杆机构ABCD，当主动连架杆AB 运动时，连杆上铰链 B相对于另一连架杆CD 的运动，是绕铰链点C的转动。因此， 以C 为圆心，以BC长为半径的圆弧即为连杆上已知铰链点B 相 对于铰链点C 的运动轨迹。如果能找到铰链B 的这种轨迹，则 铰链C 的位置就不难确定了。
由于在铰链四杆机构中，两连架杆均作定轴转动或摆动，只 有连杆作平面一般运动，故能够实现上述运动要求的刚体必 是机构中的连杆。设计问题为实现连杆给定位置的设计。 首先根据刚体的具体结构，在其上选择活动铰链点B，C 的位 置。一旦确定了B，C 的位置，对应于刚体3个位置时活动铰 链的位置B1C1，B2C2，B3C3也就确定了。
平行四边形机构
惯性筛机构
位置不确定问题 平行四边形机构有一个 位置不确定问题，如图示。
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2
§5－1 平面连杆机构的概述
一、平面连杆机构定义 平面连杆机构:指同一平面或相互平行平面内若干构件
全部用低副联接起来的机构。
铰链四杆机构
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曲柄滑块机构
3
二、平面连杆机构的特点
1.优点: 1）由于运动副均是面接触， 故压强低，磨损小，并且可以
承受较大的冲击载荷 ；
2）由于运动副的接触面为圆 柱面和平面，故制造容易,加工 简便，易获得较高的加工精度。
曲柄摇杆机构.pps
连架杆—与机架相联的构件1、3；
曲柄—绕机架作整周转动的连架杆1；
摇杆—绕机架来回摆动的连架杆3；
连杆—不与机架相连的构件2；
周转副—能作360度相对转动的转动副,如转动副A； 摆转副—只能作有限角度可来整理回ppt 摆动的转动副,如转动6副D 。
1)曲柄摇杆机构:
在铰链四杆机构中，若一个连架杆为曲柄，另一 个连架杆为摇杆。
双曲柄振动筛.exe 8
特例1：平行四边形机构
如机构中AB＝CD， 故有ω1= ω3
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9
特例2：反平行四边机构
1 2
3
如机构中AB＝CD， 故有ω1= -ω3
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10
反平行四边机构的应用:车门开闭系统
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11
3）双摇杆机构:
在铰链四杆机构中，若两连架杆均为摇杆。
作用：将摇杆BC的等速往复摆动转变为摇杆AD的变 速往复摆动。
（3）若满足杆长条件时，当取最短杆件AB的对边杆
件CD为机架时，则得到双摇杆机构。
双曲柄机构
双摇杆机构
2.缺点: 1）由于运动副中存在间隙，且不易消除，会引起运动误差
2）由于设计比较复杂，不易精确地实现复杂的运动规律，
一般只能近似地得以满足其运动规律。
3)为了满足设计的要求，往往要增加构件和运动副数目，
使机构构造复杂，有可能会产生自锁和惯性力等，所以连
杆机构不宜用于高速运动。可整理ppt
4
连杆机构应用十分广泛，常常应用于各种工作机和仪 器中。例如空气压缩机中的曲柄连杆机构；牛头刨床机构 中的导杆机构、折叠伞的收放机构等。
造型翻箱机构
双摇杆机构.pps
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二、平面四杆机构的演化型式
1. 扩大转动副 如果将曲柄1端部的转动副B的半径加大至超过
曲柄1的长度AB，便得到如图（b）所示的偏心轮机 构。
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13
2. 改变构件的形状和尺寸
曲柄滑块机构.pps
作者：潘存云教授
曲柄摇杆机构
导路中心线
↓∞
A
曲柄滑块机构
作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动或正 好相反,即将摇杆的往复摆动转变为曲柄的整周回转。
雷达天线装置
缝纫机踏板机构
C 23
B1 4 D
可整A理ppt
7
2)双曲柄机构: 在铰链四杆机构中，若两连架杆均为曲柄。
作用：将曲柄2的等速回转转变为曲柄4的等速或变速回 转。
惯性篩
双曲柄机构.pps
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第5章 平面连杆机构及其设计
§5－1 平面连杆机构的概述 §5－2 平面四杆机构的基本形式和演化 §5－3 平面四杆机构的基本知识 §5－4 平面四杆机构的设计
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1
本章重点和难点
1.平面四杆机构的分类和判别； 2.曲柄存在的条件及应用； 3.传动角、压力角、死点、极位夹角和行程速比系数 等含义和确定方法； 4.掌握行程速比系数法来设计平面四杆机构。
(2)在平面四杆机构中，当满足杆长条件时，选择不同的 构件作为机架，可得不同的机构。
B
Aa
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b
C
c
D 作者：潘存云教授
d
19
讨论：
（1）若满足杆长条件时，当取与最短杆件AB相邻 的杆件AD 或杆件BC为机架时，则得到曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构1
曲柄摇杆机构2
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20
（2）若满足杆长条件时，当取最短杆件AB为机架时， 则得到双曲柄机构，此时两连架杆BC和AD均为曲柄。
Байду номын сангаас
C”
c
D
d≤a, d≤b, d≤c
AD为最短杆 可整理ppt ad中必有一个是机架
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曲柄存在的条件（必同时满足下述二个条件）： 1）最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和
称为杆长条件。 2）曲柄为最短杆件或最短杆的相邻杆件。
由上可知：(1)在平面四杆机构中，若满足杆长条 件时，有最短杆参与构成的转动副都是周转副(如图中的 A、B副)，而其余的转动副(如C、D副)则是摆转副。
16
应用实例:
A
4
1 B
2
3C
手摇抽水筒 （定块机构)
D
3
B 2 作者：潘存云教授
C
C2
4 C1
1
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A
牛头刨床
(摆动导杆机构)
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§5－3 平面四杆机构的基本知识
一、平面四杆机构存在曲柄的条件
若a<d, 当连架杆AB整周回转时，必有两次与机架共线
三角形任意两边之和大于第三边
则由△B’C’D可得： a+d ≤ b + c
在平面连杆机构中， 其中最简单、最基本的 机构是由四个构件组成
的平面四杆机构。
本章任务:介绍平面四杆机构类型、特性及其设计方法
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5
§5－2 平面四杆机构的基本形式和演化
一、平面四杆机构的基本型式
在平面四杆机构中,若运动副 都是转动副，此机构称为平面铰 链四杆机构,它是平面四杆机构的 基本形式。
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曲柄滑块机构
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在曲柄滑块机构中,根据导路中心线是否通过转动副中心A点, 它可分为两种类型:
对心曲柄滑块机构:偏心距e=0
曲柄滑块机构 偏置（或偏心）曲柄滑块机构:偏心距e≠0
在偏置曲柄滑块机构中，为了能使连架杆AB绕固定铰链中 心A作整周转动，就必须满足下述条件：
LABeLBC
对心曲柄滑块机构
则由△B”C”D可得： b≤(d – a)+ c → a+b ≤ c + d
最长杆与最短杆 的长度之和≤其 他两杆长度之和
c≤(d –a)+ b → a+ c ≤ b + d
将以上三式两两相加得：
a≤ b, a≤c, a≤d
AB为最短杆 若a>d，同理有：
B’
a
b C’ b c
Aa
作者：潘存云教授
d d- a
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偏置曲柄滑块机构
3. 选不同的构件为机架
B
1
B
1
2 3
A
4C
1
曲柄滑块机构2
B
1
2 3
A
4C
摇块机构
A 导杆机构
A1 B
42
C3
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定块机构
摆动导杆机构.pps
2 3
4C
摆动导杆机构 转动导杆机构
在导杆机构中， 杆2为原动件可绕B点 作整周转动，当L1< L2时，杆4也可以绕 A点作整周转动，此 种导杆机构称为转动 导杆机构 ，反之， 称为摆动导杆机构 。