平面连杆机构(课堂PPT)
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l1l2； l1l3; l1l4
度之和；(2)整转副是由最短杆与其临边组成的。
19
铰链四杆机构有整转副的条件
曲柄是连架杆，整转副处于机架上才能形成曲柄。 因此，具有整转副的铰链四杆机构是否存在曲柄，还 应该根据选择何杆为机架来判断。 1. 取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，故得双曲 柄机构。 2. 取最短杆的临边为机架时，机架上只有一个整转副， 故得曲柄摇杆机构。 3. 取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副，故得 双摇杆机构。这种具有整转副而没有曲柄的铰链四杆 机构常用作电风扇的摇头机构。
3
平面四杆机构
➢铰链四杆机构的基本型式和特性 ➢铰链四杆机构有整转副的条件 ➢铰链四杆机构的演化 ➢平面四杆机构的设计
4
铰链四杆机构的基本型式和特性
概念
1. 平面铰链四杆结构：全部用转动副相连的平面四 杆机构称为平面铰链四杆机构。
2. 机架：机构的固定构件。 3. 连杆：不与机架直接联接的杆。 4. 连架杆：与机架用转动副相连接的杆。 5. 曲柄：可以绕转动副中心作整周转动的连架杆。 6. 摇杆：不可以绕转动副中心作整周转动的连架杆。
况。
F
F
改进措施
可以通过对从动曲
D
E
柄施加力；或者利用飞轮
及构件自身的惯性作用，
CF
使机构通过死点位置；采
用机构错位排列方式，使
各机构的死点位置错开。
B
A
11
曲柄摇杆机构特性－死点位置
死点位置的作用
尽管死点位置对转动虽然不利，但是对某 些夹紧装置却可以用来防松。
12
曲柄摇杆机构特性－压力角和传动角
第三章 平面连杆机构
1
平面连杆机构 是许多构
件用低副（转动副和移动副） 连接组成的平面机构，又称 平面低副机构。
F=33-2 4=1
优应缺点用点：：：能鉴低够于副实以中现上存多特在种点间运，隙动平，形面构式连件的杆数转机目换构多，被、低广累副泛计面应误接用差触于大，轻、接工触、
应纺难力织实小、现，食动耐品平磨、衡损包，装易传、产递加生载工冲荷等击大国、民振易经动润济与滑部噪、门声制，，造尤设成其计本适比低用较、于复制低造 精速杂度重、较载不高场易。合精，确例地如实起现重复运杂输的、运冶动金规机律械。等。
9
曲柄摇杆机构特性－死点位置
当摇杆为原动件, 摇杆摆到极限位置时，机构的连杆与曲
柄共线，这时，无论驱动力多大都不能驱使机构运动，这个
位置称为机构的死点位置。
C1 C
C1 2
C2
C2
B
1
VB1
1 A
A
3
B2
BF22 VB2
D
D
F1
B1
B1
2
10
曲柄摇杆机构特性－死点位置
死点位置危害
死点位置会使机构从动件出现卡死或运动不确定的情
B1
3
1
A
B2
C1 3 D
B3 a)
C3’’
C2 C3’
1 A
B
B’ 4
B1 B1’
b)
2
D3 C’
C1 C1’
16
双摇杆机构
概念 两连架杆均为
摇杆的铰链四杆 机构称为双摇杆 机构
17
铰链四杆机构有整转副的条件
整转副 两构件能相对转动3600的转动副称为整转副，
具有整转副的铰链四杆机构才可能存在曲柄。
C C’
l2
l3
B
l1
A
B’
B’’Βιβλιοθήκη Baidu
l4
D
曲柄摇杆机构
C’’
为了实现曲柄1整周回转， AB杆必须顺利通过与连杆
共线的两个位置AB’和AB’’。
＝00~3600
=00~3600
< 3600
< 3600 A、B是整转副，C、D不是 整转副。
18
铰链四杆机构有整转副的条件
C C’
当杆1处于AB’位置时：
2
本章内容与基本要求
最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的，称 为平面四杆机构。它的应用非常广泛，是组成多杆机 构的基础，因此本章着重介绍平面四杆机构的基本类 型、特性及其常用的设计方法。
基本要求
1. 了解平面连杆机构的应用； 2. 重点掌握铰链四杆机构的基本形式，急回运动、死点
位置、压力角和传动角特性； 3. 掌握曲柄存在的条件和铰链四杆机构的演化； 4. 了解平面四杆机构的设计。
如果铰链四杆机构中的最短杆与最长杆长度之和 大于其余两杆长度之和，则该机构中不存在整转副， 无论取哪个机架都只能得到双摇杆机构。
20
铰链四杆机构的演化
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，还可以得到铰链四杆机构的其他演化型 式。
❖ 曲柄滑块机构 ❖ 导杆机构 ❖ 摇块机构和定块机构 ❖ 双滑块机构 ❖ 偏心轮机构
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。
13
曲柄摇杆机构特性－压力角和传动角
cosBCD l22 l32 l12 l42 2l1l4 cos
2l2l3
BCD BBCCDDmmainx
C’’
l4(l2-l1)+l3
l2
l3
l3 (l2-l1)+l4
即
B
l1
B’’
A
l4
D
l1＋l4l2+l3 (1) l1＋l3 l2+l4 (2) 当杆1处于AB’’位置时：
B’
结论(1) 铰链四杆机构有整转副的条件是：最
短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长
l1＋l2 l3+l4 (3) 由(1)、(2)、(3)得
5
铰链四杆机构的基本型式和特性
➢曲柄摇杆机构 ➢双曲柄机构 ➢双摇杆机构
6
铰链四杆机构的基本型式和特性
概念－曲柄摇杆机
构
两个连架杆，一个 为曲柄，一个为摇杆的 铰链四杆机构。
7
铰链四杆机构的基本型式和特性
曲柄摇杆机构特性
❖ 急回运动 ❖ 死点位置 ❖ 压力角和传动角
8
曲柄摇杆机构特性－急回运动
当 0时 当 180时
BCD
180 BCD
当BCD为锐角时 当BCD为钝角时
求出两个 ，其中较小的一个即为
该机构的
m
。
in
14
双曲柄机构
概念 两连架杆均为曲柄的
铰链四杆机构称为双曲柄 机构
15
双曲柄机构
双曲柄机构中，用的最多的是平行四边形机构， 或称平行双曲柄机构。该机构存在运动不确定状态。
C1 2
B
1
1
B2
A
2
B1
C C2
3
D
摇杆在两极限位置间的夹角称为摇杆的摆角。
摇杆处于极限位置时，对应的曲柄夹角称为极 位夹角。
1> 2
t1>t2
急回特性可用 行程速度变化系数 （或行程速比系数） K表示，即
K 设vv12 计tt12新 机12 械 1188时00 ，总 是根据该机械的急回要 求先给出K值，然后根 据公式算出，再确定 各构件尺寸。
度之和；(2)整转副是由最短杆与其临边组成的。
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铰链四杆机构有整转副的条件
曲柄是连架杆，整转副处于机架上才能形成曲柄。 因此，具有整转副的铰链四杆机构是否存在曲柄，还 应该根据选择何杆为机架来判断。 1. 取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，故得双曲 柄机构。 2. 取最短杆的临边为机架时，机架上只有一个整转副， 故得曲柄摇杆机构。 3. 取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副，故得 双摇杆机构。这种具有整转副而没有曲柄的铰链四杆 机构常用作电风扇的摇头机构。
3
平面四杆机构
➢铰链四杆机构的基本型式和特性 ➢铰链四杆机构有整转副的条件 ➢铰链四杆机构的演化 ➢平面四杆机构的设计
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铰链四杆机构的基本型式和特性
概念
1. 平面铰链四杆结构：全部用转动副相连的平面四 杆机构称为平面铰链四杆机构。
2. 机架：机构的固定构件。 3. 连杆：不与机架直接联接的杆。 4. 连架杆：与机架用转动副相连接的杆。 5. 曲柄：可以绕转动副中心作整周转动的连架杆。 6. 摇杆：不可以绕转动副中心作整周转动的连架杆。
况。
F
F
改进措施
可以通过对从动曲
D
E
柄施加力；或者利用飞轮
及构件自身的惯性作用，
CF
使机构通过死点位置；采
用机构错位排列方式，使
各机构的死点位置错开。
B
A
11
曲柄摇杆机构特性－死点位置
死点位置的作用
尽管死点位置对转动虽然不利，但是对某 些夹紧装置却可以用来防松。
12
曲柄摇杆机构特性－压力角和传动角
第三章 平面连杆机构
1
平面连杆机构 是许多构
件用低副（转动副和移动副） 连接组成的平面机构，又称 平面低副机构。
F=33-2 4=1
优应缺点用点：：：能鉴低够于副实以中现上存多特在种点间运，隙动平，形面构式连件的杆数转机目换构多，被、低广累副泛计面应误接用差触于大，轻、接工触、
应纺难力织实小、现，食动耐品平磨、衡损包，装易传、产递加生载工冲荷等击大国、民振易经动润济与滑部噪、门声制，，造尤设成其计本适比低用较、于复制低造 精速杂度重、较载不高场易。合精，确例地如实起现重复运杂输的、运冶动金规机律械。等。
9
曲柄摇杆机构特性－死点位置
当摇杆为原动件, 摇杆摆到极限位置时，机构的连杆与曲
柄共线，这时，无论驱动力多大都不能驱使机构运动，这个
位置称为机构的死点位置。
C1 C
C1 2
C2
C2
B
1
VB1
1 A
A
3
B2
BF22 VB2
D
D
F1
B1
B1
2
10
曲柄摇杆机构特性－死点位置
死点位置危害
死点位置会使机构从动件出现卡死或运动不确定的情
B1
3
1
A
B2
C1 3 D
B3 a)
C3’’
C2 C3’
1 A
B
B’ 4
B1 B1’
b)
2
D3 C’
C1 C1’
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双摇杆机构
概念 两连架杆均为
摇杆的铰链四杆 机构称为双摇杆 机构
17
铰链四杆机构有整转副的条件
整转副 两构件能相对转动3600的转动副称为整转副，
具有整转副的铰链四杆机构才可能存在曲柄。
C C’
l2
l3
B
l1
A
B’
B’’Βιβλιοθήκη Baidu
l4
D
曲柄摇杆机构
C’’
为了实现曲柄1整周回转， AB杆必须顺利通过与连杆
共线的两个位置AB’和AB’’。
＝00~3600
=00~3600
< 3600
< 3600 A、B是整转副，C、D不是 整转副。
18
铰链四杆机构有整转副的条件
C C’
当杆1处于AB’位置时：
2
本章内容与基本要求
最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的，称 为平面四杆机构。它的应用非常广泛，是组成多杆机 构的基础，因此本章着重介绍平面四杆机构的基本类 型、特性及其常用的设计方法。
基本要求
1. 了解平面连杆机构的应用； 2. 重点掌握铰链四杆机构的基本形式，急回运动、死点
位置、压力角和传动角特性； 3. 掌握曲柄存在的条件和铰链四杆机构的演化； 4. 了解平面四杆机构的设计。
如果铰链四杆机构中的最短杆与最长杆长度之和 大于其余两杆长度之和，则该机构中不存在整转副， 无论取哪个机架都只能得到双摇杆机构。
20
铰链四杆机构的演化
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，还可以得到铰链四杆机构的其他演化型 式。
❖ 曲柄滑块机构 ❖ 导杆机构 ❖ 摇块机构和定块机构 ❖ 双滑块机构 ❖ 偏心轮机构
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。
13
曲柄摇杆机构特性－压力角和传动角
cosBCD l22 l32 l12 l42 2l1l4 cos
2l2l3
BCD BBCCDDmmainx
C’’
l4(l2-l1)+l3
l2
l3
l3 (l2-l1)+l4
即
B
l1
B’’
A
l4
D
l1＋l4l2+l3 (1) l1＋l3 l2+l4 (2) 当杆1处于AB’’位置时：
B’
结论(1) 铰链四杆机构有整转副的条件是：最
短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长
l1＋l2 l3+l4 (3) 由(1)、(2)、(3)得
5
铰链四杆机构的基本型式和特性
➢曲柄摇杆机构 ➢双曲柄机构 ➢双摇杆机构
6
铰链四杆机构的基本型式和特性
概念－曲柄摇杆机
构
两个连架杆，一个 为曲柄，一个为摇杆的 铰链四杆机构。
7
铰链四杆机构的基本型式和特性
曲柄摇杆机构特性
❖ 急回运动 ❖ 死点位置 ❖ 压力角和传动角
8
曲柄摇杆机构特性－急回运动
当 0时 当 180时
BCD
180 BCD
当BCD为锐角时 当BCD为钝角时
求出两个 ，其中较小的一个即为
该机构的
m
。
in
14
双曲柄机构
概念 两连架杆均为曲柄的
铰链四杆机构称为双曲柄 机构
15
双曲柄机构
双曲柄机构中，用的最多的是平行四边形机构， 或称平行双曲柄机构。该机构存在运动不确定状态。
C1 2
B
1
1
B2
A
2
B1
C C2
3
D
摇杆在两极限位置间的夹角称为摇杆的摆角。
摇杆处于极限位置时，对应的曲柄夹角称为极 位夹角。
1> 2
t1>t2
急回特性可用 行程速度变化系数 （或行程速比系数） K表示，即
K 设vv12 计tt12新 机12 械 1188时00 ，总 是根据该机械的急回要 求先给出K值，然后根 据公式算出，再确定 各构件尺寸。