平面连杆机构类型和应用讲解顺序
平面连杆机构的基本类型及应用2
教案纸新课讲述第一节平面连杆机构的基本类型及应用四、滑块机构除了上述三种铰链四杆机构外，在工程实际中还广泛应用着其他形式的四杆机构，其中的绝大多数都可以看作是由铰链四杆机构演化而来的。
1. 曲柄滑块机构图5-9a 所示为一曲柄摇杆机构。
摇杆上的C 点的轨迹是以D 为圆心，以CD 为半径的圆弧mn 。
若将摇杆CD 的长度增加至无穷大，转动副 D 将移至无穷远处，则转动副 C 的轨迹mn 将变成一直线。
构件3 与4 之间的转动副D 将转化成移动副，该机构演化为曲柄滑块机构（图5-9b）。
在该图中，滑块上的转动副中心 C 的移动轨迹mn 不通过曲柄的回转中心A ，该机构称为偏置曲柄滑块机构。
曲柄回转中心 A 到mn 的垂直距离称为偏距，以e 表示。
当e =O ，即直线mn 通过曲柄的回转中心 A 时，该机构称为对心曲柄滑块机构（图5-9c），简称曲柄滑块机构。
它广泛地应用于活塞式内燃机、空气压缩机以及冲床等机械设备中。
2. 转动导杆机构和摆动导杆机构若将图5-10a 中的构件1取为机架，如图5-10b 和5-10c 所示，当 a <b 时构件2 和 4 分别绕固定轴B 和A 作整周转动。
该机构称为转动导杆机构。
图5-11a 所示的插床主体机构中的机构ABC 就是转动导杆机构。
当a >b 时，导杆 4 只能绕转动副 A 相对于机架1作往复摆动，故该机构称为摆动导杆机构。
图5-11b 所示的牛头刨床主体机构中的机构ABC 即是摆动导杆机教案纸新课讲述构的应用实例。
3. 曲柄摇块机构和移动导杆机构若将图5-10a 中的构件2 取为机架，如图5-10d所示，则滑块3 只能是绕固定轴 C 作往复摆动的摇块，故该机构称为曲柄摇块机构。
图5-12 所示的汽车自动卸料机构就是曲柄摇块机构。
若将图5-10a 中的3 作为机架，如图5-10e 所示，则导杆只能在固定滑块 3 中往复移动，故该机构称为移动导杆机构。
连杆机构类型及应用分析 平面连杆机构设计
点击D点演示设计过程
三、 按给定连杆位置设计
1. 按连杆的两个给定位置设计
三、 按给定连杆位置设计
2. 按连杆的三个给定位置设计
点击B点演示设计过程
设计举例
举例：设计一振实造型机的反转机构， 要求反转台位于位置Ⅰ（实线位置） 时，在砂箱内填砂造型振实，反转台 转至位置Ⅱ（虚线线位置）时起模， 已知连杆BC长0.5m和两个位置B1C1、 B2C2.。要求固定铰链中心A、D在同 一水平线上并且AD=BC。自己可以 试着在纸上按比例作出图形，再求 出各杆长度。
四、 按给定点的运动轨迹设计
设计四杆机构使其连杆上某点实现 给定的任意轨迹，是十分复杂的。为 了便于设计，工程上常常利用已出版 的《四连杆机构分析图谱》，从中找 出一条相似的连杆曲线，直接查出该 机构各杆尺寸这种方法称为图谱法。
Q
&
A
一、平面连杆机构设计的基本问题
主要任务：根据机构的工作要求、运动特性和设计条件选定 机构形式，并确定出各构件的尺寸参数。
（1）实现给定从动件的运动规律 连杆机构设计两类问题：
（2）实现给定的运动轨迹
图解法
平面四杆机构的设计方法
Hale Waihona Puke 解析法实验法二、 按给定的行程速比因数设计
1.设计曲柄摇杆机构 已知 曲柄机构摇杆L3的长度及摇杆
点击B点演示设计过程
四、 按给定点的运动轨迹设计
连杆曲线 四杆机构运转时，其连杆作平面
运动，连杆上任一点都描绘出一条封闭 曲线称为连杆曲线。 连杆曲线的形状随连杆上点的位置以及 各杆相对尺寸不同而变化。由于连杆曲 线的多样性，使它被广泛地应用于实现 某种运动轨迹的机械上。 如搅拌机就是应用连杆曲线的实例。
项目二：平面连杆机构的应用及类型.
当l1>l2，杆2能作整周转动，杆4只能
往复摆动，称为摆动导杆机构。
当构件2和构件4均能作整周转动，小型刨床就是应用实例
当杆2的长度小于机架长度时，导秆4只能作来回摆动，又称为摆动导 秆机构，牛头刨中的主运动机构是他的应用实例
4、摇块机构和定块机构： 选用不同的构件为机架
摆动滑块机构
使之超过曲 柄的长度 杆1变为圆盘，其几何 中心为B，运动时，圆盘 绕偏心A转动，故称为偏 心轮。 A 、B之间的距离 称为偏心距e，即为曲柄的 长度。
1 4 3
2
2 3 1 4
3、导杆机构： 选用不同的构件为机架
杆4称为导杆 滑块3沿导杆 移动并绕C点 转动
4
当l1≤l2，杆2、杆4能作整周转动，称
在铰链四杆机构中，按两连架杆运 动形式，可将铰链四杆机构分为：
1、曲柄摇杆机构 2、双曲柄机构 3、双摇杆机构
1、曲柄摇杆机构
两个连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆， 则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。 曲柄1为原动件，作匀速转动；摇杆3为从动件， 作变速往复摆动。
应用举例： 惯性筛、插床机构
曲柄摇杆机构应用实例
l4
曲柄摇杆机构
D
将（1）、（2）、（3）式两两相加，得到以下关系式：
l1≤l2，
l1≤l3，
l1≤l4，
以上关系表明l1为最短杆。
l1+l4 ≤l2+l3 (1) l1+l3 ≤l2+l4 (2) l1+l2 ≤l4+l3 (3)
结论：
（1）整转副存在的条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等 于其它两杆长度之和。（杆长和条件）
5、双滑块机构： 改变构件的形状和运动副
[经典]平面连杆机构的基础类型及演变
![[经典]平面连杆机构的基础类型及演变](https://img.taocdn.com/s3/m/5f0a76ef0342a8956bec0975f46527d3240ca66f.png)
平面连杆机构的基本类型及演化一．平面连杆机构的基本类型和应用平面连杆机构按照杆件树木的多少可以分为四杆机构、六杆机构和多干机构。
1.曲柄摇杆机构2.双曲柄机构（双曲柄机构中还有平行四边形机构和反平行四边形机构）3.双摇杆机构二．平面四边形机构的演化及应用1.曲柄滑块机构2.偏心轮机构3.摇块机构和定块机构4.导杆机构5.双滑块机构（其中双滑块机构包括正弦机构、双转块机构、双滑块机构）平面机构的工作特性一、平面四杆机构有曲柄的条件在平面四杆机构中，有的连架杆能作正周转动而成为曲轴，而有的连架杆只能在一定的角度范围内摆动而成为摇杆。
由以上根据三角形的边长关系可以得到曲柄、连杆、摇杆、机架中曲柄a是最短的。
而另外的三个构件b,c,d中总有一个是最长的，故，由此可得最短杆和最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和。
综上分析可得以下几点。
1、当a<d时铰链四杆机构有曲柄的条件（1）曲柄为最短杆（2）最短杆和最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和。
2、当a>d时，铰链四杆机构有曲柄的条件（1）机架为最短杆。
（2）最短杆和最长杆的长度之和小于或等于其余两杆之和。
3、铰链四杆机构有曲柄的条件（1）连架杆和最短杆必有一杆为最短杆。
（2）最短杆和最长杆的长度之和小于或等于其余两杆之和。
4、根据铰链四杆机构有曲柄的条件，得出以下推论。
（1）若铰链四杆机构中的最短杆和最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和，则无论去任何杆作为机架，都无曲柄存在，机构为双摇杆机构。
（2）若铰链四杆机构的最长杆和最短杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和，则有以下三种类型:○1若连杆是最短杆，则得双摇杆机构。
○2若两连架杆之一是最短杆，则该连架杆为曲轴，另一连架杆为摇杆，则得曲轴摇杆机构。
○3若机架为最短杆，则与机架相邻的两连架杆均为曲柄，得双曲柄机构。
平面连杆机构——四连杆机构的类型
曲柄摇杆机构 曲柄摇杆机构的应用
双曲柄机构及其应用
天平中的平行四边形机构
反平行四边形机构及其应用
双摇杆机构 双摇杆机构及其在鹤式起重机中的应用
铰链四杆机构的类型及应用
在平面四杆机构中，如果全部运动副都是转动副，则称 为铰链四杆机构，如图所示的曲柄摇杆机构则为铰链四杆机 构的一种形式。图中杆4固定不动，称为机架，杆2称为连杆。 杆1 和杆3分别用转动副与连杆2和机架4相连接，称为连架 杆。连架杆中能作360°转动的(如杆1)称为曲柄，对应的转ห้องสมุดไป่ตู้动副A称为整转副,在运动简图中用单向圆弧箭头表示；若仅 能在小于360°范围内摆动，则称为摇杆(如杆3)或摆杆，对 应的转动副D称为摆动副, 在运动简图中用双向圆弧箭头表 示。
平面连杆机构的基本性质沐风教学
图优讲1课-1堂3 曲柄摇杆机构中的几何关系
7
结论：
（1）曲柄是机构中的最短杆 （2）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆
长度之和——杆长之和条件。
优讲课堂
8
铰链四杆机构中有一个曲柄的条件：
（1）曲柄为最短连架杆 （2）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和——杆长之和条件。
曲柄两位置所夹的锐角。
急回特性：曲柄摇杆机构中，曲柄虽作等速运动， 而摇杆摆动时空回行程的平均速度却大于工作行 程的平均速度
2.公式：急回特性系数K＝180˚＋θ/180˚－θ
Θ＝180˚
k 1 k 1
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13
三、死点位置
1.概念：在曲柄摇杆机构中，取摇杆为主动件，曲柄 为从动件，连杆与曲柄会出现两次共线，这两个位置 就是死点位置。
1.什么是铰链四杆机构？
机构间用四个转动副相连的平面四杆机构，称为平面 铰链四杆机构，简称铰链四杆机构。
2.铰链四杆机构是由那几个构件组成的？
组成： 4—机架 →固定不动 1,3—连架杆 →定轴转动 作整周转动—曲柄
连杆2 连架杆1
连架杆3
作往复摆动—摇杆
机架4
2—连杆→平面运动
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1
3.铰链四杆机构有几种基本类型，分别是什么？
K=180º+θ/180º-θ=1.4
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16
3）以AB为主动件时，该机构有无急回运动？用作图 法求解极位夹角θ，并计算行程速度变化系数K。
C
C
C
B
B
A
D
B
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15
分析：利用类型判别条件及急回特性的原因求解。
平面连杆机构的基本形式
平面连杆机构的基本形式概述平面连杆机构是一种常见的机械结构，用来将转动运动转化为直线运动或者反之。
它由连杆、关节和固定支承组成，广泛应用于机械工程、汽车工业等领域。
本文将介绍平面连杆机构的基本形式、运动学分析和应用。
一、平面连杆机构的定义平面连杆机构是指所有连杆在同一平面内运动的机构，它由刚性连杆和用于连接连杆的关节构成。
常见的平面连杆机构包括曲柄滑块机构、摇杆机构和平行四边形机构等。
1. 曲柄滑块机构曲柄滑块机构是由一个固定的曲轴（曲柄）和一个滑块组成的机构。
滑块沿着直线轨迹运动，可以实现转动运动到直线运动的转换。
它常用于内燃机等系统中的往复运动。
2. 摇杆机构摇杆机构由一个固定支点和两个连杆组成，其中一个连杆通过关节与摇杆连接，另一个连杆通过关节与摇杆相连。
摇杆机构可以实现转动运动到转动运动的转换，广泛应用于机械工程中的传动装置。
3. 平行四边形机构平行四边形机构由四个连杆组成，其中两个连杆平行，另外两个连杆也平行且等长。
平行四边形机构可以实现转动运动到转动运动的转换，常用于机械工程中的转向装置和变速装置。
二、平面连杆机构的运动学分析平面连杆机构的运动学分析是研究连杆与连杆之间的运动关系，其核心是解决位置、速度和加速度问题。
1. 位置分析位置分析是研究连杆在运动过程中的几何关系。
一般通过建立坐标系和运动方程来描述连杆的位置。
对于曲柄滑块机构，滑块位置可以通过曲柄的转动角度和连杆长度来确定；对于摇杆机构，可以通过摇杆的转动角度和连杆长度来确定；对于平行四边形机构，可以通过两个平行连杆的转动角度和连杆长度来确定。
2. 速度分析速度分析是研究连杆在运动过程中的速度关系。
一般通过求解连杆的速度向量和运动学方程来描述连杆的速度。
对于曲柄滑块机构，滑块的速度可以通过曲柄的角速度和连杆长度来确定；对于摇杆机构，可以通过摇杆的角速度和连杆长度来确定；对于平行四边形机构，可以通过两个平行连杆的角速度和连杆长度来确定。
平面四杆机构的基本类型及应用
图3-15
图3—22
• 若选取构件1为机架（图3－22b）， 则演化成双转块机构，它常应用 作两距离很小的平行轴的联轴器， 图3-22e所示的十字滑块联轴节为 其应用实例；
图3－22b
图3-22e
• 当选取构件3为机架（图3－22c）时， 演化成双滑块机构，常应用它作椭圆 仪（图3—22f）。
图3－22
图3－9
图3－10
• 在图3－11a所示双曲柄机构中，虽然其对应边长度 也相等，但BC杆与AD杆并不平行，两曲柄AB和 CD转动方向也相反，故称其为反平行四边形机构。 • 图 3－11b所示的车门开闭机构即为其应用实例， 它是利用反平行四边形机构运动时，两曲柄转向相 反的特性，达到两扇车门同时敞开或关闭的目的。
• 一、平面四杆机构的基本类型及应用
• 全部运动副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最基本型式（如图3-4a所示）
图3-4a
a—曲柄： 与机架相联并且作整周转动的构件； b—连杆：不与机架相联作平面运动的构件； c—摇杆：与机架相联并且作往复摆动的构件； d—机架： a、c—连架杆。
图 3－11
3、双摇杆机构
双摇杆机构:铰链四杆机构中的两连架杆均不能作 整周转动的机构。
如 图 3 － 12 所 示 鹤 式 起 重 机 的 双 摇 杆 机 构 ABCD，它可使悬挂重物作近似水平直线移动， 避免不必要的升降而消耗能量。在双摇杆机构 中，若两摇杆的长度相等称等腰梯形机构，如 图3—13中的汽车前轮转向机构。
转动导杆机构
摆动导杆机构
• 它可用于回转式油泵、牛头刨床及插床 等机器中。图3－17所示小型刨床和图3— 18 中的牛头刨床，分别是转动导杆机构 和摆动导杆机构的应用实例。
第8章 平面连杆机构及其设计讲解
t1 (180 ) / V1 C1C2 t1 C1C2 /(180 )
当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C2D位置摆 到C1D，所花时间为t2 ,平均速度为V2 ,那么有： C1 C2 t2 (180 ) /
V2 C1C2 t2
C1C2 /(180 )
a、b、c、d
Y N
ad bc
双摇杆机构
以最短杆相邻杆为机架 以与最短杆相对的杆为机架
曲柄摇杆机构 双摇杆机构
以最短杆为机架
双曲柄机构
如果四杆机构两相邻杆两两相等，则为泛菱形机构 p117
泛菱形机构有三个周转副，一个摆转副 泛菱形机构当以短杆为机架时，为双曲柄机构 泛菱形机构当以长杆为机架时，为曲柄摇杆机构 泛菱形机构当相邻两杆重合时，为二杆机构 例：折叠架
C' B' B C
设计：潘存云
C C 电机
A
D
蜗轮 B B B A A 设计：潘存云 A D 蜗杆 蜗杆
D
设计：潘存云
A E E B
C
风扇座
梯形转向机构
转向条件: 所有车轮形成一个转动中心.
转向时汽车各轮纯 滚动的条件：
1. 内、外导向轮的 转速：ｎ外>ｎ内。 2. 内外驱动轮的转 速：ｎ外>ｎ内。 （靠差速器保证） L
机械设计基础第二章平面连杆机构
(4)AC1=L2－L1, AC2=L2+L1→ L1=1/2(AC2－AC1)
→无数解
以L1为半径作圆,交B1,B2点 →曲柄两位置
M
N
在圆上任选一点A
C1M与C2N交于P点
作∠C1C2N=90－θ,
P
2.导杆机构: P.33
→取决于机构各杆的相对长度
A
D
B
B’
B”
C
C’
C”
三式相加 → ┌ l1≤l2 │ l1≤l3 └ l1≤l4
当杆1处于AB ”位置→ △AC ”D
→ l1＋l2≤l3＋l4 (2-3)
→┌(l2－l1) ＋l3 ≥l4 →┌l1＋l4≤l2＋l3 (2-1) └(l2－l1) ＋l4 ≥l3 └l1＋l3≤l2＋l4 (2-2)
图2-4
曲柄摇杆机构
φ1
φ2
ψ
(2-4)
（二）压力角和传动角 P.30
1.压力角α－
2.传动角γ
：BC是二力杆,驱动 力F 沿BC方向
作用在从动件上的驱动力F与该力作用点绝对速度VC之间所夹的锐角。
工作行程: 空回行程:
B2→B1 (φ 2) →摇杆C2→C1 (ψ) ∵ φ 1＞ φ 2 , 而ψ不变
B1→B2 (φ1) → 摇杆C1→C2 (ψ)
→ 工作行程时间＞空回行程时间
曲柄(主)匀速转动(顺) 摇杆(从)变速往复摆动
图2-4
曲柄摇杆机构
φ1
φ2
ψ
极位:
缺点:
2.应用:
优点
1.手动冲床： ← 两个四杆机构组成 （双摇杆～+摇杆滑 块机构）
2.筛料机构： 六杆机构←两个四杆 机构组成（双曲柄～ +曲柄滑块～）
平面四杆机构的基本类型及应用
总结：平面连杆机构的演化
感谢下 载
可编辑
图 3－11
3、双摇杆机构
双摇杆机构:铰链四杆机构中的两连架杆均不能作 整周转动的机构。
如图3－12所示鹤式起重机的双摇杆机构ABCD， 它可使悬挂重物作近似水平直线移动，避免不 必要的升降而消耗能量。在双摇杆机构中，若 两摇杆的长度相等称等腰梯形机构，如图3— 13中的汽车前轮转向机构。
二、平面连杆机构的演化
铰链四杆机构可分为以下三种类型
1、曲柄摇杆机构
铰链四杆机构的两连架杆中一个能作整 周转动，另一个只能作往复摆动的机构。
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。
在双曲柄机构中，若相对两杆平行相 等，称为平行双曲柄机构（图3－9）。 这种机构的特点是其两曲柄能以相同 的角速度同时转动，而连杆作平行移 动。图3－10a所示机车车轮联动机构 和图3－10b所示的摄影平台升降机构 均为其应用实例。
前面介绍的三种铰链四杆机构， 还远远满足不了实际工作机械的 需要，在实际应用中，常常采用 多种不同外形、构造和特性的四 杆机构，这些类型的四杆机构可以看作是由铰链
四杆机构通过各种方法演化而来的。
这些演化机构扩大了平面连杆机构的应用，丰 富了其内涵。
1、改变相对杆长、转动副演化为移动副
在曲柄摇杆机构中，若摇杆的杆长增大至无穷长，则
其与连杆相联的转动副转化成移动副。 ——曲柄滑块机构
曲柄滑块机构——偏心轮机构
当曲柄的实际尺寸很 短并传递较大的动力 时，可将曲柄做成几 何中心与回转中心距 离等于曲柄长度的圆 盘，常称此机构为偏 心轮机构。
双滑块机构
若继续改变图3—14b中对心曲柄滑块机构中杆 2长度，转动副C转化成移动副，又可演化成双 滑块机构（图3－15）。该种机构常应用在仪 表和解算装置中。
第三章-平面连杆机构讲解
小型刨床机构
曲柄摆动导杆机构 (a)曲柄摆动导杆机构 ; (b)电气开关
卡车车厢自动翻转卸料机构
手动抽水机
第十一页，编辑于星期二：二十二点 五分。
3. 偏心轮机构 扩大转动副
（ a）等效曲柄滑块机构
（ b）曲柄滑块机构 （ c）等效曲柄摇杆机构 （d) 曲柄摇杆机构
特点：容易加工；
工作时润滑条件和受力情况好；
∴X ≤67
②当45mm为最长杆时：即18+45≤40+x
∴X ≥23 ∴当23≤X ≤67时，该机构为曲柄摇杆机 构
第十九页，编辑于星期二：二十二点 五分。
二、急回特性和行程速比系数
曲柄等速转动时， 摇杆往复摆动的平均速 度不相同，这种运动称 为曲柄摇杆机构的 急回
运动。曲柄摇杆机构的
急回运动程度可以用 2
A
AC 1= l1+l2
AC2=l2- l1
=> l1 =( AC1－ AC2)/ 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
θD P
第二十九页，编辑于星期二：二十二点 五分。
（7）讨论：由于 A点可在△ C1PC2的外接圆周的弧 C1PC2 上任意选取，所以，若仅按行程速比系数 K来
18 15
A
30
D
∵15+30>20+18 ∴此机构属于 双摇杆机构
其中 AB、CD都为摇杆
C B 17
22
10
A
28
D
∵10+28<17+22
又∵最短杆AB固定作为机架
∴此机构属于 双曲柄机构 其中 AB、CD都为曲柄
机械原理之平面连杆机构
平面连杆机构是一种常见的机械原理，应用广泛。本 presentation 将介绍平面 连杆机构的构成、运动规律、设计方法、应用案例等内容，帮助您深入了解 这一重要机构。
什么是平面连杆机构
平面连杆机构是由杆件和连接点组成的机械系统，可以实现直线运动、旋转运动和复杂的机构运动。
平面连杆机构的应用范围
4 活动副
平面连杆机构中杆件间的连接关系，包括铰 接、滑动等。
平面连杆机构的种类
单曲柄平面四杆机构
使用一个曲柄连接四个连杆， 常用于某些简单的转换运动。
双曲柄平面四杆机构
使用两个曲柄连接四个连杆， 比单曲柄机构更复杂，能实现 更灵活的变换运动。
六杆机构
由六个连杆组成的机构，具有 更多自由度，可以实现复杂的 机械运动。
打印机
打印机中的平面连杆机构控制打印头的移动， 实现文字和图像的打印。
机器人
机器人的运动分部中使用平面连杆机构来实现 腿部或手臂的运动。
平面连杆机构的未来发展趋势
1
智能化
随着科技的进步，平面连杆机构将更加智能化，实现自动化无人操作。
2
材料创新
新型材料的应用将提升平面连杆机构的强度和耐用性，推动机械工程的发展。
代数法
使用代数方程描述平面连杆机 构的位置、速度和加速度，刻 画机构的运动规律。
图像法
通过绘制机构运动的示意图， 直观展示连杆机构的运动特性。
平面连杆机构的应用案例
发动机
汽车发动机中的连杆机构将活塞运动转化为曲 轴旋转，提供动力。
摇滚机
摇滚机利用平面连杆机构的运动来实现摇摆， 并供儿童嬉戏和休闲。
平面连杆机构广泛应用于机械工程、汽车工业、航空航天、机器人等领域， 用于传输功率、转换运动、控制位置等。
平面连杆机构的类型特点和分类
第三节 平面连杆机构的综合概述和刚体位移矩阵
一、 平面连杆机构综合的基本问题
*
平面连杆机构综合要完成的任务：
▲运动方案设计
▲尺度综合
— 根据给定的运动要求选择确定机构的类型 （型综合）。
— 确定各构件的运动学尺寸，包括运动副之间 的相对位置尺寸或角度尺寸等，一般还要同 时要满足其他辅助条件，如： a) 结构条件（要求有曲柄、杆长比恰当、 运动副结构合理等）; b) 动力学条件（如γmin）; c) 运动连续性条件等。
此时，铰链A、B均为 整转副。
2.压力角和传动角 压力角：作用在从动 件上的驱动力F与力 作用点绝对速度之间 所夹锐角α。 切向分力
平面连杆机构的运动和动力特性
Ft= Fcosα = Fsinγ 法向分力 Fn= Fcosγ γ↑ Ft↑ 对传动有利。 γ是α的余角。 常用γ的大小来表示机构传力性能的好坏, 称γ为传动角。
平面连杆机构的综合和位移矩阵
二、 平面连杆机构综合的常用方法 设计方法：图解法、解析法、实验法
本章主要介绍位移矩阵法。 三、 刚体旋转矩阵
v2 x cos sin 0 v1x v sin cos 0 v 2y 1y 0 1 1 0 1
平面连杆机构的运动和动力特性
由于在机构运动过程中，γ角是变化的， 因此设计时一般要求: γmin≥40°。
γmin出现的位置：
当 ∠BCD ≤ 90°时，γ＝∠BCD 当 ∠BCD ＞ 90°时，γ＝180°- ∠BCD 当∠BCD最小或最大时，即在主动曲柄与机架共线的 位置，都有可能出现γmin
第一节 平面连杆机构的类型、特点和应用
一. 连杆机构的特点
定义：由低副连接刚性构件组成的机构。
平面连杆机构的类型和工作特性解读
B
3
1
A
4
D
?若取 最短杆 为连杆 时， 即最短杆相对的杆为机架：
双摇杆机构。
C 2
B
3
1
A
4
D
不满足杆长之和条件
? 即：最短杆加最长杆 大于其余两杆长度之 和，则铰链四杆机构无论取哪杆为机架均 无曲柄存在，只能得到双摇杆机构。
A
B
1
4
2
D
C
2.急回运动特性
1）极位夹角 ?
极位夹角
B1? 1
A B1
l1 ? l2 ?
l1
?
l3
? ?
l1
是四杆中最短的杆
l1 ? l4 ??
? 铰链四杆机构有曲柄的条件
杆长条件：最短杆和最长杆长度之和小于或等
于其它两杆长度之和。 最短杆是连架杆或机架。
?若取与最短杆相邻的杆 为连架杆时：曲柄摇杆机构 。
2
B
1
A
4
C 3 D
?若取最短杆为机架时：双曲柄机构 。
C 2
? ? 0 ,无急回特性 。 ? ? 0 ,有急回特性 。
2）曲柄摇杆机构
C C1
C2
2
b
B
?
1 ? 1 B2
A B1
3?
4
D
3）摆动导杆机构
?A?1
1
?
B
B1
? 2 B2
?
曲柄与连杆拉直
曲柄与导杆垂直时，即导杆处 于两曲极柄限与位连置杆时重叠，曲柄对应位 时置，线对所应夹曲锐柄角位置—线极所位夹夹锐角角。。
?曲柄摇杆机构
C?
A
l1 B??
l2 l4
第二章平面连杆机构类型及应用
机架
机架
§2.1 平面四杆机构的类型
结构特点：四个运动副均为转动副---------周转副、摆转副 周转副、 ◆结构特点：四个运动副均为转动副 周转副 运动副 周转副： 周转副： 摆转副： 摆转副： 转动副的 构 转动副的 构 周 周 转动 转动
铰 链 四 杆 机 构 的 组 成
： 、 ： ： 杆
缝纫机踏扳机构
B A
D C
2. 双曲柄机构 double crank mechanism
结构特点： ◆结构特点：二连架杆均为曲柄 运动变换：转动⇔ ◆运动变换：转动⇔转动 通常二转速不相等
3. 双摇杆机构 double rocker mechanism
结构特点： ◆结构特点：二连架杆均为摇杆 运动变换：摆动⇔ ◆运动变换：摆动⇔摆动
1. 曲柄摇杆机构 Crank-rocker Mechanism
C
◆结构特点：连架杆1为曲柄，3为摇杆。 结构特点：连架杆 为曲柄 为曲柄， 为摇杆 为摇杆。 结构特点 运动变换：转动⇔ ◆运动变换：转动⇔摇动
A 1
2 B 3
4
D
特例： 特例：
雷达天线机构 缝纫机踏扳机构
B A
D C
雷达天线机构
◆特例
等腰梯形机构
汽车前轮转向机构
ω1 5
1 D
5
A
2 B
ω1 2
3
ω1
4Hale Waihona Puke C缝纫机踏扳机构缝纫机踏扳机构缝纫机踏扳机构缝纫机踏扳机构可行性研究勘察初步勘察及详细勘察三个阶段工作深度和精度应分别符合选择场址要求初步设计要求及施工图设计要求雷达天线机构雷达天线机构雷达天线机构雷达天线机构缝纫机踏扳机构缝纫机踏扳机构缝纫机踏扳机构缝纫机踏扳机构可行性研究勘察初步勘察及详细勘察三个阶段工作深度和精度应分别符合选择场址要求初步设计要求及施工图设计要求可行性研究勘察初步勘察及详细勘察三个阶段工作深度和精度应分别符合选择场址要求初步设计要求及施工图设计要求可行性研究勘察初步勘察及详细勘察三个阶段工作深度和精度应分别符合选择场址要求初步设计要求及施工图设计要求可行性研究勘察初步勘察及详细勘察三个阶段工作深度和精度应分别符合选择场址要求初步设计要求及施工图设计要求可行性研究勘察初步勘察及详细勘察三个阶段工作深度和精度应分别符合选择场址要求初步设计要求及施工图设计要求可行性研究勘察初步勘察及详细勘察三个阶段工作深度和精度应分别符合选择场址要求初步设计要求及施工图设计要求可行性研究勘察初步勘察及详细勘察三个阶段工作深度和精度应分别符合选择场址要求初步设计要求及施工图设计要求可行性研究勘察初步勘察及详细勘察三个阶段工作深度和精度应分别符合选择场址要求初步设计要求及施工图设计要求可行性研究勘察初步勘察及详细勘察三个阶段工作深度和精度应分别符合选择场址要求初步设计要求及施工图设计要求可行性研究勘察初步勘察及详细勘察三个阶段工作深度和精度应分别符合选择场址要求初步设计要求及施工图设计要求结构特点
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平面连杆机构
主要内容：平面连杆机构的类型和应用
1.平面连杆机构的特点：优点和缺点
在运动副的类型、接触方式上分析优缺点
2.平面连杆机构的类型：
铰链四杆机构、含有一个移动副的四杆机构、含有两个移动副的四杆机构
3.介绍铰链四杆机构组成和类型
由机架、连架杆、连杆组成铰链四杆机构。
如图所示、介绍如何运动4.曲柄摇杆机构运动过程
相互转换、两图对比说明
5.举例说明曲柄摇杆机构，缝纫机踏板机构
分析缝纫机运动过程
6.雷达天线俯仰机构。
实体图和结构简图
7.双曲柄机构，运动形式和平行四边形机构简图
一般形式的双曲柄机构，当主动曲柄作等速转动时，从动曲柄作变速转动。
在双曲柄机构中,若相对两杆的长度相等且平行,则称其为平行四边形机构.如图所示
8.通过添加虚约束使机构保持平行四边形机构，如图所示
9.逆平行四边形机构，车门启闭机构如图
该机构特点两曲柄转向相反
10.双摇杆机构运动形式介绍等腰梯形机构
两杆长度相等时称为等腰梯形机构，通过图例说明运动形式
11.双摇杆机构应用实例，风扇摇头机构和汽车前轮转向机构结构简图
12.含有一个移动副的四杆机构，介绍曲柄滑块机构
一个连架杆为曲柄,另一个连架杆为相对机架作往复移动的滑块,该机构称为曲柄滑块机构.曲柄滑块机构可实现曲柄整周转动和滑块的往复移动的相互转换.
当滑块的导路线通过曲柄的转动中心时,这种曲柄滑块机构称为对心曲柄滑块机构.当滑块的导路线不通过曲柄的转动中心,而是距离曲柄转动中心有偏距e时,称为偏置曲柄滑块机构.
13.对心曲柄滑块机构和偏置曲柄滑块机构的结构简图和生活中的应用
14.导杆机构的转变
通过图例表示两形式的转变
15.摆动导杆机构在牛头刨床中的应用.如图所示
在导杆机构中,当机构的长度小于曲柄的长度,导杆能作整周转动,这种导杆机构称为转动导杆机构.当机架的长度大于曲柄的长度时,导杆仅能作往复摆动,这种导杆机构称为摆动导杆机构.
16.摆动导杆机构在小型牛头刨床中的应用
17.曲柄摇块机构的结构简图，自动卸料汽车的应用
一个连架杆为曲柄,另一个连架杆为块状构件且只能作往复摆动,将这种机构称为曲柄摇块机构.
18.移动导杆机构，在实际中的应用
19.以块状构件作为机架,导杆相对机架作往复移动,将这种机构称为移动导杆机构
20.含有两个移动副的四杆机构，双滑块机构
两个连架杆均相对机架作往复移动,且都呈块状,将这种机构称为双滑块机构.
双滑块机构:
改变构件的形状和运动副
21.双转块机构简图，在联轴器中的应用
两个连架杆作定轴转动,且都呈状并与导杆成移动副,将这种机构称为双转块机构.
22.介绍正弦机构和正切机构，如图所示。