平面四杆机构的类型特点及应用概念
平面四杆机构类型介绍课件
03
应用：汽车转向机构、自行车脚踏板机构等
04
优点：结构简单，运动可靠，易于实现各种运动规律
双摇杆机构
组成：两个摇杆和 一个连杆 1
特点：结构简单，运 动灵活，但运动轨迹 4 复杂，设计难度较大
运动：两个摇杆 2 可以同时摆动，
连杆随之运动
应用：汽车转向 3 系统、飞机起落
架等
3
平面四杆机构的 应用
构
05
平行四杆机构：由四个平行杆组成的机构
06
空间四杆机构：由四个空间杆组成的机构
平面四杆机构的特点
由四个构件组成，其中至少有一个构件是活 动构件 构件之间通过转动副或移动副连接
机构的运动是通过构件之间的相对运动实现 的
机构的运动具有确定的运动规律，可以通过 分析机构的几何关系和运动学原理来研究
2
平面四杆机构的 类型
曲柄摇杆机构
02
03
04
优点：结构简单、运动 平稳、易于控制和实现 自动化
应用：广泛应用于各种 机械设备中，如汽车、 飞机、船舶等
特点：曲柄和摇杆的 运动轨迹为圆弧
01
组成：曲柄、摇杆、 连杆和机架
双曲柄机构
01
组成：两个曲柄和一个连杆
02
特点：两个曲柄可以同时转动，连杆只能做摆动运动
能满足强度要求
设计合理的传动比，
2
避免过大的传动比导
致机构过载
优化结构设计，减少
3
应力集中和疲劳破坏
满足加工工艺要求
01
04
设计机构时，要考虑到成 本控制的要求，如采用何 种材料、加工方法等。
03
设计机构时，要考虑到维 修工艺的要求，如采用何 种维修方法、维修工具等。
平面铰链四杆机构分类
平面铰链四杆机构分类1. 介绍平面铰链四杆机构是一种常见的机械结构，由四个杆件和若干个铰链连接而成。
它具有简单、可靠、可控性好等特点，在机械设计中得到广泛应用。
本文将对平面铰链四杆机构进行分类，并介绍每种分类的特点和应用。
2. 分类2.1 单自由度四杆机构单自由度四杆机构是指只有一个活动连接件（也称为驱动件）的四杆机构。
这种机构可以实现一个自由度的运动，常见的有曲柄滑块机构和双曲柄滑块机构。
2.1.1 曲柄滑块机构曲柄滑块机构由一个旋转的曲柄和一个直线运动的滑块组成。
通过改变曲柄的旋转角度，可以实现滑块的往复直线运动。
曲柄滑块机构广泛应用于发动机、压力机等领域。
2.1.2 双曲柄滑块机构双曲柄滑块机构是指两个曲柄与一个滑块组成的机构。
与曲柄滑块机构相比，双曲柄滑块机构可以实现更复杂的运动轨迹，具有更广泛的应用。
双曲柄滑块机构常用于绘图仪、印刷机等设备中。
2.2 多自由度四杆机构多自由度四杆机构是指有多个活动连接件（驱动件）的四杆机构。
这种机构可以实现多个自由度的运动，常见的有平行四杆机构和串联四杆机构。
2.2.1 平行四杆机构平行四杆机构是指由两个平行排列的驱动件和两个平行排列的从动件组成的机构。
它可以实现平面内任意点的直线运动，并且具有较高的精度和刚性。
平行四杆机构广泛应用于工业生产线上，用于传输、装配等工作。
2.2.2 串联四杆机构串联四杆机构是指由一个驱动件和三个从动件组成的机构。
它可以实现复杂的运动轨迹，并且具有较高的自由度。
串联四杆机构常用于医疗器械、机器人等领域，用于实现复杂的运动任务。
3. 应用3.1 工业生产线平面铰链四杆机构在工业生产线上广泛应用。
曲柄滑块机构常用于压力机、冲床等设备中，用于实现往复运动；平行四杆机构常用于传输线上，用于实现物料的输送和装配。
3.2 机器人平面铰链四杆机构在机器人领域也有着重要的应用。
串联四杆机构可以用于实现机器人的手臂运动，使其能够完成复杂的操作任务；双曲柄滑块机构可以被应用在机器人的关节传动中。
简述平面四杆机构的类型特点和应用
简述平面四杆机构的类型特点和应用一、平面四杆机构的类型：1. 平衡四杆机构：该机构有能力保持平衡，即使受到外部干扰也能够回到原来的位置。
这种机构被广泛用于稳定系统和开放环境。
2. 驱动四杆机构：该机构可以转化旋转运动为线性运动或反之。
这种机构广泛应用于机械工程、模具制造和自动化工程中。
3. 可逆四杆机构：该机构可以逆向工作，在不同的任务中灵活应用。
这种机构被广泛用于机器人工程和自动化工程中。
4. 变位四杆机构：该机构可以在不同位置自动调整，以适应不同的应用需求。
这种机构被广泛用于自动化机械和精密制造领域。
二、平面四杆机构的特点：1. 平面四杆机构可以转换不同类型的运动，包括旋转、线性、摆动等。
2. 平面四杆机构结构简单，易于制造和维护，具有良好的可靠性和稳定性。
3. 平面四杆机构可以通过组装多个单元来实现更高级别的机械结构，例如机器人、自动化系统等。
4. 平面四杆机构广泛应用于机械、汽车、制造、物流、自动化等领域，并逐渐成为机器人、智能装备的重要组成部分。
三、平面四杆机构的应用：1. 发动机连杆机构：由于发动机需要将旋转运动转化为线性运动来驱动汽车轮胎，平面四杆机构被广泛应用于汽车发动机的连杆机构中。
2. 物流设备：平面四杆机构可以逆向工作，可以将线性运动转化为旋转运动，这使得物流设备可以保持高速和精度，如自动包装线、调料机等。
3. 机械手：平面四杆机构的结构简单，稳定性好，这使得它成为机器人手臂的优选部件之一，广泛应用于各个制造领域。
4. 印刷机械：平衡四杆机构可以使印刷平台始终稳定，特别是在高速印刷时，它可以保持印刷品的精度和质量。
5. 飞控系统：平衡四杆机构被广泛应用于飞控系统的调节器中，以帮助控制飞行器的稳定性。
总的来说，平面四杆机构具有结构简单、稳定性好、运动特性多样等特点，可以在各个行业发挥重要的作用。
2-2平面四杆机构的类型及应用
双摇杆
45
双曲柄
55
双摇杆
115mm
2.3.2急回特性
请观察：
雷达天线机构
牛头刨床
急回特征用从动件行程速度变化系数K表示： 从动件快行程（回程） 平均速度v2 K 1 从动件慢行程（工作） 平均速度v1
急回运动的原理 曲柄AB等速转动，摇杆CD摆动 C1
曲柄摇杆 机构
C v1 v2
3
缝纫机机构运动简图
施加一外力
死点位置的利用
例:
1.飞机起落架机构 2.折叠桌台
②不满足杆长条件。
3.双摇杆：①满足杆长条件，且最短杆为连杆（与题意不符！）
lAB +50＞30+35 ∴ 15＜ lAB＜30 若lAB＜30： 若30＜ lAB ＜50： 30+50 ＞lAB+35 ∴30 ＜ lAB ＜45 若50＜lAB＜115： 30+lAB＞35+50 ∴ 55＜ lAB ＜ 115 即：15mm＜ lAB＜45mm，或 55mm＜ lAB＜115mm 曲柄摇杆
C C
C2 3
v
2
1
F
B2
4 D
此时机构： 不动（卡死）， 运动不确定！
B B1 =00 A =00 C１ C B2
=00
F
v
原因： 没有使从动曲柄转动的力矩， 即：M＝F ×L＝0
C
2
如何克服死点？
例:家用缝纫机
B2
A
vB
B1
FB 脚 C2 踏板 C1
D
克服死点措施：
利用惯性力
θ
=0、K=1, 无急回特性 θ↑K↑，急回特征越显著
§8—2平面四杆机构的类型及应用
图8-3
振动筛机构
在双曲柄机构中，有两种特例： 1）平行四边形机构：其相对两杆平行且相等，如图8-7a 所示。
其运动特性是：
①两曲柄作等速同向转动； ②连杆作平移运动。
图8-7a
应用实例： 图8-8所示的机车车轮的联动机构就利用了特性① ；
图8-8
如图所示的摄影平台升降机构和图8-9 b所示的播种 机料斗机构则是利用了特摇杆长度相等。 图8-12b所示的汽车、拖拉机前轮的转向机构。
图8-12b
二、平面四杆机构的演化型式
(Evolution of Planar Four-bar Linkage)
1、四杆机构演化的目的： 满足运动方面的要求、改善受力状况、满足结构设 计上的要求。 2、四杆机构的演化方法： 1）改变构件的形状和运动尺寸
在图8－14，b所示的曲柄滑块机构中，B点相对于C 点的运动轨迹是αα。
连杆2做成滑块
αα 做成导轨
图8－14 b）
曲柄滑块机构 演化
图8－15 a） 双滑块机构
连杆长→∞，
αα →直线
图8－15 b）
正弦机构s=LABsinψ
2）改变运动副的尺寸
扩大转动副B的半径
使之超过曲柄的长度
图8－16 a） 图8－16 b） 演化 偏心轮机构
摇杆3做成滑块 ββ做成导轨
具有曲线导 轨的曲柄滑 块机构
图8－13 a ）
图8－13 b ）
图8－13 a ）
摇杆长→∞, ββ →直线 摇杆3 →滑块， 转动副D →移动副 偏置(eccentric or e≠0
offset)
对心(in-line) e=0 图8－14 曲柄滑块机构
曲柄滑块机构(slider-crank mechanism)常用在冲床、 内燃机、空压机等机械中。
平面四杆机构的基本类型及应用-精品文档
图3－16b
图3－19
图3－20
• 若选用曲柄滑块机构中滑块3作机架（图316c），即演化成移动导杆机构（或称定块 机构）。 • 它应用于手摇卿筒（图3—21）和双作用式 水泵等机械中。
图3—21
图3-16c
（3）变化双移动副机构的机架
• 在图3-15和图3-22a所示的具有两个移动副的四杆机 构中，是选择滑块4作为机架的，称之为正弦机构， 这种机构在印刷机械、纺织机械、机床中均得到广 泛地应用，例如机床变速箱操纵机构、缝纫机中针 杆机构（图3—22d）；
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。
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 3－11
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。
平面四杆机构的演化及应用
平面四杆机构的演化及应用姓名：高伟班级：环工0801学号：200829090119基本概念(1)平面连杆机构定义：由若干构件通过低副（铰链或滑道）连接而成的机构。
因构件形状多呈杆状，所以称连杆机构,各构件间的相对运动均在同一平面或平行平面内运动的连杆机构称为平面连杆机构。
(2)平面连杆机构的特点：1.能够进行多种运动形式的转换；2.构件之间的运动副一般为滴副,低副两元素为面接触，单位面积上的压力较小，磨损较慢，可以承受较大载荷；3.两构件接触表面是圆柱面或平面，制造容易；4.运动副磨损后的间隙无法自动补偿,容易积累误差,运动中的惯性力难以平衡，不适用于高速场合;5.不易精确的实现复杂的运动规律。
(4)平面连杆机构的应用：三构件用转动副联接起来，不能成为机构。
故含转动副的平面连杆机构至少由四杆组成。
全部是转动副联接而组成的平面四杆机构称为全铰链四杆机构,连杆机构中的构件常称为杆。
工程中应用最广泛的是平面四连杆机构。
许多平面多杆机构均是在此基础上，通过添加一些杆件系统而构成。
各种机器和仪器中，例如金属加工机床、起重运输机械、采矿机械、农业机械、交通运输机械和仪表等。
二、四杆机构的基本型式及演化平面四杆机构的基本型式是铰链四杆机构。
其它型式的四杆机构都可看成是在它的基础上通过演化而成的。
由四个构件用铰链连接而成的机构称为铰链四杆机构。
如图所示，机构中固定不动的构件AD称为机架，与机架相连的构件AB和CD称为连架杆。
如果连架杆能绕轴线作360o的回转运动，称为曲柄；若只能在某一角度(小于360°)内摆动，称为摇杆。
与机架不相连接的构件BC称为连杆。
铰链四杆机构可按有无曲柄、摇杆，分为以下三种基本型式。
1、曲柄摇杆机构定义：在铰链四杆机构中，若两连架杆之一为曲柄，另一个是摇杆，此机构称为曲柄摇杆机构。
应用：在曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件时，可将曲柄的连续回转运动转换成摇杆的往复摆动。
如雷达天线俯仰角调整机构。
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。
平面四杆机构的三种基本类型
平面四杆机构的三种基本类型1. 引言平面四杆机构是一种常见的机械结构，由四根连杆组成，在平面内相互连接。
它具有简单、稳定、可靠的特点，在工程设计中广泛应用。
本文将介绍平面四杆机构的三种基本类型，包括连杆型、曲杆型和双曲杆型。
通过对这三种类型的详细介绍，我们可以更好地理解平面四杆机构的原理和应用。
2. 连杆型平面四杆机构连杆型平面四杆机构是最简单的一种类型，由四根等长连杆组成，每根连杆的两端通过铰链连接。
这种机构的特点是连杆的长度及相对位置不变，使得机构保持稳定的平面形状。
连杆型机构的基本结构示意图如下：该机构的机构运动学可以用迎角法进行分析，在给定一根连杆的运动状态时，可以由其他连杆的角度相互计算得出。
该机构的运动特点是存在一个固定点，该点使得机构保持平衡。
连杆型机构广泛应用于各种机械装置中，如拖拉机的传动机构、升降机构等。
3. 曲杆型平面四杆机构曲杆型平面四杆机构是基于曲轴概念发展起来的，其连杆的长度和相对位置随着机构的运动而发生变化。
曲杆型机构的基本结构示意图如下：曲杆型机构的运动学分析相对复杂，需要考虑连杆长度的变化对机构运动的影响。
由于连杆的长度和连接方式的变化，曲杆型机构可以实现更灵活的运动形式，如转动、滑动等。
这使得曲杆型机构在某些特定的应用场合中具有独特的优势，比如操纵机构、自动控制装置等。
4. 双曲杆型平面四杆机构双曲杆型平面四杆机构是连杆型和曲杆型的结合体，它由两根连杆和两段曲杆组成。
双曲杆型机构的基本结构示意图如下：双曲杆型机构的运动学分析更加复杂，需要考虑连杆长度和曲杆长度的变化对机构运动的影响。
由于连杆和曲杆的优势结合，双曲杆型机构可以实现更多种类的运动形式，如旋转、平移、摆动等。
这使得双曲杆型机构在一些精密机械装置中得到广泛应用，如机械手臂、模具装置等。
5. 比较与应用三种基本类型的平面四杆机构在结构和运动学分析上存在一些共同点和不同点。
连杆型机构结构简单，运动学分析较为容易；曲杆型机构结构复杂，运动学分析相对困难；双曲杆型机构结合了连杆和曲杆的优势，运动形式更丰富。
平面铰链四杆机构分类
平面铰链四杆机构分类一、引言平面铰链四杆机构是一种常见的机械传动结构，由四个杆件通过铰链连接而成。
它具有简单、可靠、刚性好等优点，在机械领域有着广泛的应用。
本文将对平面铰链四杆机构进行分类和分析，以期更好地了解和应用这一机构。
二、分类平面铰链四杆机构可以根据其杆件的链接关系和机构的运动方式进行分类。
2.1 根据杆件链接关系分类•对称四杆机构：四个杆件两两对称连接，形成一个对称的结构。
常见的具有对称结构的平面铰链四杆机构有平行四杆机构和梯形四杆机构。
•非对称四杆机构：四个杆件之间没有对称关系，形成一个非对称的结构。
常见的非对称平面铰链四杆机构有双曲线四杆机构和椭圆四杆机构。
2.2 根据机构的运动方式分类•旋转运动四杆机构：机构中至少有一个连杆可以绕铰链进行旋转运动。
例如，摇杆机构和滑块机构都属于旋转运动四杆机构。
•平动运动四杆机构：杆件只能以平动的方式运动，不能绕铰链进行旋转运动。
典型的平动运动四杆机构有单滑块机构和双滑块机构。
三、对称四杆机构3.1 平行四杆机构四杆机构中的两个杆件平行于彼此，并且与另外两个杆件相互垂直。
平行四杆机构有两组平行链接的杆件，因此具有对称的结构。
其机构特点是：•杆件a和b平行，杆件c和d平行；•杆件a和d通过铰链连接，形成了机构的链接框架；•杆件b和c通过其他的铰链连接。
3.2 梯形四杆机构四杆机构中的两个杆件不平行，而是呈现出梯形的形状。
梯形四杆机构同样具有对称结构，其机构特点是：•杆件a和b不平行，杆件c和d不平行；•杆件a和d通过铰链连接，形成了机构的链接框架；•杆件b和c通过其他的铰链连接。
四、非对称四杆机构4.1 双曲线四杆机构四杆机构中的杆件连接形成一个双曲线的形状，因此称为双曲线四杆机构。
其机构特点是：•杆件a和b彼此相交，杆件c和d彼此相交；•杆件a和d通过铰链连接，形成了机构的链接框架；•杆件b和c通过其他的铰链连接。
4.2 椭圆四杆机构四杆机构中的杆件连接形成一个椭圆的形状，因此称为椭圆四杆机构。
平面四杆机构的类型及应用
连杆机构的特点：优点：运动副单位面积所受的压力小且面接触受力小，便于润滑，磨损小；制造方便。
缺点：设计复杂误差大。
工作效率低。
平面四杆机构的基本类型——铰链四杆机构1、曲柄摇杆机构（1）曲柄：1作360°周转运动，（2）摇杆：3作往复摆动，主动件可以为曲柄，也可以为摇杆。
右面机构中摇杆的摆角为60°，作小于360的运动（3）连杆：连接曲柄与摇杆的杆件(4)连架杆：连接机架与连杆的杆件。
曲柄摇杆机构：两连架杆中一个为曲柄另一个为摇杆的铰链四杆机构双曲柄机构：两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构双摇杆机构：两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构平行四边形机构平行四边形机构是双曲柄机构的一个特例。
组成四边形对边的构件长度分别相等。
从动曲柄3和主动曲柄1的回转方向相同，角速度时时相等双摇杆机构：构件1和3都作往复摆动，一般主动摇杆作等速摆动，从动摇杆作变速摆动。
平面四杆机构的演化形式(Ⅰ)——含一个移动副的四杆机构曲柄滑块机构正置曲柄滑块机构滑块(slider)铰链点的运动方位线通过曲柄转动中心，滑块动程(pitch)等于两倍曲柄1的长度，无急回运动特性。
主动件可以为曲柄，也可以为滑块。
偏置曲柄滑块机构滑块铰链点的运动方位线不通过曲柄转动中心，偏距(offset)为e,滑块动程大于两倍曲柄长度，有急回运动特性导杆机构转动导杆机构曲柄1和导杆3都能作360°周转运动，主动曲柄作等速转动，从动导杆作变速转动，摆动导杆机构曲柄1作360°周转运动，摆动导杆3作往复摆动，且有较大的急回运动特性曲柄摇块机构移动导杆机构构件2作往复摆动，构件4在滑块中作往复移动。
2 平面连杆机构的工作特性1、转动副为整转副的充分必要条件急回运动和行程速比系数原动曲柄转动一周过程中，有两次与连杆共线，即重叠共线和拉直共线，摇杆两个极限位置分别为C1D和C2D。
曲柄AB以等角速度ω顺时针转过α1角由位置AB1转到位置AB2，摇杆从C1D摆到C2D,摆角为φ，所需时间为t1，C点平均速度为V1。
平面四杆机构
4.移动导杆机构 4.移动导杆机构 取曲柄滑块机构中的滑块4为机架而得到的。当曲柄2 转动时，导杆1可在固定滑块4中往复移动，故该机构 称为移动导杆机构 移动导杆机构（或定块机构 定块机构）。 移动导杆机构 定块机构
应用实例：手压抽水机、抽油泵等。 应用实例：手压抽水机、抽油泵等。
铰链四杆机构存在曲柄的条件
平面四杆机构的类型及应用
曲柄摇杆机构 平 面 四 杆 机 构 铰链四杆机构 双曲柄机构 全转动副) (全转动副) 双摇杆机构 曲柄滑块机构 含有移动副 的平面四杆 机构 曲柄导杆机构 曲柄摇块机构 移动导杆机构
铰链四杆机构
铰链四杆机构中， 固定不动的构件为机架 机架； 铰链四杆机构中 ， 固定不动的构件为 机架 ； 与机架相 连架杆， 联的构件为连架杆 连架杆中， 联的构件为 连架杆 ， 连架杆中 ， 能绕机架的固定铰链 作整周转动的称为曲柄 曲柄， 作整周转动的称为 曲柄 ， 仅能在一定角度范围内往复 摇杆； 摆动的称为摇杆 摆动的称为 摇杆 ； 联接两连架杆且不与机架直接相联 的构件称为连杆。 的构件称为连杆。 连杆
根据两个连架杆能否成为曲柄，铰链四杆机构可 根据两个连架杆能否成为曲柄， 分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和 分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双 摇杆机构。 摇杆机构。
特点是： 曲柄摇杆机构特点是：既能将曲柄的整周转动变 换为摇杆的往复摆动， 换为摇杆的往复摆动，又能将摇杆的往复摆动变换 为曲柄的连续回转运动。 为曲柄的连续回转运动。
2
4
3.曲柄摇块机构 3.曲柄摇块机构 取曲柄滑块机构中的连杆3为机架而得到的。当 曲柄2为原动件绕点转动时，滑块4绕机架3上的铰 链中心摆动，故称该机构为曲柄摇块机构 曲柄摇块机构或称为 曲柄摇块机构 摆动滑块机构。 摆动滑块机构 应用于各种摆动式 原动机和工作机中。 原动机和工作机中。 摆缸式液压泵、 摆缸式液压泵、卡 车车箱自动翻转卸 料机构 。
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。
第四节 平面连杆机构的特点和应用
正平行双曲柄机构：对边平行且相等 特点：主、从动曲柄匀速且相等
运动不确定现象：
反平行双曲柄机构：对边平行但不相等 公共汽车车门启闭机构
(三)、双摇杆机构 特点：两连架杆都是摇杆（摆动）
一、概念 平面连杆机构：构件全部用低副联接而成的平面机构（低副机构） 3铰链四杆机构：全部由回转副组成的平面四杆机构
二、平面连杆机构的特点和应用
1、特点 优点： (1)面接触低副，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，可获得较高精度，成本低 (3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制 (4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹 缺点： (1)低副中存在间隙，精度低 (2)不容易实现精确复杂的运动规律
1面接触低副压强小便于润滑磨损轻寿命长传递动力大2低副易于加工可获得较高精度成本低3杆可较长可用作实现远距离的操纵控制4可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹缺点
第三章 平面连杆机构
连杆传动是利用常用的低副传动机构进行的传动，连杆传动能方 便的实现转动、摆动、移动等运动形式的转换。其中以由四个构件 组成的四杆机构应用最广泛，而且是组成多杆机构的基础。因此本 章着重讨论四杆机构的基本类型、性质及常用设计方法。
2、应用：
机械式转向系
机车车轮的联动机构
§3-2 铰链四杆机构的类型与应用基本型式及其演化 据有无移动副存在：铰链四杆机构，滑块四杆机构
一、铰链四杆机构的基本型式
(一)、曲柄摇杆机构 特点：两连架杆一个是曲柄（整周转）；一个是摇杆（摆动）
应用：
雷达
缝纫机
(二)、双曲柄机构
特点：两连架杆都是曲柄（整周转） 主动曲柄匀转，从动曲柄变速转
平面四杆机构的基本类型及应用
平面四杆机构的基本类型及应用
平面四杆机构是机械设计中常用的连杆机构之一，由于其简单可靠和使用方便，广泛应用于各种机械设备中。
平面四杆机构是由四个链杆组成的，其中至少有一个链杆是固定的。
四个链杆的联接点构成了四个运动副，包括一对转动副和一对平动副，它们通过固定的连杆来互相联系。
平面四杆机构可以实现转动或直线运动，同时可实现正、反、重复运动。
本文将主要介绍平面四杆机构的基本类型及应用。
1. 凸轮机构型平面四杆机构
凸轮机构型平面四杆机构是一种基于凸轮的平面四杆机构，由于其能够产生不同形状的凸轮运动来实现转动或直线运动，因此在机械设备中广泛应用。
例如，凸轮式压力机、凸轮式磨床、凸轮式切削机和凸轮式卷板机等机器均采用了凸轮机构型平面四杆机构。
双曲线机构型平面四杆机构是一种基于双曲线运动的平面四杆机构，由于其具有双曲线重复运动的性质，因此在多运动副平面机构中应用较为广泛。
例如，位移量较小的曲柄滑块机构，就采用了这种结构。
此外，双曲线机构型平面四杆机构还被广泛应用于推动旋转工件的机械系统中。
心轮机构型平面四杆机构是一种基于心轮的平面四杆机构，其构造相比其他机构稍微复杂，但具有较高的可靠性和灵敏度，因此被广泛应用于重要的机械装置中。
例如，用于驱动自动调焦装置、扫描仪输送装置、医院电梯系统等机器的传动装置均采用了心轮机构型平面四杆机构。
总之，平面四杆机构广泛应用于机械设计中的各个领域，包括制造业、食品加工、印刷、医疗和各种运动设备等。
不同类型的平面四杆机构各具特点，可根据使用情况和需要选择。
平面四杆机构的类型,特点及应用概念
平面四杆机构的类型,特点及应用概念平面四杆机构是一种重要的机械构件，具有固定点簇、连杆及活动点簇等关键组成部分。
根据不同的连接方式和功能需求，平面四杆机构可以分为平行四杆机构、菱形四杆机构、双曲线四杆机构、半圆四杆机构等多种类型。
下面本文将对这些机构类型的特点及应用进行相关介绍。
一、平行四杆机构平面四杆机构中的平行四杆机构，最为常见。
平行四杆机构由两对等长连杆组成，各自平行滑动，所以叫做平行四杆机构。
平行四杆机构的特点是连接点严格固定，适合转动相同方向的连续运动，如车床上的顶轴和平面磨床的进给机构就采用了平行四杆机构。
二、菱形四杆机构菱形四杆机构是由一对等长的对边固定的菱形和一对等长杆件组成的机构。
其中，两个杆件与菱形的对角线相连，另外两个杆件则与菱形两条平行线相连。
通过这样的联结方式，菱形四杆机构可以实现不同方向的运动，如旋钮开关，废乳机械的减速机构等都采用了菱形四杆机构。
三、双曲线四杆机构双曲线四杆机构是由双曲面、两个相交的固定点、两个关节和两个等长杆组成的平面四杆机构，主要是用来实现一定的负载传递和动力，例如工件阻力和重力等。
双曲线四杆机构的优点在于具有一定的自适应能力，可以自动调整杆长度，达到更稳定的运动效果。
应用领域包括夹持，钻床等。
四、半圆四杆机构半圆四杆机构是由两条半圆弧及两对连杆构成的平面四杆机构。
通过调整连接点的位置及杆长度，可以实现转轴轨迹的变化。
半圆四杆机构在工业生产中被广泛应用，如水平挖掘机，转子泵等。
在应用平面四杆机构的过程中，大多数机构的运动往往还需要与其它机构进行配合才能实现更复杂多变的功能。
此外在机器人领域中，四杆机构也得到了广泛应用，如各类机器人的手臂，就是利用四杆机构的特性来完成精细灵活的动作。
总的来说，平面四杆机构是机械领域中一类非常基础且重要的构件。
通过不同的连接方式和调整，可以实现多样化的运动功能，并被广泛应用在工业生产及机器人领域中。
机械设计中的平面四杆机构设计
机械设计中的平面四杆机构设计机械设计中的平面四杆机构设计是一项关键的技术，它对于机械设备的运动性能和工作效率具有重要影响。
在本文中，我们将探讨平面四杆机构的设计原理和方法，并重点讨论几种常见的平面四杆机构设计。
1. 平面四杆机构的基本原理平面四杆机构是由四个杆件和四个转动副组成的机械系统。
其中，两个杆件为连杆，两个杆件为曲柄。
通过合理的连接和安排，平面四杆机构可以实现特定的运动轨迹和工作功能。
平面四杆机构通常具有四个连杆长度、四个连杆转动角度和四个面间夹角等参数，这些参数的选择和设计将直接影响机构的性能。
2. 平面四杆机构的设计方法在平面四杆机构的设计过程中，需要注意以下几个关键要素：2.1 机构类型选择根据具体的工作需求和运动特点，选择合适的平面四杆机构类型。
常见的类型包括双曲柄四杆机构、双滑块四杆机构和连杆滑块四杆机构等。
每种类型的机构都有其特点和适用范围，设计者需要根据具体情况做出选择。
2.2 运动轨迹设计平面四杆机构的设计目标之一是确定所需的运动轨迹。
通过合理设置连杆长度和转动角度等参数，设计者可以使机构实现所需的直线运动、往复运动或者特定的曲线轨迹等。
2.3 运动性能评估在设计过程中，需要对平面四杆机构的运动性能进行评估。
常见的评估指标包括机构速度、加速度、运动稳定性和工作效率等。
通过使用运动分析软件或者手工计算，可以得到机构的具体性能参数。
3. 常见的平面四杆机构设计在实际应用中，有几种常见的平面四杆机构设计。
3.1 双曲柄四杆机构双曲柄四杆机构由两个曲柄和两个连杆组成，具有简单的结构和稳定的运动特性。
它常用于需要往复运动的机械设备中，例如活塞式发动机。
3.2 双滑块四杆机构双滑块四杆机构包含两个滑块和两个连杆，可实现两个滑块的相对运动。
这种结构常用于需要同时进行两个工作操作的装置，比如双手操作的印刷机械。
3.3 连杆滑块四杆机构连杆滑块四杆机构是由两个连杆和两个滑块组成，其中一个滑块在连杆上滑动。
工程力学中的平面四杆机构的力学分析
工程力学中的平面四杆机构的力学分析工程力学中，机构是指由若干构件组成的结构，能够实现特定功能的装置。
平面四杆机构是一种常见且重要的机构，在众多工程应用中发挥着重要作用。
本文将对平面四杆机构的力学分析进行详细探讨，以便更好地理解和应用于实际工程设计中。
1. 平面四杆机构的定义和基本结构平面四杆机构由四根杆件和若干铰链连接而成，其中两根杆件称为主杆件，另外两根杆件称为从杆件。
主杆件与从杆件分别通过两个固定的铰链连接，形成一个封闭的链环结构。
平面四杆机构的基本结构如图1所示。
[插入图1平面四杆机构的基本结构]2. 平面四杆机构的运动约束条件由于铰链的特性，平面四杆机构具有一定的运动约束条件。
根据实际应用需求，平面四杆机构可以实现以下几种运动：2.1 行走机构行走机构是平面四杆机构的一种常见运动模式，用于实现直线行走。
在行走机构中，主杆件沿着一条直线路径移动，从而驱使从杆件实现步进运动。
该机构常用于工程设备的行走机构中，如履带式输送机等。
2.2 摇摆机构摇摆机构是平面四杆机构的另一种典型运动形式，用于实现往复摆动。
在摇摆机构中，主杆件通过旋转，引导从杆件做往复运动。
摇摆机构广泛应用于水泵、风扇等设备中，实现节律性的液体或气体输送。
2.3 连杆机构连杆机构是平面四杆机构中的一种特殊形式，用于实现固定长短的连杆运动。
主杆件和从杆件的长度可以通过调整来改变杆件的运动轨迹和速度，进而实现对工程装置的精确操控。
3. 平面四杆机构的力学分析方法为了更好地理解和应用平面四杆机构，需要进行力学分析，以确定各杆件之间的力学关系。
以下是常用的几种力学分析方法：3.1 克氏图法克氏图法是一种常用的力学分析方法，利用平面四杆机构的平面图形，推导出杆件之间的运动学方程和力学方程。
通过解这些方程组，可以得到各杆件的位置、速度、加速度以及承受的力。
3.2 动力学分析动力学分析是在运动学基础上，研究机构内各杆件所受力的分布和大小。
通过应用牛顿第二定律和动量守恒定律，可以推导出杆件的受力情况和所需的驱动力。
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平面四杆机构的类型特点及应用概念平行四杆机构的特点是固定杆和活动杆平行且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。
它的运动可以实现平行移动，适用于汽车悬挂系统、工艺机械等领域。
正交四杆机构的特点是固定杆和活动杆相交且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。
它的运动可以实现直线运动，适用于推动机械、绞车等领域。
菱形四杆机构的特点是固定杆和活动杆两两相交且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。
它的运动可以实现平行移动和旋转运动，适用于啮合机构、制造机械等领域。
推动机构的特点是固定杆和活动杆两两平行且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。
它的运动可以实现直线运动，适用于传动机构、物料输送机械等领域。
平面四杆机构的应用非常广泛。
它可以用于制造机械、工艺机械、汽车悬挂系统、绞车、传动机构、物料输送机械等领域。
在制造机械中，平面四杆机构常用于构建精密机床，如铣床、钻床等。
在工艺机械中，平面四杆机构常用于构建织机、纺机等。
在汽车悬挂系统中，平面四杆机构可以实现汽车悬挂系统的运动，提高汽车悬挂性能。
在绞车中，平面四杆机构可以用于提升和绞丝等工作。
在传动机构中，平面四杆机构可以用于实现直线传动和转动传动。
在物料输送机械中，平面四杆机构可以用于实现物料的输送和分拨。
总之，平面四杆机构具有多种类型和特点，适用于多个领域的应用。
它可以实现复杂的运动轨迹，广泛应用于制造机械、工艺机械、汽车悬挂系统、绞车、传动机构、物料输送机械等领域。