平面连杆机构

第一节 平面四杆机构的类型
一、平面四杆机构的基本形式
铰链四杆机构
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
1.曲柄摇杆机构 在铰链四杆机构中，一个连架杆作为曲柄， 另一个连架杆作为摇杆。
2.双曲柄机构 在铰链四杆机构中，两个连架杆都作为曲柄。
3.双摇杆机构 在铰链四杆机构中，两个连架杆都作为摇杆。
1.曲柄——连架杆能绕其回转中心做整周转动。 2.摇杆——仅能在小于360度的某一角度内摆动。 两构件能整周相对转动的转动副称为周转副, 不能整周相对转动的转动副称为摆转副。
应用实例：椭圆仪.swf
1.曲柄滑块机构
对心曲柄滑块机构：滑块铰 链点的运动方位线通过曲柄 转动中心，滑块动程等于两 倍曲柄长度。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，偏距为e, 滑块动程大于两倍 曲柄长度。
光学变倍系统 ——曲柄滑块机构
▪连杆机构及其传动特点 ▪平面四杆机构的类型和应用 ▪平面四杆机构的基本特性 ▪平面四杆机构的设计
概述
一、连杆机构的组成和分类
连杆机构是用转动副（销轴）和移动副（滑道）将构 件相互连接而成的机构,以实现运动变换和动力传递。
按构件间相对运动的性质不同可分为：
空间连杆机构----各构件间的相对运动不在同一平面
选择不同的构件作为机架可以得到铰链四杆 机构的三种基本形式。
曲柄摇杆机构
使最短杆的邻边为机架,得到曲柄摇杆机构,其中曲柄1作 360°周转运动，摇杆3作往复摆动，主动件可以为曲柄， 也可以为摇杆。
双曲柄机构
使最短杆为机架, 得到双曲柄机构. 构件1和构件3都 能作360 °周转 运动，主动曲柄 作等速转动，从 动曲柄作变速转 动。
应用实例1：反平行四边形机构
组成四边形的对边构件长度分别相等。两曲柄回转方向相 反，主动曲柄等速转动，从动曲柄变速转动。
应用实例2：车门开闭机构
3.双摇杆机构
指两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构。
应用实例：铸造用翻箱机构
运动形式转换：等速摆动→变速摆动
夹具机构.swf 翻台机构.swf
飞机起落架机构 ——双摇杆机构
1）改变构件的形状和运动尺寸
B A
B
CA
C
B
A
C
R R
D
R
曲线导轨的曲柄滑块机构 对心曲柄滑块机构
B
A
RC
B
R
A
正弦机构
2）选用不同的构件为机架 ①铰链四杆机构
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 曲柄摇杆机构 双摇杆机构 ②含一个移动副的四杆机构
曲柄滑块机构
A
导杆机构
B
A
摇块机构
B
定块机构 (直动滑杆机构)
送料装置——曲柄滑块机构
内燃机——曲柄滑块机构
2.导杆机构
206.swf
203.swf
3.正弦机构211.swf
推杆3的水平位移s与构件1（尺寸a）的转角的正弦成正比 s = a sin
4.正切机构
导杆1在一个范围内摆动，杆3作直线移动
铰链A与推杆3之间的距离为a ，推杆3的垂直位移s与构件1的转
角 的正切成正比
s = a tan
第二节 平面四杆机构的基本特性
一、曲柄存在的条件
转动副成为周转副的条件
曲柄存在的条件 铰链四杆机构类型的判别
二、急回特性和行程速比系数
急回运动特性 行程速比系数
三、压力角与传动角
压力角 传动角
四、死点
死点位置 跨越死点的措施 利用死点的实例
一. 曲柄存在的条件
二、平面四杆机构
各构件间的相对运动均在同一平面内或互相平 行的平面内
最简单的有确定运动的平面连杆机构是由四个 杆件组成的，简称平面四杆机构。
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三、铰链四杆机构
所有运动副均为转动副的平面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
连杆
连架杆
连架杆
机架
AD----机架（固定不动） AB、CD----连架杆（与机架相连的杆件） BC----连杆（机架相对的杆件）
C
AB > AC 回转导杆机构
C
AB < AC 摆动导杆机构
③含两个移动副的四杆机构
R
S
q
正弦机构
双转块机构
正弦机构
双移块机构
S
q 正切机构
双转块机构：主动转块等速转动，从动转块也作 等速转动，且转向相同。
应用实例：十字沟槽联轴节
双移块机构：两滑块分别沿导路作直线移动，连 杆及其延长线上点的运动轨迹为椭圆。
破碎机——曲柄摇杆机构
2. 双曲柄机构
指两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构 当曲柄（主动件）等速回转一周时，曲柄（从
动件）变速回转一周。
应用实例2：惯性筛
运动形式转换：等速回转→变速回转
若双曲柄机构中相对两杆平行且相等，则成为平面四边 形机构。应用实例3：蒸汽机车头的驱动装置105.swf
反向双曲柄机构
二、平面四杆机构的演化形式
是在平面铰链四杆机构的基础上，通过一些演化方法演 化而成其他形式的四杆机构。
1）改变构件的形状和运动尺寸。如通过将摇杆改变为 滑块，摇杆长度增至无穷大，可得到曲柄滑块机构
2）选用不同的构件为机架。如曲柄滑块机构通过选取 不同构件为机架可演化出转动导杆机构、曲柄摇块机构、 直动滑杆机构等。
b
c
B
a
A
D
d
∴ a+c≤b+d ∵ d-a+c≥b ∴ a+b≤d+c
转动副成为周转副的条件qubingtj.swf
◆分析： 构件AB要为曲柄，则转动副A应为周转副； 为此AB杆应能占据整周中的任何位置； 因此AB杆应能占据与AD共线的位置AB'及AB''。
b
a
d
取杆a与杆d共线的两
个位置讨论。
c
杆a与杆d重叠共线时
，根据几何关系，在
C △BCD中(若a<b)有
∵ d-a+b≥c
平面连杆机构----各构件间的相对运动均在同一平面或相互 平行的平面内
二杆 + +
三杆 铰链四杆机构
特点:
1.全低副（面接触），利于润滑，故磨损小、传载 大、寿命长；易加工，精度高，制造成本低等。
2.可进行多种形式的运动变换。 3.可实现不同形状的运动轨迹。 4.运动链较长,各构件尺寸误差 和运动副中的间隙将使连杆机构 产生较大的积累误差.不能精确实 现复杂的运动规律。
双摇杆机构
使最短杆的对边为机架,得到双摇杆机构。构件1和构件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。
铰链四杆机构的三种基本型式
1.曲柄摇杆机构
两连架杆一为曲柄，一为摇杆的铰链四杆机构。
应用实例1：
雷达天线俯仰机构
运动形式转换：等速回转→变速摆动
汽车雨刷机构
缝纫机踏板机构