平面四杆机构急回特性分析

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16-平面四杆机构特点及应用

课题：平面连杆机构应用及特点教材分析：本课题选自李世维主编、高等教育出版社出版的中等职业教育国家规划教材《机械基础》（机械类）第6章“常用机构”中“§6-1 平面连杆机构”的内容。

本节课内容主要介绍的铰链四杆机构的实际应用及特点。

学情分析：中职生文化基础差、学习能力较弱、学习的主动性不强，这是一个不争的事实，也是一个普遍的现实问题，但他们对新事物有较强的好奇心，善于联想，从这一现状出发，教学中应以调动学生学习积极性为出发点，以生活中的实例为教学模型，扩散思维，归纳总结来组织教学，让学生在发现问题，解释问题的思索中提高对本课程的学习兴趣，不断积累专业知识，并能活学活用，理论联系实践。

教学目标：1. 知识目标（1）掌握铰链四杆机构的特点和应用实例；（2）了解铰链四杆机构的急回特性及应用实例；（3）掌握铰链四杆机构的死点位置及应用实例。

2. 能力目标培养学生理论联系实际的能力，从生活中，从身边去挖掘教学模型，学以致用。

3. 情感目标培养学生口头表达能力，如何去欣赏别人的优点，如何去肯定别人，从而培养团队意识，合作意识。

教学重点：1．铰链四杆机构的急回特性2．铰链四杆机构的死点位置。

教学难点：极位夹角和摆角的画法。

课时安排：2课时教学手段：利用多媒体辅助教学教学方法：情景教学、启发引导、讲练结合学法指导：教法与学法室相辅相成的，教法直接影响学生对知识点掌握和能力的提高，而学法指导是学生智力发展目标得以实现的重要途径。

教学过程：（一）新课导入教学模型实物展示，多媒体展示汽车雨刮器动画，雷达天线俯仰机构动画，引出新课（二）新课讲授：一、铰链四杆机构的应用1、曲柄摇杆机构两连架杆中一为曲柄、一为摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构，如图所示，曲柄AB为主动件，并作等速运动。

从动摇杆CD将在弧C1C2范围内作变速往复摆动，C1、C2两个位置是摇杆摇摆的两个极限位置。

（1）曲柄摇杆机构能将曲柄的整周回转运动转换成摇杆的往复摆动。

平面四杆机构的急回特性

ＡＣ；＋ＡＢ；－Ｂ２Ｃ￣
—
—
，
经过计算可知该值为０．１７３，即ｃ，ＡＢ ’ ＝
‘ ‘
２ＡＣ２ ‘ ＡＢ２
８０．１。；按照类似的方式，能够计算出ＣＯＳＣＡＢ．＝Ｏ．９１９，即Ｃ
凸＾Ｄ
详细计算方式可采用公式：ｔａｎ￣＝ｔＸＤ，而该角度确定之后，速
关键词：四杆机构平面机构极住夹角
机构进行运动学分析，可以发现，当ＡＢ、ＢＣ位于同一条直线上时．Ｃ点运动处于两极限位置．这与上面的分析结构是相同的．但是此时由于Ａ、Ｃ位于不同水平线上，则Ｂ．和Ｂ，并没有均分ＡＢ
平
面
四杆
机
构
的
急
回
Hale Waihona Puke 特性陈莹莹
（江苏省铜山中等专业学校，江苏徐州２２１１１６）
摘要：急回特性是连杆机构教学的重难点之一，本文详细介绍了各平面四杆机构的急回特性分析方案，包括是否存在急回特性、急回方向分析方法、速比系数ｋ及极位夹角０的计算方法等。
的运动圆。一般可以Ａ点为圆心，ｌＡＢ — ＢＣＩ的长度为半径作圆，其与Ｃ运动轴的交点即为Ｃ运动的近端Ｃ．，与Ａ相连，找出与ＡＢ

具有急回特性的平面四杆机构的比较与应用

具有急回特性的平面四杆机构的比较与应用急回特性是平面四杆机构的一个十分显著的特征，一般情况下，会用行程速比系数K来科学衡量急回运动的程度，准确科学分析平面连杆机构的急回运动特性在结构中的运运情况，这对提高我国机构生产的效率具有非常重要的现实指导意义与理论意义。

急回特性；平面四杆机构；应用；比较平面四杆机构[1]的重要特性就是急回特性，这种特性不仅能够显著提高我国工业生产的效率，而且可以进一步缩短机构在非工作行程中的运行时间，从而使工作运行的速度大幅度提升。

本文正式基于这样的研究背景，对四种典型平面四杆机构的急回特征进行分析，在此过程中对这四种不同的急回特征平面机构的动力传递以及运动变化情况、急回程度等内容展开论述，从实际的应用中针对上述问题进行阐述，从而希望平面四杆机构为我国的工程实践提供科学的技术与理论指导。

平面四杆机构急回特性的比较应用分析从实践中可以发现，双曲柄机构、曲柄摇杆机构、摆动导杆机构以及偏置曲柄滑块机构[2]这四种四杆结构都具有急回性特征，因此在一定程度上都能够满足我国现代工业中对某些机械的急回性要求。

但是研究发现，这几种不同类型的四杆机构的急回性特征都存在一定的区别，其中曲柄摇杆机构、摆动导杆机构以及偏置曲柄滑块机构这三种四杆机构如果组成各机构杆件的具体尺寸一旦确定，则意味着科学衡量四杆机构急回性特征的行程速比系数K与其参数极位夹角θ的值也就得到确定。

所以，在这过程中四杆机构的急回性特征并不发生变化。

与后三种四杆机构的急回性特征不同，在双曲柄四杆机构中用来科学衡量四杆机构的行程速比系数K与急回特性的参数极位夹角θ，同四杆机构主动件的起始相互位置存在一定的关系，如果主动曲柄的起始部位存在变化，就会导致机构的相关参数发生变化，因此四杆机构的急回程度也就存在差异。

从上述分析中可以发现，双曲柄四杆机构的急回性并不是固定不变的。

平面四杆机构运动转化的比较应用分析具有急回特性的平面四杆机构的主动件一般都是曲柄，因此机构在进行运动的过程中，曲柄的主动件就会环绕机架进行转动，而连杆通常情况下都在进行平面运动，但是曲柄的从动件则会有多种不同类型的机构形式以及多种不同类型的运动形式。

平面四杆机构的基本特性总结

偏置曲柄滑块机构
对心曲柄滑块机构 H=2a,
0 ,无急回特性。
c.曲柄摆动导杆机构

有急回特性。
H (a b )2 e2(b a )2 e2
0 ,有急回特性。

1
1
B
A
B1
2 B2

0
为描述从动摇杆的急回特性，在此引入行
K = 180 +
程速比系数 K，即：
程速度大于工作行程速度的特性，叫做急回特性，
通常用行程速度变化系数K来表示：
K从从动动件件工回作程 C C1 1C C2 2 平平 tt1 2t均均 t1 21 2 速速 1 1度度 8 80 0 0 0
说明：（1）机构有极位夹角，就有急回特性（2）θ越大，K值越大，急回性就越显著
和是铰链四杆机构有曲柄的必要条件。(不满足这一条件的，必为双摇杆机构。)
但满足这一条件的铰链四杆机构究竟有一个曲柄、两个曲柄还是没有曲柄，还需根据：取何杆为机架来判断。
以最短杆为机架时得到双曲柄机构；以最短杆的相邻杆为机架时得到曲柄摇杆机构；以最短杆的对面杆为机架时得到双摇杆机构。
例：如图所示，设已知四杆机构各构件的长度为： a=240mm,b=600mm,c=400mm,d=500mm, （试1）问当：取构件4为机架时，是否存在曲柄？如果存在，哪个构件为曲柄？（2）如选取别的构件为机架时，能否获得双曲柄或双摇杆机构？如果可以，应如何得到？
= 0, δmin= arccos{[b2+c2-(d-a)2]/2bc} = 180, δmax= arccos{[b2+c2-(d+a)2]/2bc}

铰链四杆机构基本形式和特性

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3.４铰链四杆机构类型判别
３、案例分析
如图所示的铰链四杆机构ABCD中，已知各杆的长度分别为：a=30，b=50，c=40，d=45。试确定该机构分别以
AD、AB、CD和BC为机架时，属于何种机构？（板书）
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3.４铰链四杆机构类型判别
案例分析
3.1 铰链四杆机构的类型
平面铰链四杆机构：构件间均用用转动副相连的平面四杆机构。如：脚踏式脱粒机
脚踏式脱粒机
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3.1 铰链四杆机构的类型
二、铰链四杆机构组成
（1）机架：机构中固定不动的构件。（2）连架杆：与机架连接的构架。
曲柄：若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。摇杆：只能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆。（3）连杆：不直接与机架相连的构件。
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3.2 平面四杆机构的特性-死点特性
(1)死点的概念
曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，当连杆与从动曲
柄共线时，机构的传动角γ＝0°，此时主动件CD 通过连杆作用于从动曲柄AB上的力恰好通过其回转中心，所以出现了不能使构件AB转动的顶死现象，机构的这种位置称为死点位
置或死点。
缝纫机的脚踏机构
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3.2 平面四杆机构的特性-死点特性
(3)克服死点的方法
（1）增大从动件的质量，利用惯性度过死点位置。（2）在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性。（3）采用相同的机构错位排列。
缝纫机的脚踏机构
火车车轮联动装置
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3.3 铰链四杆机构曲柄存在条件
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平面四杆机构基本特性精品PPT课件

锐角α称为机构的压力角。 F的两个分力： Fn=Fsinα—引起摩擦力，有害分力 Ft=Fcosα—有效分力 2、传动角（γ）：压力角α
的余角即α+γ=90º称为传动角。
讨论：压力角α↑（传动角γ↓） → Fn↑→传力性能差。
压力角α↓（传动角γ↑ ）→ Fn ↓→传力性能好。
三、压力角、传动角和死点
位置之间所夹的锐角。
B
1
1
A
1
B
2
1
C
2
1
B2
4
C C2
3 v1
v2 j
D
2)急回运动机理
a)曲柄转过 1 180
摇杆上C点摆过： C1C2
所用时间： t1
1 1
180 1
b)曲柄转 2 180
过摇杆上C点摆过： C2C1
所用时间：t2
2 1
180 1
1 2 t1 t2
c)设两过程的平均速度为V1、V2：V1
缝纫机的脚踏机构
火车车轮联动装置
4.3 铰链四杆机构的基本特性
想一想练一练请问摆动导杆机构、对心曲柄滑块机构以哪个构件为原动件时，机构存在
死点位置（滑块）？
K
v2
C1C2 / t2
t1
j1
180
v1 C2C1 / t1 t2 j2 180
或 180 K 1 K 1
4.3 铰链四杆机构的基本特性
极位夹角为： 180 K 1
K 1
讨论：a、θ>0º→K>1→此时机构具有急回特性，θ↑ → K↑ →急
回特性越显著。 b、θ=0º→K=1，此时机构无急回特性。
偏置曲柄滑块机构
0 ,无急回特性。

平面四杆机构的基本特性

图曲柄摇杆机构死点位置
机构的这种位置称为死点位置(图中虚线所示位置)。四杆机构中有无死点位置, 取决于从动件是否与连杆共线。对曲柄摇杆机构而言, 当曲柄为原动件时, 摇杆与连杆无共线位置, 不出现死点。对于传动机构, 设计时必须考虑机构顺利通过死点位置的问题, 如利用构件的惯性作用, 使机构通过死点。缝纫机就是借助带轮的惯性使机构通过死点位置的, 下图所示。
(3) 取与最短杆相对的杆件为机架, 两连架杆都不能整周回转, 则得双摇杆机构。
若最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和时，只能得到双摇杆机构。
3.2.2 、压力角和传动角
图所示的曲柄摇
杆机构中, 如不考虑构件
的重力、摩擦力和惯性
力等,则连杆BC为二力杆,
曲柄驱动力通过BC杆作
用于摇杆CD上C点的力 F
a

L
l AC2
2
l AC1
b

L
l AC2
2
l AC1
(5) 求其他杆长度。机架AD的长度可直接量得, 乘以比例尺μL即为实际尺寸。
图按行程速比系数K设计
1、按给定的行程速比系数K设计四杆机构
有急回特性的机构
3.2.4. 死点下图所示的曲柄摇杆机构, 当CD为
原动件而曲柄AB为从动件时, 在曲柄与连杆共线的位置出现传动角γ等于0°的情况, 这
时连杆作用于从动曲柄的力通过曲柄的传动中心A, 此力对A点不产生力矩, 因此, 无论连杆BC对曲柄AB的作用力有多大, 都不能使曲柄转动。
B′
a A
e
B
b
min

C′ C
图曲柄滑块机构γmin的位置

机械设计2-1分析平面四杆机构的运动特性

（1）此机构中，当取构件AD为机架时，是否存在曲柄？如果存在，指出是什么机构？（说明理由）
（2）当分别取构件AB、BC、CD为机架时，各将得到什么机构？
解：（1）当AD杆为机架时，最短杆为连杆BC。最短杆并非是机架或连架杆，所以该机构为双摇杆机构。
（2）由50+120>72+96，可知，此机构不满足曲柄存在的杆长之和条件。故，无论取何构件为机架，该机构均为双摇杆机构。
搅拌机
雷达天线俯仰机构
天线
2C
3
1
BA
4
D
曲柄摇杆机构
1-曲柄、2-连杆、3-摇杆、4-机架
缝纫机脚踏机构
铰链四杆机构应用实例
(2)双曲柄机构
含义：两连架杆BC、AD均为曲柄
a) 一般双曲柄机构：BC≠AD 应用实例：惯性筛
2 3
1 4
双曲柄机构
铰链四杆机构应用实例
b)特例
平行四边形机构（反向平行四边形）BC=AD、AB=CD
3、图示铰链四杆机构中，已知AB，BC,CD,AD 的长度如图所标，单位为毫米，其中 AD为机架，试问，该四杆机构有曲柄吗？如果存在，指出是什么机构？
曲柄存在条件例子
解：由曲柄存在的条件可知，若该四杆机构满足杆长之和条件，且有最短杆，那么该四杆机构就有曲柄。故列以下式子：最短杆+最长杆：200+450=650 其他两杆之和： 300+400=700 显然，该四杆机构满足杆长之和条件，故有曲柄。若以AD为机架，则该机构为曲柄摇杆机构。
曲柄存在条件例子
1、图示铰链四杆机构中，已知各杆的长度如图所标，单位为毫米，试问，该四杆机构有曲柄吗？如果存在，指出是什么机构？

平面四杆机构急回特性分析

ＢＩＮｅＡＷｉ
（ｉｎｓｃｔｎｌｎｅｈｉａＣｌｇｆＦｎｎｅ＆Ｅｏｏｃ，ａａ２０，ｈｎ）ＪａｇｕＶｏａｉａａｄＴｃｎｃｌｏｌｅｏｉａｃｏｅｃｎｍｉｓＨｕｉｎ２３０Ｃｉａ１ＡｂｔａｔＡｃｏｄｎｏｔｅｑｉｋ～ｅｕｎｃａａｔｒｓｉｓｏｏｒｂｒｌｋｇｏｃｐｎｔｘｏｋｈｕｃｅｕｎｓｒｃ：ｃｒｉｇｔｈｕｃｒｔｒｈｒｃｅｉｔｃｆｆｕ — ａｉａｅｃｎｅｔｉｅｔｂｏ，ｔｅｑｉｋｒｔｒｎｃａａｔｒｓｉｓｏｅｏｃｌａｉｇｇｉｅｂｒｍｅｈｎｓｈｒｃｅｉｔｃｆｈｓｉｌｔｕｄ－ａｃａｉｍ，ｄｕｌｒｎｃａｉｍ，ｓｉｅ－ｒｎｃａｉｍｒｎｌｚｄｔｎｏｂｅｃａｋｍｅｈｎｓｌｄｒｃａｋｍｅｈｎｓａｅａａｙｅ．Ｔｅｄｆｅｅｃｆｔｅｑｉｋｒｔｒｈｒｃｅｉｔｃｆｄｕｌｒｎｃａｉｍ，ｌｅ－ｒｎｃａｉｍｎｕｄ－ａｈｉｒｎｅｏｈｕｃｅｕｎｃａａｔｒｓｉｓｏｏｂｅｃａｋｍｅｈｎｓｓｉｒｃａｋｍｅｈｎｓａｄｇｉｅｂｒｆｄｍｅｈｎｓａｅａａｙｅ，ｎｈｅｕｔａｅｈｌｆｌｔｎｅｓａｄｑｉｋｒｔｒｈｒｃｅｉｔｓｂｔｅ．ｃａｉｍｒｎｌｚｄａｄｔｅｒｓｌｓｒｅｐｕｏｕｄｒｔｎｕｃ — ｅｕｎｃａａｔｒｓｉｅｔｒｃＫｅｒｓｕｃ－ｅｕｎｃａａｔｒｓｉｓｔｍｅｒｔｏｆｕ－ａｉｋｇｙｗｏｄ：ｑｉｋｒｔｒｈｒｃｅｉｔ：ｉａｉ；ｏｒｂｒｌｎａｅｃ

平面四杆机构急回运动特性的分析

ｃ）＝ｃ２
，
。
ｔ２
假设曲柄以等角速度转动，则行程速比系数Ｋ与极位夹角０之间存在着一一对应关系，这样极大地方便了按给定的行程速比系数设计四杆机构的过程。本文将系统地研究平面四杆机构的急回运动特性，重新定义极位夹角，分析衡量急回运动特性相对程度的行程速比系数的可能取值范围。１急回特性曲柄摇杆机构中，曲柄虽做等速转动，而摇杆摆
收稿日期：２１－４００１０ — ９；修回日期：２１－４２０ｌ０—９
由于２，所以有＞ｆｌｏ。这种运动性＜ｌ２，＜ｃ２质，构成了平面四杆机构的急回特性。
图ｌ极位夹角为锐角的曲柄摇杆机构
２极位夹角的新定义为反映机构急回特性的相对程度，引进从动件行程速比系数，用表示，其值为空回行程与工作行程的平均速度或角速度之比。即：
表１极位夹角、行程速比系数与效率的关系
极位夹角（。）
５
行程速比系数
１０７．５
效率
０５４．１
１０ｌ５２０２５３０
３５４０
１１８．１Ｉ１２．８１２．５１３．２３１４．
１４３．８１５．７１
０５８．２０．４５２０５６．５０５９．６０５３．８
０５７．９０６１．１

高职《平面四杆机构急回特性》教法浅析

摘要：急回特性是平面四杆机构的基本性质之一。对急回特性的分析是高职（械基础》学中的一个重点和难点，讲几教如何将四杆机构动态过程中发生的急回现象在授课中清楚、象地展现出来，学生易于接受、形让听懂、学会，不仅需要从教学环节上精心设计，需利用现代化教学手段还等多方面着手，能达到良好的教学效果。才
ｆｒＨｉｈｒＶｏａｃｏｌｏ
邱放ＱｉａｇｕＦｎ
（南职业技术学院，河郑州４０４）５０６
（ｎｎＰｌｔｃｎｃＺｅｇｈｕ４０４Ｃｉａ）Ｈｅａｏｙｅｈｉ，ｈｎｚｏ５０６，ｈｎ
关键词：回特性；急最大摆角；极位夹角ｑ
Ｋｅｒｓｕｃ－ｅｕｎｃａａｔｒｔ；ｘｓｉｇａｇｅ）ｅｔｍｅｐｓｔｎｎｌｑｙｗｏｄ：ｑｉｋｒｔｒｈｒｃｅｉｉｍａ．ｗｎｎｌｓｃ；ｘｒｏｉｏｓａｇｅ（）ｅｉ中图分类号：７Ｇ１文献标识码：Ａ文章编号：０６４ｌ（００３ — ２５０１０ — ３１２１）４０１— １
１什么是平面四杆机构的急回特性０＝１０。８以曲柄摇杆机构为例（１，机构的运动过程可以看出，Ｄ图）从Ｃ这说明机构的急回程度取决于极位夹角的大小，要０不等于只为往复运动构件，存在两个速度为零的极限位置。摇杆Ｃ的两并Ｄ即Ｉ则机构就具有急回特性ｉ０越大，Ｋ值越大，机构的急回个极限位置间的夹角即为摇杆的最大摆角；当曲柄ＡＢ等速回零，Ｋ＞，作用就越显著。转一周，摇杆ＣＤ往复摆动两次（一个运动循环）。在教学过程中，

平面四杆机构的基本特性

1、克服死点的办法
采用多套机构错位排列，使死点相互错开。
平面四杆机构的基本特性
三、死点
2、死点的应用
A D
B1 C1
地面
飞机起落架收放机架
平面四杆机构的基本特性
三、死点
2、死点的应用（夹紧工件）
F
FN
总结
运动特性
基本特性
传力特性
曲柄存在的条件及推论
（铰链四杆机构类型判别）
压力角和传动角(最小值) 死点位置
平面四杆机构的基本特性
平面四杆机构的基本特性
一、急回特性
1、什么是急回特性：
从动件空回行程比工作行程的速度大的特性。
可以缩短非生产时间, 提高生产效率时.
观察现象：
平面四杆机构的基本特性
一、急回运动
观察：
2、急回特性产生的原因：
极位夹角
工作行程：
摇杆 C1 C2 1
空回行程
摇杆 C2
C1
2
0 (即 90 )
时的位置。
曲柄与连杆共线的两个位置
平面四杆机构的基本特性
三、死点
注意：曲柄为从动件，才会出现死点
BHale Waihona Puke AB1脚C2
踏板 D
C1 缝纫机主运动机构
平面四杆机构的基本特性
三、死点
1、克服死点的办法
安装飞轮加大惯性，借惯性作用使机构闯过死点。
平面四杆机构的基本特性
三、死点
冲压机构
平面四杆机构的基本特性
四、死点例：缝纫机 –踏板机构属曲柄摇杆机构
平面四杆机构的基本特性
问题1：对踏板机构操作不熟练会怎样？踏板易卡死，不能动或出现飞轮倒转。

平面四杆机构急回特性简析

平面四杆机构急回特性简析摘要通过对平面四杆机构急回特性的分析，讨论了平面四杆机构行程速比系数、极位夹角与急回特性之间的关系。

充分理解平面四杆机构急回特性的意义，有助于利用平面连杆机构的急回特性缩短生产中的辅助时间，提高生产效率。

关键词急回特性；行程速比系数；极位夹角θ在某些连杆机构中，主动件作等速转动时，作往复运动的输出件返回速度较大，在空回行程中的平均速度大于工作行程的平均速度，称为连杆机构的急回特性。

急回特性对于提高生产效率，缩短机器非生产时间有很大的作用。

1急回运动以曲柄摇杆机构为例：曲柄摇杆机构在图示的曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件并作匀速运动，曲柄与连杆有两个共线位置，此时，从动件摇杆位于两极限位置。

当主动曲柄1位于AB1而与连杆2成一直线时，从动摇杆3位于极限位置C1D。

当曲柄1以等角速度ω1逆时针转过角φ1而与连杆2重叠时，曲柄到达位置AB2，而摇杆3则到达其极限位置C2D。

当曲柄继续转过角φ2而回到位置AB1时，摇杆3则由极限位置C2D 摆回到极限位置C1D。

从动件的往复摆角均为Ψ。

由图可以看出，曲柄相应的两个转角φ1和φ2为：φ1 = 180°+θ，φ2 =180°-θ在工作行程，主动曲柄从AB1→AB2 ，所走角度为φ1。

从动摇杆从C1D→C2D，所走角度为Ψ，所用时间为t1。

在空回行程中，主动曲柄从AB2→AB1，所走角度为φ2，从动摇杆从C2D→C1D，所走角度为Ψ，所用时间为t2。

由于曲柄是匀速运动，由于φ1>φ2所以t1> t2，而从动摇杆所走角度相等，所以空回行程速度大于工作行程速度，具有急回特性。

2行程速比系数急回特性通常用行程速度变化系数K来表示这种特性，（下式中θ为从动摇杆位于两极限位置时主动曲柄对应的两位置所夹的锐角，称为极位夹角，是标志机构有无急回特性的重要参数），即为在急回运动机构中，主动件做等速转动时，作往复运动的输出件在空回行程的平均速度与工作行程的平均速度的比值，即：根据急回特性的概念：在某些连杆机构中，主动件作等速转动时，作往复运动的输出件返回速度较大，在空回行程中的平均速度大于工作行程的平均速度，称为连杆机构的急回特性。

02平面四杆机构

反向双曲柄机构
两曲柄旋转方向相反，且角速度不相等
公共车门自动启闭机构
三、双摇杆机构
两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。
造型机翻箱机构
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，可得到铰链四杆机构的其它演化形式。一、曲柄滑块机构：改变构件的形状和运动副二、导杆机构：选用不同的构件为机架三、摇块机构和定块机构: 选用不同的构件为机架四、双滑块机构：改变构件的形状和运动副五、偏心轮机构：扩大转动副
2、死点位置：（主动件条件）
当摇杆为主动件，连杆和曲柄共线时，过铰链中心A 的力，对A点不产生力矩，不能使曲柄转动，机构的这种位置称为死点位置。
B F
A
B C F A C D D
1、机构停在死点位置，不能起动。运转时，靠惯性冲过死点。可加飞轮增大惯性
2、利用死点实例
飞机起落架机构
工件夹紧机构
雷达天线俯仰机构还有剪刀机，破碎机，搅拌机等
曲柄摇杆机构的应用
曲柄摇杆机构的应用
3
3 2 1 4 摇杆主动
2
4 1
缝纫机踏板机构
曲柄摇杆机构的应用
剪刀机
曲柄摇杆机构的应用
牛头刨床刨刀进给机构
曲柄摇杆机构的一些主要特性：
1、机构的急回运动特性：
当曲柄转动一时，有两次曲柄与连杆共线。
这两个位置就是极限位置，简称极位
4
B
手摇唧筒
四、双滑块机构：改变构件的形状和运动副双滑块机构是具有两个移动副的四杆机构。
2 1 3 H A ф 4 H D l1 D A C B 2
ф

铰链四杆机构的急回特性(最全版)PTT文档

铰链四杆机构的急回特性
教学目标
1、掌握急回特性的有关概念 2、掌握衡量急回特性大小的参数并能进行简单的计算
3、能分析急回特性机构的应用实例
一、急回特性的概念
空回行程
工作行程 C
C1
C2
1. 机构极位：曲柄回转一周，与连杆两次共
线，此时摇杆分别处于两极限位置，称为机构极位。
θ B
B2 ω φ1 A
2. 急回特性：
ψ
曲柄等速转动情况下，摇杆往
复摆动的平均速度一快一慢，
机构的这种运动性质称为急回
D
特性。
（空回行程的平均速度大于
φ2
工作行程的平均速度的这种
B1
C1D C2D φ1 C1D C2D φ2
性质）
ΦHale Waihona Puke ＞φ2t1 ＞ t2v2 ＞ v1
摇杆C点平均速度
演示
二、急回特性系数K
从动件空回行程平均速度 K= 从动件工件行程平均速度 =
V空 V工
空回行程
工作行程 C
C1
C2
K=
Φ1 Φ2
=
180º+θ 180º-θ
θ B
B2 ω φ1 A
φ2 B1
ψ D
分析θ
？极位夹角θ
摇杆位于两极限位置时，曲柄所夹的锐角。（定义）
空回行程工作行程 C
C1
？由K=
180º+θ 180º-θ
得θ的大小？
θ
θ=180º
K-1 K+1
B B2
φ1 A
如：车门启闭机构
★ 摆动导杆机构应用实例
练一练计算
k★↗曲柄，摇急杆回如机特构性应愈图用显实著例所示，θ=30°，该机构的急回特性

平面四杆机构的基本特性

机械设计基础
Machine Design Foundation
2 B
平面四杆机构的基本特性
Fn
F
C″ C
C′ Ft vC
″
′
3
1A
B″
B′ 4
D
图6 – 19 传力特性分析
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平面四杆机构的基本特性
在机构的运动过程中，传动角同样也是随着机构
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平面四杆机构的基本特性
如图6 - 19所示的导杆机构，其极位夹角θ＞0°，
因此导杆机构也具有急回特性。
综上所述，平面四杆机构具有急回特性的条件可归纳如下：
(1) 主动件以等角速度作整周转动；
(2) 输出从动件具有正行程和反行程的往复运动；
(3) 机构的极位夹角θ＞0°。
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平面四杆机构的基本特性
快速
慢速
A
C2
＝
C1
D
图6 - 19 导杆机构的极位夹角
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平面四杆机构的基本特性
1.2 传力特性
1. 压力角和传动角
在图6 - 19所示的曲柄摇杆机构中，如果不考虑各个构件的质量和运动副中的摩擦力，则连
Ft=F cosα Fn=F sinα
（6 - 2）
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平面四杆机构的基本特性
压力角α的余角称为传动角，用γ表示。传动角 γ与压力角α的关系如下：

具有急回特性的平面四杆机构的比较与应用研究

具有急回特性的平面四杆机构的比较与应用研究王美蓉【摘要】摘要:分析了四种典型的平面四杆机构的急回特性,对这四种机构急回程度的可变性、运动变化方式和机构的动力传递等方面进行了比较分析,有助于更好地理解具有急回特性的平面四杆机构的特性;结合实例讨论了平面四杆机构的应用问题,可为工程实践中合理选用平面四杆机构提供理论依据。

【期刊名称】机械制造与自动化【年(卷),期】2014(000)006【总页数】3【关键词】关键词:平面四杆机构;急回特性;传动角0 引言急回特性是具有曲柄的平面四杆机构的重要特性,急回特性能提高机构在非工作行程中的速度,缩短非工作时间,提高工作效率,因此其在工程机械中得到广泛应用[1]。

目前对于各种典型的平面四杆机构的急回特性研究的比较多,但通过对具有急回特性的四杆机构进行比较,从而根据机构的不同特点,选用合适的机构用于工程实践的研究还不多。

本文在对具有急回特性的典型四杆机构特性进行比较的基础上,总结出不同类型急回四杆机构的优缺点,可供工程机械上的选用提供理论依据。

1 几种典型四杆机构的急回特性分析急回特性是指当主动件曲柄做等速转动时,从动件在两极限位置间运动的平均速度不同,出现了速度差[2]。

从定义可以看出具有急回特性的四杆机构一定具有曲柄,所以下面对几种具有曲柄的四杆机构进行分析。

1.1 曲柄摇杆机构的急回特性曲柄摇杆机构分为Ⅰ型、Ⅱ型两种[3],如图1所示。

当曲柄AB为主动件时,在曲柄AB和摇杆CD共线的两个位置,摇杆处于两极限位置C1D和C2D,曲柄和摇杆的运动参数见表1。

从表1中可知,在工作行程和空回行程中从动件摇杆摆动的角度均为ψ,弧长为C1C2,因此,空回行程C点的平均速度大于工作行程C 点的平均速度,机构具有急回特性。

1.2 曲柄滑块机构的急回特性曲柄滑块机构分为对心曲柄滑块机构和偏置曲柄滑块机构两种[4],如图2所示。

曲柄滑块机构的急回特性分析与曲柄摇杆机构相同,在图2(a)所示的对心曲柄滑块机构中,当摇杆BC处于两极限位置时,曲柄AB转过的角度相同,所用时间相同,滑块在工作行程和空回行程的速度相同,因此无急回特性;而在图2(b)所示的偏置曲柄滑块机构中,当摇杆BC处于两极限位置时,曲柄AB转过的角度不同,所用时间不同,滑块在工作行程和空回行程的速度不同,因此有急回特性。

平面四杆机构的运动特性

偏置曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构
偏滑块导路的中心线不通过曲柄的回转中心，c1、c2为滑块的两极限位置，θ极位夹角存在，故该机构具有急回特性，滑块行程不是曲柄长度的两倍。
对心曲柄滑块机构
因滑块导路的中心线通过曲柄的回转中心，从动件滑块位于极限位置时，无极位夹角，故机构无急回特性。
2．死点的利弊〔1〕死点的利用
在工程中也常常应用死点位置实现工作要求。如工件加紧机构、飞机起落架等。
连杆2与连架杆3共线，此时不管N多大，作用在1上的力由2传给3时总是通过3的回转中心D，无法使其转动。
应用实例1：工件加紧机构
应用实例2：飞机起落架
γ=0
F
BC、CD共线，机构处于死点位置，承受着陆时的地面反力，作用于CD的力通过其铰链中心D，故起落架不会反转〔摇杆CD不会转动〕，从而使飞机的降落更加平安可靠。
平面四杆机构具有急回特性的条件：
① 主动件作整周回转运动；
② 从动件往返运动且有极位；
③ 从动件存在两极位时，主动件相应的有极位夹角θ，
④
且极位夹角θ ≠0。
机构具有死点位置的条件：
① 主动件为摇杆；
② 从动件与连杆共线，即：压力角为 α=90°、传动角
③
γ=0°。
7—布置作业
上交作业： P68：T1.1，T1.5，T6。目的：稳固本节所学知识考虑题： 1、我们坐折叠椅的时候，靠在椅背上，为何靠椅不会自动松开或合拢？
故，可通过分析机构中是否存在极位夹角θ以及θ的大小来判断机构是否有急回运动以及急回运动的程度。
总结归纳：
平面四杆机构具有急回特性的条件：
• ①主动件作整周回转运动； • ②从动件往返运动且有极位； • ③从动件存在两极位时，主动件相应的有极

平面四杆机构急回特性研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｍｏｎｇｐｌａｎａｒｆｏｕｒ — ｂａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃｒａｎｋａｎｇｌｅ，ｔｒａｖｅｌｓｐｅｅｄｒａｔｉｏｃｏｅｉｃｆｉｅｎｔａｎｄｑｕｉｃｋ－ｒｅ —
ｉｓｔｉｃｔｏｒｅｄｕｃｅａｕｘｉｌｉａｒｙｔｉｍｅｉｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｉｃｆｉｅｎｃｙｏｆｍａｃｈｉｎｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．
现行教科书中．对极位夹角的定义是以曲柄摇杆机构为例导出的．如图ｌ所示．设曲柄ＡＢ为原动件作匀速回转运动。则摇杆ＣＤ为从动件作变速往复摆动．曲柄ＡＢ在回转一周的过程中两次与连杆ＢＣ共线．此时摇杆ＣＤ分别位于ＣＤ和Ｃ两个极限位置摇杆在两个极限位置间的夹角称为摆角．摇杆在两个
Ｏ引言
急回特性是平面四杆机构的一个重要运动特性．
极限位置时．对应原动件曲柄ＡＢ两位置之问所夹的锐角０称为极位夹角。
Ｃ
是指当主动曲柄作等速转动时．机构中具有极限位置的从动件在其两极限位置间来回运动的平均速度出现一快一慢的特性急回特性的程度通常用行程速比系数Ｋ来衡量。在工程机械应用中．可以应用急回特