平面四杆机构反转法
4平面四杆机构的设计
二用图解法设计四杆机构 1.按连杆预定的位置设计四杆机构
注意：按给定连杆两个位置时，要满足一些
附加条件。如：机架的尺寸，传动角
检查：1)若采用电机等旋转原动机来驱动机构
要求其主动件为曲柄。应检验机构是
否有曲柄存在。 2)检查机构运动的连续性 3)传力条件的检验：满足min≥〔〕
运动的连续性：是指连杆机构在运动的过程中
能否连续实现给定的各个位置的问题。
B D
A
2. 按连架杆预定的对应位置设计四杆机构 反转法 （p.174)
设计时，先假设一个连架杆，将此连架杆各位置
的铰链与另一个固定铰链点相连，将所求的连架
杆反转相应的角位移求得相当连杆的各个点（B2′ 、B3′…)；再按已知连杆位置的方法求解即可。
3.按给定的行程速比系数设计四杆机构
注意：检查许用的传பைடு நூலகம்角min≥〔〕
三。实验法
按照给定的运动轨迹设计四杆机构 1 .运输机构连杆曲线 2.运用连杆曲线图谱设计四杆机构
运用图谱设计实现已知轨迹的四杆机构
• 图3-26就是已出版的《四连杆机构分析图谱》 中的一张。 • 运用图谱设计实现已知轨迹的四杆机构的步骤： 1.从图谱中查出形状与要求实现的轨迹相似的连 杆曲线； 2.按照图上的文字说明得出所求四杆机构各杆长 度的比值； 3.用缩放仪求出图谱中的连杆曲线和所要求的轨 迹之间相差的倍数，并由此确定所求四杆机构 各杆的真实尺寸； 4.根据连杆曲线上的小圆圈与铰链B、C的相对位 置，即可确定描绘轨迹之点在连杆上的位置。
《平面四杆机构》课件
目 录
• 平面四杆机构简介 • 平面四杆机构的基本形式 • 平面四杆机构的运动特性 • 平面四杆机构的优化设计 • 平面四杆机构的实例分析 • 平面四杆机构的创新与发展
01
平面四杆机构简介
定义与特点
定义
平面四杆机构是指在平面内由四 个刚性构件通过低副（铰链或滑 块）连接而成的相对固定和相对 运动的机构。
总结词
随着科技的不断发展，平面四杆机构的设计 也在不断创新，新型的平面四杆机构在结构 、性能和应用方面都得到了显著提升。
详细描述
新型平面四杆机构采用了先进的材料和设计 理念，使得其具有更高的稳定性和耐用性。 同时，新型平面四杆机构在运动学和动力学 方面也进行了优化，能够实现更加精准和高
效的运动控制。
平面四杆机构的分类
根据连架杆的形状
曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
根据机架的长度
长机架四杆机构、短机架四杆机构。
02
平面四杆机构的基本形式ຫໍສະໝຸດ 曲柄摇杆机构总结词
曲柄摇杆机构是平面四杆机构中最常 见的形式之一，其中一根杆固定作为 曲柄，另一根杆作为摇杆，通过曲柄 的转动来驱动摇杆的摆动。
详细描述
特点
具有结构简单、工作可靠、传动 效率高、制造容易等优点，因此 在各种机械和机构中得到广泛应 用。
平面四杆机构的应用
01
02
03
曲柄摇杆机构
用于将曲柄的转动转化为 摇杆的往复摆动，如搅拌 机、榨汁机等。
双曲柄机构
用于实现两个曲柄的等速 转动，如机械式钟表的秒 针机构等。
双摇杆机构
用于将两个摇杆的往复摆 动转化为另一个摇杆的往 复摆动，如雷达天线驱动 机构等。
详细描述
平面四杆机构课件
机械基础
平面连杆机构
1 B
4-1平面连杆机构
定义：若干个刚性构件用平面低副联接而成的机构,也可 称为平面低副机构。
优点：1.能够实现多种运动形式的转换，也可以实现各 种预定的运动规律和复杂的运动轨迹，容易满足生产中 各种动作要求；2.构件间接触面上的比压小、易润滑、 磨损轻、适用于传递较大载荷的场合；3.机构中运动副 的元素形状简单、易于加工制造和保证精度。
3、准备工作：硬纸板、美工刀、钉子、尺子；
4、制作步骤：（1）用尺子和美工刀裁出相应尺寸的纸 条，长度和宽度自定，并在纸条上注明尺寸；（2）按相 应顺序用钉子连接做成铰链四杆机构；（3）用手按住一 个杆件作机架，能够自由转动。
17 B
4-1平面连杆机构
评价：制作完毕后，组内先自评，让最好的上台演示， 教师再进行评价。
A
B1
2
4
1180
3
摆角 D
2 180
对应的时间
摇杆点C的 平均速度
t1 1/1
v1 C¼1C2 / t1
t2 2/1
v2 C¼2C1 /t2 7 B
4-1平面连杆机构
输出件的行程速度变化系数K：
从动件快行程平均速度v2与慢行程平均速度v1之比。
Kv2 v1
t1 t2
1 2
1188 00
180 K1
不满足杆长 之和条件
任意杆为机架
双摇杆机构（II）
15 B
4-1平面连杆机构 练习：判断下面四杆机构是什么机构
16 B
4-1平面连杆机构
三、制作铰链四杆机构
1、分组：4人为一组，共五组；
2、要求：每人做铰链四杆机构2个，一个为满足杆长和 条件，一个为不满足杆长和条件；每组派一位学生上台 演示，用自己所做的机构演示出曲柄摇杆机构、双摇杆 机构、双曲柄机构（组内学生要自评）；
介绍平面4杆机构
平面4杆机构介绍
嘞个文章咱就来摆一哈平面四杆机构噻。
说起平面四杆机构，那可真是个机械里头常见得不能再常见的东西咯。
它就像是个会变形的四边形，由四根杆儿通过铰链连到一堆儿，能在平面上头动来动去。
这四根杆儿里头，有根叫连杆，它就像个中间人，两边都连着东西；还有根叫机架，它是固定的，不动弹；另外两根，一根叫曲柄，一根叫摇杆，它们就负责动来动去，把力量传过去传过来的。
曲柄一转，嘿，连杆就跟着动，摇杆也就跟着晃悠起来。
这个过程中，它们之间的角度、位置都在变，但有个规律在里头，这就是平面四杆机构的巧妙之处。
这机构用处可大了去了，你看那汽车雨刮器，不就是用的这个原理嘛，一转一转的，就把挡风玻璃擦干净咯。
还有缝纫机、搅拌机这些，里头都有平面四杆机构的影子。
它简单、可靠，还容易做，成本也不高，所以广受大家喜欢。
设计师们也喜欢用它，因为它能按照需要设计出各种动作来，满足不同的工作要求。
当然咯，平面四杆机构也不是万能的，它也有自己的局限。
但瑕不掩瑜嘛，它的优点还是盖过了缺点，成了机械里头的一个明星产品。
总之，平面四杆机构是个好东西，它在我们的生活中无处不在，默默地为我们服务着。
下次你看到那些会动的机械玩意儿，不妨想一想，里头是不是就藏着个平面四杆机构呢？。
机械原理 第八章 平面四杆机构设计
2. 平面四杆机构的运动特性 （1）急回运动和行程速度变化系数 K （2）压力角和传动角 （3）死点 （4）运动连续性
压力角和传动角
压力角：受力方向与速度方向所夹锐角。 压力角：受力方向与速度方向所夹锐角。
压力角—— 主动件曲柄通过连杆作用于从动件摇杆上的力F的作用 压力角 线与其作用点的速度方向之间所夹锐角，称为机构的压力角α。 传动角—— 机构在某位置时，其连杆与从动杆之间所夹的锐角γ， 传动角 称为机构在该位置时的传动角。 传动角：连杆与从动杆所夹锐角。 传动角：连杆与从动杆所夹锐角。
第八章 平面连杆机构及其设计
§8-1 连杆机构及其传动特点 §8-2 平面四杆机构的类型和应用 §8-3 平面四杆机构的基本知识 §8-4 平面四杆机构的设计
第八章 平面连杆机构及其设计
§8-1 连杆机构及其传动特点
• 1. 应用实例 四足机器人 • 2. 例8-1 飞机起落架 炉门机构 牛头刨床
第二章
机构的结构分析
§8-3 平面四杆机构的基本知识
2. 平面四杆机构的运动特性 （1）急回运动和行程速度变化系数 K （2）压力角和传动角 （3）死点 （4）运动连续性
急回运动和行程速度变化系数 K
1. 急回运动 —— 当连杆机构的主动件为等速回转时，从动件空回行程的平 均速度大于其工作行程的平均速度，这种运动称为急回运动。 2. 行程速比系数 K ——用来衡量急回运动的程度。
克服死点的方法： 克服死点的方法： 1）利用安装飞轮加大惯性的方法，借惯性作用使机构闯过死点。 2）采用将两组以上的同样机构组合使用，且使各组机构的死点位 置相互错开排列的方法。 死点的应用 例8-10 飞机起落架收放机构 例8-11 折叠式桌的折叠机构
第八章 平面连杆机构及其设计
平面四杆机构ppt课件
contents
目录
• 平面四杆机构简介 • 平面四杆机构类型 • 平面四杆机构的设计与优化 • 平面四杆机构的特性分析 • 平面四杆机构的实例分析 • 平面四杆机构的未来发展与挑战
01 平面四杆机构简介
定义与特点
定义
平面四杆机构是一种由四个刚性 杆通过铰链连接形成的平面机构 。
3D打印技术
利用3D打印技术，实现复杂结构的设计和快速原型制造。
智能化与自动化
传感器和执行器的集成
01
在机构中集成传感器和执行器，实现实时监测和控制。
智能化控制算法
02
采用先进的控制算法，如模糊控制和神经网络控制，以提高机
构的动态性能和稳定性。
自动化系统集成
03
将机构与自动化系统集成，实现远程监控、故障诊断和预测性
详细描述
摄影升降装置中的平面四杆机构由支架、滑轨、连杆和摄像设备组成。通过电机驱动，滑轨带动连杆运动，使摄 像设备实现升降。平面四杆机构在摄影升降装置中保证了摄像设备的稳定性和精确性，为拍摄高质量的画面提供 了保障。
06 平面四杆机构的未来发展 与挑战
新材料的应用
高强度轻质材料
采用高强度轻质材料，如碳纤维复合材料和铝合 金，以提高机构的强度和减轻重量。
运动特性分析
运动特性
分析平面四杆机构的运动特性， 包括运动范围、运动速度和加速 度等，以及各杆件之间的相对运
动关系。
运动轨迹
研究平面四杆机构中各点的运动轨 迹，包括曲线的形状、变化规律和 影响因素。
运动学分析
通过建立平面四杆机构的运动学方 程，分析其运动规律，为机构的优 化设计提供理论依据。
受力特性分析
实例二：搅拌机
平面四杆机构课件
介绍滑块机构的结构和运动方式，以及在传 动系统中的应用。
运动分析
分析平面四杆机构的转角、转速和加速度，以了解其运动特性和性能。
拉格朗日动力学方程
使用拉格朗日动力学方程来描述平面四杆机构的运动方程，并探讨其动力学特性。
运动规律和行程设计
讲解平面四杆机构的运动规律和行程设计
本课件介绍平面四杆机构的基本概念、定义、特点以及常见类型。包括运动 副和约束副，运动分析和转角、转速、加速度分析，以及结构设计和齿轮传 动设计。展示实例和应用领域。
基本概念
介绍平面四杆机构的基本概念，包括其构成要素、运动方式和作用。
四杆机构的定义
详细解释四杆机构的定义，并讨论其在机械工程中的重要性。
结构设计
讨论平面四杆机构的连杆参数设计，轴承选型和布置设计，以及齿轮传动设 计和杆件配重设计。
实例演示
通过实例演示，展示平面四杆机构在工程实践中的应用，以及解决的具体问 题。
案例分析和实验
通过案例分析和实验，深入了解平面四杆机构的工作原理和性能，以及应用 的局限性。
展示动画演示
使用动画演示的方式展示不同类型平面四杆机构的运动特性和工作过程。
平面四杆机构的基本特点
探讨平面四杆机构的基本特点，如连杆长度比例、工作空间和运动自由度。
常见类型
平行四杆机构
介绍平行四杆机构的结构和运动特点，以及 在工程领域中的应用。
摺线机构
讨论摺线机构的设计原理和运动特性，以及 在汽车工程中的应用。
菱形机构
解释菱形机构的结构和运动原理，以及其在 工业制造中的应用。
数据结果展示
展示通过实验和仿真获得的数据结果，以评估平面四杆机构的性能和效果。
总结
平面四杆机构
这些机构生活有哪些作用
机械手臂：在机械手臂中，通 常会使用双摇杆机构来驱动手 臂的伸缩和旋转，以实现机械
手臂的各种动作
汽车门窗：在汽车中，门窗的 开合机构通常会使用曲柄摇杆 机构或双曲柄机构来实现，以 提供稳定且平滑的开合体验
儿童玩具：许多儿童玩具中也 会使用到平面四杆机构，例如 玩具车、玩具飞机等，以实现
平面四杆机构在各种生活和工业应用中有着广泛的作用。由于其结构简单，易于制造 和调节，因此被广泛应用于实现各种运动规律和运动轨迹。以下是几种常见的应用
摄影机或摄像机：在摄影机或摄像机的镜头伸缩装置中，通常会使用双曲柄机构或双 摇杆机构来驱动镜头的伸缩，以实现精确控制和稳定的拍摄效果
打印机和复印机：在打印机和复印机的打印头或扫描头部分，可能会使用到曲柄摇杆 机构或双曲柄机构来驱动打印头或扫描头的移动，以实现高精度的打印和复印效果
有哪些地方用到的原理
总的来说，平面四杆 机构是一种非常有用 的机械元件，它的原 理被广泛应用于各种 不同的机械系统和设 备中
-
THANKS
20xx
平面四杆机构
汇报人：xxx
-
1
平面四杆机构分类那些机构
2
这些机构生活有哪些作用
3
有哪些地方用到的原理
1 平面四杆机构分类那 些机构
平面四杆机构分类那些机构
平面四杆机构是一种常 见的机械机构，它由四 个刚性杆组成，且所有
杆件在同一直线上
根据杆件的不同组合和 运动特征，平面四杆机 构可以分为以下几类
01
曲柄摇杆机构： 曲柄为主动件， 摇杆为从动件， 曲柄的转动转化 为摇杆的摆动
平面四杆机构分类那些机构
02
双曲柄机构：两 个曲柄协同转动， 其中一个是主动 件，另一个是从 动件
四杆机构
急回特性 机构工作件返回行程速度大于工作行程速度的特性。 行程速比系数K 为了表示工作件往复运动时的急回程度，用V2和V1的比值K来描述。
急回性能分析
V2 c2c1 / t 2 t1 1 1800 k V1 c1c2 / t1 t 2 2 1800
演化：曲柄摇杆机构
回转副D→移动副 曲柄滑块机构
§2.2 平面四杆机构的基本形式及其演化
类型：
曲柄滑块机构（偏距e） 对心曲柄滑块机构， e=0 滑块运动线与曲柄回转中心共线 偏置曲柄滑块机构，e≠0 滑块运动线与曲柄回转中心不共线 特点：曲柄等速回转，滑块具有急 回特性。
应用：活塞式内燃机，空气压缩
§2.2 平面四杆机构的基本形式及其演化
曲柄摇杆机构应用实例
缝纫机脚踏板机构
§2.2 平面四杆机构的基本形式及其演化
曲柄摇杆机构应用实例
跑步机
§2.2 平面四杆机构的基本形式及其演化
曲柄摇杆机构应用实例
自动送料机构
§2.2 平面四杆机构的基本形式及其演化
2.双曲柄机构——两连杆架均为曲柄的四杆机构 连杆架 曲柄—原动件，等速转动 曲柄—从动件，变速转动
l1+l4≤ l2+ l3 将式2-1、2-2、2-3两两相加，可得 l1≤l2 ， l1≤l3 ， l1≤l4 AB杆（曲柄）为最短杆 最短杆与任意一杆长度之和≤其它两杆长度之和
§2.3 平面四杆机构的几个基本概念
铰链四杆机构有一个曲柄的条件： (1) 最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆长度之和；
Fn
1 1
A
B
2
4
3 D
g C a
F
平面四杆机构的基本形式及其演化(最新)
播种机料斗机构
天平
A
B B’
C C’
A
D 设计：潘存云
AB = CD BC =AD
BB
C
B
C
B
设计：潘存云
A
D
设计：潘存云
设计：潘存云
D C
耕地
料斗
6
平行四边形机构在共线位置出现运动
不确定。 采用两组机构错开排列。
B’
F’
C’
A’
E’
D’
G’
设计：潘存云
A
E D 设计：潘存云
偏心轮机构
B
1
2 3
A
4C
曲柄滑块机构
B
1
2 3
A
4C
摆动导杆机构
导杆机构 转动导杆机构
10
应用实例:
6E
C
3
2
B 设计：潘存云 4
1
A 5
D
小型插床
D
3
B2
C
设计：潘存云
C2
4 C1
1
A
牛头刨床
11
(3)选不同的构件为机架
B
1
2 3
A
4C
曲柄滑块机构
B
1
2 3
A
4C
导杆机构
B
1
2 3
A
4C
摇块机构
G
B
F
C
反平行四边形机构 ——车门开闭机构
设计：潘存云
设计：潘存云
反向
7
（3）双摇杆机构 特征：两个摇杆 应用举例：铸造翻箱机构、 风扇摇头机构、
特例：等腰梯形机构——汽车转向机构
平面四杆机构设计介绍
第三章 平面四杆机构的设计§3—1 平面连杆机构的特点、类型及应用1.1 概 述连杆机构：各构件之间用低副和刚性构件连接起来实行运动传递的机构。
如图2-1 分为平面连杆机构和空间连杆机构 。
连杆机构由连架杆，连杆和机架组成。
平面连杆机构的特点：1.2平面连杆机构的基本类型和结构特点：由于连杆机构的构件一般呈杆状，也以其构件的数量称为多杆机构。
平面杆机构是最基本最常用的连杆机构。
1．2．1 平面连杆机构的基本类型：1) 曲柄摇杆机构 2）双曲柄机构 3）双摇杆机构 1．2．2 平面连杆机构演化 1) 转动副转化为移动副 2）取不同的构件为机架 3）变换构件的形态 4）扩大转动副的尺寸§3—2 平面连杆机构的运动特性2.1平面连杆机构的运动特性：（1Grashoff 定理（简称曲柄存在条件）：如图示a + d ≤b + cb ≤ d – a +c c ≤d – a + b a ≤ c a + b ≤ c + da ≤b a +c ≤ b +d a ≤ d a + d ≤ b + c在全铰链四杆机构中，如果最短杆与最长杆杆长之和小于或等于其余两杆杆长之和，则必然存在作整周转动的构件。
若不满足上述条件，即最短杆与最长杆杆长之和大于其余两杆杆长之和，则不存在作整周转动的构件。
（2）四杆机构从动件的急回特性：如图示四杆机构从动件的回程所用时间小于工作行程所用的时间，称为该机构急回特性。
急回特性用行程速比系数K 表示。
212112ϕϕ===t t v v K极位夹角θ—— 从动摇杆位于两极限位置时，原动件两位置所夹锐角。
θ越大，K 越大，急回特性越明显。
§3—3 平面连杆机构的传力特性3．1． 传动角与压力角：如图示在机构处于某一定位置时，从动件上作用力与作用点绝对速度方向所夹的锐角 α 称为压力角。
压力角的余角 γ（ γ = 90°— α） 作为机构的传力特性参数，故称为传动角。
机械设计-平面四杆机构的特性
4 - 4
01
平面四杆机构的运动特性
平面四杆机
构 的 特 性
02
平面四杆机构的传力特性
平面连杆机构能实现转动、摆动、移
动等，在应用机构时我们需要知道它的运动
特点和传力性能，平面连杆机构的运动特点
有急回特性，传力特点有压力角、传动角、
死点位置。
在图4-4.1所示的曲柄摇杆机构中，
（2）死点位置：当从动件与连杆共线时，=0，该位置叫做死点位置，工程中有的地方可以利
用死点位置，如夹具机构；有的需要克服死点位置，如缝纫机的踏板机构。
感谢您的观看
从动摇杆3所受的力F与力作用点C 的速
度vC 间所夹 的锐角称为压力角，用α表示。
习惯用压力角α的余角γ来判断传力性
能，γ称为传动角。越大，机构传力性能越
好，为了保证机构传力性能良好，一般要求
机构的最小传动角min≥40°，传递大功率
时所用机械 如颚式破碎机、冲床等，
min≥50°。
图4-4.2 压力角和传动角
=2/1=(180°+)/(180°−)，
=180°(−1)/(+1)。
平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角θ。
若θ≠0，则K>1，机构有急回特性，且θ越大，机构
的急回特性就越明显；若θ=0，机构无急回特性。
利用机构的急回特性，可以缩短空回行程的时
间，提高机器的生产率。
图4-4.1 曲柄摇杆机构的运动特性
（a）
（b）
图4-4.5 克服死点位置
本节课学习了以下几个内容：
1. 平面连杆机构的运动特性——急回特性：空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度，极
位夹角θ越大，机构的急回特性越明显，若θ=0，机构无急回特性。
最新图解法设计平面四杆机构
图解法设计平面四杆机构3.4 图解法设计平面四杆机构3.4.1按连杆位置设计四杆机构1.给定连杆的三个位置给定连杆的三个位置设计四杆机构时，往往是已知连杆B C的长度L B C和连杆的三个位置B1C1和B2C2和B3C3时，怎样设计四杆机构呐？图解过程。
2.给定连杆的两个位置给定连杆的两个位置B1C1和B2C2时与给定连杆的三个位置相似，设计四杆机构图解过程如下。
①选定长度比例尺绘出连杆的两个位置B1C1、B2C2。
②连接B1B2、C1C2，分别作线段B1B2和C1C2的垂直平分线B12和C12，分别在B12和C12上任意取A，D两点，A，D两点即是两个连架杆的固定铰链中心。
连接A B1、C1D、B1C1、A D，A B1C1D 即为所求的四杆机构。
③测量A B1、C1D、A D计算l A B、L C D L A D的长度,由于A点可任意选取，所以有无穷解。
在实际设计中可根据其他辅助条件，例如限制最小传动角或者A、D的安装位置来确定铰链A、D的安装位置。
例设计一振实造型机的反转机构，要求反转台8位于位置Ⅰ（实线位置）时，在砂箱7内填砂造型振实，反转台8反转至位置Ⅱ（虚线线位置）时起模，已知连杆B C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A D=B C。
自己可以试着在纸上按比例作出图形，再求出各杆长度。
若想对答案请点击例题祥解3.4.2 按行程速度变化系数设计四杆机构1.设计曲柄摇杆机构按行程速度变化系数K设计曲柄摇杆机构往往是已知曲柄机构摇杆L3的长度及摇杆摆角ψ和速度变化系数K。
怎样用作图法设计曲柄摇杆机构？2.设计曲柄摆动导杆机构已知机架长度l4和速度变化系数K，设计曲柄导杆机构。
①求出极位夹角②根据导杆摆角ψ等于曲柄极位夹角θ，任选一点C后可找出导杆两极限C m、C n。
③作∠M C N的角评分线，取C A＝，得到A点，过A点作C m和C n的垂线B1和B2两点，A B1（或A B2）即为曲柄。
平面四杆机构ppt课件
摄影三脚架中的平面四杆机 构通常由三根支撑杆和若干 个连接杆组成。
三根支撑杆通常具有较好的 弹性和韧性，可以适应不同 地形和环境，提供稳定的支 撑效果。连接杆则将三根支 撑杆连接在一起，形成稳定 的三角形结构。
挖掘机机构
挖掘机是一种广泛应用于建筑、道路 、矿山等领域的工程机械设备。它的 主要功能是通过挖掘斗的升降、旋转 和移动来实现挖掘作业。
作用
03
连杆在机构中起到传递运动和动力的作用，还可以改变运动的
方向。
转动副
定义
转动副是平面四杆机构的基本组成之一，是一种 连接两个构件的相对转动的运动副。
特点
转动副由两个构件组成，一个构件作为固定轴， 另一个构件围绕固定轴旋转。
作用
转动副在机构中起到传递运动和动力的作用，同 时也可以改变运动的方向。
双摇杆机构
由两个摇杆和两个连架杆组成的平面四杆机构。双摇杆机构中，两个摇 杆长度相等且平行，连架杆相对摇杆做往复摆动，可以实现将摇杆的往 复摆动转换为连架杆的往复摆动。
平面四杆机构的应用
实例1
缝纫机踏板机构。当脚踏板低速转动时，通过一个曲柄摇杆 机构将脚踏板的往复摆动转换为缝针的上下摆动；当脚踏板 快速转动时，通过一个双曲柄机构将脚踏板的往复摆动转换 为缝针的上下摆动。
利用计算机辅助设计软件进行 数值仿真，通过对机构参数的
调整，实现最优设计。
基于实验设计的优化
通过实验测试机构的性能，利 用实验设计方法对机构进行优 化。
基于人工智能的优化
利用人工智能算法，如神经网 络、遗传算法等，对机构的参 数进行优化。
多学科优化方法
综合考虑机构的多学科因素， 如结构、运动、动力学等，实
转向机构是汽车底盘的一个重要组成部分，它的 主要功能是控制汽车的行驶方向，使车辆能够按 照驾驶员的意愿进行转弯或者改变行驶方向。
平面四杆机构反转法
机构倒置法的理论
机构倒置原理
C1
B1
B1
C1
A
D
A
D
▪ 同动图一全原运等理动），链。各，构取件不间同的的相构对件运为动“关机系架并”未时改，变根（据机相构对位运置 ▪ 只察是到各的构运件动的）“发绝生对了运变动化”。（在变换后的“机架”上观 ▪ 当理待”求求因解素，是该活方动法铰称链为的“位机置构时倒，置需法要”利。用 “倒置原
AB2C2D
同样，我们也可以利用 机构倒置法
12
C2D与C1D
取原机构连架杆CD为机架，则连架杆AB变 为连杆
将原机构第二构型 D反转，- 角使 行机构的倒置
视为刚体，绕点 重合，即进
这样，就将原求活动铰链中心C位置的问题 转化为求固定铰链中心C位置的问题
我们之前解 决了 已知活动Fra bibliotek 链中心的位 置
也根据机构 倒置法 将固定铰链 变为活动铰 链
解决了 已知固定铰 链中心位置 的问题
但当出现下列问题时， 我们又该怎么解决呢？
已知 件与
四 从
杆 动
机件构顺机时1架针2
长依度次12
为 相应d1,3要转求过 1原3对动应
角度 、 ， 、 时。试设计此四
杆机构。
同样，我们 也可以利用 机构倒置法
同样，我们也可以 利用 机构倒置法
取原机构连架杆CD为机架， 则连架杆AB变为连杆
AB2C2D
12
C2D与C1D
同样，我们也可以利用 机构倒置法
取原机构连架杆CD为机架， 则连架杆AB变为连杆
将原机构第二构型
视为刚体，绕点D反转，-
角使
重合，即进
行机构的倒置
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为机架，则连架 杆AB变为连杆 AB2C2D 将原机构第二构型
视为刚体，绕点
D反转，- 1角2 使 重C合2 D，与即C进1D行机 构的倒置
这样，就将原求活 动铰链中心C位 置的问题转化为 求固定铰链中心 C位置的问题
我们之前解决了 已知活动铰链中心的位置
也根据机构倒置法 将固定铰链变为活动铰链
解决了 已知固定铰链中心位置的问题
但当出现下列问题时， 我们又该怎么解决呢？
已知四杆机构机架长度 为d,要求原动件与从动 件顺时针依次相应转过 对应角度 12 、1，2 1、3 13 时。试设计此四杆机构 。
同样，我们也可以利用 机构倒置法
按两连架杆预定的三个位置 设计四杆机构
机构倒置法的理论
机构倒置原理
C1
B1
B1Βιβλιοθήκη C1ADA
D
▪ 同一运动链，取不同的构件为“机架”时，根据相对运动 原理，各构件间的相对运动关系并未改变（机构位置图全 等）。
▪ 只是各构件的“绝对运动”（在变换后的“机架”上观察 到的运动）发生了变化。
▪ 当待求因素是活动铰链的位置时，需要利用 “倒置原理 ”求解，该方法称为“机构倒置法”。
同样，我们也可以利用 机构倒置法
取原机构连 架杆CD为 机架，则 连架杆AB 变为连杆
同样，我们也可以利用
机构倒置法
取原机构连架杆 CD为机架，则 连架杆AB变为 连杆
将原机构第二构 型 AB2C2D视为 刚体，绕点D
反转，- 12角
使 C2D与C1重D 合 ，即进行机构 的倒置
同样，我们也可以利用