《机械设计原理》第4章按行程速比系数综合平面连杆机构

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《机械原理》第四章平面连杆机构及其设计

2. 急回特性和行程速比系数
判断下列机构是否具有急回特性：
双曲柄机构和对心曲柄滑块机构适当组合后，也可能产生急回特性。
机械原理
小结：
第四章平面连杆机构及其设计
2. 急回特性和行程速比系数
1）急回特性的作用：节省空回行程的时间，提高劳动生产率。 2）急回特性具有方向性，当原动件的回转方向改变时，急回的行程也跟着改变。 3）对于有急回运动要求的机械，先确定K，再求θ。
∆DB1C1 中 : a + d ≤ b + c ∆DB2C 2 中 : b ≤ (d-a ) + c
(a ) 即 a+b≤c+d 即 a+c ≤ b+d
c ≤ (d-a ) + b (a ) + (b )，得 a ≤ c (a ) + (c )，得 a ≤ b
(b ) + (c )，得 a ≤ d
手摇唧筒
固定滑块3成为唧筒外壳，导杆4的下端固结着汲水活塞，在唧筒3的内部上下移动，实现汲水的目的。
机械原理
2 . 平面四杆机构的演化形式 ( ) 运动副元素的逆换 4
第四章平面连杆机构及其设计
将移动副两元素的包容关系进行逆换，并不影响两构件之间的相对运动，但却能演化成不同的机构。
构件2 包容构件3 导杆机构
4-2
平面四杆机构的类型和应用
1. 平面四杆机构的基本形式 2. 平面四杆机构的演化形式
机械原理
第四章平面连杆机构及其设计
铰链四杆机构 1. 平面四杆机构的基本形式：
机架：固定不动的构件，如AD 杆连杆：不直接与机架相连的构件，如BC杆连架杆：直接与机架相连的构件，如AB、CD 杆曲柄：能作整周转动的连架杆，如AB 杆摇杆：不能作整周转动的连架杆，如CD 杆

机械原理教案平面连杆机构及其设计

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、连杆机构及其组成。

本章主要介绍平面连杆机构（所有构件均在同一平面或在相互平行的平面内运动的机构）组成：由若干个‘杆’件通过低副连接而组成的机构。

又称为低副机构。

2、平面连杆机构的特点（首先让学生思考在实际生活中见到过哪些连杆机构：钳子、缝纫机、挖掘机、公共汽车门）1）运动副为面接触，压强小，承载能力大，耐冲击，易润滑，磨损小，寿命长；。

2）运动副元素简单（多为平面或圆柱面），制造比较容易；3）运动副元素靠本身的几何封闭来保证构件运动，具有运动可逆性，结构简单,工作可靠；4）可以实现多种运动规律和特定轨迹要求；（连架杆之间）匀速、不匀速主动件（匀速转动）→→→→→从动件连续、不连续（转动、移动）某种函数关系引导点实现某种轨迹曲线导引从动件（连杆导引功能）→→→→→引导刚体实现平面或空间系列位置5）还可以实现增力、扩大行程、锁紧。

连杆机构的缺点：1）由于连杆机构运动副之间有间隙，且运动必须经过中间构件进行传递，因而当使用长运动链（构件数较多）时，易产生较大的误差积累，同时也使机械效率降低。

2）连杆机构所产生的惯性力难于平衡，因而会增加机构的动载荷，所以连杆机构不宜用于高速运动。

3）难以精确地满足很复杂地运动规律（受杆数限制）4）综合方法较难，过程繁复；平面四杆机构的应用广泛，而且常是多杆机构的基础，本章重点讨论平面四杆机构的有关基本知识和设计问题。

§8-2、平面四杆机构的基本类型和应用（利用多媒体中的图形演示说明）1．铰链四杆机构的基本类型1）、曲柄摇杆机构曲柄：与机架相联并且作整周转动的构件；摇杆：与机架相联并且作往复摆动的构件；（还可以举例：破碎机、自行车（人骑上之后）等）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。

还可以补充：平行四边形机构的丁子尺、工作台灯机构；火车驱动机构、摄影平台、播种料斗机构、关门机构等。

按行程速比系数K设计平面四杆机构的几个问题

－ ●
一
图２Ｉ取值范围
首先根据行程速度变化系数Ｋ求出极位夹角０口＝１８０ｏ｝
圆８的交于Ｅ、Ｆ两点，如图１所示。１．５在Ｃ。Ｃ所对优弧Ｃ。ＭＣ：上任取一点作为固定铰链点Ａ。
解）。
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２・１．２出现的问题
．
可 … 二ＢＣｃ一：．Ｖ１ｌ：＝Ｂ一
位于Ｉ：南点乏接１２ｘＱｔ：ｃｉ芝高爵杆
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１６６・
科技论坛
按行程速比系数Ｋ设计平面四杆机构的几个问题
董志刚 ’ 韩忠义ｚ苏俊玲
（１、唐山城市排水有限公司，河北唐山０６３０００２、唐山学院，河北唐山０６３０００）摘要：通过对四杆机构各构件几何关系的分析、论证，介绍了在已知行程速比系数，并给定其它辅助几何条件时＇用图解法设计四杆
・
１６８・
科技论坛
的发生提供了措施依据。该事故树的最小径集用布尔代数法求解如下：
Ｔ＝＝（ｘｅ＋Ｘ９）＝ｘ１（ｘ５＋Ｘ６＋Ｘ－）（ｘ。＋ｘ，）
Ｉ ①ｆ１、＝１／２１ ‘ ４＝１：ｌｆ２Ｆ１／２３－ ’ １＝０．２５；
２．２已知行程速比系数Ｋ，摇杆摆角，摇杆长度ｌ及连杆长度ｌ：，设计铰链四杆机构，求ｌ。，ｌ４。１．６求ｌ。，ｌ２，ｌ４。２．２．１解题方法图中量取ＡＣ，、ＡＣ；则ＡＢ＝１／２（ＡＣ一ＡＣ）；ＢＣ＝Ｉ／２（ＡＣａ．按图１做法，先做出圆８。＋ＡＣ】）。ｂ．以Ｍ为圆心，以ｃＭ为半径画圆Ｂ；，以ｃ为圆心，以２ｌ２为图中量取ＡＤ尺寸，则：１１＝ＡＢ＊ｌ１２＝ＢＣ＊ｌ１４＝ＡＤ＊ｌ。半径画弧与圆Ｐ交于Ｙ、Ｙ：点。作直线ｃ：Ｙ。（或ｃ２Ｙ）与圆８交点２几种需注意情况即为Ａ点。两个懈，如图２所示。２．１已知行程速比系数Ｋ，摇杆摆角，摇杆长度ｌ及机架长ｃ．可得：ＡＢ＝１／２（ＡＣ，一ＡＣ）度ｌ４，设计铰链四杆机构，确定ｌ。，ｌ。ｌｌ：ＡＢｌ；１４－ＡＤ１２．１．１解题方法２．２．２出现的问题ａ．按图１做法，先做出圆８。ａ．１：＜ｌｃ。ｃ时，以２ｌ２为半径所画弧与圆８交于Ｃｌｃ２所对ｂ．以Ｄ为圆心，以ｌ４为半径画弧与圆８交于Ａ、Ａ’ 点（两个劣弧上，不满足设计要求［１１。

机械原理课程学习指南新版(相比08版略有不同,具体见内容)

《机械原理》课程学习指南说明：为配合学生《机械原理》课程的学习，根据机电工程学院本科《机械原理》课程教学大纲的要求，对本课程基本情况、性质、任务、教材和多媒体课件的处理、学习参考书、考核要求及各章节重点、难点等均在本学习指南中做出了较详细的说明。

同时针对各章的不同要求，配备了一定数量的自测练习题，学生通过自测检查可以发现自身学习中存在的问题，有的放矢地进行学习。

一、课程基本情况、性质、研究对象和任务总学时：56学时，课堂教学：50学时，实验教学：6学时。

先修课：大学物理、高等数学、机械制图、理论力学、材料力学、计算机应用基础等。

《机械原理》是高等工业院校机械类专业普遍开设的一门重要技术基础课，在整个教学计划中，以主干课程的角色，起着承上启下的作用，具有十分重要的地位。

本课程主要研究机械系统的运动学和动力学分析及机械系统方案设计基本理论，包括各种机构的结构分析、运动分析和受力分析问题，常用机构的设计问题，机器动力学问题和机械运动系统设计的问题。

它的主要任务是：1)通过本课程的学习，使学生掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能。

2)通过本课程的学习，使学生学会常用机构的分析和综合方法，培养学生的创新精神和机械系统运动方案创新设计的能力。

二、教材及多媒体课件说明1．教材：本课程教材选用由刘会英、杨志强、张明勤编著，机械工业出版社出版的新世纪高校机电工程规划教材《机械原理》。

本教材内容精炼、结构合理、理论性强，是“十一五”国家级规划教材。

由于计划学时有限，不可能在课堂上对教材所有内容一一进行详细讲解。

因此，学生应该抓住每章节的重点、难点，搞清分析问题、解决问题的基本思路，并注意寻找同类问题间的内存规律。

真正做到举一反三，将问题由“繁”变“易”，将课本由“厚”读“薄”。

2．多媒体课件：机械原理多媒体教学课件是本校机械基础学科组集体创作的，它综合了图、文、声、像、二维图形、三维动画等多种媒体手段，经科学、合理的重组、整合、加工，构筑了一种虚拟实际场景的教学氛围。

机械原理课程设计图解法设计平面连杆机构

工程技术学院课程设计题目：图解法设计平面连杆机构摘要设计内容：设计曲柄摇杆机构。

已知摇杆长度l，摆角ψ，摇杆3的行程速比系数K，要求摇杆CD靠近曲柄回转中心A一侧的极限位置与机架间的夹角为∠CDA，试用图解法设计其余三杆的长度，并计算机构的最小传动角γ。

设计方法：在设计时首先需计算极位夹角θ，再绘制机架位置线及摇杆的两个极限位置，然后确定曲柄回转中心和各杆长度最后验算最小传动角。

最后根据已知数据和所计算的数据进行图解，画出平面四杆机构图。

平面连杆机构是由若干构件用平面低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。

平面连杆机构的使用很广泛，它被广泛地使用在各种机器、仪表及操纵装置中。

例如内燃机、牛头刨、钢窗启闭机构、碎石机等等，这些机构都有一个共同的特点：其机构都是通过低副连接而成，故此这些机构又称低副机构低副机构低副机构低副机构。

关键词：机械设计基础机械设计基础课程设计平面四杆机构图解法极位夹角云南农业大学工程技术学院目录1题目 (3)1.1原始数据及要求 (3)1.2 工作量 (3)1.3 制图说明 (3)1.4 设计计算说明书包括的内容 (3)2 设计方案的讨论 (4)3 设计过程 (5)3.1 各杆长度的确定 (5)3.2 盐酸最小传动角 (6)4 小结 (7)5 参考文献 (8)1、题目1.1原始数据及要求：设计曲柄摇杆机构。

已知摇杆长度l，摆角ψ，3摇杆的行程速比系数K，要求摇杆CD靠近曲柄回转中心A一侧的极限位置与机架间的夹角为∠CDA，试用图解法设计其余三杆的长度，并计算机构的最小传动角γ。

1.2工作量：1.平面连杆机构图解法设计图纸一张。

2.计算说明书一份。

1.3制图说明：1.用3号图纸作图。

2.标注尺寸。

3.辅助线用细实线。

4.杆的一个极限位置用粗实线，另一个极限位置用虚线。

1.4设计计算说明书包括的内容：1.设计任务书2.目录3.设计过程3.1.计算极位夹角θ3.2.绘制机架位置线及摇杆的两个极限位置3.3.确定曲柄回转中心3.4.确定各杆长度3.5.验算最小传动角γ参考文献2、设计方案的讨论平面连杆机构是将各构件用转动副或移动副联接而成的平面机构。

机械基础第4章

杆机构的一种演化形式。
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4.1 平面四杆机构
• 2.导杆机构 • 导杆机构可以看成是通过改变曲柄滑动机构中固定件的位置演化而来
的。当曲柄滑块机构选取不同构件作为机架时，会得到不同的导杆机构类型，见表4-4。
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4.2 凸轮机构
• 4.2.1 凸轮机构的类型及特点
• 如图4-18所示，凸轮机构是由凸轮、从动件和机架组成的高副机构。其中，凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，主动件凸轮通常作等速转动或移动，凸轮机构是通过高副接触使从动件移动得到所预期的运动规律。
第4章常用机构
• 4.1 平面四杆机构 • 4.2 凸轮机构 • 4.3 间歇机构
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4.1 平面四杆机构
• 4.1.1 平面机构概述
• 在同一平面或相互平行平面内运动的机构称为平面连杆机构。平面连杆机构是由一些刚性构件，用转动副或移动副相互连接而组成，并在同一平面或相互平行平面内运动的机构。平面连杆机构的构件形状多种多样，不一定为杆状，但从运动原理看，均可用等效的杆状构件替代。
运动特点来工作的。
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4.3 间歇机构
• 4.3.3 不完全齿轮机构
• 不完全齿轮机构是由普通渐开线齿轮演变而成的一种间歇运动机构。如图4-30所示，将主动轮的轮齿切去一部分，当主动轮连续转动时，从动轮作间歇转动；从动轮停歇时，主动轮外凸圆弧和从动轮内凹圆弧相配，将从动轮锁住，使之停止在预定位置上，以保证下次啮合。
4.3 间歇机构
• 4.3.2 槽轮机构
• 1.槽轮机构的组成和工作原理 • 图4-27所示为单圆销外啮合槽轮机构，它由带圆柱销的拨盘、具有径
向槽的槽轮和支撑它们的机架组成。在槽轮机构中，由主动拨盘利用圆柱销带动从动槽轮转动，完成间歇转动。主动销轮顺时针作等速连续转动，当圆销未进入径向槽时，槽轮因内凹的锁止弧被销轮外凸的锁止弧锁住而静止；圆销进入径向槽时，两弧脱开，槽轮在圆销的驱动下转动；当圆销再次脱离径向槽时，槽轮另一圆弧又被锁住，从而实现了槽轮的单向间歇运动。

机械原理四连杆机构全解

曲柄摇杆机构双曲柄机构
双摇杆机构
一、曲柄摇杆机构
在铰链四杆机构中，若两个连架杆，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。
图4-2所示为调整雷达天线俯仰角的曲柄摇杆机构。曲柄1缓慢地匀速转动，通过连杆2使摇杆3在一定的角度范围内摇动，从而调整天线俯仰角的大小。
图4-2 雷达天效的回转力矩，显然Pt越大越好。而P在垂直于vc方向的分力Pn=Psin则为无效分力，它不仅无助于从动件的转动，反而增加了从动件转动时的摩擦阻力矩。因此，希望Pn越小越好。由此可知，压力角越小，机构的传力性能越好，理想情况是=0，所以压力角是反映机构传力效果好坏的一个重要参数。一般设计机构时都必须注意控制最大压力角不超过许用值。
死点会使机构的从动件出现卡死或运动不确定的现象。可以利用回转机构的惯性或添加辅助机构来克服。如家用缝纫机中的脚踏机构，图4-3a。有时死点来实现工作，如图4-6所示工件夹紧装置，就是利用连杆BC与摇杆 CD形成的死点，这时工件经杆1、杆2传给杆3的力，通过杆3的传动中心D。此力不能驱使杆3转动。故当撤去主动外力F 后，工件依然被可靠地夹紧。
图4-3a所示为缝纫机的踏板机构，图b为其机构运动简图。摇杆3（原动件）往复摆动，通过连杆2驱动曲柄1 （从动件）做整周转动，再经过带传动使机头主轴转动。
图4-3 缝纫机的踏板机构
曲柄摇杆机构的主要特性有。
急回压力与传动角死点
1．急回运动
如图4-4所示为一曲柄摇杆机构，其曲柄AB在转动一周的过程中，有两次与连杆BC共线。在这两个位置，铰链中心A与C之间的距离AC1和AC2分别为最短和最长，因而摇杆CD的位置C1D 和C2D分别为其两个极限位置。摇杆在两极限位置间的夹角称为摇杆的摆角。

按给定的行程速比系数K

机械原理网络课堂平面四杆机构的设计：按给定的行程速比系数K设计四杆机构已知：摇杆长度CD，摆角φ，行程速比系数K。

要求：设计曲柄摇杆机构。

解：1、计算极位夹角θθ=180（K-1）/（K+1）2、任取一点D为摇杆固定铰链中心，作等腰三角形C1C2D，两腰长度等于CD，∠C1DC2=φ。

3、以C1C2为一条边，分别作∠OC1C2=∠OC2C1=90°_θ。

以O为圆心，OC1为半径作圆β。

4、连接并延长C 1D ，交圆β于G点，连接并延长C 2D ，交圆β于F点。

圆弧C 1F 和GC 2上任意一点A到C 1和C 2的连线的夹角∠C 1AC 2都等于极位夹角θ。

曲柄轴心A 点可在这两段圆弧上选取。

注意：曲柄轴心A 不能在FG 圆弧上选取，否则机构不满运动连续性要求。

在C 1F 和GC 2两段圆弧上选取A 点时，当A 点越靠近F(或G)点时，机构最小传动角将随之减小。

)5、A 点选定后，四杆机构尺寸即确定。

设曲柄长度为a ，连杆长度为b,则AC 1=b _a,AC 2=b+a,所以，a=(AC 2_AC 1)/2,b=(AC 1+AC 2)/2说明：1）如设计时还给出其它附加条件（如给定机架尺寸或曲柄长度或连杆长度等），则A 点按相应条件确定。

2）对于给定行程速比系数K和滑块行程H时,可以用同样方法求出曲柄滑块机构.2) 对于摆动导杆机构,由于其导杆的摆角φ刚好等于其极位夹角θ,因此,只要给定曲柄长度L(或给定机架长度L AC)和行程速AB比系数K就可以由右图求得机构.。

《机械设计基础》平面机构运动简图及自由度

一、铰链四杆机构
铰链四杆机构：以铰链连接的四杆机构。 AD为机架，AB、DC为连架杆，BC为连杆。
1、曲柄摇杆机构
曲柄：能做360°整周转动的连架杆。摇杆：只能做小于360°摆动连架杆。
1为曲柄， 3为摇杆， 2为连杆， 4为机架。
2、双曲柄机构
两个连架杆均为曲柄（均可作整周转动）。
振动筛机构
例3-3
已知lBC=120mm,lCD=90mm,lAD=70mm,AD为机架。 (1)若该机构能成为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB. (2)若该机构能成为双曲柄机构，求lAB. (3)若该机构能成为双摇杆机构，求lAB.
则lAB ≤40mm. (2) 有两种情况：lBC最长，或lAB最长；100mm ≤ lAB ≤140mm (3)有三种情况； Ⅰ、AB最短、BC最长 40mm＜ lAB ＜70mm
第二章
平面机构运动简图及自由度
机构由构件组成．平面机构:所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构．
二、运动副及其分类
运动副：两构件直接接触并能保持一定形式相对连接。如：活塞与缸体，活塞与连杆的连接。不同的运动副对运动的影响不同。运动副分类：按接触形式分：低副和高副。
1、低副
步骤：按给定K 算出置几何关系 + 辅助条件寸参数。按极限位确定机构尺
例：3-1 已知曲柄摇杆机构的摇杆CD的长度,摆角和行程速比系数K,设计该机构。
k 1 步骤:(1)求 : k 1 (2)任选D点,选比例,按CD长度和摆角，作出摇杆的两极限位置C1D、C2D 。（3）连接C1C2，并作C1C2的垂线C1M 。
本例实质是确定曲柄转动中心A（有无穷多解）

机械设计专升本章节练习题(含答案)——平面连杆机构

第4章平面连杆机构【思考题】4-1 平面四杆机构的基本形式是什么？它有哪些演化形式？演化的方式有哪些？4-2 什么是曲柄？平面四杆机构曲柄存在的条件是什么？曲柄是否就是最短杆？4-3 什么是行程速比系数？极位夹角？急回特性？三者之间关系如何？4-4 什么是平面连杆机构的死点？举出避免死点和利用死点进行工作的例子。

4-5 平面铰链四杆机构的主要演化形式有哪几种？它们是如何演化来的？4-6 平面四杆机构的设计方法有哪几种？它们的特点是什么？A级能力训练题1.平面四杆机构有无急回特性取决于________的大小。

2.机构中的运动副是指________________________，平面连杆机构是由许多刚性构件用________联接而成的机构。

3.铰链四杆机构有曲柄存在的必要条件是________。

（1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和（2）最短杆与最长杆长度之和大于其它两杆长度之和（3）以最短杆为机架或以最短杆相邻的杆为机架4.在铰链四杆机构中，最短杆与最长杆长度之和≤其余的两杆长之和。

a.当取与最短杆为机架时，机构为________________；b.当取最短杆相邻杆为机架时，机构为_______________；c.当取最短杆的对边杆为机架，机构为________________。

（1）双摇杆机构（2）导杆机构（3）双曲柄机构（4）曲柄摇杆机构5.对于双摇杆机构，最短构件与最长构件长度之和_______大于其余两构件长度之和。

（1）一定（2）不一定（3）一定不6.铰链四杆机构的压力角是指在不计摩擦情况下，连杆作用于________上的力与该力作用点速度间所夹的锐角。

（1）主动件（2）从动件（3）机架（4）连架杆7.当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角________。

（1）为0°（2）为90°（3）与构件尺寸有关8.曲柄滑块机构的死点只能发生在________。

精密机械设计第4章平面连杆机构

曲柄摇杆机构
特征：曲柄＋摇杆作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。
雷达天线俯仰机构
(天线→摇杆)→调整天线俯仰角的大小
2 . 双曲柄机构：
连架杆均为曲柄→ ┌主动曲柄: 匀速转动 └从动曲柄: 变速转动
作用：将等速回转转变为等速或变速回转。
特例：平行四边形机构特征：两连架杆等长且平行，
二.急回运动和行程速比系数（以曲柄摇杆机构为例）
从动件作往复运动的平面连杆机构中，若从动件工作行程的平均速度小于回程的平均速度，则称该机构具有急回特性。
工作行程时间＞空回行程时间
在曲柄摇杆机构中，当从动件（摇杆）位于两极限位置时，曲柄与连杆共线。此时对应的
主动曲柄之间所夹的锐角θ
叫作极位夹角。
l3≤(l4 –l1) + l2 l2≤(l4– l1) + l3
l1+l4≤ l2 + l3
l1+ l3 ≤ l2 + l4 l1+l2 ≤ l3 + l4
将以上三式两两相加得： l1≤ l2
即：AB 为最短杆 l1最短
l1≤l3 l1≤l4
曲柄存在的条件： (1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和 (2)最短杆是连架杆或机架
常用γ的大小来表示
γ是α的余角。
机构传力性能的好坏
由于在机构运动过程中，角是变化的，因此设计时一般要求: γmin≥40°
min 出现在什么位置？
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
主动件与机架共线的两个位置之一,传动角最小.
四.死点位置
从动件与连杆共线（ =0） →卡死

连杆机构总复习题及解答

第二章连杆机构一. 考点提要1. 构件间只用低副连接的机构（除纯用移动副连接的楔块机构以外）称为连杆机构。

2 连杆机构的优点和缺点低副是面接触，耐磨损；加上转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面，制造简便，易于获得较高的制造精度。

因此，平面连杆机构在各种机械和仪器中获得广泛应用。

连杆机构的缺点是：低副中存在间隙，数目较多的低副会引起运动累积误差；而且它的设计比较复杂，不易精确地实现复杂地运动 3.连杆机构的类型和演化最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的，称为平面四杆机构。

它的应用非常广泛，而且是组成多杆机构的基础。

由此可通过、扩大转动副半径、变更机架、变更杆件尺寸转动副演化为移动副等方法可演化出其他低副机构。

4．曲柄存在条件（1）曲柄摇杆机构的曲柄存在条件首先，最短杆与最长杆的长度之和必须小于或等于其他两杆长度之和。

否则就一定是双摇杆机构，即不存在曲柄。

在此条件满足的前提下，是否有曲柄就看以哪一个构件为机架，以最短杆为机架是双曲柄机构，以最短杆的饿邻杆为机架是曲柄摇杆机构，以最短杆的对杆为机架是双摇杆。

如图3.1（a ）所示，一曲柄摇杆机构的曲柄长度a ,连杆长度b ,摇杆长度c ，机架长度d ，则曲柄AB 要能到达与机架共线的两个位置，即11C AB 和22C AB 要存在，根据三角形中两条边长度之和一定大于第三条边的性质解得曲柄存在条件是：b a ； c a ；d a 即曲柄是最短杆。

如果以BC 为机架，以AD 为连杆也可以得到同样的结论。

事实上，铰链四杆机构中只有最短杆和邻杆的两个转动副有可能是整转副。

（2）曲柄滑块机构的曲柄存在条件曲柄滑块机构的曲柄存在条件如图3.1(b)是：e a b如果连杆长度小于曲柄长度与偏距之和则杆AB 无法到达图中B 在A 点正上方的位置。

图3.1 曲柄存在条件（1）（3）导杆机构的曲柄存在条件导杆机构的曲柄存在条件是：e d a 和 e d a 。

机械设计基础第二章平面连杆机构

(3)过C1、C2、 P 作圆
(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～）

机械原理四连杆机构

两极限位置间的夹角称为摇杆的摆角。
图4-4 曲柄摇杆机构的急回特性
当曲柄由AB1顺时针转到AB2时，
曲柄转角1=180+，这时摇杆由C1D摆到C2D，摆角为；而当曲柄顺时针再转过角度2=180-时，摇杆由C2D摆回C1D，其摆角仍然是。虽然摇杆来回摆动的
摆角相同，但对应的曲柄转角不等
(12);当曲柄匀速转动时,对应的时间
图4-19自卸卡车翻斗机构及其运动简图
4．定块机构
图4-16a）所示曲柄滑块机构。
若取杆3为固定件，即可得图4-16d）所示的固定滑块机构或称定块机构。
这种机构常用于如图4-20所示抽水唧筒机构中。
图4-20所示为抽水唧筒机构及其运动简图
5．偏心轮机构
图4-21a所示为偏心轮机构。杆1为圆盘，其几何中心为B。因运动时该圆盘绕偏心A转动，故称偏心轮。 A、B之间的距离e称为偏心距。
的锐角称为压力角。由图可见，力P在vc 方向的有效分力为Pt=Pcos，
图4-5 压力角与传动角
它可使从动件产生有效的回转力矩，显然Pt越大越好。而P在垂直于vc方向的
分力Pn=Psin则为无效分力，它不仅无
助于从动件的转动，反而增加了从动件转动时的摩擦阻力矩。因此，希望Pn越
小越好。由此可知，压力角越小，机构的传力性能越好，理想情况是=0，
由上述分析可知：
最短杆和最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和是铰链四杆机构存在曲柄的必要条件。
满足这个条件的机构究竟有一个曲柄、两个曲柄或没有曲柄，还需根据取何杆为机架来判断。
二、铰链四杆机构的演化
1．曲柄滑块机构
如图4-15a所示的曲柄摇杆机构中，摇杆3上C点的轨迹是以D为圆心，杆3的长度L3为半径的圆弧mm。如将转动副D 扩大，使其半径等于L3，并在机架上按C 点的近似轨迹mm作成一弧形槽，摇杆3 作成与弧形槽相配的弧形块，如图4-14b 所示。

机械原理课后答案4章

4-2如图4-40所示，设已知四杆机构各构件的长度为a=300mm，b=600mm，c=450mm，d=500mm。

试问：（1）当取d为机架时，是否有曲柄存在，此时为什么机构？（2）若各杆长度不变，能否获得双曲柄机构和双摇杆机构？如何获得？（3）若a、b、c三杆长度不变，取杆d为机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围应为何值？解：（1）b为最长杆，a为最短杆满足杆长条件。

故机构有整转副。

且a为连架杆，故机构有曲柄存在，为曲柄摇杆机构。

（2）选择a杆为机架可以得到双曲柄机构。

选择c杆为机架可以得到双摇杆机构。

（3）若d为最长杆，则若b为最短杆，则故当时机构为曲柄摇杆机构。

4-5在如图4-41所示的连杆机构中，已知各构件的尺寸为：lAB=160mm，lBC=260mm，lCD=200mm，lAD=80mm，构件AB为原动件，沿顺时针方向匀速回转，试确定：（1）四杆机构ABCD的类型；（2）该机构的最小传动角γmin；（3）滑块F的行程速比系数K。

解：（1）lAD为最短杆，且为机架。

故该机构为双曲柄机构。

（2）故最小传动角γmin=13.33°。

（3）作图可知，极限位置时，曲柄位置的极位夹角θ=43°。

γγ+--=+--=⨯⨯=︒+-+=+-+=⨯⨯=︒222'222222''222()arccos 2260200(80160) arccos 2260200 13.33()arccos 2260200(80160) arccos 2260200 61.26BC CD AD AB BC CD BC CD AD AB BC CD4-6试设计一翻料四杆机构，其连杆机构BC=400mm ，连杆的两个位置关系如图4-22所示，要求机架AD 与B1C1平行，且在其下相距350mm 。

解：图解过程如图所示可得：AB=372.24mm ，CD=358.19mm ，AD=202.40mm 。

《机械原理》连杆机构

第八章平面连杆机构
基本内容： 1)平面连杆机构的定义、类型及应用； 2)四杆机构的基本型式及演化; 3)平面四杆机构的基本特性; 4)平面四杆机构的运动设计(尺寸综合)。
连杆机构的定义：由若干个刚性构件用低副（转动副、移动副）
连接而成的机构—连杆机构，又称为低副机构。用四个转动副连接而成的四杆机构—铰链四杆机
图(a) ：对心曲柄滑块机构。
偏距 e 等于零。滑块 C 的行程等于2 lAB ；往
返的平均速度也相同。图(b)：偏置曲柄滑块机构。
偏距 e 不等于零。滑块 C 的行程不等2 lAB ；
往返的平均速度也不相同。
3. 取不同的构件为机架
(1)曲柄滑块机构
杆2长度>杆1长度，形
成转动导杆机构；
杆2长度<杆1长度，形
lA DlBC lC D lAB
2)若AB为最长杆
lAD lAB lCD lBC
lAB80mm lAB12m0m
结论： 8m 0 m lAB 12 m0m
(3)若欲成为双摇杆机构，则应分析两种情况： 1)机构各杆件长度满足“杆长之和条件”，但
以最短杆的对边为机架； 2)机构各杆件长度不满足“杆长之和条件”。 *本题只存在第二种情况。
法确定：(1)曲柄和连杆的长度
的 min 。
lAB,lBC
；(2)机构
拟设计一偏置曲柄滑块机构。已知滑块行
程 H50 m，m偏距 e20mm ，k1.5，试用图
解法确定：
((21))曲曲柄柄和为连原杆动的件长时度机构lA 的B, lmBaC,x；m ax；
(3)滑块为原动件时机构的死点位置。
D 时 lAB 的取值范围。
解： lA B lB C lC D lA D 0 lA B 7 m 0m