第8章 第6讲 平面多杆机构和空间连杆机构简介
第8章 第6讲 平面多杆机构和空间连杆机构简介
第6讲平面多杆机构和空间连杆机构简介8.6.1 平面多杆机构的功用8.6.2 平面多杆机构的分类8.6.3 空间多杆机构简介说明：多杆机构的尺度参数较多，可以满足更为复杂的或实现更加精确的运动规律要求和轨迹要求，但其设计也较困难。
5）实现从动件带停歇的运动 （单停歇运动，双停歇运动）6）扩大机构从动件的行程7）使机构的从动件的行程可调8）实现特定要求下的平面导引 1）可获得较小的运动所占空间 2）取得有利的传动角 3）获得较大的机械利益 4）改变从动件的运动特性平面多杆机构有如下功用：（1 ) 多杆机构的分类（2）六杆机构的类型2）斯蒂芬森（Stephenson ）型，有三种。
1）按杆数目分：五杆、六杆、八杆机构等2）按自由度分：单自由度、两自由度和三自由度多杆机构1）瓦特（Watt ）型，有两种。
瓦特型 斯蒂芬森型有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）（3）六杆机构的应用（1）空间连杆机构概述空间连杆机构——具有空间运动的连杆机构组成特点：具有空间运动的连杆；运动副用有空间运动副。
机构命名：常以杆数命名, 也常以所用运动副命名。
机构特点：用较少数目的构件实现空间复杂运动，结构紧凑，运动多样性和灵活性好，在工程实践中的应用越来越多。
但其分析和综合均较为复杂。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）（2）万向铰链机构1）单万向铰链机构机构组成：由末端各有一叉的主、从动轴和中间“十”字构件铰接而成。
机构特点：可变角传动机构，两轴的平均传动比为1；但瞬时角速度比却不恒等于1，而是随时间变化的。
机构的运动特性：当主动轴Ⅰ以ω等速回转时，从动轴Ⅱ的ω2变化范围：1ω1cosα ≤ω2≤ω1/cosα其变化幅度与两轴夹角α有关，一般α≤30°。
2）双万向铰链机构双万向铰链机构的主、从动轴的角速度恒等的条件：⏹轴1、3和中间轴2应位于同一平面内；⏹轴1、3的轴线与中间轴2 的轴线之间的夹角相等；⏹中间轴的两端的叉面应位于同一平面内。
《平面连杆机构》课件
减小机构的整体尺寸，使其更 加紧凑。
重量优化
降低机构的重量，以实现轻量 化设计。
成本优化
通过优化设计降低制造成本。
优化方法
数学建模
建立平面连杆机构的数学模型，以便进行数 值分析。
优化算法
采用遗传算法、粒子群算法等智能优化算法 对机构进行优化。
有限元分析
利用有限元方法对机构进行应力、应变和振 动分析。
实例二：搅拌机
总结词
搅拌机利用平面连杆机构实现搅拌叶片的周期性摆动，促进物料在容器内均匀混 合。
详细描述
搅拌机中的四连杆机构将原动件的运动传递到搅拌叶片，使叶片在容器内做周期 性的摆动，通过调整连杆的长度和角度，可以改变搅拌叶片的摆动幅度和频率， 以满足不同的搅拌需求。
实例三：飞机起落架
总结词
飞机起落架中的收放机构采用了平面连杆机构，通过连杆的 传动实现起落架的收放功能。
。
设计步骤
概念设计
根据需求，构思连杆机构的大 致结构。
仿真与优化
利用计算机仿真技术对设计进 行验证和优化。
需求分析
明确机构需要实现的功能，分 析输入和输出参数。
详细设计
对连杆机构进行详细的尺寸和 运动学分析，确定各部件的精 确尺寸。
制造与测试
制造出样机，进行实际测试， 根据测试结果进行必要的修改 。
实验验证
通过实验验证优化结果的可行性和有效性。
优化实例
曲柄摇杆机构优化
通过调整曲柄长度和摇杆摆角，实现 机构的优化设计。
双曲柄机构优化
通过改变双曲柄的相对长度和转动顺 序，提高机构的运动性能。
平面四杆机构优化
通过调整四根杆的长度和连接方式， 实现机构的轻量化和高性能。
第8章 平面连杆机构
动件的曲柄摇杆机构中，
连杆BC与从动曲柄AB出现 两次共线的位置。 特征——γ=0°（α=90°）
死点的缺陷
死点的利用
67
死点的缺陷
——卡死机构
顺利通过死点位置的措施：①利用系统的惯性；
68
死点的缺陷
顺利通过死点位置的措施：①利用系统的惯性； ②利用特殊机构 蒸汽机车驱动轮联动机构—— 利用机构错位排列
24
曲柄滑块机构
定义—— 一连架杆为曲柄，另一连架杆为相对机架作往
复移动的滑块的机构
分类—— 对心式、偏置式
25
曲柄滑块机构
26
曲柄滑块机构的应用
27
（二）含有一个移动副的四杆机构
曲柄滑块机构 曲柄导杆机构
曲柄摇块机构
移动导杆机构
28
曲柄导杆机构
定义：一连架杆为曲柄，另一连架杆与滑块组成移动副，其 相对滑块的运动起导路作用，且作定轴转动或摆动的机构
按照给定的运动轨迹设计四杆机构
73
（一）按照给定连杆一系列位置设计四杆机构
铸造车间翻转台
74
（二）按照连架杆的一系列位置设计四杆机构
75
（三）按照行程速比系数设计四杆机构
按照连架杆的两个极限位置和机构的急回特性设计四杆机构
76
按照给定的运动轨迹设计四杆机构
77
（一）按照给定连杆一系列位置设计四杆机构
1．按照连杆的二个位置设计四杆机构 c12
b12 C1 C2
B1
B2
无穷多解
A D
如果铰链A、D位置已知,铰链B、C位置未知？
78
2．按照连杆的三个对应位置设计铰链四杆机构
空间连杆机构
空间连杆机构一、引言空间连杆机构是一种广泛应用于机械工程、航空航天等领域的机构形式。
它是由多个杆件通过旋转关节连接而成，形成一个可以在三维空间内运动的机构系统。
空间连杆机构具有灵活性、可变形性以及高度的运动精度等特点，被广泛应用于机械设计中。
本文将对空间连杆机构进行详细介绍。
二、基本构成及工作原理空间连杆机构由多个连接在一起的杆件组成，每个杆件通过旋转关节连接。
在这种机构中，杆件可以绕旋转关节进行旋转运动，从而实现机构的整体运动。
通过在不同的角度、长度和位置上配置杆件，可以实现各种不同的运动轨迹和工作方式。
三、常见的空间连杆机构形式1. 平面机构：平面机构是一种特殊的空间连杆机构，其所有杆件都在同一平面内运动。
平面机构常见的形式有四杆机构、五杆机构等。
这些机构具有简单的结构和明确的运动规律，被广泛应用于工程设计中。
2. 程序机构：程序机构是一种特殊的空间连杆机构，其杆件的运动需要依赖外部的输入信号来控制。
通过控制程序机构的输入信号，可以实现机构的精确控制和复杂的运动模式。
程序机构常见的形式有伺服机构、步进机构等。
3. 平行机构：平行机构是一种特殊的空间连杆机构，其特点是杆件之间具有并联的关系，可以实现杆件的平行运动。
平行机构常见的形式有平行连杆机构、平行柱机构等。
这些机构具有高刚度、高运动精度和高负载能力的特点，被广泛应用于航空航天等领域。
四、应用领域空间连杆机构在机械工程领域有着广泛的应用。
它们常被用于传输力、作为控制链接、用于转换运动方向和比例，以及实现复杂的运动轨迹。
空间连杆机构在航空航天、汽车制造、机器人等领域也有着重要的地位。
具体应用包括飞机机翼的支撑系统、汽车悬挂系统、机器人的运动系统等。
五、空间连杆机构的设计与优化在设计空间连杆机构时，需要考虑多个因素，如运动要求、结构强度、运动精度等。
同时，为了提高机构的性能，也可以通过优化控制算法、材料选择和结构设计等手段进行优化。
在优化过程中，需要考虑多种因素的权衡，以达到最佳的性能指标。
《机械原理》-第八章--平面连杆机构及其设计
§ 8-5 多杆机构
1.多杆机构的功用 （1）取得有利的传动角
（2）获得较大的机械利益 （3）改变从动件的运动特性 （4）实现从动件带停歇的运动 （5）扩大机构从动件的行程 （6）使机构从动件的行程可调 （7）实现特定要求下平面导引 结论 由于导杆机构的尺度参数较多，因此它可以满足更为 复杂的或实现更加精确的运动规律要求和轨迹要求。但其设计也 较困难。
c f
A
D
b c f max b c f min c b f min
平面四杆机构的基本知识
假设:
b c fmax a d d>a b c f min d a c b f d a min
a d b c a b c d a c b d
' B'C' D
b2 c 2 (d a)2 arccos 2bc
2 2 2 b c ( d a ) or " 1800 arccos 2bc
平面四杆机构的基本知识
Fr C B
F Ft V C V B F C B
A
B
D
A
D
a e
A
b
B'
α
γ
a
C VC F
多杆机构
2.多杆机构的类型 （1）多杆机构的分类 1）按杆数分 五杆、六杆、八杆机构等； 2）按自由度分 单自由度、两自由度和三自由度多杆机构。 （2）六杆机构的分类 1）瓦特（Watt）型，有Ⅰ型、Ⅱ型两种。
a) 瓦特型
b) 斯蒂芬森型
a) 瓦特Ⅰ型
b) 瓦特Ⅱ型
多杆机构
2）斯蒂芬森（Stephenson）型，有Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型三种。
第8章-平面连杆机构及其设计
B1
C1
B2
C2
min=00
min=00
B
A
C
B1
C１
min=00
C2
B2
min=00
F
v
死点位置——机构传动角γ=0 0 时的位置。
注意：曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构， 曲柄主动时无死点位置。
克服死点的措施：
1）利用从动件和飞轮的惯性；
2）对从动件施加额外的力；
3）错位排列；
G
G’
C
A
B
D
C1
C2
错位不连续
杆组装配模式应始终保持一致
错序不连续
C1
A
B3
D
C1
C2
B4
B1
B2
C3
例：已知连杆三位置，设计四杆机构。
B1
C1
B2
C2
C3
B3
A
D
出现运动错位不连续。
措施？
另选铰链B、C位置。
C1’
AB1
DC1
若AB主动：
AB2
DC2
AB3
DC3
AB1
DC1’
DC1
AB1
若DC主动：
D
a
b
c
d
2
1
C2
B2
C1
B1
最小传动角 出现在曲柄与机架共线时。
重叠共线时：
拉直共线时：
讨论：标出下列机构在图示位置的压力角α、传动角γ；及最小传动角γmin。
注意：曲柄滑块机构曲柄主动时，γmin在曲柄与导路垂直的位置（两位置之一）。
max
min
a
B
b
A
第八章 连杆机构
第八章 连杆机构一、学习指导与提示连杆机构是由若干构件用低副（回转副、移动副）组成的机构，用来实现预期的运动规律或轨迹。
本章重点讨论工程中应用最广泛的平面四杆机构。
建议读者熟练掌握平面四杆机构的工作特性，这些是设计、改进和创新机构的基础。
注意以下概念：1．铰链四杆机构的基本型式及尺寸关系铰链四杆机构有三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
这三种基本类型的差异在于是否存在曲柄和存在几个曲柄，其实质是铰链四杆机构各杆的相对长度，以及选取哪一根构件作为机架。
2．平面连杆机构的工作特性平面连杆机构的工作特性包括运动特性和传力特性两个方面。
运动特性包括各构件的位移、速度、加速度分析，从动件的急回运动特性等；传力特性包括压力角与传动角、机构的死点位置等概念。
（1）对于位移、速度、加速度分析，常用的分析方法是相对运动图解法和解析法。
由于相对运动图解法直观、方便，已可满足一般工程问题的需要，因此应重点掌握它。
请参阅第三章机构的运动分析。
（2）对于急回运动特性的分析，确定机构的极位夹角是关键。
极位夹角θ是指机构从动件处于两个极限位置时，曲柄的两个相应位置之间所夹的锐角。
机构从动件的急回运动特性用行程速比系数K 来表示，即()()θθ-+=οο180/180K 。
极位夹角θ>0，则K >1，机构具有急回特性，因此看一个机构有无急回作用，只需考察该机构有无极位夹角即可，只要θ>0，就存在急回运动，且θ角愈大，机构的急回运动愈显著。
（3）对于传力特性，应注意压力角α的定义。
在不计摩擦的情况下，机构从动件所受驱动力的方向线与受力点速度方向线之间所夹的锐角，称为压力角α。
压力角的余角，称为传动角γ。
传动角没有独立的定义，它与压力角互为余角，故总存在ο90=+γα。
对于连杆机构，因为传动角表现为连杆与从动件之间所夹的锐角，比较直观，所以有时用传动角γ来反映机构的传力性能较为方便。
压力角α是衡量机构传力性能好坏的重要指标。
第8章 平面连杆机构及其设计讲解
t1 (180 ) / V1 C1C2 t1 C1C2 /(180 )
当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C2D位置摆 到C1D，所花时间为t2 ,平均速度为V2 ,那么有： C1 C2 t2 (180 ) /
V2 C1C2 t2
C1C2 /(180 )
a、b、c、d
Y N
ad bc
双摇杆机构
以最短杆相邻杆为机架 以与最短杆相对的杆为机架
曲柄摇杆机构 双摇杆机构
以最短杆为机架
双曲柄机构
如果四杆机构两相邻杆两两相等，则为泛菱形机构 p117
泛菱形机构有三个周转副，一个摆转副 泛菱形机构当以短杆为机架时，为双曲柄机构 泛菱形机构当以长杆为机架时，为曲柄摇杆机构 泛菱形机构当相邻两杆重合时，为二杆机构 例：折叠架
C' B' B C
设计：潘存云
C C 电机
A
D
蜗轮 B B B A A 设计：潘存云 A D 蜗杆 蜗杆
D
设计：潘存云
A E E B
C
风扇座
梯形转向机构
转向条件: 所有车轮形成一个转动中心.
转向时汽车各轮纯 滚动的条件：
1. 内、外导向轮的 转速：ｎ外>ｎ内。 2. 内外驱动轮的转 速：ｎ外>ｎ内。 （靠差速器保证） L
第八章 平面连杆机构
4.定块机构 定块机构 在图8-1(c)所示的曲柄滑块机构中，如果取滑块3为机 架，便得到如图8-6所示的定块机构。如图8-7所示的手摇唧 筒就是这种定块机构的应用实例。
图8-6定块机构
图8-7 手摇唧筒
第三节 平面四杆机构的运动特性
一、曲柄摇杆机构的运动特性 曲柄摇杆机构的运动特性 1.急回特性 急回特性 急回特性 如图8-8所示的曲柄摇杆机构，设曲柄AB为原动件，摇杆 CD为从动件。在曲柄回转一周的过程中，曲柄AB与连杆BC 有两次共线，此时摇杆CD分别处于左、右两个极限位置C1D 和C2D，摆角为ψ。
图8-12死点位置错开的曲柄滑块机构
图8-10偏置曲柄滑块机构的急回特性 偏置曲柄滑块机构的急回特性
图8-11对心曲柄滑块机构的急回特性
铰链四杆机构的动力学特性
死点：传动角为零的
机构位置。即γ=0 在不计摩擦的情况下，若以CD为主动件， AB杆上所受的力恰好通过其回转中心， 构件AB不能连续转动，出现“顶死”现象。 此时，CD杆已不能驱动AB杆作连续运动。
2.导杆机构 导杆机构 当取图8-1（c）所示的曲柄滑块机构中的构件AB为机架 时，可得到如图8-3所示的导杆机构。构件2为原动件，构件4 称为导杆，滑块3相对导杆4滑动并随其一起绕A点转动。当 l1≤l2时，构件2和4均可作整周转动，称为转动导杆机构；当l1 ＞l2时，导杆4只能作往复摆动，称为摆动导杆机构。 导杆机构常用作牛头刨床（摆动导杆机构）和插床（转 动导杆机构）等工作机构。
平面连杆机构
机构的倒置
双曲柄机构
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构
双摇杆机构
二、铰链四杆机构的类型判别 铰链四杆机构的类型判别 通过对铰链四杆机构运动的分析可知，铰链四杆机构有 曲柄存在的条件是： （1）最短杆与最长杆的长度之和小于等于其余两杆的 长度之和； （2）在机架和连架杆当中必有一杆是最短杆。 铰链四杆机构的类型与组成机构的各杆长度有关，也与 机架的选取有关。根据四杆机构有曲柄存在的条件，一般可 按下述方法判定其类型:
空间连杆机构
空间连杆机构空间连杆机构由若干刚性构件通过低副(转动副﹑移动副)联接﹐而各构件上各点的运动平面相互不平行的机构﹐又称空间低副机构中文名空间连杆机构外文名spatial linkage又名空间低副机构低副转动副、移动副组成单自由度空间闭链机构应用领域农业机械、轻工机械、纺织机械1简介spatial linkage由若干刚性构件通过低副（转动副、移动副）联接，而各构件上各点的运动平面相互不平行的机构，又称空间低副机构。
在空间连杆机构中，与机架相连的构件常相对固定的轴线转动、移动，或作又转又移的运动，也可绕某定点作复杂转动；其余不与机架相连的连杆则一般作复杂的空间运动。
利用空间连杆机构可将一轴的转动转变为任意轴的转动或任意方向的移动，也可将某方向的移动转变为任意轴的转动，还可实现刚体的某种空间移位或使连杆上某点轨迹近似于某空间曲线。
与平面连杆机构相比，空间连杆机构常有结构紧凑、运动多样、工作灵活可靠等特点，但设计困难，制造较复杂。
空间连杆机构常应用于农业机械、轻工机械、纺织机械、交通运输机械、机床、工业机器人、假肢和飞机起落架中。
组成空间连杆机构常指单自由度空间闭链机构,但是随着工业机器人和假肢技术的发展,多自由度空间开链机构也有不少用途。
单自由度单环平面连杆机构只含4个转动副,而单自由度单环空间连杆机构所含转动副应为7个,此即空间七杆机构。
空间连杆机构中采用多自由度的运动副如球面副或圆柱副时，所含构件数即可减少而形成简单稳定的空间四杆机构或三杆机构。
为了表明空间连杆机构的组成类型,常用R、P、C、S、H分别表示转动副、移动副、圆柱副、球面副、螺旋副。
一般空间连杆机构从与机架相连的运动副开始，依次用其中的一些符号来表示。
常用空间四杆机构的组成类型有RSSR、RRSS、RSSP和RSCS机构这些机构因含有两个球面副,结构比较简单，但绕两球心连线自由转动的局部自由度影响高速性能。
所有转动副轴线汇交一点的球面四杆机构,也是一种应用较广的空间连杆机构，如万向联轴节机构。
第八章四杆机构 117页
实现预定轨迹的例题
鹤式起重机
搅拌机
连杆
1．平面四杆机构中，是否存在死点取决于
是否与
连杆共线。
A 、主动件 B、 从动件 C、 机架 D、 摇杆
2、在设计铰链四杆机构时，应使最小传动角 。 A、 尽可能小一些 B 、为0 C、 尽可能大一些 D、 为90
3.一对心曲柄滑块机构中，如果将曲柄改为机架，则将演 化为 机构。
4．下面简图所示的铰链四杆机构，图 是双曲柄机构。 A）a； B）b； C）c； D）d。
(a)
(b)
(c)
(d)
二、平面连杆机构设计
图解法 解析法 实验法
（一）图解法
简单、直观、 易理解知识点、误差大。
1.给定连杆的位置要求设计四杆机构
（1）给定连杆的两个位置设计四杆机构
已知连杆长度，连杆的2个（或3，4。。 个）工作位置B1C1与B2C2。设计此四杆机构。
一 、四杆机构设计的基本问题
1）实现给定位置的设计（导引机构设计） 2）实现预定运动规律的设计（函数机构设计） 3）实现预定轨迹的设计（轨迹机构设计）
1.实现给定位置的设计
例如：满足预定的连杆位置要求
要求所设计的机构 能引导连杆顺序通 过一系列给定的位 置。即要求连杆能 依次占据一系列给 定的位置。
（3）极为夹角=0，则K=1，无急回 运动；
（4）角越大，则K值越大，说明急回 运动的性质也越显著。
曲柄滑块机构中，原动件AB以 1 等速转动
B
a1
2
C2
b
C3 C1
1
A B1 H
4
B2
偏置曲柄滑块机构
H (a b )2 e2(b a )2 e2
《平面连杆机构 》课件
分析优化后机构在工程应用中的前景，为实 际应用提供指导。
05
平面连杆机构的未来发展
新材料的应用
轻质材料
01
采用轻质材料如碳纤维、玻璃纤维等，降低机构重量，提高运
动性能。
高强度材料
02
选用高强度材料如钛合金、超高强度钢等，提高机构承载能力
。
复合材料
03
利用复合材料的各向异性特点，优化机构性能，实现多功能化
遗传算法
利用遗传算法对平面连杆机构进行优化，通 过不断迭代和选择，寻找最优解。
约束处理
在优化过程中，需要特别注意处理各种约束 条件，如几何约束、运动约束等。
优化实例
曲柄摇杆机构优化
以曲柄摇杆机构为例，通过优化算法找到最优 的设计参数，使得机构的运动性能达到最佳。
双曲柄机构优化
对双曲柄机构进行优化，改善机构的运动平稳 性和精度。
平面连杆机构系列优化
对一系列平面连杆机构进行优化，比较不同机构的性能特点，为实际应用提供 参考。
优化效果评估
性能指标
通过性能指标来评估优化效果，如运动精度 、运动范围、刚度等。
经济性评估
评估优化后机构的经济效益，包括制造成本 、运行成本等。
实验验证
通过实验验证优化的有效性，对比优化前后 的性能差异。
。
新工艺的探索
精密铸造
通过精密铸造技术，提高 零件的精度和表面质量， 减少加工余量。
激光切割
利用激光切割技术，实现 零件的高精度、高效率加 工。
3D打印
利用3D打印技术，快速制 造复杂结构零件，缩短产 品研发周期。
新技术的应用
智能控制
有限元分析
引入智能控制技术，实现机构的高精 度、高效率运动控制。
第八章 平面连杆机构及其设计
组成转动副的两个构件不能作整周转动
三种基本型式：
曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构
铰链四杆机构 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
应用实例
双曲柄机构
反平行四边形机构
曲柄摇杆机构
平行四边形机构
双摇杆机构
还有含一个移动副的四杆机构 ……，型式多样。 直 动 滑 杆 机 构 各种型式的四 杆机构相互之 间有无关系？
应用
连杆式快速夹具
飞机起落架
三 铰链四杆机构的运动连续性
错位不连续
C C1 B φ A D A B1 C1' D B2 B4 C1 C2
错序不连续
C2 C3 C4
B3
C2 '
小 结 1、平面四杆机构的基本型式 三种 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 2、平面四杆机构的演化型式
1）改变构件的形状和运动尺寸 2）改变运动副的尺寸 3）选取不同的构件为机架 4）运动副元素的逆换
低副运动的可逆性： 由低副连接的两个构件，其相对运动关 系不因其中哪个构件是固定件而改变
4、铰链四杆机构类型的判断方法：
a) 满足杆长条件 (i) 机架与最短杆相邻——曲柄摇杆机构 (ii) 机架是最短杆——双曲柄机构 (iii) 机架与最短杆相对——双摇杆机构
b) 不满足杆长条件 ——双摇杆机构
不论取哪个构件为机架都是双曲柄机构
2.急回运动和行程速比系数
C B
（以曲柄摇杆机构为例）
C
C1 C2
b c
A
D B
q
a
A α2
B2
摇杆处于两个极限位 置时, 曲柄两相应位 置所夹锐角θ .—— 极位夹角
曲柄
α1
第8章平面连杆机构及其设计
二、特点(Characteristics) 1、优点(Advantage) ： 1）运动副都是低副，低副两元素为面接触，所以耐磨损， 承载大； 2）低副两元素几何形状简单，是圆柱面或平面，所以制 造简单，容易获得较高的制造精度； 3）可以实现不同的运动规律和特定轨迹要求。如：
实现特定运动规律的牛头刨床（图c）； 实现特定轨迹要求的椭圆仪（图d）。
(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
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 ）
徐州工程学院
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。
徐州工程学院
70≤LCD≤90
二、急回运动和行程速比系数(Quick-return Motion and
Coefficient of Travel Speed Ratio)
1、曲柄摇杆机构 图8-26所示为曲柄摇杆机构， 主动曲柄AB以ω1方向转动。 在曲柄转动一周过程中，有 两次与连杆BC共线（AB1C1重叠 共线、AB2C2拉直共线），这时 摇杆CD的位置CD1、CD2分别位 于其左、右极限位置。
a为最短杆
2）组成该转动副的两杆中必有一杆是最短杆。 上述条件表明：如各杆长动 徐州工程学院 副（C 、D）则为摆转副。
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第6讲平面多杆机构和空间连杆机构简介
8.6.1 平面多杆机构的功用
8.6.2 平面多杆机构的分类
8.6.3 空间多杆机构简介
说明：多杆机构的尺度参数较多，可以满足更为复杂的或实现更加精确的运动规律要求和轨迹要求，但其设计也较困难。
5）实现从动件带停歇的运动 （单停歇运动，双停歇运动）
6）扩大机构从动件的行程
7）使机构的从动件的行程可调
8）实现特定要求下的平面导引 1）可获得较小的运动所占空间 2）取得有利的传动角 3）获得较大的机械利益 4）改变从动件的运动特性
平面多杆机构有如下功用：
（1 ) 多杆机构的分类
（2）六杆机构的类型
2）斯蒂芬森（Stephenson ）型，有三种。
1）按杆数目分：五杆、六杆、八杆机构等
2）按自由度分：单自由度、两自由度和三自由度多杆机构
1）瓦特（Watt ）型，有两种。
瓦特型 斯蒂芬森型
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（3）六杆机构的应用
（1）空间连杆机构概述
空间连杆机构——具有空间运动的连杆机构
组成特点：具有空间运动的连杆；运动副用有空间运动副。
机构命名：常以杆数命名, 也常以所用运动副命名。
机构特点：用较少数目的构件实现空间复杂运动，结构紧凑，运动多样性和灵活性好，在工程实践中的应用越来越多。
但其分析和综合均较为复杂。
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（2）万向铰链机构
1）单万向铰链机构
机构组成：由末端各有一叉的主、从动轴和中间“十”字构件铰接而成。
机构特点：可变角传动机构，两轴的平均传动比为1；但瞬时角速度比却不恒等于1，而是随时间变化的。
机构的运动特性：当主动轴Ⅰ以ω
等速回转时，从动轴Ⅱ的ω2变化范围：
1
ω1cosα ≤ω2≤ω1/cosα
其变化幅度与两轴夹角α有关，一般α≤30°。
2）双万向铰链机构
双万向铰链机构的主、从动轴的角速度恒等的条件：⏹轴1、3和中间轴2应位于同一平面内；
⏹轴1、3的轴线与中间轴2 的轴线之间的夹角相等；
⏹中间轴的两端的叉面应位于同一平面内。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）（3）其它空间连杆机构简介
1）微创外科手术机械手
2）Stewart平台。