平面四杆机构的基本形式及其演化课堂
《平面四杆机构》PPT课件
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5
(二). 平面连杆机构的特点
1）低副连接，接触表面为平面或圆柱面，压强小，便于润滑， 磨损较小，寿命较长，适合传递较大动力；
2）结构简单，加工方便，易于制造，易于获得较高的运动精 度；
3）连杆易于做成较长的构件，可实现较远距离的操控； 4）能够实现的运动规律和运动轨迹多样；
5）传动 链长， 累计误 差大， 难于实 现精确 运动。
双摇杆机构
精选ppt
17
应用案例：港口鹤式起重机 、汽车转向机构、电风 扇摇头机构、飞机起落架等机构。
电风扇摇头机构
功能：将一种摆动转换为另一种摆
动。
精选ppt
汽车前轮转向机构 18
任务二 铰链四杆机构类型的判定
曲柄存在条件
1、铰链四杆机构存在曲柄的条件
机构中是否存在曲柄（相邻构件能否相对 转整周），由各构件长度间的关系决定。
第六章 常用机构
第二节：平面四杆机构
学习目标：
1.掌握铰链四杆机构的形式 2.掌握铰链四杆机构类型的判定 3.了解铰链四杆机构的演化 4.平面四杆机构的基本 铰链四杆机构的形式
任务导入
精选ppt
2
连杆机构应用举例
案例导入
案例分析：如图所示为缝纫机踏板机构，为其机 构运动简图和结构示意图。缝纫机传动路线为:操作者 踩踏踏板使摇杆（主动件）往复摆动→连杆→曲柄（ 从动件）→带动带轮使机头主轴连续转动。
惯性筛机构
功能：将等速转动转换为不精选等pp速t 同向转动。
13
双曲柄机构的其他类型 （1）平行四边形机构：两相对构件互相平行，呈 平行四边形的双曲柄机构。 应用案例1：单盘秤机构等
功能：将等速转动转换为等精速选p同pt 向转动。 单盘秤机构
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）；
四杆机构的基本型式及其演化w (1)
往复摆动 —— 摇杆
1、铰链四杆机构的基本型式
⑴.曲柄摇杆机构（以最短杆的邻边为机架）
①.特点：
☆ 两连架杆中一个为曲柄， 另一个为摇杆。
曲柄为主动件时， 曲柄的匀速转动
摇杆为主动件时， 摇杆变速往复摆动
摇杆变速往复摆动 曲柄的匀速转动
②.曲柄摇杆机构应用一——雷达天线俯仰机构 关键：以最短杆的邻边为机架
A
100
C
C 50 B
70 70
100
120
D A 60 D
50 C B
90
100
A
70
D
a）
b）
c）
d）
a) 40+110<70+90，又以最短杆为机架，则为双曲柄机构 b) 120+45<100+70,以最短杆邻边为机架，为曲柄摇杆机构 c)50+100>60+70，无论如何都是双摇杆机构 d)50+100<90+70,但以最短杆BC对边为机架，则为双摇杆机构
1.铰链四杆机构的优缺点
⑴优点： 磨损小，寿命长，传递动力大，制造简单， 制造精度较高。
原因：低副连接，面接触，压强小，便于润滑，磨损小，接触 面是圆柱面或平面，易制造，制造精度高
⑵缺点：运动累计误差大。
关键：低副连接(面接触)
第一节 平面机构的类型及其应用
一.铰链四杆机构
定义: 全由转动副构成的平面四杆机构 称为平面铰链四杆机构
关键：⑴ 对心曲柄滑块机构： ⑵ 偏置曲柄滑块机构：
e——偏距
2、导杆机构：
① L1＜ L2:机架短 曲柄转动导杆机构
② L1＞L2:机架短 曲柄摆动导杆机构
(完整版)平面四杆机构的基本类型及其演化
第三讲课题：§3-1 平面四杆机构的基本类型及其演化教学目的：理解平面四杆机构的各种类型及其应用。
教学重点: 铰链四杆机构类型及其演化，理解曲柄存在条件。
教学难点：导杆机构教学方法：课堂演示、多媒体教学互动：每个知识点后提问或讨论。
教学安排：§3-1 平面四杆机构的基本类型及其演化复习旧课：机构组成，运动副，运动简图等。
平面连杆机构是常用的低副机构，其中以由四个构件组成的四杆机构应用最广泛，而且是组成多杆机构的基础。
因此本章着重讨论四杆机构的基本类型、性质及常用设计方法。
一、四杆机构的类型1．曲柄摇杆机构两连架杆一为曲柄，一为摇杆。
功能：将等速转动转换为变速摆动或将摆动转换为连续转动。
应用：雷达天线机构、缝纫机踏板机构。
2．双曲柄机构两连架杆都为曲柄功能：将等速转动转换为等速同向、不等速同向、不等速反向转动。
应用：惯性筛机构若两曲柄的长度相等，连杆与机架的长度也相等，则该机构称为平行双曲柄机构。
如铲斗机构还有反平行四边形机构，例：公共汽车车门启闭机构3．双摇杆机构两连架杆都为摇杆功能：一种摆动转换为另一种摆动。
应用：鹤式起重机、飞机起落架二、铰链四杆机构的曲柄存在条件证明：结论：铰链四杆机构存在一个曲柄的条件是：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．曲柄为最短杆。
铰链四杆机构存在曲柄的条件是：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．机架或连架杆为最短杆。
三、四杆机构类型判别否Lmax+Lmin< L' +L"是不可能有曲柄可能有曲柄最短杆对边最短杆最短杆邻边双摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构四、铰链四杆机构的演化1．曲柄滑块机构2．偏心轮机构3．导杆机构①摆动导杆机构（牛头刨床）②转动导杆机构③移动导杆机构4．摇块机构小结：本次课主要熟悉四杆机构的各种类型，了解它们的应用作业：预习下次课内容。
平面四杆机构的演化形式
平面四杆机构的演化形式一、引言平面四杆机构是一种常见的机械构件，用于将旋转运动转换为直线运动或者反之。
它由四个连接件（称为杆）组成，通过铰链或者滑动配合连接在一起。
平面四杆机构广泛应用于机械工程、自动化控制领域等。
本文将深入探讨平面四杆机构的演化形式，从最早的简单结构到如今的复杂应用。
二、早期平面四杆机构早期的平面四杆机构结构相对简单，常见的形态有曲柄摇杆机构、双曲柄机构等。
这些机构通常由一个旋转的曲柄（Crank）和三个连接杆组成。
其中一个杆被固定在机构的框架上，另外三个杆通过铰链连接在一起。
1. 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构是最早的平面四杆机构形式之一。
它由一个旋转的曲柄、一个摇杆和两个连接杆组成。
曲柄固定在机构的框架上，摇杆通过一个铰链连接在曲柄上，而两个连接杆分别连接在摇杆的另外两个端点上。
当曲柄旋转时，摇杆会做往复运动，将旋转运动转化为直线运动。
2. 双曲柄机构双曲柄机构是另一种常见的平面四杆机构形式。
与曲柄摇杆机构不同，双曲柄机构有两个旋转的曲柄，分别连接在两个摇杆上。
双曲柄机构具有更复杂的运动轨迹，可用于实现更多种类的运动转换。
三、现代平面四杆机构随着科技的进步和工程技术的发展，现代平面四杆机构的结构越来越复杂，应用领域也更加广泛。
1. 四杆机构的运动学分析现代平面四杆机构通常通过运动学分析来确定机构的运动特性。
运动学分析主要包括位置、速度和加速度的求解。
通过建立几何模型、运动学方程和约束方程，可以获得四杆机构各部分的运动规律。
2. 发展趋势：平面四杆机构的复杂化现代平面四杆机构的发展趋势是越来越复杂。
研究人员通过改变连接杆的长度、形状等参数，设计出更多种类的平面四杆机构，以满足不同的工程需求。
同时，运用计算机辅助设计和优化算法，优化机构的结构和性能，提高机构的工作效率和精度。
3. 平面四杆机构在机械工程中的应用平面四杆机构在机械工程中有着广泛的应用。
例如，它可以用于实现柔顺的运动传递、连杆机构的传动和控制等。
§8—2平面四杆机构的类型及应用
图8-3
振动筛机构
在双曲柄机构中，有两种特例： 1）平行四边形机构：其相对两杆平行且相等，如图8-7a 所示。
其运动特性是：
①两曲柄作等速同向转动； ②连杆作平移运动。
图8-7a
应用实例： 图8-8所示的机车车轮的联动机构就利用了特性① ；
图8-8
如图所示的摄影平台升降机构和图8-9 b所示的播种 机料斗机构则是利用了特摇杆长度相等。 图8-12b所示的汽车、拖拉机前轮的转向机构。
图8-12b
二、平面四杆机构的演化型式
(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
在图8－14，b所示的曲柄滑块机构中，B点相对于C 点的运动轨迹是αα。
连杆2做成滑块
αα 做成导轨
图8－14 b）
曲柄滑块机构 演化
图8－15 a） 双滑块机构
连杆长→∞，
αα →直线
图8－15 b）
正弦机构s=LABsinψ
2）改变运动副的尺寸
扩大转动副B的半径
使之超过曲柄的长度
图8－16 a） 图8－16 b） 演化 偏心轮机构
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 ）
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。
平面四杆机构的基本类型及应用-精品文档
图3－16b
图3－19
图3－20
• 若选用曲柄滑块机构中滑块3作机架（图316c），即演化成移动导杆机构（或称定块 机构）。 • 它应用于手摇卿筒（图3—21）和双作用式 水泵等机械中。
图3—21
图3-16c
（3）变化双移动副机构的机架
• 在图3-15和图3-22a所示的具有两个移动副的四杆机 构中，是选择滑块4作为机架的，称之为正弦机构， 这种机构在印刷机械、纺织机械、机床中均得到广 泛地应用，例如机床变速箱操纵机构、缝纫机中针 杆机构（图3—22d）；
铰链四杆机构可分为以下三种类型
1、曲柄摇杆机构
• 铰链四杆机构的两连架杆中一个能作整 周转动，另一个只能作往复摆动的机构。
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。
• 在双曲柄机构中，若相对两杆平行相 等，称为平行双曲柄机构（图3－9）。 这种机构的特点是其两曲柄能以相同 的角速度同时转动，而连杆作平行移 动。图3－10a所示机车车轮联动机构 和图3－10b所示的摄影平台升降机构 均为其应用实例。
图3-15
图3—22
• 若选取构件1为机架（图3－22b）， 则演化成双转块机构，它常应用 作两距离很小的平行轴的联轴器， 图3-22e所示的十字滑块联轴节为 其应用实例；
图3－22b
图3-22e
• 当选取构件3为机架（图3－22c）时， 演化成双滑块机构，常应用它作椭圆 仪（图3—22f）。
图3－22
图 3－11
3、双摇杆机构
双摇杆机构:铰链四杆机构中的两连架杆均不能作 整周转动的机构。
如 图 3 － 12 所 示 鹤 式 起 重 机 的 双 摇 杆 机 构 ABCD，它可使悬挂重物作近似水平直线移动， 避免不必要的升降而消耗能量。在双摇杆机构 中，若两摇杆的长度相等称等腰梯形机构，如 图3—13中的汽车前轮转向机构。
平行四杆机构
平面四杆机构的基本形式铰链四杆机构所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的基本形式，其他四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而来的。
选定其中一个构件作为机架之後，直接与机架链接的构件称为连架杆，不直接与机架连接的构件称为连杆，能够做整周回转的构件被称作曲柄，只能在某一角度范围内往复摆动的构件称为摇杆。
如果以转动副连接的两个构件可以做整周相对转动，则称之为整转副，反之称之为摆转副。
铰链四杆机构中，按照连架杆是否可以做整周转动，可以将其分为三种基本形式，即曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构曲柄摇杆机构，两连架杆中一个为曲柄一个为摇杆的铰链四杆机构* 双曲柄机构，具有两个曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。
其特点是当主动曲柄连续等速转动时，从动曲柄一般做不等速转动。
在双曲柄机构中，如果两对边构件长度相等且平行，则成为平行四边形机构。
这种机构的传动特点是主动曲柄和从动曲柄均以相同的角速度转动，而连杆做平动。
* 双摇杆机构。
双摇杆机构是两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构。
平面四杆机构的演化铰链四杆机构可以通过以下方法演化成衍生平面四杆机构。
* 转动副演化成移动副。
如引进滑块等构件。
以这种方式构成的平面四杆机构有曲柄滑块机构、正弦机构等* 选取不同构件作为机架。
以这种方式构成的平面四杆机构有转动导杆机构、摆动导杆机构、移动导杆机构、曲柄摇块机构、正切机构等* 变换构件的形态。
* 扩大转动副的尺寸。
演化成偏心轮机构平面四杆机构的运动特性格拉霍夫定理* 杆长之和条件：平面四杆机构的最短杆和最长杆的长度之和小于或者等于其余两杆长度之和。
* 在铰链四杆机构中，如果某个转动副能够成为周转副，则它所连接的两个构件中，必有一个为最短杆，并且四个构件的长度关系满足杆长之和条件。
* 在有整装副存在的铰链四杆机构中，最短杆两端的转动副均为周转副。
此时，如果取最短杆为机架，则得到双曲柄机构；若取最短杆的任何一个相连杆为机架，则得到曲柄摇杆机构；如果取最短杆对面构件为机架，则得到双摇杆机构。
机械原理NO[1].12 8-3 平面四杆机构的基本知识--2
![机械原理NO[1].12 8-3 平面四杆机构的基本知识--2](https://img.taocdn.com/s3/m/f4a7b4b6e87101f69f319596.png)
工程上也常利用死点来工作。
夹具
机械原理
第8章 平面连杆机构及其设计
四、铰链四杆机构的连杆曲线 Coupler-curve of four-bar linkages
在四杆机构运动时，其连杆平面上的每一点均描绘出一条曲线， 称为连杆曲线(coupler curves)
B型
水滴型
面包型
瘦长型
伪椭圆型
三角型
机构尺寸： 各运动副之间的相对位置尺寸（或
角度）以及描绘连杆上某点（该点实现 给定运动轨迹）的位置参数等。
平面连杆机构设计的基本要求：
1。要求从动件满足预定的运动规律要求（函数生成问题）； 2。满足预定的连杆位置要求（刚体导引问题）； 3。满足预定的轨迹要求（轨迹生成问题）。
机械原理
第8章 平面连杆机构及其设计
最多能解五个精确位置，多于五个位置只能近似求解，少于五个位置可有无穷解。
机械原理
第8章 平面连杆机构及其设计
2。按预定的运动规律设计四杆机构（函数综合）
1）按预定的两连架杆对应位置设计四杆机构：
要求: 3i f (1i ) ， i =1、2、…、k
（已知条件）
取杆长的相对变量 a/a=1 , b/a=l, c/a=m , d/a=n 为设计参数，不影响各构件的相对 转角关系，故杆长的设计变量为ｌ、ｍ、 ｎ ，再加上0 、0共５个设计变量。
• （2）改变运动副的尺寸；
• （3）选不同的构件为机架；
• （4）运动副元素的逆换。
机械原理
第8章 平面连杆机构及其设计
• 4．平面四杆机构有曲柄的条件： • （1）各杆长满足杆长条件：最短杆与最长杆的长度之和
应小于或等于其余两杆长度之和； • （2）最短杆为连架杆或机架。 • 5．急回运动及行程速度变化系数： • （1） 急回运动： • 当连机构的主动件为等速回转时，从动件空回行程的平
4平面连杆机构
导杆机构
6E
C
3
2
B 41
A 5
D
转动导杆刨床
点击播放动画
D
3 B2 C
C2
4 C1
1
A
摆动导杆机构牛头刨床
点击播放动画
导杆机构
B
1
2 3
A
4C
曲柄滑块机构
（固定AC构件）
B
1
2 3
A
4C
摇块机构
应用实例
（固定BC构件）
44 4AAAφAAφ11111
CC 3334
22 B
自卸卡车的翻斗机构
导杆机构
（2）连架杆或机架中必有一杆为最短 杆。
平面四杆机构类型的判别
判断铰链四杆机构是何种机构的方法:
1、先判断机构是否满足杆长条件，如不 满足，则该机构是双摇杆机构；
2、如满足杆长条件，要看何杆为机架。
最短杆为机架，机构是双曲柄机构； 最短杆的邻杆为机架，机构是曲柄摇杆机
构；
最短杆的对杆为机架，机构是双摇杆机构。
2)LAB值在哪些范围内可 得到双曲柄机构？
3)LAB值在哪些范围内可 得到双摇杆机构？
实例分析
解：
1）曲柄摇杆机构 取LBC最长，LAB最短， LBC+LAB≤LCD+LAD， LAB≤LCD+LAD –LBC =35+30-50=15 得：0＜LAB≤15
2）双曲柄机构
①取LBC最长，LAD最短， LBC+LAD≤LCD+LAB， LAB≥LBC+LAD-LCD =50+30-35=45
滑块四杆机构
点击播放 图4-31 对心曲柄滑块机构
5.2 平面四杆机构的基本型式及其演化
5.2平面四杆机构的基本型式及其演化5.2.1平面四杆机构的基本型式全部由转动副连接所形成的平面四杆机构是平面四杆机构的基本型式，又称铰链四杆机构。
【点击链接铰链四杆机构的运动简图动画】四杆机构的运动简图三维动画【点击开始播放该影片】图5.1中，AD为机架，AB、CD与机架组成运动副称为连架杆，BC 不与机架直接相连而作平面一般运动，称为连杆。
在连架杆中，相对于机架作整周回转的称为曲柄，只能在一定范围内摆动的称为摇杆。
通过改变铰链四杆机构的各杆长度，铰链四杆机构又可以区分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、平行四边形机构、反平行四边形机构和双摇杆机构。
5.2.2平面四杆机构的演化除了铰链四杆机构之外，还有许多其他型式的平面四杆机构。
可以认为，这些型式的平面四杆机构是铰链四杆机构通过改变构件的形状与尺寸、改变运动副的尺寸、互换运动副元素和选择不同构件作机架而形成的。
图5.7、图5.8中的部分机构如下图所示，它们是改变构件尺寸的结果(一个或两个杆长→∞)。
改变运动副的尺寸，下图是改变运动副尺寸的结果。
【点击开始播放该影片】【点击开始播放该影片】【点击开始播放该影片】【点击开始播放该影片】【点击链接曲柄摇杆机构的动画】【点击链接不等双曲柄机构的动画】【点击链接平行双曲柄机构的动画1】【点击链接平行双曲柄机构的动画2】【点击链接反向双曲柄机构的动画】【点击链接双摇杆机构的动画】【点击链接转动导杆机构的动画】【点击链接曲柄滑块机构的动画】【点击链接曲柄摇块机构的动画】曲柄导杆机构的三维动画【点击开始播放该影片】【点击链接移动导杆机构的动画】正弦机构的三维动画【点击开始播放该影片】【点击链接正切机构机构的动画】【点击链接双滑块机构(椭圆轨迹机构)的动画】双转块机构的三维动画【点击开始播放该影片】。
平面四杆机构的基本形式及其演化PPT(最新)
C
B
C
B
设计：潘存云
A
D
设计：潘存云
D C
耕地
设计：潘存云
料斗
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
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
（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、
应用实例：如叶片泵、惯性筛等。
1
A D C 设计：潘存云
B 2
3
旋转式叶片泵
A 1B
4 D
2
C3
C 2 3 设计：潘存云
B 1
4D A
6E
惯性筛机构
特例：平行四边形机构
特征：两连架杆等长且平行， 连杆作平动
实例：火车轮 摄影平台
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
C2
4 C1
1
A
牛头刨床
(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
C3
4
2
B
A 1
应用实例 应用实例
44
A
4AAAAφ
111 11
四杆机构公开课图文
应用领域
01
02
03
04
自动化生产线
四杆机构广泛应用于自动化生 产线中，如输送带、机械手等 ，实现物料的输送、搬运和加 工。
农业机械
在农业机械中，四杆机构常用 于拖拉机、收割机等设备的传 动系统中，实现动力传递和运 动控制。
医疗器械
在医疗器械中，四杆机构可用 于手术器械、康复设备等，实 现精确的定位和操作。
效率
优化四杆机构的设计，提高其工作效率和性能。
稳定性
保证四杆机构在使用过程中稳定可靠，不易发生 故障。
成本
在满足功能和性能要求的前提下，降低四杆机构 的设计成本。
优化设计
结构优化
运动学优化
动力学优化
对四杆机构的结构进行 优化，使其更加紧凑、
轻便。
根据实际需求，对四杆 机构的运动学特性进行 优化，提高其运动性能。
材料与热处理
根据工作负载和运动特性，选 择合适的材料和热处理方式， 以提高四杆机构的承载能力和
使用寿命。
04
四杆机构实例分析
实例一：缝纫机
总结词
缝纫机中的四杆机构主要用于实现往复直线运动，确保针头上下摆动。
详细描述
缝纫机中的四杆机构由机架、摆杆、曲柄和导杆组成。通过曲柄的旋转运动，带 动摆杆做往复摆动，再通过导杆使针头进行上下往复直线运动，完成缝纫操作。
在装配过程中，需要使用适当的装配工具和技术，如螺丝、螺母、垫圈 等，确保各部件之间的连接牢固可靠。同时，还需要注意调整各部件之 间的相对位置和运动关系，确保机构的运动精度和稳定性。
四杆机构制作与调试 材料选择与加工
测试是验证四杆机构性能的关键环节，需要对其运动学和动力学 性能进行全面检测。
中职机械基础教案：平面四杆机构的演化
中等专业学校2022-2023-2教案编号：备课组别机械课程名称机械基础所在年级22级主备教师授课教师授课系部授课班级授课日期课题：6-1-3平面四杆机构的演化教学目标1. 理解铰链四杆机构的演化。
2. 理解平面四杆机构急回运动特性、压力角和死点位置的运动现象。
3. 了解平面机构中拉压构件的强度分析。
重点铰链四杆机构的演化形式难点教法讲授法、讨论法、练习法教学设备多媒体教学环节教学活动内容及组织过程个案补充教学内容任务导入新课讲授一．铰链四杆机构的演化1. 曲柄滑杆机构曲柄滑块机构是具有一个曲柄和一个滑快的平面四杆机构，是由曲柄摇杆机构演化而来，图6-1-11a、b所示为曲柄滑块机构运动简图。
曲柄1作连续整周转动，滑块3作往复直线移动。
图6-1-11a所示，滑块移动导路中线通过曲柄转动中心，称为对心曲柄滑块机构。
a．对心曲柄滑块机构 b. 偏心曲柄滑块机构图6-1-11 曲柄滑块机构教学内容曲柄滑块机构的运动特点是将转动转化为往复移动，或将移动转化为转动。
图5-1-12为常见的一些应用实例。
图5-1-12a为压力机中应用的曲柄滑块机构；图5-1-12b为在内燃机中，应用滑块（活塞）的往复移动转换成曲柄（曲轴）的旋转运动；图5-1-12c为搓丝机应用的曲柄滑块机构；图5-1-12d为自动送料装置，曲柄转一周滑块就从料槽中推出一个工件。
a．压力机 b. 内燃机2.导杆机构导杆机构可以看成是改变曲柄滑块机构中固定件的位置演化而成的，若将对心曲柄滑块机构（图6-1-13a）中的构件1作为机架，就形成导杆机构。
导杆机构可分为转动导杆机构和摆动导杆机构两种。
（1）动导杆机构如图6-1-13a所示，当l1＜l2时，机架1为最短杆，它相邻杆2与导杆4均能绕机架作连续转动，故称为转动导杆机构。
图6-1-13b所示为插床机构，其中构件1、2、3、4组成转动导杆机构。
工作时，导杆4绕A点回转，带动构件5及插刀6往复运动，进行切削。
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
《机械设计基础》课程讲解课件第二章第一节铰链四杆机构及其演化
2.导杆机构
取曲柄滑块机构中的不同构件作为机架，可以得到以下 四种不同的机构。
曲柄滑块机构
转动导杆机构
定块机构
摇块导杆机构
应用
小型刨床机构
曲柄摆动导杆机构 (a)曲柄摆动导杆机构; (b)电气开关
卡车车厢自动翻转卸料机构
手动抽水机
3.偏心轮机构 扩大转动副
（a）等效曲柄滑块机构 （b）曲柄滑块机构 （c）等效曲柄摇杆机构 （d) 曲柄摇杆机构
摇杆为主动件时， 则可以将摇杆的摆动转换为 曲柄的整周回转运动。
应用举例：
①牛头刨床工作台横向进给机构 ②缝纫机的踏板机构
图 7-3 缝纫机踏板机构
牛头刨床进给机构
缝纫机踏板机构
(a)局部结构图 ; (b)曲柄摇杆机构运动简图 1—主动齿轮; 2—从动齿轮; 3—连杆; 4—摇杆（棘爪）;
5—棘轮; 6—丝杠 ; 7—机架
一、平面四杆机构的基本型式—铰链四杆机构
1．曲柄摇杆机构 2．双曲柄机构
3．双摇杆机构
运动副全是转动副
二、平面四杆机构的演化型式
1．曲柄滑块机构 2．导杆机构 3．偏心轮机构
一、平面四杆机构的基本型式
1.曲柄摇杆机构
☆ 两连架杆中一个为曲柄，另
一个为摇杆。
曲柄为主动件时， 可以实现由曲柄的整周回转 运动到摇杆往复摆动的运动 转换。
特点：容易加工； 工作时润滑条件和受力情况好； 可用于较重载荷的传动中。
应用举例：蒸汽机换气阀传动机构、冲压机传动机构等。
机械设计基础
第二章 平面连杆机构
第一节 铰链四杆机构及其演化 第二节 平面四杆机构的基本特性
概念
定义: 全由低副（转动副、移动副）构 成的平面机构称为平面连杆机构
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第三章 平面连杆机构
江苏徐州机电工程高等职业技术学校 安全工程系
课件制作人:丁建俊 1
第三章 平面连杆机构
第一节 概述 第二节 平面四杆机构的基本形式及其演化 第三节 平面四杆机构存在曲柄的条件和几
个基本概念 第四节 平面四杆机构的设计
2
第二节 平面四杆机构的基本形式及其演化
一、平面四杆机构的基本型式 :
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
C3
4
2
B
A 1
应用实例 应用实例
44
A
4AAAAφ
111 11
CC
3333
设计：潘存云
4
2
B
自卸卡车举升机构 12
(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
Hale Waihona Puke A1 B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
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
飞机起落架
B' C'
B
设计：潘存云
基本型式——铰链四杆机构，构件间联接都是转动副 。
名词解释： 曲柄——整周定轴回转的构件；
连杆——作平面运动的构件； 连杆
摇杆——作定轴摆动的构件； 连架杆——与机架相联的构件； 三种基本型式：
曲柄
1、曲柄摇杆机构 特征：曲柄＋摇杆
摇杆
作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。
如雷达天线、缝纫机踏板机构等。
C
A
D
CC 电机
蜗轮 BBBA
设计：潘存云
AA
D
蜗蜗杆杆
风扇座
D
A
EE 设计：潘存云
C
B
8
二、四杆机构的演化形式
(1) 改变构件的形状和运动尺寸
设计：潘存云
设计：潘存云
曲柄摇杆机构
曲柄滑块机构
设计：潘存云
设计：潘存云
设计：潘存云
↓∞ 偏心曲柄滑块机构
s =l sin φ
φ
l
→∞
设计：潘存云
对心曲柄滑块机构
42
C3
A
A1
44
1B B
2 2 设计：潘存云
3 3
C C
定块机构
手摇唧筒
13
本章节内容讲述结束
谢谢配合
14
2
C3
C 2 3 设计：潘存云
B 1
4D A
6E
惯性筛机构
5
特例：平行四边形机构
特征：两连架杆等长且平行， 连杆作平动
实例：火车轮 摄影平台
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
B
C 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
3
CC 2 33
设计：潘存云
B1 4 D
A
曲柄主动
雷达天线俯仰机构
3 2
设计：潘存云
3
2 4
1
（2）双曲柄机构 特征：两个曲柄，1、3；
1 4 摇杆主动
缝纫机踏板机构
作用：将等速回转转变为等速或变速回转。
应用实例：如叶片泵、惯性筛等。 4
1
AB D C 2 设计：潘存云
3
旋转式叶片泵
A 1B
4 D
双滑块机构
正弦机构 9
(2)改变运动副的尺寸
设计：潘存云
(3)选不同的构件为机架
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 41
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