常用机构(四连杆机构) - 副本
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常用机构(四连杆机构)资料讲解共44页文档
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
常用机构(四连杆机构)资料 讲解
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
Thank you
ห้องสมุดไป่ตู้
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
常用机构(四连杆机构)资料 讲解
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
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四杆机构
Page 7
实例
Page 8
双摇杆机构
定义：两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构
Page 9
谢谢!
Page 10
连杆
2
B
C
3
4 D 机架
连架杆
A
曲柄 摇杆(摆杆) (整转) (摆转) 连 曲柄：可回转360°的连架杆 架 摇杆：摆角小于360°的连架杆 杆 滑块：作往复移动的连架杆
Page 3
四杆机构的基本类型
铰链四杆机构
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
一曲一摇
二曲
二摇
Page 4
曲柄摇杆机构
定义： 两连架杆中 一个为曲柄，另一 个为摇杆的四杆机 构
连架杆 ┌曲柄→(一般) 原动件→匀速转动 └摇杆→(一般)从 动件→变速往复摆 动
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曲柄摇杆机构的 生活实例
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双曲柄摇杆机构
定义：两连架杆都是 曲柄的四杆机构 连架杆均为曲柄→ ┌主动曲柄: 匀速转动 └从动曲柄: 变速转动 特点：当主动曲柄连 续等速转动时，从动 曲柄一般做不等速转 动。
四杆机构
班级：物工1101 姓名：周旭
吴卓敏
铰链四杆机构的基本型式
平面连杆机构
平面机构+低副联接 (转动、移动副) 最常用→平面四杆机构（ 四个构件→四根杆)
基本类型
→铰链四杆机构（全由转动副相联）
Page 2
铰链四杆机构
全由转动副相联的平面四杆机构
基 机架－参考系（固定件） 本 构 连架杆－与机架相联 件 连杆－不与机架相联 连架杆 机架、连杆、连架杆
实例
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双摇杆机构
定义：两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构
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谢谢!
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连杆
2
B
C
3
4 D 机架
连架杆
A
曲柄 摇杆(摆杆) (整转) (摆转) 连 曲柄：可回转360°的连架杆 架 摇杆：摆角小于360°的连架杆 杆 滑块：作往复移动的连架杆
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四杆机构的基本类型
铰链四杆机构
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
一曲一摇
二曲
二摇
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曲柄摇杆机构
定义： 两连架杆中 一个为曲柄，另一 个为摇杆的四杆机 构
连架杆 ┌曲柄→(一般) 原动件→匀速转动 └摇杆→(一般)从 动件→变速往复摆 动
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曲柄摇杆机构的 生活实例
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双曲柄摇杆机构
定义：两连架杆都是 曲柄的四杆机构 连架杆均为曲柄→ ┌主动曲柄: 匀速转动 └从动曲柄: 变速转动 特点：当主动曲柄连 续等速转动时，从动 曲柄一般做不等速转 动。
四杆机构
班级：物工1101 姓名：周旭
吴卓敏
铰链四杆机构的基本型式
平面连杆机构
平面机构+低副联接 (转动、移动副) 最常用→平面四杆机构（ 四个构件→四根杆)
基本类型
→铰链四杆机构（全由转动副相联）
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铰链四杆机构
全由转动副相联的平面四杆机构
基 机架－参考系（固定件） 本 构 连架杆－与机架相联 件 连杆－不与机架相联 连架杆 机架、连杆、连架杆
第十一章 汽车典型机构的分析与应用(常见四杆机构)
课后练习
1、铰链四杆机构有哪几种基本类型？试举例说明其 应用。 2、什么叫曲柄？铰链四杆机构存在曲柄的条件是什 么？ 3、完成课后习题1~5。
惯性筛机构
在双曲柄机构中， 若相对的两杆长度分别 相等，则称为平行四边 形机构。它有如图6-5a 所示的正平行双曲柄机 构和如图6-5b所示的反 平行双曲柄机构两种形 式。前者的运动特点是 两曲柄的转向相同且角 速度相等，连杆作平动； 后者的运动特点是两曲 柄的转向相反且角速度 不等。
图6-6所示的机车驱动轮联动机 构是正平行双曲柄机构的应用实例。 图6-7所示为车门启闭机构，是反平 行双曲柄机构的一个应用，它使两 扇车门朝相反的方向转动，从而保 证两扇门能同时开启或关闭。
汽车发动机活塞动画
2）导杆机构 若将图6-9所示的曲柄滑块机构的构件作为机架，则 曲柄滑块机构就演化为导杆机构，连架杆对滑块的运 动起导向作用，称为导杆，它包括转动导杆机构和摆 动导杆机构两种形式。如图6-10所示，导杆均能绕机 架作整周转动，称为转动导杆机构。如图6-11所示， 导杆4只能在某一角度内摆动，称为摆动导杆机构。导 杆机构具有很好的传力性能，常用于插床、牛头刨床 和送料装置等机器中。
转动导杆机构动画
摆动导杆机构动画
3）摇块机构 若将图6-9所示曲柄滑块机构的构件作为机架，则 曲柄滑块机构就演化为如图6-12所示的摇块机构。构 件l作整周转动，滑块3只能绕机架往复摆动。这种机 构常用于摆缸式原动机和气、液压驱动装置中，如图 6-13所示的自动货车翻斗机构。
曲柄滑块动画
曲柄摇块机构动画
4）定块机构 若将图6-9所示曲柄滑块机构的滑块作为机架，则 曲柄滑块机构就演化为如图6-14所示的定块机构。这 种机构常用于抽油泵和手摇抽水唧筒（图6-15）。
机械原理四连杆机构全解
2．导杆机构 图4-16a）所示为 曲柄滑块机构。
若取曲柄为机架， 则为演变为导杆机构， 如图4-16b）所示。
若AB<BC，则杆2和杆4均可作整周回转， 故称为转动导杆机构。若AB>BC，则杆4 均只能作往复摆动，故称为摆动导杆机构。
图4-17牛头刨床的摆动导杆机构
又如图4-18为牛头刨床回转导杆机 构，当BC杆绕B点作等速转动时，AD 杆绕A点作变速转动DE杆驱动刨刀作变 速往返运动。
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。
l 1+ l 4≤l2+ l3 （4-6）
将以上三式两两相加可得：
l 1≤l 2 l 1≤l 3 l 1≤ l 4
上述关系说明：曲柄存在的必要条件： （1） 在曲柄摇杆机构中，曲柄是最短杆； （2） 最短杆与最长杆长度之和小于或等 于其余两杆长度之和。
如何得到不同类型的铰链四杆机构？
根据以上分析可知： 当各杆长度不变时，取不同杆为 机架就可以得到不同类型的铰链四杆 机构。
当BCD为钝角时，传动角=180BCD ，BCD(max)对应传动角的另一 极小值。
若BCD由锐角变钝角，机构运 动将在BCD(min)和BCD(max)位置两次 出现传动角的极小值。两者中较小的 一个即为该机构的最小传动角min。
机械原理四连杆机构(借鉴材料)
能实现预期的运动规律，而且希望运转轻
便、效率高。图4-5所示的曲柄摇杆机构，
如不计各杆质量和运动副中的摩擦，则连
杆BC为二力杆，它作用于从动摇杆3上的
力P是沿BC方向的。作用在从动件上的驱
动力P 与该力作用点绝对速度vc之间所夹
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，
柄。仅能在某一角度摆动的连架杆，称 为摇杆。
教学教资
5
对于铰链四杆机构来说，机架和连杆 总是存在的，因此可按照连架杆是曲柄还 是摇杆，将铰链四杆机构分为三种基本型 式：
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
教学教资
6
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。
教学教资
34
图4-11 起重机起重机构
教学教资
35
两摇杆长度相等的双摇杆机构，称 为等腰梯形机构。
图4-12所示，轮式车辆的前轮转向 机构就是等腰梯形机构的应用实例。
教学教资
36
图4-12 汽车前轮转向机构
教学教资
37
当车转弯时，与前轮轴固联的两个
摇杆的摆角和不等。如果在任意位置
都能使两前轮轴线的交点P落在后轮轴 线的延长线上，则当整个车身绕P点转 动时，四个车轮都能在地面上纯滚动， 避免轮胎因滑动而损伤。等腰梯形机构 就能近似地满足这一要求。
BCD分别最小和最大（见图4-4）。
当BCD为锐角时，传动角=BCD， 是传动角的最小值，也即BCD(min) ；
当BCD为钝角时，传动角=180-
BCD ，BCD(max)对应传动角的另一 极小值。
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。
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。
机械原理四连杆机构全解PPT课件
第37页/共87页
§4-2 铰链四杆机构的演化
一、铰链四杆机构的曲柄存在条件 铰链四杆机构中是否存在曲柄，取决于机构各杆的相对长度和机架的选
择。如图4-13所示的机构中，杆1为曲柄，杆2为连杆，杆3 为摇杆，杆4为机架， 各杆长度以l1、l2、l3、l4表示。为了保证曲柄1整周回转，曲柄1必须能顺利通过与 机架4共线的两个位置AB’和AB’’。
第51页/共87页
2．导杆机构 图4-16a）所示为曲柄滑块机构。
若取曲柄为机架，则为演变为导 杆机构，如图4-16b）所示。
若AB<BC，则杆2和杆4均可作整周回转，故称为转动导杆机构。若AB>BC，则杆4 均只能作往复摆动，故称为摆动导杆机构。
第52页/共87页
图4-17牛头刨床的摆动导杆机构
曲柄摇杆机构
双曲柄机构 双摇杆机构
第5页/共87页
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。
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在实际应用中，为度量方便起见，
常用压力角的余角来衡量机构传力性 能的好坏，称为传力角。显然值越大 越好，理想情况是=90。
一般机械中，=40~50。
大功率机构，min=50。
非传动机构，<40，但不能过小。
第20页/共87页
确 定 最 小 传 动 角 min 。 由 图 4-5 中
第25页/共87页
图4-6 利用死点夹紧工件的夹具
第26页/共87页
二、双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。
§4-2 铰链四杆机构的演化
一、铰链四杆机构的曲柄存在条件 铰链四杆机构中是否存在曲柄，取决于机构各杆的相对长度和机架的选
择。如图4-13所示的机构中，杆1为曲柄，杆2为连杆，杆3 为摇杆，杆4为机架， 各杆长度以l1、l2、l3、l4表示。为了保证曲柄1整周回转，曲柄1必须能顺利通过与 机架4共线的两个位置AB’和AB’’。
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2．导杆机构 图4-16a）所示为曲柄滑块机构。
若取曲柄为机架，则为演变为导 杆机构，如图4-16b）所示。
若AB<BC，则杆2和杆4均可作整周回转，故称为转动导杆机构。若AB>BC，则杆4 均只能作往复摆动，故称为摆动导杆机构。
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图4-17牛头刨床的摆动导杆机构
曲柄摇杆机构
双曲柄机构 双摇杆机构
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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。
第19页/共87页
在实际应用中，为度量方便起见，
常用压力角的余角来衡量机构传力性 能的好坏，称为传力角。显然值越大 越好，理想情况是=90。
一般机械中，=40~50。
大功率机构，min=50。
非传动机构，<40，但不能过小。
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确 定 最 小 传 动 角 min 。 由 图 4-5 中
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图4-6 利用死点夹紧工件的夹具
第26页/共87页
二、双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。
四连杆机构 PPT课件
四、运动的连续性
连杆机构的运动连续性：指该机构在运动中能够连续 实现给定的各个位置。
(B’)B
C1
C C2
1
C1 C3 C2
A
D
B1 B3
2
A
B2
D
C’1 C’ C’2
连杆机构的运动不连续的问题：错位不连续；错 序不连续。
§2-3平面四杆机构的设计
一、平面连杆机构的功能及应用 1、实现刚体给定位置的设计: 机构具有能引导刚
连杆
在连架杆中，能
连架杆 1
2
绕其轴线回转360° 3 连架杆 者称为曲柄；仅能
4 机架
绕其轴线往复摆动 者称为摇杆。
1）曲柄摇杆机构:两连架杆中，一个为曲柄，而 另一个为摇杆。 2）双曲柄机构 两连架杆均为曲柄。 3）双摇杆机构 两连架杆均为摇杆。
三、平面四杆机构的演变
1）取不同构件为机架（机构的倒置）
2）若不满足杆长和条件，该机构只能是双摇杆
机构。
注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形
条件：最长杆的杆长<其余三杆长度之和。
曲柄滑块机构有曲柄的条件
B’ B
b e
Ea
Bb
C”
b
A
C
B’’ D ∞
B 1）a为最短杆
2) a+e≤b.
导杆机构有曲柄的条件
a A
d
C
摆动导杆机构 B
1)a为最短杆，a+ed
dd
a b
b a
c c
d c a b
(b c) (c b)
dd
a b
d c
平面连杆机构有曲柄的条件： 1）连架杆与机架中必有一杆为四杆机构中的最 短杆；
机械原理四连杆机构分析
图4-6 利用死点夹紧工件的夹具
二、双曲柄机构
两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称 为双曲柄机构。
图4-7 插床双曲柄机构
BD2=l22+l32-2l2l3cosBCD 由此可得
l l l l 2l1l 4 cos cosBCD 2l 2 l3
2 2 2 3 2 1 2 4
当=0和180时，cos=+1和-1， BCD分别最小和最大（见图4-4）。 当BCD为锐角时，传动角=BCD， 是传动角的最小值，也即BCD(min) ；
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 雷达天线俯仰角调整机构
第四章 连杆机构
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。
最简单的平面连杆机构是由四个 构件组成的，简称平面四杆机构。它 的应用非常广泛，而且是组成多杆机 构的基础。
§4-1 铰链四杆机构的基本形式 和特性
全部用回转副组成的平面四杆机构 称为铰链四杆机构，如图4-1所示。
连杆
机架
连 架 杆
图4-1 铰链四杆机构
图中，机构的固定件4称为机架；与 机架用回转副相联接的杆1和杆3称为连 架杆；不与机架直接联接的杆2称为连杆。 另外，能做整周转动的连架杆，称为曲 柄。仅能在某一角度摆动的连架杆，称 为摇杆。
Байду номын сангаас
对于铰链四杆机构来说，机架和连杆 总是存在的，因此可按照连架杆是曲柄还 是摇杆，将铰链四杆机构分为三种基本型 式：
常用机构(四连杆机构)资料讲解共44页文档
常用机构(四连杆机构)资料讲解
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
Hale Waihona Puke 61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
Hale Waihona Puke 61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
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。
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。
机械原理四连杆机构全解
图4-11 起重机起重机构
两摇杆长度相等的双摇杆机构，称 为等腰梯形机构。 图4-12所示，轮式车辆的前轮转向 机构就是等腰梯形机构的应用实例。
图4-12 汽车前轮转向机构
当车转弯时，与前轮轴固联的两个 摇杆的摆角和不等。如果在任意位置 都能使两前轮轴线的交点P落在后轮轴 线的延长线上，则当整个车身绕P点转 动时，四个车轮都能在地面上纯滚动， 避免轮胎因滑动而损伤。等腰梯形机构 就能近似地满足这一要求。
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 雷达天线俯仰角调整机构
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。
第四章 连杆机构
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。
最简单的平面连杆机构是由四个 构件组成的，简称平面四杆机构。它 的应用非常广泛，而且是组成多杆机 构的基础。
§4-1 铰链四杆机构的基本形式 和特性
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(3) 双摇杆机构
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
• 结构特点：二连架杆均为摇杆 • 举例: 鹤式起重机
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
特殊机构
• 等腰梯形机构 • 实例: 汽车前轮转向机构
三、平面四杆机构的传动特性
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
急回特性
A
4
D
曲柄摇杆机构
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
(1) 曲柄摇杆机构 • 结构特点：连架杆1为曲柄，3为摇杆 • 举例：搅拌器机构 • 雷达天线机构
1 2 3
4
用途：改变运动形式
回转——遥感摆动 摇杆摆动——回转
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
(2) 双曲柄机构
• 结构特点：二连架杆均为曲柄 • 举例：振动筛机构 变速
连杆
2 C 3 连架杆 B 1 A 4 机架 D
连架杆
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
按连架杆不同运动形式分： (1) 曲柄摇杆机构 (2) 双曲柄机构
2 连架杆 B 1
连杆 C 3 连架杆
(3) 双摇杆机构
A
4
D
2
3 ２作机架 ３作机架 1作机架
2 2
3 3
1 A 4 D
1
曲柄摇杆机构
死点的利用
• 实例:夹具 • 飞机起落架机构
=00
• 结构特点：四个运动副均为转动副 • 组成：机架、连杆、连架杆
2 B
C
3
平 曲柄 摇杆(摆杆) 面 连 (周转副) (摆转副) 杆 机 构 机架：固定不动的构件——AD
1 A 4
D
连架杆：直接与机架相连的构件 ——AB、CD 连杆：不与机架相连的构件—BC 曲柄：能作整周转动的连架杆 摇杆：不能作整周转动的连架杆
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
内 容 • 平面四杆机构的基本类型 • 平面四杆机构的演化 • 平面四杆机构的特点及设计
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
一、铰链四杆机构
铰链四杆机构
• 平面连杆机构的基本型式是铰链四杆机构 • 其余四杆机构均是由铰链四杆机构演化而成的
机 械 设 计 基 础
死点位置
压力角和传动角
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
克服死点的措施
• 利用构件惯性力
• 实例:家用缝纫机 • 采用多套机构错位排列 • 实例:蒸汽机车车轮联动机构 • 蒸汽机车两侧利用错位排列的两套曲柄滑块机构使车轮联 动机构通过死点
F’ G’ E’计 基 础 平 面 连 杆 机 构