平面四杆机构的运动特性.
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滑块行程不是曲柄长度的两倍，广泛应用于蒸汽机、内 燃机Biblioteka Baidu及各种冲压机器中。
摆动导杆机构机构的急回特性
该机构具有急回运动性质，且具有最好的传力性能， 常用于牛头刨床、插床等。
拓展应用— 机构急回特性的应用实例
应用实例牛头刨床主机构、插床导杆机构。
设计目的：通过演示牛头刨床主机构、插床导杆机 构的实际工作过程，让学生观察分析，分组讨论， 从而得到急回特性的意义——利用机构的急回特性， 可缩短非生产工作时间，提高工作效率。 这样可以使学生对急回特性的应用有了进一步的感 性认识.
对心曲柄滑块机构 （2）摆动导杆机构机构的急回特性
偏 置 曲 柄 滑 块 机 构
因为从动件滑块导路的中心线不通过曲柄的回转中心，c1、 c2为滑块的两极限位置，θ极位夹角存在，故该机构具有急回特 性，滑块行程不是曲柄长度的两倍。
对 心 曲 柄 滑 块 机 构
因滑块导路的中心线通过曲柄的回转中心，从动件滑块 位于极限位置时，无极位夹角，故机构无急回特性。
故，可通过分析机构中是否存在极位夹角θ以及θ的大
小来判断机构是否有急回运动以及急回运动的程度。
总结归纳： 平面四杆机构具有急回特性的条件： • ①主动件作整周回转运动； • ②从动件往返运动且有极位； • ③从动件存在两极位时，主动件相应的有极
位夹角θ，且极位夹角θ ≠0。
4—拓展延伸
偏置曲柄滑块机构 （1）曲柄滑块机构的急回特性
t1 (180 ) /
V1 C2C1 t1C2C1 /(180 )
空回行程 • 当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从
C1D位置摆到C2D，所花时间为t2 ,平均速度 为V2 ,则有：
t1 (180 ) /
V2 C1C2 t2 C1C2 /(180 )
问题 摇杆在两个极限位置时， 所对应的曲柄和连杆处于 怎样的位置关系？
在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位于 两个极限位置，简称极位；
此时输入构件曲柄相对应位置之间所夹角的锐角θ称为 极位夹角。
工作行程 • 当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆
从C2D位置摆到C1D。所花时间为t1 , 平均 速度为V1,则有：
1—复习旧课
问题1：铰链四杆机构中各个构件的名称是什么？
4 —机架， 2 —连杆， 1、3 — 连架杆
摇杆
机架
问题2：铰链四杆机构有哪三种基本形式？
问题3：铰链四杆机构中存在曲柄的条件？
（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（称为杆长之和条件）；
（2）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
C
复习:
压力角 ：从动件受力 B
方向与受力点线速度方
向之间所夹的锐角。
死 点
传动角γ ：压力角
A
的余角，也等于连
死 点
D
杆与从动件之间所 夹的锐角
F
V
总结
机构具有死点位置的条件：
a、主动件为摇杆； b、从动件与连杆共线，即：压力角为α=90°、传动角γ=0°。
注意： 平面四杆机构是否存在“死点”取决于从动件与连杆是否共线。 机构处于死点位置，从动件会出现卡死（机构自锁）或运 动方向不确定的现象。
这是为什么呢？
1．死点的概念
曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件，曲柄为从动件，当连杆与从动曲
柄共线时，机构的传动角 γ＝0 ， ＝90°此时摇杆CD 通过连杆作用 于从动曲柄AB上的力恰好通过曲柄回转中心，故出现了不能使曲柄AB转
动的卡死现象，机构的这种连杆与从动件共线、传动角为零时的位置称 为机构的死点位置或死点。
K等于从动件空回行程的平均速度与工作行程的平均速度之比。
K V2 V1
C1C2 C1C2
t2 t1
t1 t2
180 180
由 K 180 可得 : 180 K 1
180
K 1
只要θ≠0 ，机构就具有急运动；并且θ越大，K 值越
大，急回程度就越高，但机构的平稳性下降。
实例1： 牛头刨主机构
这是一个六杆机构，曲柄整周匀速转动，带动刨刀往复移 动,该机构利用摆动导杆机构的急回特性使刨刀快速退回，缩 短非生产工作时间，以提高工作效率。
实例2：插床导杆机构
利用摆动导杆机构 的急回特性使插刀快速 退回，缩短非生产工作 时间以提高工作效率。
二、死点位置
你用过缝纫机吗？当你踩 缝纫机踏板时，由于操作 不当，遇到过踩不动或使 缝纫机飞轮反转的情况吗？
推导结果：因曲柄转角不同，故摇杆来回摆动时间不一样，平
均速度也不相等：
t1 >t2 ，V2 > V1
急回特性的定义： 主动件等速旋转时，作往复运动的从动件在 空回行程中的平均速度大于工作行程的平均 速度的这种运动特性称为急回特性。
行程速比因数K
曲柄摇杆机构的急回运动程度可以用 行程速比因数K 来表示，
2．死点的利弊 （1）死点的利用
在工程中也常常应用死点位置实现工作要求。 如工件加紧机构、飞机起落架等。
连杆2与连架杆3共 线，此时不管N多大，作 用在1上的力由2传给3时 总是通过3的回转中心D， 无法使其转动。
应用实例1：工件加紧机构
应用实例2：飞机起落架
γ=0
F
BC、CD共线，机构处于死点位 置，承受着陆时的地面反力，作用于 CD的力通过其铰链中心D，故起落架 不会反转（摇杆CD不会转动），从而 使飞机的降落更加安全可靠。
飞机起落架机构
（2）死点的缺陷 对于传动机构，存在死点位置是一个缺陷，常采用下
列措施使机构顺利通过死点位置。 克服死点的措施： ①利用系统的惯性；如缝纫机的脚踏机构 ②利用多组机构错列；如火车轮机构
应用实例1：缝纫机的脚踏机构
利 用 惯 性
脚踏机构将踏板的往复摆动 变换为带轮的单向转动，就是借 助带轮的惯性通过死点位置，并 使带轮转向不变的。
2—平面四杆机构的运动特性
问题1： 观察曲柄摇杆机构的运动，回答柄摇杆机构 中曲柄和摇杆的运动各有什么特点？ 问题2： 摇杆在空回行程和工作行程往复摆动的过程 中，哪个行程运动速度较快？
一、急回特性
我们再来看上图的曲柄摇杆机构，曲柄为主动件逆时针匀 速转动，当摇杆从右向左摆动时速度较慢，从左向右摆动时 速度较快。也就是说摇杆的返回速度较快，我们称它具有急 回运动特性。为什么会出现这种现象呢？ 下面我们来分析：
摆动导杆机构机构的急回特性
该机构具有急回运动性质，且具有最好的传力性能， 常用于牛头刨床、插床等。
拓展应用— 机构急回特性的应用实例
应用实例牛头刨床主机构、插床导杆机构。
设计目的：通过演示牛头刨床主机构、插床导杆机 构的实际工作过程，让学生观察分析，分组讨论， 从而得到急回特性的意义——利用机构的急回特性， 可缩短非生产工作时间，提高工作效率。 这样可以使学生对急回特性的应用有了进一步的感 性认识.
对心曲柄滑块机构 （2）摆动导杆机构机构的急回特性
偏 置 曲 柄 滑 块 机 构
因为从动件滑块导路的中心线不通过曲柄的回转中心，c1、 c2为滑块的两极限位置，θ极位夹角存在，故该机构具有急回特 性，滑块行程不是曲柄长度的两倍。
对 心 曲 柄 滑 块 机 构
因滑块导路的中心线通过曲柄的回转中心，从动件滑块 位于极限位置时，无极位夹角，故机构无急回特性。
故，可通过分析机构中是否存在极位夹角θ以及θ的大
小来判断机构是否有急回运动以及急回运动的程度。
总结归纳： 平面四杆机构具有急回特性的条件： • ①主动件作整周回转运动； • ②从动件往返运动且有极位； • ③从动件存在两极位时，主动件相应的有极
位夹角θ，且极位夹角θ ≠0。
4—拓展延伸
偏置曲柄滑块机构 （1）曲柄滑块机构的急回特性
t1 (180 ) /
V1 C2C1 t1C2C1 /(180 )
空回行程 • 当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从
C1D位置摆到C2D，所花时间为t2 ,平均速度 为V2 ,则有：
t1 (180 ) /
V2 C1C2 t2 C1C2 /(180 )
问题 摇杆在两个极限位置时， 所对应的曲柄和连杆处于 怎样的位置关系？
在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位于 两个极限位置，简称极位；
此时输入构件曲柄相对应位置之间所夹角的锐角θ称为 极位夹角。
工作行程 • 当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆
从C2D位置摆到C1D。所花时间为t1 , 平均 速度为V1,则有：
1—复习旧课
问题1：铰链四杆机构中各个构件的名称是什么？
4 —机架， 2 —连杆， 1、3 — 连架杆
摇杆
机架
问题2：铰链四杆机构有哪三种基本形式？
问题3：铰链四杆机构中存在曲柄的条件？
（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（称为杆长之和条件）；
（2）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
C
复习:
压力角 ：从动件受力 B
方向与受力点线速度方
向之间所夹的锐角。
死 点
传动角γ ：压力角
A
的余角，也等于连
死 点
D
杆与从动件之间所 夹的锐角
F
V
总结
机构具有死点位置的条件：
a、主动件为摇杆； b、从动件与连杆共线，即：压力角为α=90°、传动角γ=0°。
注意： 平面四杆机构是否存在“死点”取决于从动件与连杆是否共线。 机构处于死点位置，从动件会出现卡死（机构自锁）或运 动方向不确定的现象。
这是为什么呢？
1．死点的概念
曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件，曲柄为从动件，当连杆与从动曲
柄共线时，机构的传动角 γ＝0 ， ＝90°此时摇杆CD 通过连杆作用 于从动曲柄AB上的力恰好通过曲柄回转中心，故出现了不能使曲柄AB转
动的卡死现象，机构的这种连杆与从动件共线、传动角为零时的位置称 为机构的死点位置或死点。
K等于从动件空回行程的平均速度与工作行程的平均速度之比。
K V2 V1
C1C2 C1C2
t2 t1
t1 t2
180 180
由 K 180 可得 : 180 K 1
180
K 1
只要θ≠0 ，机构就具有急运动；并且θ越大，K 值越
大，急回程度就越高，但机构的平稳性下降。
实例1： 牛头刨主机构
这是一个六杆机构，曲柄整周匀速转动，带动刨刀往复移 动,该机构利用摆动导杆机构的急回特性使刨刀快速退回，缩 短非生产工作时间，以提高工作效率。
实例2：插床导杆机构
利用摆动导杆机构 的急回特性使插刀快速 退回，缩短非生产工作 时间以提高工作效率。
二、死点位置
你用过缝纫机吗？当你踩 缝纫机踏板时，由于操作 不当，遇到过踩不动或使 缝纫机飞轮反转的情况吗？
推导结果：因曲柄转角不同，故摇杆来回摆动时间不一样，平
均速度也不相等：
t1 >t2 ，V2 > V1
急回特性的定义： 主动件等速旋转时，作往复运动的从动件在 空回行程中的平均速度大于工作行程的平均 速度的这种运动特性称为急回特性。
行程速比因数K
曲柄摇杆机构的急回运动程度可以用 行程速比因数K 来表示，
2．死点的利弊 （1）死点的利用
在工程中也常常应用死点位置实现工作要求。 如工件加紧机构、飞机起落架等。
连杆2与连架杆3共 线，此时不管N多大，作 用在1上的力由2传给3时 总是通过3的回转中心D， 无法使其转动。
应用实例1：工件加紧机构
应用实例2：飞机起落架
γ=0
F
BC、CD共线，机构处于死点位 置，承受着陆时的地面反力，作用于 CD的力通过其铰链中心D，故起落架 不会反转（摇杆CD不会转动），从而 使飞机的降落更加安全可靠。
飞机起落架机构
（2）死点的缺陷 对于传动机构，存在死点位置是一个缺陷，常采用下
列措施使机构顺利通过死点位置。 克服死点的措施： ①利用系统的惯性；如缝纫机的脚踏机构 ②利用多组机构错列；如火车轮机构
应用实例1：缝纫机的脚踏机构
利 用 惯 性
脚踏机构将踏板的往复摆动 变换为带轮的单向转动，就是借 助带轮的惯性通过死点位置，并 使带轮转向不变的。
2—平面四杆机构的运动特性
问题1： 观察曲柄摇杆机构的运动，回答柄摇杆机构 中曲柄和摇杆的运动各有什么特点？ 问题2： 摇杆在空回行程和工作行程往复摆动的过程 中，哪个行程运动速度较快？
一、急回特性
我们再来看上图的曲柄摇杆机构，曲柄为主动件逆时针匀 速转动，当摇杆从右向左摆动时速度较慢，从左向右摆动时 速度较快。也就是说摇杆的返回速度较快，我们称它具有急 回运动特性。为什么会出现这种现象呢？ 下面我们来分析：