曲柄滑块四杆机构-压力角(传动角)的定义及其计算ppt
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四杆机构设计ppt课件
自测试题
一、 判断题（正确：T，错误：F）
1.平面连杆机构是低副机构，其接触处压强较小，因 此适用于受力较大的场合。
2.铰链四杆机构通过机架的转换，就一定可以得到曲 柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
3.铰链四杆机构如有曲柄存在，则曲柄必为最短构 件。
4.在曲柄滑块机构中，当曲柄为主动件时，机构没
21
5.平行四边形机构的极位夹角=___ ,它的行程速比系 数K____。 6.铰链四杆机构演化成其它形式的四杆机构常有三种 方法，它们是______、________和_______。 7.一对心曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则将演化 成___________机构。 8.曲柄为主动件的曲柄摇杆机构中，当从动摇杆处于 两极限位置时，________在该位置所夹的锐角，称 为极位夹角。
14
2）用作图法按两连架杆预定的对应位置 设计四杆机构 设计方法是：此类问题刚固反转法进行设计 （重点）
15
3）按预定的连杆位置设计四杆机构：
已知：连杆BC的三个预定位置B1C1、B2C2和B3C3 设计的实质是：求固定铰链中心的位置 设计方法是：此类问题可用求圆心法来解决，即作 铰链B各位置点连线B1B2 、B2B3的中垂线，两中 垂线的交点即为固定铰链中心A。同理，作铰链C 各位置点连线C1C2、 C2C3的中垂线，两中垂线的 交点即为固定铰链中心D。
9.铰链四杆机构中，_____角越大，对机构的传动越 有利。
22
10.死点是指不计摩擦时机构所处的特殊位置，可借 助_____或采用_____的方法使机构能顺利通过死点 位置而正常运转。
三、选择题
1.下面
不是平面连杆机构的优点。
A. 运动副是面接触，故压强小、耐磨损；
第十章连杆机构ppt课件
缝纫机的脚踏机构
火车车轮联动装置
第二节 平面四杆机构的基本性质
想一想 练一练 请问摆动导杆机构、对心曲柄滑块机构以哪个构件为
原动件时，机构存在死点位置？
第三节 连杆机构的运动设计
平面四杆机构的设计，主要考虑给定的运动条件，确 定机构运动简图。有时为了使设计可靠、合理，还应考虑 几何条件和动力条件。
案例导入
问题：（1）各构件的长度如何才能保证实现相关的运动？ （2）该机构在工作时，出现卡死现象如何处理？
缝纫机踏板机构
第十章 连杆机构
1
平面四杆机构的基本形式及其应用
2
平面四杆机构的基本性质
4
连杆机构的运动设计
第一节 平面四杆机构的基本形式及 其应用
1 铰链四杆机构 2 曲柄滑块机构 3 案例分析 4 课堂练习
t1 t2
1 2
180 180
或 180 K 1 K 1
第二节 平面四杆机构的基本性质
极位夹角为： 180 K 1
K 1
讨论：a、θ>0º→K>1→此时机构具有急回特性，θ↑ → K↑ →急
回特性越显著。 b、θ=0º→K=1，此时机构无急回特性。
第二节 平面四杆机构的基本性质
想一想 练一练 试确定下列不同机构以曲柄为原动件时的极限位置？
曲柄：若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。 摇杆：只能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆。 （4）连杆：不直接与机架相连的构件。
第一节 平面四杆机构的基本形式及 其应用
铰链四杆机构按是否存在曲柄可分为三类： 1、曲柄摇杆机构
（1）概念：铰链四杆机构的两个连架杆中，若一个是 曲柄，另一个是摇杆，则称为曲柄摇杆机构。
复习：平面机构的概念
机械第二章连接机构
任取一A点位置
连接AC1和AC2
量取AC1和AC2长度
计算出L1和L2
以A为园心，L1为半径作园
交于B1和B2点
曲柄摇杆机构
1)检查各杆长度是否满足曲柄摇杆机构的尺寸关系？ 2)检查传动角是否满足要求？
一、按给定从动件的位置设计平面四杆机构 3、已知连杆长度及其两个位置，设计铰链四杆机构
C1 C2
φ1
ω1
D
当摇杆为主动件 忽略质量和转动惯性
在摇杆处于极限位置 该力对A点不产生力矩
连杆2与从动曲柄1共线 死点位置
死点出现条件：1：共线；2：主动件为摇杆
（一）：曲柄摇杆机构的基本特征 4、死点位置 消除死点 采用飞轮——利用惯性
解决方法：
辅助机构——施加外力
联动机构——错开死点
B F C A D
5）由共线关系作出l1 、l2、 l3 。
三、给定两连架杆的对应位置设计四杆机构
1、 解析法
设：l1=1 利用各杆投影关系
a、给定两组对应位置：无穷解 b、给定三组对应位置：精确解 c、多余三组对应位置：近似解
2 、几何实验法
四、按给定点的轨迹设计四杆机构
四杆机构运转时，连杆上任一点都将在平面内 描绘出一条曲线——连杆曲线 点的位置 各杆相对尺寸 →曲线形状不同 →满足各种工作要求
以最短杆作机架——双曲 柄机构
以最短杆相对的杆作机架(最 短杆作连杆)——双摇杆机构
课堂练习
§3
铰链四杆机构的尺寸关系及演化形式
二、铰链四杆机构形式之演化
回转副转化成移动副 改变固定件 扩大回转副 两个移动副
演化铰链四杆机构
1、回转副转化成移动副
C m B L1 1 A 4 D 2 3 m
曲柄滑块机构
中能作 360°转动的 ( 如杆 1) 称为曲柄；若仅能在小于 360°范围
内摆动，则称为摇杆(如杆3)。
第3章 平面连杆机构
图3-1 曲柄摇杆机构
第3章 平面连杆机构
3.1.1 曲柄摇杆机构
图3-2 曲柄摇杆机构的应用
第3章 平面连杆机构
3.1.2 双曲柄机构
图3-3 双曲柄机构及其应用
图3-7回转导杆机构以及刨床机构
第3章 平面连杆机构 3.2.3 曲柄摇块机构和摆动导杆机构
图3-8 曲柄摇块机构和摆动导杆机构
第3章 平面连杆机构
图3-9 自卸卡车中的摇块机构
第3章 平面连杆机构
图3-10 刨床中的摆动导杆机构
第3章 平面连杆机构 3.2.4 定块机构 如果把曲柄滑块机构中的滑块作为机架，如图3-11所示。
第3章 平面连杆机构 则
Ft F cos Fn F sin扩大演化为偏心轮的过程
第3章 平面连杆机构
3.3 平面四杆机构的几个工作特性
3.3.1 构件具有整转副的条件
1. 铰链四杆机构中构件具有整转副的条件
第3章 平面连杆机构
根据三角形两边之和大于第三边的几何定理，由△AC2D有
c+d＞a+b
由△AC1D b-a+d＞c
k称为行程速比系数，进一步分析可得
v1 C1C2 / t2 t1 1 180 k v 2 C1C2 / t1 t2 2 180
(3-4)
第3章 平面连杆机构
由上面分析可知，连杆机构有无急回作用取决于极位夹角。
不论曲柄摇杆机构或者是其他类型的连杆机构，只要机构在运 动过程中具有极位夹角θ，则该机构就具有急回作用。极位夹角 愈大，行程速比系数是也愈大，机构急回作用愈明显，反之亦 然。若极位夹角θ=0°则k=1，机构无急回特性。 在设计机 器时，利用这个特性，可以使机器在工作行程速度小些，以减 小功率消耗；而空回行程时速度大些， 以缩短工作时间，提高 机器的生产率。
2汽车常见四杆机构
曲柄滑块机构演化为具有两个移动副的四杆机 构，称为双滑块机构。
在图示的曲柄滑块机构中，将转动副B扩大，则 图a所示的曲柄滑块机构，可等效为图b所示的机构。
将圆弧槽mm的半径逐渐增至无穷大，则图2b 所示机构就演化为图示的机构。此时连杆2转化为沿 直线mm移动的滑块2；转动副c则变成为移动副，滑 块3转化为移动导杆。
其连架杆2和4均为曲柄 C
B
A
a
D
（3）最短杆的对边（杆3）为机架 （最短杆为连杆）
C
2
r
B
3
1
o
A
4
D
两连架杆2和4都不能整周转动
故图所示为双摇杆机构。
铰链四杆机构存在曲柄的必要条件
最短杆和最长杆长度之和小于或等于其余两杆长 度之和。
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。
max＝900时，＝0 →Ft=F 太小易自锁， 限制min，以 保证机构正常工作。
3)最小传动角的位置
曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。
F Ft vC
3)最小传动角的位置 曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。
平面四杆机构的最小传动角位置：
3．死点
在曲柄摇杆机构，如以摇杆3 为原动件，而曲 柄1 为从动件，连杆2与曲柄1共线，这种位置称为死 点。机构处于压力角=90（传力角=0）的位置时， 驱动力的有效力为0。此力对A点不产生力矩，因此 不能使曲柄转动。
➢死点
B
2
C
1
5
A
3
N
P D
利用死点夹紧工件的夹具
•
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。21. 1.1821. 1.18Mo nday , January 18, 2021
在图示的曲柄滑块机构中，将转动副B扩大，则 图a所示的曲柄滑块机构，可等效为图b所示的机构。
将圆弧槽mm的半径逐渐增至无穷大，则图2b 所示机构就演化为图示的机构。此时连杆2转化为沿 直线mm移动的滑块2；转动副c则变成为移动副，滑 块3转化为移动导杆。
其连架杆2和4均为曲柄 C
B
A
a
D
（3）最短杆的对边（杆3）为机架 （最短杆为连杆）
C
2
r
B
3
1
o
A
4
D
两连架杆2和4都不能整周转动
故图所示为双摇杆机构。
铰链四杆机构存在曲柄的必要条件
最短杆和最长杆长度之和小于或等于其余两杆长 度之和。
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。
max＝900时，＝0 →Ft=F 太小易自锁， 限制min，以 保证机构正常工作。
3)最小传动角的位置
曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。
F Ft vC
3)最小传动角的位置 曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。
平面四杆机构的最小传动角位置：
3．死点
在曲柄摇杆机构，如以摇杆3 为原动件，而曲 柄1 为从动件，连杆2与曲柄1共线，这种位置称为死 点。机构处于压力角=90（传力角=0）的位置时， 驱动力的有效力为0。此力对A点不产生力矩，因此 不能使曲柄转动。
➢死点
B
2
C
1
5
A
3
N
P D
利用死点夹紧工件的夹具
•
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。21. 1.1821. 1.18Mo nday , January 18, 2021
曲柄滑块四杆机构压力角传动角的定义及其计算课件
传动角定义及作用
定义
在平面连杆机构中，主动件与从动件开始相对运动时的两个共线位置之间的夹角。
作用
衡量机构的传动性能，传动角越大，机构的传动性能越好，效率越高。
影响压力角和传动角的因素
01
曲柄长度
02
连杆长度
03
滑块位置
04
压力角传动角计算方法论述
压力角计算方法
定义
计算公式 注意事项
传动角计算方法
定义
传动角是指在曲柄滑块四杆机构 中，主动件通过连杆传递给从动 件的力的方向与从动件运动方向
之间所夹的锐角。
计算公式
传动角γ可通过余弦函数计算， γ=arccos((lAB^2+lBC^2-
lAC^2)/(2lAB·lBC))，其中lAB、 lBC和lAC分别为曲柄、连杆和滑
块的长度。
注意事项
在计算传动角时，需确保所取角 度为锐角，并注意机构的运动方
实验目的
验证曲柄滑块四杆机构压力角传动角的定义，探究机构运动过程中压力角和传动角的变化规律，提高理论知识的 实践应用能力。
方案制定
搭建曲柄滑块四杆机构实验台，通过调整机构参数和运动速度，采集不同位置下的压力角和传动角数据，进行对 比分析。
数据采集与整理方法论述
数据采集方法
采用光电传感器和角度传感器实时采集 机构运动过程中的压力角和传动角数据， 确保数据的准确性和实时性。
曲柄滑块四杆机构定义
01
02
03
04
块四杆机构工作原理
旋转运动转换为直线运动
传动比与行程速度变化
曲柄滑块四杆机构类型
对心曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构
03
压力角传动角概念及影响因素
压力角,传动角,死点
一、压力角、传动角、死点1、压力角 与传动角压力角 从动件受力点的受力方向与绝对速度方向的夹角（ ）；传动角 压力角的余角,即 ；性质（考判断）压力角越大，对传动不利，原因是 压力角越大，在速度上的分量就越小；（填空）对机构的传动有利，则要（）传动角最小传动角（1）、铰链四杆机构传动角可以看做是 BC 与CD 的夹角；要使之最小，则AB 与机架共线的两位置，在满足锐角的前提下，比较两者最小为最小传动角；这样，在180度内，有两种情况 角BCD 最大，角BCD 最小都有可能出现最小传动角；推得 曲柄摇杆机构的最小传动角为主动件曲柄与机架共线的两位置。
总结 最小传动角两种求法1）、曲柄摇杆机构，曲柄滑块机构=直接利用结论 传动角=夹角，共线；2）、找压力角的余角；列关系式。
（式子中只含有一个变量）（3）、在此一定注意不要固定思维认为是角BCD ，因会出现钝角的情形，故记忆BC 与CD 的夹角；找最小传动角用途 传力性能；最小传动 0压力角，传动角，死点2020年4月25日16:24曲柄摇杆机构的演化知 滑块与导路的移动副可以看做是转动中心D 垂直导路无穷远处的转动副；1）、根据演化原理，按照曲柄摇杆机构2）、几何关系 曲柄与滑块的移动方向垂直时。
（武汉科技大学）且偏置曲柄滑块，AB 在偏距之上时的角C 最小。
（2）、曲柄滑块机构摆动导杆机构的压力角始终是0；（因速度方向与受力方向重合），传动角是90度。
（武汉科技大学）（3）、摆动导杆机构（对心） 偏置等你在做题遇到时给你讲解，偏置导杆不一样，有些东西自己做题时触类旁通就可以。
死点（1）谁是主动件，离开主动件谈死点无意义；例如 同样的曲柄摇杆机构，曲柄为主动件时无死点，摇杆为主动件时有死点；定义 当机构处于死点位置时，主动件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心，而不能使从动件转动，出现顶死现象。
（考简答，与自锁区别）方法 从动件的传动角分析，死点时，传动角为0，压力角为90度且无转动力矩；（2）分析……`问 四杆机构存在死点取决于（）与连杆共线；考点如（西电2014） 平面四杆机构中，是否存在死点，取决于连架杆是否与连杆共线（1）判断题（故意不说谁是原动件）因死点就是从动件的传动角为0且力过转动中心（无转动力矩）；故若最小传动角不为0，即无死点；常见 曲柄摇杆机构，摇杆主动；曲柄滑块（对心，偏心），滑块主动；双曲柄无死点（考选择）思考 对心曲柄滑块有无极位夹角？下节课讲；（2）死点的判断（3）死点与自锁的区别 简答题（自锁是由摩擦作用，使得驱动力无论多大，都使得机构无法运动的现象，自锁具有方向性；死点是从动件的传动角为0；）（4）克服死点的方法飞轮惯性 缝纫机机构错列 火车车轮机构（5）死点应用原理 利用死点传递的力通过转矩中心出现顶死的特性，进行夹紧等工作。
机械设计基础 第2版(机械工业出版社)
图2-1 铰链四杆机构
4
第一节 平面连杆机构的类型和演化
1.铰链四杆机构 (1)曲柄摇杆机构 具有一个曲柄和一个摇杆的四杆机构，称为曲柄 摇杆机构。
图2-2 液体搅拌器
5
第一节 平面连杆机构的类型和演化
图2-3 缝纫机的踏板机构
6
Байду номын сангаас
第一节 平面连杆机构的类型和演化
(2)双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的四杆机构，称为双曲柄机构。
①若l1＜l2(见图2-10)，则杆2、4都能作整周回转运动，此时该机构 称为转动导杆机构，常用于刨床和插床中。
12
第一节 平面连杆机构的类型和演化
图2-11所示为小型牛头刨床主机构，其中构件1、2、3、4组成转动 导杆机构，可使滑块5上的刨刀6产生急回作用。 ②若l1＞l2，如图2-12a所示，则导杆4只能在一定范围内摆动，这种 机构称为摆动导杆机构。图2-12b为另一种刨床驱动机构，其中构件 1、2、3、4组成摆动导杆机构，并通过构件5带动刨刀6作往复直线 运动，进行刨削。
9
第一节 平面连杆机构的类型和演化
2.滑块四杆机构
图2-8 滑块四杆机构
10
第一节 平面连杆机构的类型和演化
图2-9 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
(1)单滑块机构的基本形式 1)曲柄滑块机构。 2)导杆机构。
11
第一节 平面连杆机构的类型和演化
图2-10 转动导杆机构
图2-28 给定连杆的三个位置设计四杆机构
32
第三节 平面四杆机构的设计
(1)按连杆预定的位置设计四杆机构 如图2-28所示，已知连杆的长 度和它依次占据的三个预定位置B1C1、B2C2、B3C3，要求设计此铰 链四杆机构。 1)根据实际尺寸选择适当的长度比例尺，画出给定的连杆位置。 2)作线段的中垂线b12，则圆弧KB的圆心应在直线b12上；再作线段的 中垂线b23，而圆弧KB的圆心又应在直线b23上，所以b12和b23的交点 必为圆弧KB的圆心。 3)以点A和点D作为两连架杆与机架的铰链中心，连接AB1和DC1并连 AD作机架，即得各构件的实际长度
4
第一节 平面连杆机构的类型和演化
1.铰链四杆机构 (1)曲柄摇杆机构 具有一个曲柄和一个摇杆的四杆机构，称为曲柄 摇杆机构。
图2-2 液体搅拌器
5
第一节 平面连杆机构的类型和演化
图2-3 缝纫机的踏板机构
6
Байду номын сангаас
第一节 平面连杆机构的类型和演化
(2)双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的四杆机构，称为双曲柄机构。
①若l1＜l2(见图2-10)，则杆2、4都能作整周回转运动，此时该机构 称为转动导杆机构，常用于刨床和插床中。
12
第一节 平面连杆机构的类型和演化
图2-11所示为小型牛头刨床主机构，其中构件1、2、3、4组成转动 导杆机构，可使滑块5上的刨刀6产生急回作用。 ②若l1＞l2，如图2-12a所示，则导杆4只能在一定范围内摆动，这种 机构称为摆动导杆机构。图2-12b为另一种刨床驱动机构，其中构件 1、2、3、4组成摆动导杆机构，并通过构件5带动刨刀6作往复直线 运动，进行刨削。
9
第一节 平面连杆机构的类型和演化
2.滑块四杆机构
图2-8 滑块四杆机构
10
第一节 平面连杆机构的类型和演化
图2-9 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
(1)单滑块机构的基本形式 1)曲柄滑块机构。 2)导杆机构。
11
第一节 平面连杆机构的类型和演化
图2-10 转动导杆机构
图2-28 给定连杆的三个位置设计四杆机构
32
第三节 平面四杆机构的设计
(1)按连杆预定的位置设计四杆机构 如图2-28所示，已知连杆的长 度和它依次占据的三个预定位置B1C1、B2C2、B3C3，要求设计此铰 链四杆机构。 1)根据实际尺寸选择适当的长度比例尺，画出给定的连杆位置。 2)作线段的中垂线b12，则圆弧KB的圆心应在直线b12上；再作线段的 中垂线b23，而圆弧KB的圆心又应在直线b23上，所以b12和b23的交点 必为圆弧KB的圆心。 3)以点A和点D作为两连架杆与机架的铰链中心，连接AB1和DC1并连 AD作机架，即得各构件的实际长度
常用机构(四连杆机构)
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
了解常用四杆机构的基本类型和应用。 对急回特性、传动角、压力角、死点位置等有明确概念。
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
• 结构特点：四个运动副均为转动副 • 组成：机架、连杆、连架杆
d min 或 d max 可能最小
曲柄摇杆机构,当曲柄主动时,在曲柄与机架共线的两个位置 之一,传动角最小.
死点
• 死点:
• 传动角为零=0(连杆与从动件共线),机构顶死
C
C
C2
2
1
3
B
B
vF
B1 =00
1
A
B2
4
=00
A
B2
D
=00
B
=00
1
F
v
C１
C
C
2
克服死点的措施
曲线导轨曲柄滑块机构
C C
2
B 1
A
4
对CD杆等效转化
B2
3
1
转动副变成移动副 A
4 D
lCD
3 D
e
B
1
2
C3
A 4
对心式曲柄滑块机构
B
2
C3
e0 1
A 4
偏置式曲柄滑块机构
e ——偏心距 e =0 为曲柄滑块机构 e≠0 为偏置曲柄滑块
运动特点： 曲柄的回转运动变换为滑块的往复直线运动（如空压机）
• 偏心轮机构
还如： 脚踏砂轮机构 颚式破碎机。
偏心轮用在： 曲柄销承受较大冲击载荷、曲柄长度 较短及需要装在直轴中部的机器之中 的机构中.
了解常用四杆机构的基本类型和应用。 对急回特性、传动角、压力角、死点位置等有明确概念。
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
• 结构特点：四个运动副均为转动副 • 组成：机架、连杆、连架杆
d min 或 d max 可能最小
曲柄摇杆机构,当曲柄主动时,在曲柄与机架共线的两个位置 之一,传动角最小.
死点
• 死点:
• 传动角为零=0(连杆与从动件共线),机构顶死
C
C
C2
2
1
3
B
B
vF
B1 =00
1
A
B2
4
=00
A
B2
D
=00
B
=00
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C１
C
C
2
克服死点的措施
曲线导轨曲柄滑块机构
C C
2
B 1
A
4
对CD杆等效转化
B2
3
1
转动副变成移动副 A
4 D
lCD
3 D
e
B
1
2
C3
A 4
对心式曲柄滑块机构
B
2
C3
e0 1
A 4
偏置式曲柄滑块机构
e ——偏心距 e =0 为曲柄滑块机构 e≠0 为偏置曲柄滑块
运动特点： 曲柄的回转运动变换为滑块的往复直线运动（如空压机）
• 偏心轮机构
还如： 脚踏砂轮机构 颚式破碎机。
偏心轮用在： 曲柄销承受较大冲击载荷、曲柄长度 较短及需要装在直轴中部的机器之中 的机构中.
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；
四杆机构习题答案ppt课件
从位置Ⅰ到位置Ⅱ是炉门 开启的过程。检验E点是否 与炉外壁干涉。
E B1 Ⅰ
A C1 B2
Ⅱ C2
课后作业：8-23~8-28
D
ppt课件
24
2 设计检验
（1 ）炉门闭启时是否与炉 外壁干涉
从位置Ⅰ到位置Ⅱ是炉门 开启的过程。检验E点是否 与炉外壁干涉。
P24
E
P12 B1
VE
1
A P14
Ⅰ 2 C1 P23
）
a 240mm,
解：1 ） a杆为最短杆，C杆为最长杆时 b 600mm
a c b d 满足曲柄存在条件
c 400mm,
c b d a 600 500 240 860mm d 500mm.
2） 假设C杆为最短杆，则有：
b
2
c b＞a d 不满足曲柄存在条件 B
B
得出： C
ppt课件
11
3）在图上标出极位夹角θ，；最小传动角γmin ；
比较 m in 、 min 取小值。
C
B
C
m in
A
B
B
min
D
ppt课件
12
例5 假设图示导杆机构各部尺寸为已知，求：
n
1 . 该机构曲柄存在的条件；
2 . 图示位置机构的压力角和传动角；
已知和LAB和LAD （在图中已按比例画出），试用作图法确定 铰链C 的位置。要求注明四杆机构ABCD。
E
B1
C
A
B1
E1
E1 E2
D
A
B2
ppt课件
D
29
摇杆CD在第二位置为极限位置
E B1 Ⅰ
A C1 B2
Ⅱ C2
课后作业：8-23~8-28
D
ppt课件
24
2 设计检验
（1 ）炉门闭启时是否与炉 外壁干涉
从位置Ⅰ到位置Ⅱ是炉门 开启的过程。检验E点是否 与炉外壁干涉。
P24
E
P12 B1
VE
1
A P14
Ⅰ 2 C1 P23
）
a 240mm,
解：1 ） a杆为最短杆，C杆为最长杆时 b 600mm
a c b d 满足曲柄存在条件
c 400mm,
c b d a 600 500 240 860mm d 500mm.
2） 假设C杆为最短杆，则有：
b
2
c b＞a d 不满足曲柄存在条件 B
B
得出： C
ppt课件
11
3）在图上标出极位夹角θ，；最小传动角γmin ；
比较 m in 、 min 取小值。
C
B
C
m in
A
B
B
min
D
ppt课件
12
例5 假设图示导杆机构各部尺寸为已知，求：
n
1 . 该机构曲柄存在的条件；
2 . 图示位置机构的压力角和传动角；
已知和LAB和LAD （在图中已按比例画出），试用作图法确定 铰链C 的位置。要求注明四杆机构ABCD。
E
B1
C
A
B1
E1
E1 E2
D
A
B2
ppt课件
D
29
摇杆CD在第二位置为极限位置
四杆机构设计
2. 能根据四杆机构存在曲柄的条件，熟练判断铰链 四杆机构的基本类型。
3. 掌握按行程速比系数和给定连杆位置设计四杆机 构的作图法 。
精选ppt
8
重点与难点分析
本章重点：平面四杆机构的基本特性及其设计；
本章难点：用作图法设计四杆机构 。
1.极位夹角：机构中从动摇杆处于两极限位置时， 原动曲柄的相应两位置之间所夹的锐角。
图2-1
精选ppt
17
解：1、因为lAB+lCD=20+85=105mm< lBC+lAD=60+50=110mm
且连架杆AB为最短杆
故，AB杆就是曲柄，该机构是曲柄摇杆机构
2、取比例尺=1mm/mm ，作摇杆CD处在两个极限位置时的 机构位置图 AB1C1D 和 AB2C2D ，如图 b 所示。图中，∠C1 AC2 为极位夹角θ。 由图中量得：θ=59o 故该机构有急回特性。
有死点 。
精选ppt
答案 19
5.在摆动导杆机构中，当曲柄为主动件时，曲柄在任 何位置时其传动角均相同 。 6.极位夹角θ >0 的四杆机构，一定有急回特性。
7.在曲柄滑块机构中，只有当曲柄与滑块导路垂直时， 传动角才可能出现最小值。 8.传动角就是连杆与从动件的夹角。
9.连杆机构任一位置的传动角与压力角之和恒等于 90o。 10.从传力效果来看，传动角越大越好，压力角越小 越好。
多数机构运动中的传动角是变化的。为了使机构 传动质量良好，一般规定机构的最小传动角 min40。 为了检查机构的最小传动角，需要确定最小传动角的 位置。通过分析可知：曲柄摇杆机构的最小传动角出 现在曲柄与机架共线的两位置之一；曲柄滑块机构的 最小传动角出现在曲柄与导路垂直的位置；导杆机构 在任何位置最小传动角都等于90o。
3. 掌握按行程速比系数和给定连杆位置设计四杆机 构的作图法 。
精选ppt
8
重点与难点分析
本章重点：平面四杆机构的基本特性及其设计；
本章难点：用作图法设计四杆机构 。
1.极位夹角：机构中从动摇杆处于两极限位置时， 原动曲柄的相应两位置之间所夹的锐角。
图2-1
精选ppt
17
解：1、因为lAB+lCD=20+85=105mm< lBC+lAD=60+50=110mm
且连架杆AB为最短杆
故，AB杆就是曲柄，该机构是曲柄摇杆机构
2、取比例尺=1mm/mm ，作摇杆CD处在两个极限位置时的 机构位置图 AB1C1D 和 AB2C2D ，如图 b 所示。图中，∠C1 AC2 为极位夹角θ。 由图中量得：θ=59o 故该机构有急回特性。
有死点 。
精选ppt
答案 19
5.在摆动导杆机构中，当曲柄为主动件时，曲柄在任 何位置时其传动角均相同 。 6.极位夹角θ >0 的四杆机构，一定有急回特性。
7.在曲柄滑块机构中，只有当曲柄与滑块导路垂直时， 传动角才可能出现最小值。 8.传动角就是连杆与从动件的夹角。
9.连杆机构任一位置的传动角与压力角之和恒等于 90o。 10.从传力效果来看，传动角越大越好，压力角越小 越好。
多数机构运动中的传动角是变化的。为了使机构 传动质量良好，一般规定机构的最小传动角 min40。 为了检查机构的最小传动角，需要确定最小传动角的 位置。通过分析可知：曲柄摇杆机构的最小传动角出 现在曲柄与机架共线的两位置之一；曲柄滑块机构的 最小传动角出现在曲柄与导路垂直的位置；导杆机构 在任何位置最小传动角都等于90o。
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
第二章-曲柄摇杆机构、四杆机构设计-PPT
这两个条件必须同时满足，否则机构中不存在 整转副，无论取哪个构件作机架都只能得到双摇 杆机构。
18
另外，具有整转副的铰链四杆机构是否存 在曲柄，还应根据选择何杆为机架来判断。 (1) 取最短杆为机架时，机架上有两个整转副， 故得双曲柄机构。
19
(2) 取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一 个整转副，故得曲柄摇杆机构。
共线。此时杆１与杆２的夹角β的变化范围为也是 0o ～360 0
杆３为摇杆，它与相邻两杆的夹角ψ 、γ 的 变化范围小于360°。
显然，Ａ、Ｂ为整转副， Ｃ、Ｄ不是整转副。
为了实现曲柄 １整周回转，AB杆 必须顺利通过与连 杆共线的两个位置 AB′和AB″。
15
当杆１处于AB′位置时，形成三角形 ACD 。
摇杆自C2D摆回至C1D是其空回行程，这时 Ｃ点的平均速度是v2=C1C2 ／t2，显然v1 < v2 ， 它表明摇杆具有急 回运动的特性。牛 头刨床、往复式输 送机等机械就利用 这种急回特性来缩 短非生产时间，提 高生产率。
4
急回运动特性可用行程速度变化系数（也称 行程速比系数）K 表示。
v2
பைடு நூலகம்
C1C2/t2
根据三角形任意两边之和必大于(极限情况下等于)
第三边的定理可得
l4≤(l2 －l1)＋l3
l3≤(l2 －l1)＋l4
即 l1＋l4≤l2＋l3 （2-4） l1＋l3≤l2＋l4 （2-5）
当杆１处于AB″位置
时，形成三角形ACD 。
可得
l1 ＋ l2 ≤l4 ＋ l3
（2-6）
16
将式(2-4)、(2-5)、(2-6)两两相加
l1＋l4≤l2＋l3
（2-4）
18
另外，具有整转副的铰链四杆机构是否存 在曲柄，还应根据选择何杆为机架来判断。 (1) 取最短杆为机架时，机架上有两个整转副， 故得双曲柄机构。
19
(2) 取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一 个整转副，故得曲柄摇杆机构。
共线。此时杆１与杆２的夹角β的变化范围为也是 0o ～360 0
杆３为摇杆，它与相邻两杆的夹角ψ 、γ 的 变化范围小于360°。
显然，Ａ、Ｂ为整转副， Ｃ、Ｄ不是整转副。
为了实现曲柄 １整周回转，AB杆 必须顺利通过与连 杆共线的两个位置 AB′和AB″。
15
当杆１处于AB′位置时，形成三角形 ACD 。
摇杆自C2D摆回至C1D是其空回行程，这时 Ｃ点的平均速度是v2=C1C2 ／t2，显然v1 < v2 ， 它表明摇杆具有急 回运动的特性。牛 头刨床、往复式输 送机等机械就利用 这种急回特性来缩 短非生产时间，提 高生产率。
4
急回运动特性可用行程速度变化系数（也称 行程速比系数）K 表示。
v2
பைடு நூலகம்
C1C2/t2
根据三角形任意两边之和必大于(极限情况下等于)
第三边的定理可得
l4≤(l2 －l1)＋l3
l3≤(l2 －l1)＋l4
即 l1＋l4≤l2＋l3 （2-4） l1＋l3≤l2＋l4 （2-5）
当杆１处于AB″位置
时，形成三角形ACD 。
可得
l1 ＋ l2 ≤l4 ＋ l3
（2-6）
16
将式(2-4)、(2-5)、(2-6)两两相加
l1＋l4≤l2＋l3
（2-4）
常用机构(四连杆机构)
构A
4
对CD杆等效转化
B2
3
1
转动副变成移动副 A
4 D
lCD
3 D
B
1
2
C3
A 4
对心式曲柄滑块机构
B
2
C3
e0 1
e
A 4
感谢下载偏置式曲柄滑块机构 13
机 械 设 计 基 础
平
面
连 e ——偏心距
杆 机
e =0 为曲柄滑块机构
构 e≠0 为偏置曲柄滑块
运动特点： 曲柄的回转运动变换为滑块的往复直线运动（如空压机）
机
械 设
• 结构特点：连架杆1为曲柄，3为摇杆 2
计 基
• 举例：搅拌器机构
础
1
3
4
•
雷达天线机构
平
面
连
杆
机
构
用途：改变运动形式 回转——遥感摆动
感谢下载 摇杆摆动——回转 5
机 (2) 双曲柄机构
械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
• 结构特点：二连架杆均为曲柄 • 举例：振动筛机构 变速
A
4
D
摇杆：不能作整周转动的连架杆
机架
感谢下载
3
按连架杆不同运动形式分：
机
械 设
(1) 曲柄摇杆机构
连架杆 B
计 基
(2) 双曲柄机构
1
础
(3) 双摇杆机构
A
平
面
连
杆
机
构
连杆 2
C 连架杆
3
4
D
2 3
22 33
２３1作作机机架架
1 1
A
4