平面四杆机构

若有一个条件不满足，则无曲柄存在，此四杆机 构只能是双摇杆机构。
b c
a
d
铰链四杆机构类型的判断条件：
若：最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和时：
（1）取最短杆为机架时，该 机构为双曲柄机构。
（2）取最短杆的相邻杆为机架时，该机构为曲柄摇杆机构 （3）取最短杆的相对杆为机架时，该机构为双摇杆机构 若：最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和时： 不论取哪一杆为机架，都无曲柄存在， 机构只能为双摇杆机构。
曲柄滑块机构
运动特性：
偏置曲柄滑块机构
e—称为偏距
e≠0，偏置曲柄滑块机构 对心曲柄滑块机构 e=0， 对心曲柄滑块机构
二、导杆机构： 选用不同的构件为机架
杆4称为导杆 滑块3沿导杆 移动并绕C点 转动
4
当l1≤l2，杆2、杆4能作
整周转动，称为转动导 杆机构。
当l1>l2，杆2能作整周转动，杆4
B F
A
B C F A C D D
1、机构停在死点位置，不能起动。运转时，靠
惯性冲过死点。可加飞轮增大惯性
2、利用死点实例
飞机起落架机构
工件夹紧机构
曲柄摇杆机构的演化
送料机构 内燃机
二、双曲柄机构
两个连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲 柄机构。
主动曲柄作等速转动时，从动曲柄随之作变速转动。
一、曲柄滑块机构： 改变构件的形状和运动副
二、导杆机构： 选用不同的构件为机架 三、摇块机构和定块机构： 选用不同的构件为机架 四、双滑块机构： 改变构件的形状和运动副 五、偏心轮机构：扩大转动副
一、曲柄滑块机构：改变构件的形状和运动尺寸
摇杆长 →∞ ββ →直线
摇杆3 →滑块 转动副D →移动副
高副
滚轮副
二、铰链四杆机构
1、基本概念
铰链四杆机构： 四个构件全部用转动副相连的平面四杆机构。 它是平面四杆机构的基本型式，其它型式的四杆机 构可看作是在它的基础上通过演化而成的。
2、各杆名称 机架：机构的固定构件，如杆4 。 连架杆：与机架用转动副相连接的构件， 如杆1、3 连杆：不直接与机架连接的构件，如杆2。 连架杆可分为： 曲柄：能绕机架作整周转动的连架杆，如杆1；
C
B
1
2
ф
H 3
A
ф
4
A 4
D l1 D
3
H
正弦机构
正切机构
2
A 1 3 4 D
五、偏心轮机构：扩大转动副
扩大转动副 B的半径
使之超过曲 柄的长度 杆1变为圆盘，其几何 中心为B，运动时，圆盘 绕偏心A转动，故称为偏 心轮。 A 、B之间的距离 称为偏心距e，即为曲柄的 长度。
1 4 3
2
2 3 1 4
第7章 常用机构连杆机构
第一节
一、概述 1、平面连杆机构概念： 平面连杆机构是各构件用销轴、滑道等方式连接起来的， 各构件间的相对运动在同一平面或互相平行的平面内。 2、平面四杆机构 由4个构件组成的平面连杆机构称为平面四杆机构
平面连杆机构
3、运动副 概念： 使两构件直接接触而又能产生一定相对运动的连接， 称为运动副 分类： 运 动 副 低副 转动副 移动副 螺旋副 凸轮副 齿轮副 低副是指两构件作面接触 高副是指两构件作点或线接触
平行双曲柄机构
其相对两杆平行且相等。
1、主动曲柄作等角速转动； 从动件曲柄也以相同角速度转动。
2、当四个铰链中心处于同 一直线上时，将出现运动 不确定状态。
摄影平台升降机构
B1
1
2 3
C1
B
2 3
C
A
B2
B3
D
C" 3 A C2 ˊ C 3 B ˊ 1
Leabharlann Baidu
1
ˊ B B1
D C ˊ 1
ˊ C
C1
为了消除这种运动不确定状态,可增设辅助机构 或在主、从动曲柄上错开一定角度再安装一组平行 四边形机构。
（一）曲柄摇杆机构
两个连架杆中，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。 曲柄1为原动件，作匀速转动；摇杆3为从动件， 作变速往复摆动。
曲柄摇杆机构的应用
雷达天线俯仰机构
曲柄摇杆机构的应用
曲柄摇杆机构的应用
3
3 2 1 4 摇杆主动
2
4 1
缝纫机踏板机构
曲柄摇杆机构的应用
式中θ 为摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄所 夹的锐角，称为极位夹角（ C2AC1） 。 极位夹角计算公式： θ =180°（K-1）/（K+1） 极位夹角θ >0，K>1时具有 急回特性，θ越大，K值越大， 急回运动的性质越显著。
2、死点位置：（主动件条件）
当摇杆为主动件，连杆和曲柄共线时，过铰链中心A 的力，对A点不产生力矩，不能使曲柄转动，机构的 这种位置称为死点位置 。
摇杆：只能绕机架作小于360°的某一角度摆动 的连架杆，如3。
3、分类
在铰链四杆机构中，按曲柄的存在情况，可将 铰链四杆机构分为： 曲柄摇杆机构 双曲柄机构
双摇杆机构
它们的根本区别在于连架杆是否为曲柄
曲柄存在的条件 ： 1）最短杆与 最长杆长度之和小于或等于其余两杆
之和。 2）机架 与连架杆中必有一杆 为最短杆。
练习1：判断下列铰链四杆机构的类型
b 1、a=20,b=50,c=30,d=45 c
a
（1）d为机架
（2）a为机架 （3）c为机架 （4）b为机架
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 曲柄摇杆机构
d
练习2：判断下列各四杆机构的类型
曲 柄 摇 杆 机 构 双 摇 杆 机 构 双 曲 柄 机 构 双 摇 杆 机 构
2
v1<v2
2=180°-θ C2C1 快行程 ∵ 1> 2 , ∴ t1>t2 ,
急回运动特性概念： 在曲柄摇杆机构中，曲柄作等速回转运动，而摇杆空回行程 的平均速度大于工作行程的平均速度的性质。
急回运动特性可用行程速比系数K表示：
K = v2/v1 =（C2C1/t2）/ （C1C2/t1 ） （180°+θ ）/（180°-θ ） = t1/t2 = 1/2 =
剪刀机
曲柄摇杆机构的应用
牛头刨床刨刀进给机构
曲柄摇杆机构的一些主要特性：
1、机构的急回运动特性：
当曲柄转动一周时， 有两次曲柄与连杆共线。
这两个位置就是极限位置， 简称极位

B
C1
C
C2
铰链C的 平均速度：
θ
B2 A
ψ
D
摆角
⌒ v1 =C1C2/t1
⌒ v2 =C1C2/t2
1
B1
它表明摇杆具有急回运动特性。 曲柄转角 1=180°+θ , C1C2 慢行程
只能往复摆动，称为摆动导杆 机构。 运动特性：
三、摇块机构和定块机构： 选用不同的构件为机架
摆动滑块机构
自卸卡车车箱的举升机构 运动特性：
固定滑块机构或定块机构
3 C 2 2 C 3
4 B
1 B 1
4
A
A
手摇唧筒
四、双滑块机构： 改变构件的形状和运动副
双滑块机构是具有两个移动副的四杆机构。
2 1
机车驱动轮连动机构
在主、从动曲柄上错开一定角度再安装一组平行四边形机构
反向双曲柄机构
两曲柄旋转方向相反， 且角速度不相等
公共车门自动启闭机构
三、双摇杆机构
两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇 杆机构。
造型机翻箱机构
铰链四杆机构的演化
通过用移动副取代转动副、变更杆件长度， 变更机架和扩大转动副等途径，可得到铰链四杆 机构的其它演化形式。