1.曲柄摇杆机构

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
机，冲床等。
一、平面连杆机构
一、平面连杆机构
演化2——扩大转动副
偏心轮的演化过程
B 1 A
2 4
第四章 常用机构
一、平面连杆机构
应用实例：
内燃机、鹤式吊、火车轮、牛头刨床、开窗户支撑、公共 汽车开关门、折叠伞、折叠床、 各种健身器材等。
定义：由低副（转动、移动）连接组成的平面机构。 优点：
1.采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损。 2.构件接触面多为圆柱面或平面, 形状简单、易加工、容易获 得较高的制造精度。 3. 构件间接触自封闭, 不需外力保持构件间的接触。 4.改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。 5.连杆曲线丰富。可满足不同要求。
跑步机
一、平面连杆机构
2.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。
惯性筛
一、平面连杆机构
主动曲柄等速转动，从动曲柄一般为变速转动，插床六杆机构是以 双曲柄机构为基础扩展而成的。
在双曲柄机构中有一种特殊机构，连杆与机架的长度相等、两个曲 柄长度相等且转向相同的双曲柄机构，称为平行四边形机构。
港口起重机机构图
车辆前轮转向机构
一、平面连杆机构
港口起重机
选择连杆上合适的点，轨迹为近似的水平直线
一、平面连杆机构
车辆的前轮转向机构
A
D
A
B’
C’
B
D C
一、平面连杆机构
一、平面连杆机构
一、平面连杆机构
演化1——转动副变为移动副
曲柄摇杆机构 回转副D→移动副 曲柄滑块机构
一、平面连杆机构
一、平面连杆机构
3.双摇杆机构 两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构，称为双摇杆机构。常用于
操纵机构、仪表机构等。如图所示港口起重机机构，可实现货物 的水平移动，以减少功率消耗。在双摇杆机构中若两摇杆长度相 等，称为等腰梯形机构。
等腰梯形机构的运动特性是两摇杆摆角不相等。 如图所示的汽车、拖拉机前轮转向机构。
取最短构件为机架 ——双曲柄机构
取最短构件任一相邻构件为机架 ——曲柄摇杆机构
取最短构件对面的构件为机架
——双摇杆机构
一、平面连杆机构
急回运动
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。
此两处曲柄之间的夹角θ 称为极位夹角。
θ 180°＋θωB
C2
设计：潘存云
A
B1
平行四边形机构
带有辅助构件的平行四边形机构
一、平ຫໍສະໝຸດ Baidu连杆机构
对于两个曲柄转向相反的情况，即连杆与机架的长度相
等,两个曲柄长度相等所组成的转向相反的双曲柄机构称为 反平行四边形机构。
反平行四边形机构不具备
平行四边形机构前述两个运动
特征。 车门启闭机构就是反平行
反平行四边形机构
四边形机构的应用实例。
车门启闭机构
插床六杆机构
机车车轮平行四边形机构
一、平面连杆机构
一、平面连杆机构
平行四边形机构有以下三个运动特点:
（1）两曲柄转速相等
机车车轮联动机构。
（2）连杆始终与机架平行
天平机构、所示的摄影车升降机构。
机车车轮联动机构
天平机构
摄影车升降机构
一、平面连杆机构
（3）运动的不确定性 为了克服运动的不确定性， 可以对从动曲柄施加外力，或 利用飞轮及构件本身的惯性作 用。也可以采用辅助曲柄等措施解决。
一、平面连杆机构
缺点： 1.构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。
2.产生动载荷（惯性力），不适合高速。 3.设计复杂 4.对任意运动规律和轨迹难以精确实现
一、平面连杆机构
基本设计——实现已知的运动规律
缝纫机脚踏板机构
一、平面连杆机构
基本设计——实现已知的轨迹
搅拌机 要求连杆上E点的轨迹为一条卵形曲线
t2(18 0 )/
V2 C1C2 t2
C 1C 2/1 ( 8 0 )
显然：t1 >t2 V2 > V1 摇杆的这种特性称为急回运动。
C2
C1
A
B1
设计：潘存云
D
180°-θ
K V 2 C1C 2
V1
C1C 2
t2 t1
t1 t2
180 180
称K为行程速比系数。只要 θ ≠ 0 ， 就有 K>1
C 3 D
B 1 A
2 4
C 3 D
B A1
2 4
C 3 D
一、平面连杆机构
演化3——变换机架
①
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 曲柄摇杆机构 双摇杆机构
②
曲柄滑块机构 导杆机构
摇块机构
定块机构 (直动滑杆机构)
一、平面连杆机构
定块机构的应用
A1 B
42
C3
定块机构
AA 1
4 4
1B 2B
3 C2 3C
B2
CC1 DD
当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆从C1D位置 摆到C2D。所花时间为t1 , 平均速度为V1,那么有：
t1(18 0)/V1C1C2 t1 C 1C2/1 ( 80)
一、平面连杆机构
当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C2D,置摆到C1D，所 花时间为t2 ,平均速度为V2 ,那么有：
手摇唧筒
一、平面连杆机构
平面四杆机构有曲柄的条件
B
b
C
aA d
c
D
（若1能绕A整周相对转动，则存在两个特殊位置）
a+d≤b+c
(1)
b<c+d-a即a+b≤c+d
(2)
c<b+d-a即a+c≤b+d
(3)
一、平面连杆机构
(1)+(2)得2a+b+d≤2c+b+d即a≤c (1)+(3)得 a≤b (2)+(3)得 a≤d
且θ越大，K值越大，急回性质越明显。 设计新机械时，往往先给定K值，于是:
A
B
D
C E
一、平面连杆机构
1.曲柄摇杆机构
两连架杆分别为曲柄和摇杆的铰链四 杆机构称为曲柄摇杆机构。 雷达天线俯仰角调整机构，是曲柄摇杆
机构的应用实例之一。 在曲柄摇杆机构中，也可以以摇杆为主
动件，曲柄为从动件，将主动摇杆的 往复摆动转化为从动曲柄的整周转动。 如缝纫机踏板机构。
一、平面连杆机构
由此可见，铰链四杆机构曲柄存在的条件是： （1）连架杆或机架为运动链中的最短杆。 （2）最短杆与最长杆的长度之和小于等于其它两杆长度之
和。（杆长之和的条件）
一、平面连杆机构
平面四杆机构的类型判别
（1）最短构件与最长构件的长度之和大于其他两构件长度之 和，所有运动副均为摆动副，均为——双摇杆机构。
（2）最短构件与最长构件的长度之和小于等于其他两构件 长度之和，最短构件上两个转动副均为整转副。