平面连杆机构重点知识点
合集下载
第五章平面连杆机构
F
C
F
F
D
有效分力 F Fcos Fsin 径向压力 F Fsin=Fcos 角越大， F 越大， F 越小，对机构的传动越有利。
连杆机构中，常用传动角的大小及变化情况来衡量机构 传力性能的优劣。
传动角 出现极值的位置及计算
传动角总取锐角
C动线图
C
0.4
0.2 0 60º120º180º240º300º360º v (ms)
6
4
2
0 -2
60º120º180º240º300º360º
-4 -6
a (ms2)
80
40
0 -40
60º120º180º240º300º360º
-80
-120
(三) 实现轨迹运动
常用行程速度变化系数(Advance-to return-time ratio)K
来衡量急回运动的相对程度。
C2
C1
180º+
A
B1
D
B2
180º-
K
m2 m1
/ t2 / t1
180
180
180 180
设计具有急回要求的机构时，应先确定K值，再计算。
第三节 平面连杆机构的基本知识
运动特性—传递和变换运动。 传力特性—实现力的传递和变换。 了解平面连杆机构运动特性和传力特性的意义 指导正确选择平面连杆机构的类型，进行机构设计。 一、运动特性 1. 转动副为整转副的条件 机构中具有整转副的构件是关键构件。具有整转副的连 架杆即为曲柄。机构中有没有曲柄，有多少曲柄，是一个十 分重要的问题。 影响平面铰链四杆机构中曲柄存在的因素 ● 构成四杆运动链的各构件长度 ● 运动链中选取的机架与其它构件的相对位置
平面连杆机构..资料重点
①对心曲柄滑块机构 (e=0) e—称为偏距
②偏置曲柄滑块机 (e＞0)
★曲柄滑块机构的应用：
例1:活塞 ——对心曲柄滑块 例2:锯管机——偏置曲柄滑块
例3：刨床切削运动 ——曲柄滑块
2、导杆机构： 选用不同的构件为机架
B
1
2
A
4
C3
1为机架
B
2
杆4称为导杆 A 1 4
C3
曲柄滑块机构
B
导杆机构
例2：缝纫机下针机构
4.双转块机构
2 A1
3
4
D
例：十字滑块联轴器
四、具有偏心轮的四杆机构：扩大转动副
扩大转动副B的半径,使之超过曲柄的长度
C
2
B
3
1
4
A
D
2 3
1
4
五、多杆机构：由若干个四杆机构组合扩展而成
例1手动冲床：双摇杆+摆杆滑块 例2推土机：曲柄摇杆+摇块 例3锯木机构：曲柄摇杆+摆杆滑块
适合高速。
★ 由于计算机的普及，很多智能化软件为平面连杆 机构的设计和研究奠定了基础，连杆机构的应用 前景也很广泛。
★ 平面连杆机构中最简单、应用最广的是四杆机构 其他多杆机构都是在它的基础上扩充而成。 本章重点讨论四杆机构及其设计。
§2—1 平面四杆机构的基本类形和应用
一、铰链四杆机构: 平面四杆机构中运动副均为转动副。
例4筛料机构： 双曲柄+曲柄滑块
例5四足机构： 平行四边形机构+曲柄摇杆 （开式链）
小结
§2—2 平面四杆机构的基本特性
一、 铰链四杆机构有整转副的条件
1、整转副：两构件能相对转动360°的转动副。 2、整转副存在的条件： 取决于各杆的长度。
②偏置曲柄滑块机 (e＞0)
★曲柄滑块机构的应用：
例1:活塞 ——对心曲柄滑块 例2:锯管机——偏置曲柄滑块
例3：刨床切削运动 ——曲柄滑块
2、导杆机构： 选用不同的构件为机架
B
1
2
A
4
C3
1为机架
B
2
杆4称为导杆 A 1 4
C3
曲柄滑块机构
B
导杆机构
例2：缝纫机下针机构
4.双转块机构
2 A1
3
4
D
例：十字滑块联轴器
四、具有偏心轮的四杆机构：扩大转动副
扩大转动副B的半径,使之超过曲柄的长度
C
2
B
3
1
4
A
D
2 3
1
4
五、多杆机构：由若干个四杆机构组合扩展而成
例1手动冲床：双摇杆+摆杆滑块 例2推土机：曲柄摇杆+摇块 例3锯木机构：曲柄摇杆+摆杆滑块
适合高速。
★ 由于计算机的普及，很多智能化软件为平面连杆 机构的设计和研究奠定了基础，连杆机构的应用 前景也很广泛。
★ 平面连杆机构中最简单、应用最广的是四杆机构 其他多杆机构都是在它的基础上扩充而成。 本章重点讨论四杆机构及其设计。
§2—1 平面四杆机构的基本类形和应用
一、铰链四杆机构: 平面四杆机构中运动副均为转动副。
例4筛料机构： 双曲柄+曲柄滑块
例5四足机构： 平行四边形机构+曲柄摇杆 （开式链）
小结
§2—2 平面四杆机构的基本特性
一、 铰链四杆机构有整转副的条件
1、整转副：两构件能相对转动360°的转动副。 2、整转副存在的条件： 取决于各杆的长度。
第5章知识资料平面连杆机构(OK)(3)
4 . 掌握设计平面四杆机构的一些基本方法。
二、基本概念和基础知识
1. 平面连杆机构的型式 2. 平面连杆机构的基本性质 3. 平面连杆机构设计的的基本问题
平面四杆机构的型式
基本型式
曲柄摇杆机构 双曲柄机构
演动副的四杆机构
曲柄滑块机构 曲柄导杆机构 曲柄摇块机构 移动导杆机构
两个推论
前提：满足杆长条件
① 若连架杆为lmin，则机构存在一个曲柄； ② 若机架为lmin ，则机构存在两个曲柄。
判断由不同杆作机架时四杆机构的类型
a、b、c、d
Y
ad bc
N 双摇杆机构
以最短杆的相邻杆为机架 以与最短杆相对的杆为机架
以最短杆为机架
曲柄摇杆机构 双摇杆机构 双曲柄机构
极位夹角与摆角
极位夹角—— 当从动摇杆处于 左、右两极限位置时，主动曲 柄两位置所夹的锐角θ
摇杆的摆角—— 从动摇杆 两极限位置间的夹角ψ
急回特性与行程速比系数
急回特性——
当曲柄等速转动时，摇杆 往复摆动的平均速度不同的运 动特性。
行程速比系数——表示急 回运动的相对程度
K
180 o 180 o
压力角与传动角
的夹角 45 。（ 0.0025m/mm） l
试求曲柄和连杆的长度lAB、lBC。
解
（1）计算极位夹角
K
1.25
180 180
（2）作图，并计算lAB、lBC
lAB 15 l 0.0375 m
lBC 43.5 l 0.10875 m
20o
3. 如图所示曲柄摇杆机构，已知
解
（1）、（2）、（4） 解如图所示。
（3）因为：
最短杆+最长杆 =AB+AD=20+70 =90
二、基本概念和基础知识
1. 平面连杆机构的型式 2. 平面连杆机构的基本性质 3. 平面连杆机构设计的的基本问题
平面四杆机构的型式
基本型式
曲柄摇杆机构 双曲柄机构
演动副的四杆机构
曲柄滑块机构 曲柄导杆机构 曲柄摇块机构 移动导杆机构
两个推论
前提：满足杆长条件
① 若连架杆为lmin，则机构存在一个曲柄； ② 若机架为lmin ，则机构存在两个曲柄。
判断由不同杆作机架时四杆机构的类型
a、b、c、d
Y
ad bc
N 双摇杆机构
以最短杆的相邻杆为机架 以与最短杆相对的杆为机架
以最短杆为机架
曲柄摇杆机构 双摇杆机构 双曲柄机构
极位夹角与摆角
极位夹角—— 当从动摇杆处于 左、右两极限位置时，主动曲 柄两位置所夹的锐角θ
摇杆的摆角—— 从动摇杆 两极限位置间的夹角ψ
急回特性与行程速比系数
急回特性——
当曲柄等速转动时，摇杆 往复摆动的平均速度不同的运 动特性。
行程速比系数——表示急 回运动的相对程度
K
180 o 180 o
压力角与传动角
的夹角 45 。（ 0.0025m/mm） l
试求曲柄和连杆的长度lAB、lBC。
解
（1）计算极位夹角
K
1.25
180 180
（2）作图，并计算lAB、lBC
lAB 15 l 0.0375 m
lBC 43.5 l 0.10875 m
20o
3. 如图所示曲柄摇杆机构，已知
解
（1）、（2）、（4） 解如图所示。
（3）因为：
最短杆+最长杆 =AB+AD=20+70 =90
第四章平面连杆机构
一、曲柄存在条件 （格拉肖夫条件） ① 最短杆与最长杆长度之和小于或等 于其余两杆长度之和；（杆长之和条件） 于其余两杆长度之和；（杆长之和条件） ；（杆长之和条件 ② 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。 （最短构件条件） 最短构件条件）
你会判断由不同杆作机架时四杆机构属于 你会判断由不同杆作机架时四杆机构属于 哪种机构么？ 哪种机构么？
四、死点位置
曲柄摇杆机构中，若以摇杆为 曲柄摇杆机构中， 原动件，当连杆与从动件（ 原动件，当连杆与从动件（曲 共线时的位置称死点位置。 柄）共线时的位置称死点位置。 这时机构的传动角γ=0，压力 这时机构的传动角 ， 角α=900，即连杆对从动曲柄 的作用力恰好通过其回转中心 A，不能推动曲柄转动。 ，不能推动曲柄转动。 存在死点位置的标志： 存在死点位置的标志： 连杆与从动件共线。 连杆与从动件共线。
§4.1 平面连杆机构的特点
低副连接而成的平面机构 连接而成的平面机构。 一、平面连杆机构： 用低副连接而成的平面机构。 平面连杆机构： 二、平面连杆机构的特点： 平面连杆机构的特点： 1、能实现多种运动形式。如：转动，摆动，移动，平面运动 、能实现多种运动形式。 转动，摆动，移动， 2、运动副为低副： 、运动副为低副： 面接触： 承载能力大； 便于润滑。 面接触： ①承载能力大；②便于润滑。寿命长 几何形状简单——便于加工，成本低。 便于加工，成本低。 几何形状简单 便于加工 3、缺点： 、缺点： ①只能近似实现给定的运动规律； 只能近似实现给定的运动规律； 近似实现给定的运动规律 ②设计复杂； 设计复杂； ③只用于速度较低的场合。 只用于速度较低的场合。
1.曲柄摇杆机构 1.曲柄摇杆机构
☆ 两连架杆中一个为 曲柄，另一个为摇杆。 曲柄，另一个为摇杆。
你会判断由不同杆作机架时四杆机构属于 你会判断由不同杆作机架时四杆机构属于 哪种机构么？ 哪种机构么？
四、死点位置
曲柄摇杆机构中，若以摇杆为 曲柄摇杆机构中， 原动件，当连杆与从动件（ 原动件，当连杆与从动件（曲 共线时的位置称死点位置。 柄）共线时的位置称死点位置。 这时机构的传动角γ=0，压力 这时机构的传动角 ， 角α=900，即连杆对从动曲柄 的作用力恰好通过其回转中心 A，不能推动曲柄转动。 ，不能推动曲柄转动。 存在死点位置的标志： 存在死点位置的标志： 连杆与从动件共线。 连杆与从动件共线。
§4.1 平面连杆机构的特点
低副连接而成的平面机构 连接而成的平面机构。 一、平面连杆机构： 用低副连接而成的平面机构。 平面连杆机构： 二、平面连杆机构的特点： 平面连杆机构的特点： 1、能实现多种运动形式。如：转动，摆动，移动，平面运动 、能实现多种运动形式。 转动，摆动，移动， 2、运动副为低副： 、运动副为低副： 面接触： 承载能力大； 便于润滑。 面接触： ①承载能力大；②便于润滑。寿命长 几何形状简单——便于加工，成本低。 便于加工，成本低。 几何形状简单 便于加工 3、缺点： 、缺点： ①只能近似实现给定的运动规律； 只能近似实现给定的运动规律； 近似实现给定的运动规律 ②设计复杂； 设计复杂； ③只用于速度较低的场合。 只用于速度较低的场合。
1.曲柄摇杆机构 1.曲柄摇杆机构
☆ 两连架杆中一个为 曲柄，另一个为摇杆。 曲柄，另一个为摇杆。
平面连杆机构精讲
曲柄摇杆机构
雷达天线俯仰机构
缝纫机踏板机构
3 D
C 2 1
B1 A
2 3
C1
4 A 1 B
D
平行四边形机构
双曲柄机构
机车驱动轮连动机构
B 1构
飞机起落架
钻孔夹具
二、含一个移动副的四杆机构
转动副转化为移动副
2 B 1 A C 3 D A B 1 D 3C 2
• 铰链四杆机构的分类
两个连架杆是否为曲柄或有几个曲柄， 将其分为以下三种基本形式： 1、曲柄摇杆机构 2、双曲柄机构 3、双摇杆机构。
曲柄:与机架组成转动副的连架杆. 摇杆:与机架组成摆动副的连架杆. 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 3）双摇杆机构 两连架杆均为曲柄。 两连架杆均为摇杆。
机车驱动轮连动机构
2-3平面四杆机构的设计
主要任务：根据给定的运动条件确定机构 运动简图的尺寸参数。 两类问题：1）给定从动件运动规律。 2）给定点的运动轨迹。
问题
解析法 作图法 实验法
一、 按给定行程速度变化系数设计四杆机构 1、曲柄摇杆机构 C1
90- 90-
C2
180°（K-1） θ= （K+1） AC1=BC-AB AC2=BC+AB
2.1平面四杆机构的基本类型及其应用 一、铰链四杆机构
全部用转动副相连的平面四杆机构称为 铰链四杆机构。 四杆机构的最基本的形式，其它形式的 四杆机构都可看作是在它的基础上演化而 成的。
• • • •
铰链四杆机构 杆4为机架， 杆1与杆3，称为连架杆 杆2为连杆
• 若能作整周回转的连架 杆称为曲柄，转动副称 为整转副 • 不能作整周回转的连架 杆称为摇杆 ，转动副称 为摆动副
第12章平面连杆机构
3、 检验是否满足结构条件、动力条件和运动连续性条件；
如：是否存在曲柄、杆长比是否恰当，最小传动角是否适当、 是否满足运动连续性条件等
返回本节
机械设计基础
满足预定运动的规律要求
1）要求两连架杆的转角能够满足预定的对应位置关系； 2）要求在原动件运动规律一定的条件下，从动件能够准确地或 近似地满足预定的运动规律要求。 例： 1）牛头刨要求两连架杆的转角满足函数y=logx 2）车门开启机构要求两连架杆的转角应大小相等，方向相反
本讲重点
机械设计基础
第十二章 平面连杆机构
第一节 连杆机构及其传动特点 第二节 平面四杆机构的类型及应用 第三节 平面四杆机构的运动特性 第四节 平面四杆机构的设计
机械设计基础
本讲小结
1、平面连杆机构的基本型式: 铰链四杆机构(曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆)
2、连杆机构的演化方法
1)改变机构的形状和运动尺寸; 2) 改变运动副的尺寸; 3)取不同构件为机架; 4) 运动副元素的逆转
1、改变构件的形状和运动尺寸
2、改变运动副的尺寸 3、通过选用不同构件为机架 4、运动副元素的逆换
返回本章
机械设计基础
铰链四杆机构
运动副全为转动副的平面四杆机构称为铰链四杆机构 曲柄：能作整周回转的连架杆 摇杆：只能在一定范围内摇动的连架杆 周转副：组成转动副的两构件能整周相对转动 摆转副：组成转动副的两构件不能作整周相对转动
机械设计基础
本讲小结
1、连杆机构设计的基本问题和基本要求 2、按预定的连杆位置设计四杆机构 3、按两连架杆的预定位置设计四杆机构 4、按连杆上任意标志线的三组对应位置设计四杆机构 5、按给定的行程速比系数K设计四杆机构
机械设计基础
机械基础课件第九章平面连杆机构
承受载荷较大时，会产生较大的变形；
特点 运动副中存在间隙，导致传动不准确； 适用于实现各种复杂的运动规律和运动轨迹。
平面连杆机构的应用
轻工机械
如印刷机、包装机 等；
冶金机械
如轧钢机、拔丝机 等；
农业机械
如拖拉机、收割机 等；
纺织机械
如织布机、针织机 等；
化工机械
如搅拌机、挤压机 等。
平面连杆机构的分类
双曲柄机构的实例分析
双曲柄机构的应用
01
双曲柄机构在机械中也有着广泛的应用，如飞机起落架、内燃
机、搅拌机等。
双曲柄机构的运动特点
02
双曲柄机构由两个曲柄组成，它们以相反的方向的匀速圆周运
动。
双曲柄机构的传力特性
03
双曲柄机构可以平衡两个曲柄的力矩，使得整个机构运转平稳
。
双摇杆机构的实例分析
双摇杆机构的应用
详细描述
在平面连杆机构中，通过测量各构件上特定点的速度，可以 得到这些点的速度矢量。通过分析这些速度矢量，可以了解 各构件之间的相对运动关系，从而判断机构的运动特性。
运动分析
总结词
运动分析是研究平面连杆机构中各构件位置变化的过程，通过分析各构件的位 置，可以了解机构的运动轨迹。
详细描述
在平面连杆机构中，通过测量各构件上特定点的位置坐标，可以得到这些点的 位置矢量。通过分析这些位置矢量，可以了解各构件的运动轨迹，从而判断机 构的运动形式。
机械基础课件第九章平面连杆机构
目录 Contents
• 平面连杆机构概述 • 平面连杆机构的基本形式 • 平面连杆机构的运动特性 • 平面连杆机构的设计 • 平面连杆机构的运动分析 • 平面连杆机构的实例分析
特点 运动副中存在间隙，导致传动不准确； 适用于实现各种复杂的运动规律和运动轨迹。
平面连杆机构的应用
轻工机械
如印刷机、包装机 等；
冶金机械
如轧钢机、拔丝机 等；
农业机械
如拖拉机、收割机 等；
纺织机械
如织布机、针织机 等；
化工机械
如搅拌机、挤压机 等。
平面连杆机构的分类
双曲柄机构的实例分析
双曲柄机构的应用
01
双曲柄机构在机械中也有着广泛的应用，如飞机起落架、内燃
机、搅拌机等。
双曲柄机构的运动特点
02
双曲柄机构由两个曲柄组成，它们以相反的方向的匀速圆周运
动。
双曲柄机构的传力特性
03
双曲柄机构可以平衡两个曲柄的力矩，使得整个机构运转平稳
。
双摇杆机构的实例分析
双摇杆机构的应用
详细描述
在平面连杆机构中，通过测量各构件上特定点的速度，可以 得到这些点的速度矢量。通过分析这些速度矢量，可以了解 各构件之间的相对运动关系，从而判断机构的运动特性。
运动分析
总结词
运动分析是研究平面连杆机构中各构件位置变化的过程，通过分析各构件的位 置，可以了解机构的运动轨迹。
详细描述
在平面连杆机构中，通过测量各构件上特定点的位置坐标，可以得到这些点的 位置矢量。通过分析这些位置矢量，可以了解各构件的运动轨迹，从而判断机 构的运动形式。
机械基础课件第九章平面连杆机构
目录 Contents
• 平面连杆机构概述 • 平面连杆机构的基本形式 • 平面连杆机构的运动特性 • 平面连杆机构的设计 • 平面连杆机构的运动分析 • 平面连杆机构的实例分析
机械工程基础平面连杆机构
第4章 平面连杆机构
图 4 - 7 惯性筛
第4章 平面连杆机构
B
2
1
A
4
C 3
D
图 4 - 8 平行四边形机构
第4章 平面连杆机构
图 4 - 9 机车车轮联动机构
第4章 平面连杆机构
机车车轮平行四边形机构使各车轮与主动轮具有相 同的速度, 其内含有一个虚约束, 以防止在曲柄与机架共 线时运动不确定。 如图4 - 10所示, 当共线时, B点转到B2 点, 而C点位置可能转到C2或C′2位置, 运动不确定。
第4章 平面连杆机构
4.1 概 述
4.1.1 根本概念 构件之间只有低副连接的机构称为平面连杆机构。
最常见的平面连杆机构是平面四杆机构。 由四个构件 通过低副连接而成的平面连杆机构称为平面四杆机构。 所有低副均为转动副的平面四杆机构称为铰链四杆机 构, 它是平面四杆机构中最根本的形式, 其他形式的四 杆机构都是在它的根底上演化而成的。 连杆机构中的 构件称为杆。
第4章 平面连杆机构
1
A
B
2
3 C
2 B1
3
A
C
(a)
(b )
图 4 - 19 摇块机构 (a) 运动简图; (b) 自卸卡车翻斗机构
第4章 平面连杆机构
5. 定块机构 (1) 转化: 当曲柄滑块机构中取滑块为机架时, 即可 转化为定块机构, 如图4 - 20(a)所示。 (2) 应用： 图4 - 20(b)所示的手动压水机是定块机 构的应用实例。
第4章 平面连杆机构
在双曲柄机构中, 假设相对的两杆长度分别相等, 那么称为平行双曲柄机构。 当两曲柄转向相同时, 它们 的角速度时时相等, 连杆也始终与机架平行, 四根杆形 成一平行四边形, 故又称平行四边形机构, 如图4 - 8所 示。 图4 - 9所示的机车车轮联动机构就是平行四边形 机构的应用实例。
机械设计基础——平面连杆机构
B
A
C
B
曲柄滑块机构
A B
导杆机构
C
AB > AC
A
转动导杆机构
C A
AB < AC C B
摆动导杆机构
A
C
曲柄摇块机构
B
A
定块机构 (移动导杆机构) C
B
（1）导杆机构
演化过程：曲柄滑块机构
曲柄改为机架
导杆机构。
转动导杆机构的应用
简易刨床
摆动导杆机构的应用
牛头刨床机构
（2）曲柄摇块机构
M 相距 h F
。
（3）不含力偶的三力杆件：三个力汇交于一点。
（4）确定摩擦总反力 FRik 方位： 判断 F 指向 Rik
确定
ki转向
使 F 与摩擦圆相切， Rik
并
ki与转向相反
例. 已知：驱动力F，f, φ=arctanf, 各销钉半径r,
当量摩擦系数f0, ρ=r f0, 求：Mq
Fr
Fr
Fr 作用在契块上的力
Fr f 驱动力：F 2 Ff f Fr fV Fr sin sin
f fV 楔形槽面当量摩擦系数 sin
fV f
2 . 转动副中的摩擦力
已知：M、ω21 、Fr . 摩擦力矩：
21
M f FR 21 Fr
（2）当螺母沿轴向与Fa方向相同移动时
支持力（阻力）
' M tan( ) ' d ' M do tan
' Md 支持阻力力矩 ' M do 理想支持阻力矩
Fd'
第六章 平面连杆机构
连杆机构的结构形式（自学） 第五节 连杆机构的结构形式（自学）
本节知识点 1. 杆件的形式 2. 运动副的结构形式 3. 平面连杆机构结构分层
一、杆件的形式
偏心轮
二、运动副的结构形式 1.转动副 转动副
2. 移动副
三、平面连杆机构结构分层 为了避免连杆机构在传动中的“干涉” 为了避免连杆机构在传动中的“干涉”，平面 连杆机构各构件常常在互相平行的不同平面中。 连杆机构各构件常常在互相平行的不同平面中。
A C B
D
夹持机构
飞机起落架机构
第四节 平面四杆机构的运动设计
按行程速比系数设计（掌握） 一、按行程速比系数设计（掌握） 按行程速比系数综合 按给定连杆位置设计（掌握） 二、按给定连杆位置设计（掌握） 刚体引导机构综合 按给定两连架杆对应位置设计（了解） 三、按给定两连架杆对应位置设计（了解） 设计图解法
若a≥d，同法可得相似结果。 ≥ ，同法可得相似结果。
相邻两杆能作整周转动的条件： 相邻两杆能作整周转动的条件： 两杆中必有一杆为最短杆。 ①a、d两杆中必有一杆为最短杆。 、 两杆中必有一杆为最短杆 ②最长杆和最短杆长度之和应小于或等于其余两 杆长度之和。 杆长度之和。 四杆机构曲柄存在条件 （1）铰链四杆机构曲柄存在条件 ： ）铰链四杆机构
3） γ min 出现的位置 ） 4）导杆机构的传动角 ）导杆机构的传动角
对心式
偏心式
曲柄与导路垂直的两个位置之一。 曲柄与导路垂直的两个位置之一。
始终等于90° 导杆机构的传动角γ始终等于 °。
2．死点 ． 曲柄摇杆机 构中， 构中，当连杆与 曲柄在一条直线 上，出现了传动 =0º的情况 的情况。 角γ =0 的情况。 机构的此种位置 称为死点 称为死点 。
（完整版）平面连杆机构
（完整版）平面连杆机构机械基础一轮复习资料（平面连杆机构）【复习要求】1.了解铰链四杆机构的三种基本类型、特点及应用；2.掌握三种基本形式的判别条件；3.了解四杆机构的演化形式及应用；4.了解“死点”位置产生的原因、克服方法及应用；5.了解急回运动特性及其应用。
【知识网络】【知识精讲】一、平面连杆机构由一些刚性构件用转动副和移动副相互联接而组成的在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。
注当平面四杆机构中的运动副都是转动副时称为铰链器杆机构。
二、铰链四杆机构的类型、特点及应用(见表)三、铰链四杆机构三种基本形式的组成条件(见表)四、铰链四杆机构的演化和应用(见表)注:四杆机构的演化形式都可以看作是改变四杆机构某些构件的形状、相对长度或选择不同构件作为机架而获得的。
五、铰链四杆机构的特性1.“死点”位置(以曲柄摇杆机构为例)(1)“死点”位置的产生：摇杆为主动件曲柄为从动件时，当摇杆处于两极限位置时，连杆与曲柄出现两次共线，此时曲柄上所受的力通过曲柄转动的中心，转动力矩为零，从动件不动，机构停顿。
(2)机构在“死点”位置时，将出现从动件转向不确定或卡死不动。
(3)克服“死点”位置的措施：利用自重、加飞轮、增设辅助机构或机构错列。
(4)“死点”位置出现的利与弊：对传动机构来说，“死点”位置的出现是不利的，应设法予以避免，而工程中某些工作要求(如连杆式夹具的夹紧)就是利用“死点”位置来实现的。
2.急回运动特性(1)定义：机构空回行程的平均速度大于工作行程平均速度的性质。
(2)意义：利用急回运动特性可缩短空回行程时间，提高生产效率。
(3)行程速比系数(K)和极位夹角(θ)行程速比系数是从动件空回行程平均速度与从动件工作行程平均速度的比值，其大小反应急回特性；极位夹角是主动曲柄与连杆两次共线位置时的夹角。
K=(180°+θ)/(180°-θ) 或θ=180°(K-1)/(K+1)注K＞1或θ＞0°时机构具有急回特性；摆角(ψ)是指摇杆两极限位置的夹角。
第2章平面连杆机构
若摇杆主动，当连杆与曲柄 共线时：
γ＝0
F 此位置为机构的“死点” γ＝0
F γ＝0
处于死点位置时，机构会自锁或出现运动的不确定。
死点在工程上有利有弊，应兴利除弊。
军械学院专用
避免措施： 两组机构错开排列，如火车轮机构; 靠飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。
B’
F’
C’
A’
E’
D’
G’
A
E
D
G
B
F
④以O为圆心，C1O为半径作圆。
⑤作偏距线e，交圆弧于A，即为所求。
军械学院专用
1.压力角和传动角
压力角： 若不考虑构件的重力、惯性力和运动副中的摩擦
力等影响，则主动件通过连杆传给从动件的驱动力F与 力作用点绝对速度之间所夹锐角α称为压力角。
传动角： 压力角的余角（即
连杆和从动摇杆所夹锐 角）称为传动角， 记作γ。
B A
α F’
C
F
γ
F”
D
军械学院专用
需要特别注意，压力角和传动角是在从动件上度量的， 是“从动件”上的。
军械学院专用
连杆—作平面运动的构件； 连架杆— 与机架相连的构件；
连杆 曲柄
曲柄—作整周定轴回转的连架杆；
摇杆—作定轴摆动的连架杆；
铰链四杆机构三种基本型式：
（1）曲柄摇杆机构
特征：两个连架杆一个为曲柄，一个为摇杆 作用：曲柄的整周回转与摇杆的往复摆动相互转变。
如雷达天线。
军械学院专用
摇杆
CC
2 33
的连杆作既含转动又含移动的平面复杂运动，其上各点的轨迹是极其复杂多样的
4）构件运动形式多样。利用连杆机构可以获得各种形式的运动，例如，
γ＝0
F 此位置为机构的“死点” γ＝0
F γ＝0
处于死点位置时，机构会自锁或出现运动的不确定。
死点在工程上有利有弊，应兴利除弊。
军械学院专用
避免措施： 两组机构错开排列，如火车轮机构; 靠飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。
B’
F’
C’
A’
E’
D’
G’
A
E
D
G
B
F
④以O为圆心，C1O为半径作圆。
⑤作偏距线e，交圆弧于A，即为所求。
军械学院专用
1.压力角和传动角
压力角： 若不考虑构件的重力、惯性力和运动副中的摩擦
力等影响，则主动件通过连杆传给从动件的驱动力F与 力作用点绝对速度之间所夹锐角α称为压力角。
传动角： 压力角的余角（即
连杆和从动摇杆所夹锐 角）称为传动角， 记作γ。
B A
α F’
C
F
γ
F”
D
军械学院专用
需要特别注意，压力角和传动角是在从动件上度量的， 是“从动件”上的。
军械学院专用
连杆—作平面运动的构件； 连架杆— 与机架相连的构件；
连杆 曲柄
曲柄—作整周定轴回转的连架杆；
摇杆—作定轴摆动的连架杆；
铰链四杆机构三种基本型式：
（1）曲柄摇杆机构
特征：两个连架杆一个为曲柄，一个为摇杆 作用：曲柄的整周回转与摇杆的往复摆动相互转变。
如雷达天线。
军械学院专用
摇杆
CC
2 33
的连杆作既含转动又含移动的平面复杂运动，其上各点的轨迹是极其复杂多样的
4）构件运动形式多样。利用连杆机构可以获得各种形式的运动，例如，
3平面讲义连杆机构
§3-5 平面四杆机构的设计
当机构处于死点位置（ g=0°）时，机构发生自锁或 运动不确定。
消除死点的方法： 1）对曲柄施加外力。 2）利用构件自身或飞轮的惯性，使机构顺利通过死 点。 3）采用联动的两相同机构，使两机构的死点错开。
死点的利用： 1）飞机起落架 2）快速夹具
死点的利用： 1）飞机起落架
2）快速夹具
3）折叠靠椅
2）当最短杆+最长杆＞其余两杆之和 无论固定哪个构件，都为双摇杆机构
例：
例：在铰链四杆机构中，已知l2= 30mm，l3=35mm， l4=50mm，构件AD为机架，试问：
1）若此机构为曲柄摇杆机构，且构件AB为曲柄，求 l1min ；
2）若此机构为双曲柄机构，求l1max ； 3）若此机构为双摇杆机构，求l1的数值
解：由式得 lmax+lmin≤l余1+l余2 1) 若此机构为曲柄摇杆机构，且构件AB为曲柄， 当l4为最长杆时，应满足：
l2+l4≤l1+l3 l1≥l4+l2–l3=50+30-35=45mm 当l1为最长杆时，应满足： l1+l2≤l3+l4 l1≤l3+l4–l2=50+35–30=55mm ∴45mm≤l1≤55mm时，该机构为曲柄摇杆机构。 Lmin=45mm。
传动角g ——压力角的余角。
所以，压力角越小、传动角越大，机构的传力性能越 好，传动效率越高。
一般机械：
aa g g m a5 x;0m in 40
大功率机械：
aa g g m a4 x;0m in 50
三、死点位置
对曲柄摇杆机构，当摇杆为主动件时，从动件曲柄与 连杆在一条线上时，会出现死点。此时曲柄不转动。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
平面连杆机构重点知识点
平面连杆机构是工程学中常见的一种机械结构，它由多个连杆和关节连接而成，用于转换和传递运动和力。
本文将从基本概念、结构特点、运动分析和应用领域等方面介绍平面连杆机构的重点知识点。
一、基本概念
1.连杆：连杆是平面连杆机构的基本组成部分，它是一根刚性杆件，通
过关节连接在一起。
常见的连杆有曲柄、连杆、摇杆等。
2.关节：关节是连接连杆的装置，它可以实现两个连杆之间的转动或者
固定。
常见的关节有铰链关节、滑动关节等。
二、结构特点
1.四杆机构：平面连杆机构中最简单的一种是四杆机构，它由四个连杆
和四个铰链关节连接而成。
四杆机构有很好的刚性和稳定性，常用于传输力和转动力矩。
2.多杆机构：除了四杆机构，平面连杆机构还可以由多个连杆组成，形
成不同的结构形式。
多杆机构可以实现更复杂的运动轨迹和力传递方式。
三、运动分析
1.运动副类型：平面连杆机构的运动可以分为旋转运动和滑动运动两种
类型。
旋转运动是指连杆绕某个固定轴线旋转，滑动运动是指连杆在平面上的直线运动。
2.运动规律：通过对连杆机构的运动进行分析，可以得到连杆的角速度、
角加速度和线速度等运动规律。
这些规律对于机构的设计和控制非常重要。
四、应用领域
1.机械工程：平面连杆机构是机械工程中常见的传动装置，广泛应用于
各种机械设备中。
例如，发动机中的曲轴连杆机构用于将活塞运动转换为旋转运动。
2.机器人学：平面连杆机构也是机器人学中常见的一种机构形式。
通过
设计不同的连杆参数和关节位置，可以实现机器人的特定运动轨迹和动作。
3.汽车工程：汽车中的悬挂系统和转向系统中常使用平面连杆机构。
这
些机构可以提供稳定的悬挂和灵活的转向性能。
总结：
平面连杆机构是工程学中重要的机械结构，它通过多个连杆和关节的连接实现力和运动的传递。
本文从基本概念、结构特点、运动分析和应用领域等方面介绍了平面连杆机构的重点知识点。
对于理解和应用平面连杆机构具有一定的参考价值。