平面连杆结构及其设计
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从前面的这些四杆机构的应用实例我们不难发 现，四杆机构中有的有周转副，而有的没有； 细心的同学可能也已经发现，在牛头刨床的实 例中，进给时速度慢，而回程时速度快。也就 是说，这些种类繁多的四杆机构，它到底有一 些什么样的基本的特点呢？这是这一章的一个 重点内容之一，也只有在充分认识了解这些特 点之后，我们在设计的时候才能有所突出，知 道哪些特性可以利用，而哪些特点应该避免出 现。
可整理ppt 17
应用实例:
可整理ppt
D
3
B2
C
C2
4 C1
1
A
牛头刨床
(摆动导杆机构)
18
(3)选不同的构件为机架（情况二）
B
1
2 3
A
4C
曲柄滑块机构
B
1
2 3
A
4C
曲柄摇块机构
B
1
2 3
C3
A
4C
导杆机构
4 2
B
A 1
可整理ppt
19
应用实例:
可整理ppt 20
(3)选不同的构件为机架（情况三）
5
§8－2 平面四杆机构的类型和应用
2. 平面四杆机构的三种基本型式 （1）曲柄摇杆机构(crank-rocker mechanism) 特征：曲柄＋摇杆 作用：将曲柄的整周连续回转转变为摇杆的 往复摆动。
可整理ppt 6
曲柄摇杆机构的应用
游梁式抽油机
可整理ppt 7
（2）双曲柄机构 (double crank mechanism)
• 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），且不易平衡，不适合高速。 ③ 设计复杂，难以实现精确的轨迹。
可整理ppt 3
平面连杆机构 3. 分类:
空间连杆机构
4. 命名（常以构件数命名） 四杆机构、多杆机构
本章重 点内容是介绍 平面四 杆机构 (planar four-bar linkage)。
特征：两个曲柄 作用：将等速回转转变为等速或变速回转。
可整理ppt 8
双曲柄机构的应用
可整理ppt 9
特例：平行四边形机构
B B’
C C’
A
D
特征：两连架杆等长且平行， 连杆作平动且始终与机 架平行，两曲柄以相同速度同向转动。
AB = CD BC = AD
可整理ppt 10
平行四边形机构的应用
特征是： 有一作平面运动的构件，称为连杆
(connecting rod)。
可整理ppt 2
2. 连杆机构的特点（优缺点）
• 优点： ① 采用低副：面接触、承载大、便于润滑、不易磨损， 形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。 ② 改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。 ③ 连杆曲线(coupler curve)丰富。可满足不同要求。
将以上三式两两相加得：
a≤ b, a≤c, a≤d
AB为最短杆 若设a>d，同理有：
B’
a
b C’ b c A a B”
d d- a
d≤a, d≤b, d≤c AD为最短杆
可整理ppt
C”
c
D
26
曲柄存在的条件： （1）最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和
第八章 平面连杆机构及其设计
§8－1 连杆机构及其传动特点 §8－2 平面四杆机构的类型和应用 §8－3 平面四杆机构的基本知识 §8－4 平面四杆机构的设计
可整理ppt 1
§8－1 连杆机构(linkages)及其传动特点
1. 定义： 平面连杆机构是由若干个构件通过平面低副 （转动副和移动副）联接而构成的平面机构， 又称平面低副机构。 （连杆机构或称低副机构）
s =l sin φ
φ
→∞
l
对心曲柄滑块机构
双可滑整理块pp机t 构
正弦机构
15
(2)改变运动副的尺寸
偏心轮机构
(eccentric mechanism)
可整理ppt 16
(3)选不同的构件为机架（情况1）
B
1
2 3
A
wk.baidu.com4C
曲柄滑块机构
B
1
2 3
A
4C
(guide bar mechanism)
摆动导杆机构 （导杆4作摆动） 导杆机构 转动导杆机构（导杆4作转动）
可整理ppt
25
§8－3 有关平面四杆机构的基本知识
1.平面四杆机构有曲柄的条件
设a<d,且连架杆a能整周回转，则必有两次与机架共线
则由△B’C’D可得： a+d ≤ b + c
则由△B”C”D可得：
b≤(d – a)+ c → a+b ≤ c + d
c≤(d –a)+ b → a+ c ≤ b + d
特征：两个摇杆
可整理ppt 13
双摇杆机构的应用
特例：等腰梯形机构－汽车转向机构
C’ B’
B
C
A
D
CC 电机
蜗轮 BBBA
D
AA
A EE
D 蜗蜗杆杆
C
B
风扇座
可整理ppt 14
3.平面四杆机构的演化型式 (1) 改变构件的形状和运动尺寸
曲柄摇杆机构
↓∞
曲柄滑块机构
偏心曲柄滑块机构
(slider-crank mechanism)
可整理ppt 4
§8－2 平面四杆机构的类型和应用
1. 平面四杆机构的基本型式
基本型式－铰链四杆机构，其它四杆机构都是由 它演变得到的。
名词解释：
曲柄(crank)—作整周定轴回转的构件； 连杆(coupler)—作平面运动的构件； 摇杆(rocker)—作定轴摆动的构件； 连架杆(side link)—与机架相联的构件； 周转副—能作360 相对回转的运动副； 摆转副—只能作有限角度摆可整动理pp的t 运动副。
可整理ppt 11
注：平行四边形机构在共线位置出 现运动不确定。采用两组机构错开排列。
B’
F’
C’
A’
E’
D’
G’
A
E
D
G
B
F
C
反平行四边形机构 --车门开闭机构
双曲柄机构中两相对杆的长度分 别相等，但不平行。
可整理ppt
反向 12
（3）双摇杆机构(double crock mechanism)
B
1
2 3
A
4C
曲柄滑块机构
B
1
2 3
B
1
2 3
A
4C
曲柄摇块机构
A1 B
42
A
4C
导杆机构
C3
A
A1
44
1B B
2
2
3 3
C C
直动滑杆机构 手摇唧筒
这种通过选择不同构件作为机架以获得不同机构的方法称
为：机构的倒置
可整理ppt
21
实例：选择双滑块机构中的不同构件 作为机架可得不同的机构
2 1
3 4
正弦机构
2
1 4
3
椭圆仪机构
可整理ppt 22
(4)运动副元素的逆换
将低副两运动副元素的包容关系进行逆换，不影响两 构件之间的相对运动。
1
2
导杆机构 4 3
两者运动特性相同
1 2
4 摇块机构
3
可整理ppt 23
§8－3 有关平面四杆机构的基本知识
四杆机构丰可富整理的ppt 运动轨迹
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§8－3 有关平面四杆机构的基本知识
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应用实例:
可整理ppt
D
3
B2
C
C2
4 C1
1
A
牛头刨床
(摆动导杆机构)
18
(3)选不同的构件为机架（情况二）
B
1
2 3
A
4C
曲柄滑块机构
B
1
2 3
A
4C
曲柄摇块机构
B
1
2 3
C3
A
4C
导杆机构
4 2
B
A 1
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应用实例:
可整理ppt 20
(3)选不同的构件为机架（情况三）
5
§8－2 平面四杆机构的类型和应用
2. 平面四杆机构的三种基本型式 （1）曲柄摇杆机构(crank-rocker mechanism) 特征：曲柄＋摇杆 作用：将曲柄的整周连续回转转变为摇杆的 往复摆动。
可整理ppt 6
曲柄摇杆机构的应用
游梁式抽油机
可整理ppt 7
（2）双曲柄机构 (double crank mechanism)
• 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），且不易平衡，不适合高速。 ③ 设计复杂，难以实现精确的轨迹。
可整理ppt 3
平面连杆机构 3. 分类:
空间连杆机构
4. 命名（常以构件数命名） 四杆机构、多杆机构
本章重 点内容是介绍 平面四 杆机构 (planar four-bar linkage)。
特征：两个曲柄 作用：将等速回转转变为等速或变速回转。
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双曲柄机构的应用
可整理ppt 9
特例：平行四边形机构
B B’
C C’
A
D
特征：两连架杆等长且平行， 连杆作平动且始终与机 架平行，两曲柄以相同速度同向转动。
AB = CD BC = AD
可整理ppt 10
平行四边形机构的应用
特征是： 有一作平面运动的构件，称为连杆
(connecting rod)。
可整理ppt 2
2. 连杆机构的特点（优缺点）
• 优点： ① 采用低副：面接触、承载大、便于润滑、不易磨损， 形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。 ② 改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。 ③ 连杆曲线(coupler curve)丰富。可满足不同要求。
将以上三式两两相加得：
a≤ b, a≤c, a≤d
AB为最短杆 若设a>d，同理有：
B’
a
b C’ b c A a B”
d d- a
d≤a, d≤b, d≤c AD为最短杆
可整理ppt
C”
c
D
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曲柄存在的条件： （1）最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和
第八章 平面连杆机构及其设计
§8－1 连杆机构及其传动特点 §8－2 平面四杆机构的类型和应用 §8－3 平面四杆机构的基本知识 §8－4 平面四杆机构的设计
可整理ppt 1
§8－1 连杆机构(linkages)及其传动特点
1. 定义： 平面连杆机构是由若干个构件通过平面低副 （转动副和移动副）联接而构成的平面机构， 又称平面低副机构。 （连杆机构或称低副机构）
s =l sin φ
φ
→∞
l
对心曲柄滑块机构
双可滑整理块pp机t 构
正弦机构
15
(2)改变运动副的尺寸
偏心轮机构
(eccentric mechanism)
可整理ppt 16
(3)选不同的构件为机架（情况1）
B
1
2 3
A
wk.baidu.com4C
曲柄滑块机构
B
1
2 3
A
4C
(guide bar mechanism)
摆动导杆机构 （导杆4作摆动） 导杆机构 转动导杆机构（导杆4作转动）
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§8－3 有关平面四杆机构的基本知识
1.平面四杆机构有曲柄的条件
设a<d,且连架杆a能整周回转，则必有两次与机架共线
则由△B’C’D可得： a+d ≤ b + c
则由△B”C”D可得：
b≤(d – a)+ c → a+b ≤ c + d
c≤(d –a)+ b → a+ c ≤ b + d
特征：两个摇杆
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双摇杆机构的应用
特例：等腰梯形机构－汽车转向机构
C’ B’
B
C
A
D
CC 电机
蜗轮 BBBA
D
AA
A EE
D 蜗蜗杆杆
C
B
风扇座
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3.平面四杆机构的演化型式 (1) 改变构件的形状和运动尺寸
曲柄摇杆机构
↓∞
曲柄滑块机构
偏心曲柄滑块机构
(slider-crank mechanism)
可整理ppt 4
§8－2 平面四杆机构的类型和应用
1. 平面四杆机构的基本型式
基本型式－铰链四杆机构，其它四杆机构都是由 它演变得到的。
名词解释：
曲柄(crank)—作整周定轴回转的构件； 连杆(coupler)—作平面运动的构件； 摇杆(rocker)—作定轴摆动的构件； 连架杆(side link)—与机架相联的构件； 周转副—能作360 相对回转的运动副； 摆转副—只能作有限角度摆可整动理pp的t 运动副。
可整理ppt 11
注：平行四边形机构在共线位置出 现运动不确定。采用两组机构错开排列。
B’
F’
C’
A’
E’
D’
G’
A
E
D
G
B
F
C
反平行四边形机构 --车门开闭机构
双曲柄机构中两相对杆的长度分 别相等，但不平行。
可整理ppt
反向 12
（3）双摇杆机构(double crock mechanism)
B
1
2 3
A
4C
曲柄滑块机构
B
1
2 3
B
1
2 3
A
4C
曲柄摇块机构
A1 B
42
A
4C
导杆机构
C3
A
A1
44
1B B
2
2
3 3
C C
直动滑杆机构 手摇唧筒
这种通过选择不同构件作为机架以获得不同机构的方法称
为：机构的倒置
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实例：选择双滑块机构中的不同构件 作为机架可得不同的机构
2 1
3 4
正弦机构
2
1 4
3
椭圆仪机构
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(4)运动副元素的逆换
将低副两运动副元素的包容关系进行逆换，不影响两 构件之间的相对运动。
1
2
导杆机构 4 3
两者运动特性相同
1 2
4 摇块机构
3
可整理ppt 23
§8－3 有关平面四杆机构的基本知识
四杆机构丰可富整理的ppt 运动轨迹
24
§8－3 有关平面四杆机构的基本知识