机械原理NO[1].11 第八章 平面连杆机构及其设计1
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8-2 在什么条件下，曲柄滑块机构具有急回特性？
8-3 在四杆机构中，能实现急回特性的机构有哪几种？
8-4 在曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件时，一定具有急回特性 吗？ 8-5 何谓机构的传动角？它与压力角的关系？传动角大小对四 杆机构的工作有什么影响？ 8-6 在曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件时，最小传动角将出现 在何位置？ 8-7 铰链四杆机构在死点位置时，驱动力任意增加也不能使机构 产生运动，这与机构的自锁现象是否相同？为什么？ 8-8 双摇杆机构会不会出现死点位置？双曲柄机构会不会出现死 点位置？
基本型式：铰链四杆机构
机架（frame) 连架杆：曲柄（crank)
摇杆（rocker) 连杆（coupler) 转动副(revolute pair)： 周转副：
两构件能做整周相对转动 摆转副：
两构件不能做整周相对转动
1。曲柄摇杆机构
(crank-rocker mechanism)
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
而自锁与摩擦密切相关，不计摩擦就无所谓自锁，且自锁是有一 定范围的（b<y、e<r) 8-8双摇杆机构不会出现死点位置. 双曲柄机构不会出现死点位置(平行四边形机构除外）。
4。运动副元素的逆换
a) 构件2包容3 b) 构件3包容2
机械原理
§第8-八3平章 面平面四连杆杆机机构构的及其工设作计特性
Working Characteristics of Planar Four-bar Linkages
一、平面四杆机构有曲柄的条件
若AB为曲柄，A必为周转 副，要满足的条件：
4）不适合高速场合；
2）构件运动形式和运动规律具有多样性； 5）运动精度不高；
3）连杆曲线具有多样性；
6）设计计算复杂。
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
§8-2 平面四杆机构的类型和应用
Type and Application of Planar Four-bar Linkages
一、平面四杆机构的基本型式
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
工程上也常利用死点来工作。
机械原理
四第、八四章 平杆面机连构杆机运构动及其的设连计续性
运动的连续性：
当主动件连续运动时，从动件也 能连续地占据预定的各个位置，称 为机构具有运动的连续性。
3、3‘ 为可行域； 3 、3‘ 为不可行域。 错位不连续：
错序不连续：
改变构件的形状和相对尺寸； 改变运动副的尺寸； 选不同的构件为机架； 运动副元素的逆换。
4． 平面四杆机构有曲柄的条件：
（1） 各杆长满足杆长条件：最短杆与最长杆的长度之和应小于 或等于其余两杆长度之和；
（2） 最短杆为连架杆或机架。
机械原理 5.
急回运动 第八章 平面连杆机构及其设计
（1）急回运动：
（4）死点：
当机构的主动件通过连杆作用于从动件上的力P恰好通过 其回转中心，而不能使从动件转动，出现顶死现象。机构的这
种位置称谓死点。机构必须克服死点才能正常运转。克服死点
可借助构件惯性或采取相同机构错位排列的方法。工程上也常 利用死点来工作。
机械原理
第八章 平面思连杆考机构题及其设计
8-1 曲柄摇杆机构存在的条件是什么? 双曲柄机构存在的条件是 什么? 双摇杆机构存在的条件是什么?
2。双曲柄机构 (double crank mechanism)
平行四边形机构
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
机械原理 反平行四边形机构
第八章 平面连杆机构及其设计
3。双摇杆机构 (double rocker mechanism)
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
二、平面四杆机构的演化型式
机械原理 8-9.试分析左下第图八导章杆平机面构连有杆曲机柄构的及条其件设. 计 8-10.试分析右下图曲柄滑块机构有曲柄的条件.
回转导杆
ad e a d e
摆动导杆
d a e d ae
ae b
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
作业
8-6 8-7
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
8-7机构的死点位置是不计摩擦时定义的，死点位置只限于机构的 两个极限位置，稍有偏离就不再是死点，且死点与摩擦无关。
机构的传动角： 压力角的余角。
=90-
在机构运动过程中， 、 是变 化的，设计时min[]
机械原理 2.死点（ de第ad八p章oi平nt面）连杆机构及其设计
当机构的主动件通过连杆作用于从动件上的力P恰好通过其回转中心， 而不能使从动件转动，出现顶死现象。机构的这种位置称谓死点。机 构必须克服死点才能正常运转。克服死点可借助构件惯性或采取相同 机构错位排列的方法。
四杆机构有曲柄的条件：
a)
1）各杆长满足杆长条件；
2）最短杆为连架杆或机架。
思考下面的问题：
(1)当四杆机构ABCD满足杆长条件
b)
时，且AB为最短杆，
则A、B、C、D四个转动副的性质？
当最短杆为连架杆时，见图a)、
b)，为何种机构？
c)
当最短杆为机架时，见图c)，为何
种机构？
当最短杆为连杆时，见图d)，为
c1c2 t1
t1 t2
1 2
180 180
180 k 1
k 1
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
下列机构是否有急回运动：
机械原理
三、第八四章杆平机面连构杆的机传构及动其角设计和死点
Transmission angle and dead point of four-bar linkages
当AB从AB1转到AB2时转过1角，
C时D间由为Ct11D, 转到C2D时转过，所用
v1
c1c2 t1
当AB从AB2转到AB1的时转过2角，CD由 C2D转到C1D时转过，所用时间为t2,
因 1 >2 ,t1>t2 v2 > v1,具有急回运动。
v2
c1c2 t2
行程速比系数:
k
v2 v1
c1c2 t2
设计连杆机构时，要检 查其运动的连续性。
机械原理
第八章 平主面要连杆内机容构及其设计
1． 连杆机构：具有连杆的低副机构。
连杆：不直接与机架相联的中间构件。
2． 平面四杆机构的基本型式：
铰链四杆机构，它包含：
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
3． 平面四杆机构的演化方法：
（1） （2） （3） （4）
(4) 判断机构是否有急回运动：
根据机构是否有极位夹角，若极位夹角不等于零，表明机 构有急回运动，且极位夹角愈大，机构的急回运动愈显著。
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
6. 机构的传动角与死点：
（1） 压力角：
在不计摩擦时，主动件通过连杆作用于从动件上的力P的
作用线与其作用点速度方向所夹的锐角，称谓机构在此位置的 压力角。
1。改变构件的形 状和相对尺寸
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
2.改变运动副的尺寸
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
3。选用不同的构件为机架
ABC为回转导杆机构
ABC为摆动导杆机构
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
1）假设 a d:
AB 能占据 AB’: a+db+c (1) AB能占据 AB”: b (d-a)+c
c (d-a)+b
a+b d+c
(2)
a+c d+b
(3)
(1)+(2)得 a c
(1) +(3)得 a b
(4)
又假设 a d
由1）、2）可得A为周转副的条件：
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
当连机构的主动件为等速回转时，从动件空回行程的平均 速度v2大于从动件工作行程的平均速度v1，这种运动性质称谓 急回运动。
急回运动的程度用行程速比系数K来衡量。
（2） 行程速比系数：
是从动件空回行程的平均速度v2与从动件工作行程于两极限位置时，主动件曲柄在相应两位置 所夹的角。
1。压力角和传动角
(pressure angle and Transmission angle )
原动件AB经连杆BC 传给从动件 CD的力（不考虑摩擦和惯性 力）P:
Pt=P cos =P sin (有效分力）
Pn=P sin (正压力）
机构的压力角 ：
在不计摩擦时，从动件的 受力方向与受力点的速度方向 所夹的锐角。
何种机构？
（2）当四杆机构ABCD不满足
d)
杆长条件时，如何？
机械原理
二、急第八回章 运平面动连杆和机行构及程其速设计比系数
Quick-return motion and advance-to return-time ratio
原动件曲柄AB等速回转时，当AB位 于AB1时，从动件CD位于左极限 位置C1D；当AB位于AB2时，从 动件CD位于右极限位置CD2。 AB1与AB2（或延长线）所夹的锐 角叫极位夹角(crank angle between extreme positions)。
（2） 传动角：
机构压力角的余角，称谓机构在此位置的传动角。传动角
常用来衡量机构的传动性能：机构传动角愈大，压力角愈小， 力中P传的动有角效是分变力化P的t愈，大为，了机使构机的构传传动动效质率量愈良高好。，多一数般机规构定运机动构 的最小传动角
（3）当机构以曲柄为主动件时，机构的最小传动角出现在曲柄与 机架共线的两位置之一。
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
第八章 平面连杆机构及其设计 Chapter 8 Planar Linkage and its Design
§8-1平面连杆机构的特点
连杆（coupler)：不直接与机架相联的中间构件。 连杆机构（ linkage）：具有连杆的机构。
平面连杆机构的特点：
1）传力大，易加工；
8-3 在四杆机构中，能实现急回特性的机构有哪几种？
8-4 在曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件时，一定具有急回特性 吗？ 8-5 何谓机构的传动角？它与压力角的关系？传动角大小对四 杆机构的工作有什么影响？ 8-6 在曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件时，最小传动角将出现 在何位置？ 8-7 铰链四杆机构在死点位置时，驱动力任意增加也不能使机构 产生运动，这与机构的自锁现象是否相同？为什么？ 8-8 双摇杆机构会不会出现死点位置？双曲柄机构会不会出现死 点位置？
基本型式：铰链四杆机构
机架（frame) 连架杆：曲柄（crank)
摇杆（rocker) 连杆（coupler) 转动副(revolute pair)： 周转副：
两构件能做整周相对转动 摆转副：
两构件不能做整周相对转动
1。曲柄摇杆机构
(crank-rocker mechanism)
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
而自锁与摩擦密切相关，不计摩擦就无所谓自锁，且自锁是有一 定范围的（b<y、e<r) 8-8双摇杆机构不会出现死点位置. 双曲柄机构不会出现死点位置(平行四边形机构除外）。
4。运动副元素的逆换
a) 构件2包容3 b) 构件3包容2
机械原理
§第8-八3平章 面平面四连杆杆机机构构的及其工设作计特性
Working Characteristics of Planar Four-bar Linkages
一、平面四杆机构有曲柄的条件
若AB为曲柄，A必为周转 副，要满足的条件：
4）不适合高速场合；
2）构件运动形式和运动规律具有多样性； 5）运动精度不高；
3）连杆曲线具有多样性；
6）设计计算复杂。
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
§8-2 平面四杆机构的类型和应用
Type and Application of Planar Four-bar Linkages
一、平面四杆机构的基本型式
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
工程上也常利用死点来工作。
机械原理
四第、八四章 平杆面机连构杆机运构动及其的设连计续性
运动的连续性：
当主动件连续运动时，从动件也 能连续地占据预定的各个位置，称 为机构具有运动的连续性。
3、3‘ 为可行域； 3 、3‘ 为不可行域。 错位不连续：
错序不连续：
改变构件的形状和相对尺寸； 改变运动副的尺寸； 选不同的构件为机架； 运动副元素的逆换。
4． 平面四杆机构有曲柄的条件：
（1） 各杆长满足杆长条件：最短杆与最长杆的长度之和应小于 或等于其余两杆长度之和；
（2） 最短杆为连架杆或机架。
机械原理 5.
急回运动 第八章 平面连杆机构及其设计
（1）急回运动：
（4）死点：
当机构的主动件通过连杆作用于从动件上的力P恰好通过 其回转中心，而不能使从动件转动，出现顶死现象。机构的这
种位置称谓死点。机构必须克服死点才能正常运转。克服死点
可借助构件惯性或采取相同机构错位排列的方法。工程上也常 利用死点来工作。
机械原理
第八章 平面思连杆考机构题及其设计
8-1 曲柄摇杆机构存在的条件是什么? 双曲柄机构存在的条件是 什么? 双摇杆机构存在的条件是什么?
2。双曲柄机构 (double crank mechanism)
平行四边形机构
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
机械原理 反平行四边形机构
第八章 平面连杆机构及其设计
3。双摇杆机构 (double rocker mechanism)
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
二、平面四杆机构的演化型式
机械原理 8-9.试分析左下第图八导章杆平机面构连有杆曲机柄构的及条其件设. 计 8-10.试分析右下图曲柄滑块机构有曲柄的条件.
回转导杆
ad e a d e
摆动导杆
d a e d ae
ae b
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
作业
8-6 8-7
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
8-7机构的死点位置是不计摩擦时定义的，死点位置只限于机构的 两个极限位置，稍有偏离就不再是死点，且死点与摩擦无关。
机构的传动角： 压力角的余角。
=90-
在机构运动过程中， 、 是变 化的，设计时min[]
机械原理 2.死点（ de第ad八p章oi平nt面）连杆机构及其设计
当机构的主动件通过连杆作用于从动件上的力P恰好通过其回转中心， 而不能使从动件转动，出现顶死现象。机构的这种位置称谓死点。机 构必须克服死点才能正常运转。克服死点可借助构件惯性或采取相同 机构错位排列的方法。
四杆机构有曲柄的条件：
a)
1）各杆长满足杆长条件；
2）最短杆为连架杆或机架。
思考下面的问题：
(1)当四杆机构ABCD满足杆长条件
b)
时，且AB为最短杆，
则A、B、C、D四个转动副的性质？
当最短杆为连架杆时，见图a)、
b)，为何种机构？
c)
当最短杆为机架时，见图c)，为何
种机构？
当最短杆为连杆时，见图d)，为
c1c2 t1
t1 t2
1 2
180 180
180 k 1
k 1
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
下列机构是否有急回运动：
机械原理
三、第八四章杆平机面连构杆的机传构及动其角设计和死点
Transmission angle and dead point of four-bar linkages
当AB从AB1转到AB2时转过1角，
C时D间由为Ct11D, 转到C2D时转过，所用
v1
c1c2 t1
当AB从AB2转到AB1的时转过2角，CD由 C2D转到C1D时转过，所用时间为t2,
因 1 >2 ,t1>t2 v2 > v1,具有急回运动。
v2
c1c2 t2
行程速比系数:
k
v2 v1
c1c2 t2
设计连杆机构时，要检 查其运动的连续性。
机械原理
第八章 平主面要连杆内机容构及其设计
1． 连杆机构：具有连杆的低副机构。
连杆：不直接与机架相联的中间构件。
2． 平面四杆机构的基本型式：
铰链四杆机构，它包含：
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
3． 平面四杆机构的演化方法：
（1） （2） （3） （4）
(4) 判断机构是否有急回运动：
根据机构是否有极位夹角，若极位夹角不等于零，表明机 构有急回运动，且极位夹角愈大，机构的急回运动愈显著。
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
6. 机构的传动角与死点：
（1） 压力角：
在不计摩擦时，主动件通过连杆作用于从动件上的力P的
作用线与其作用点速度方向所夹的锐角，称谓机构在此位置的 压力角。
1。改变构件的形 状和相对尺寸
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
2.改变运动副的尺寸
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
3。选用不同的构件为机架
ABC为回转导杆机构
ABC为摆动导杆机构
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
1）假设 a d:
AB 能占据 AB’: a+db+c (1) AB能占据 AB”: b (d-a)+c
c (d-a)+b
a+b d+c
(2)
a+c d+b
(3)
(1)+(2)得 a c
(1) +(3)得 a b
(4)
又假设 a d
由1）、2）可得A为周转副的条件：
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
当连机构的主动件为等速回转时，从动件空回行程的平均 速度v2大于从动件工作行程的平均速度v1，这种运动性质称谓 急回运动。
急回运动的程度用行程速比系数K来衡量。
（2） 行程速比系数：
是从动件空回行程的平均速度v2与从动件工作行程于两极限位置时，主动件曲柄在相应两位置 所夹的角。
1。压力角和传动角
(pressure angle and Transmission angle )
原动件AB经连杆BC 传给从动件 CD的力（不考虑摩擦和惯性 力）P:
Pt=P cos =P sin (有效分力）
Pn=P sin (正压力）
机构的压力角 ：
在不计摩擦时，从动件的 受力方向与受力点的速度方向 所夹的锐角。
何种机构？
（2）当四杆机构ABCD不满足
d)
杆长条件时，如何？
机械原理
二、急第八回章 运平面动连杆和机行构及程其速设计比系数
Quick-return motion and advance-to return-time ratio
原动件曲柄AB等速回转时，当AB位 于AB1时，从动件CD位于左极限 位置C1D；当AB位于AB2时，从 动件CD位于右极限位置CD2。 AB1与AB2（或延长线）所夹的锐 角叫极位夹角(crank angle between extreme positions)。
（2） 传动角：
机构压力角的余角，称谓机构在此位置的传动角。传动角
常用来衡量机构的传动性能：机构传动角愈大，压力角愈小， 力中P传的动有角效是分变力化P的t愈，大为，了机使构机的构传传动动效质率量愈良高好。，多一数般机规构定运机动构 的最小传动角
（3）当机构以曲柄为主动件时，机构的最小传动角出现在曲柄与 机架共线的两位置之一。
机械原理
第八章 平面连杆机构及其设计
第八章 平面连杆机构及其设计 Chapter 8 Planar Linkage and its Design
§8-1平面连杆机构的特点
连杆（coupler)：不直接与机架相联的中间构件。 连杆机构（ linkage）：具有连杆的机构。
平面连杆机构的特点：
1）传力大，易加工；