连杆机构设计与分析93页
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等腰梯形机构：指两摇 杆长相等的双摇杆机构。
应用实例
汽车前轮转向机构
造型机翻箱机构 动画
三、平面四杆机构的演化型式
◆改变构件的形状和运动尺寸 曲柄滑块演化动画
曲柄摇杆机构
变摇杆 为滑块
摇杆尺寸为无穷大
e=0 偏置曲柄滑块机构
曲线导轨曲柄滑块机构 对心曲柄滑块机构
对心曲柄滑块机构 变连杆 为滑块
双滑块机构
★曲柄摇杆机构
铰链四杆机构中，若其两个连架杆一为曲柄， 一为摇杆，则此四杆机构称为曲柄摇杆机构。 应用：
雷 达 天 线 俯 仰 机
动构
缝 纫 机 脚 颚式破碎机机构 踏 板 机
动构
画
画
搅拌机机构
★ 双曲柄机构
在铰链四杆机构 中，若其两个连架 杆都是曲柄，则称 为双曲柄机构。
平行四边形机构：指 相对两杆平行且相等 的双曲柄机构。
连杆尺寸 为无穷大
正弦机构
从动件3的位移与原动 件1的转角成正比：
slABsin
移动副可认为是回 转中心在无穷远处 的转动副演化而来
◆ 改变运动副的尺寸
曲柄滑块机构
★当曲柄AB的尺寸较小时， 由于结构需要，常将曲柄作成 几何中心与回转中心不重合的 圆盘，称此圆盘为偏心轮。
★几何中心与回转中心间的距 离称为偏心距，等于曲柄长。
手 摇 唧 筒
◆ 运动副元素的逆换
对于移动副，将运动副两元素的包容关系进行 逆换，并不影响两构件之间的相对运动。
摆动导杆机构
曲柄摇块机构
构件2包 容构件3
构件3包 容构件2
§3-2 平面连杆机构设计中的一些共性问题
一、平面四杆机构有曲柄的条件
◆分析：
构件AB要为曲柄，则转动 副A应为周转副；
为此AB杆应能占据整周中 的任何位置；
惯性筛机构
平行四边形机构特性： ▲两曲柄同速同向转动 ▲连杆作平动
平行四边形机构的应用实例
播种机料斗机构
车轮动画
天平机构
机车车轮联动机构
摄 影 升 降 机 构
车门开闭机构 动画
逆平行（反平行） 四边形机构：指两 相对杆长相等但不 平行的双曲柄机构
应用实例
★双摇杆机构
铰链四杆机构若两连架杆都是摇杆，则称其为双摇杆机构。
偏心轮机构
转动副B的 半径扩大超 过曲柄长
◆ 通过选用不同构件为机架
导杆机构
导杆机构应用实例 小 型 刨 床
牛
头
★回转导杆机构：指导杆能作整
刨
周转动的导杆机构；
床
★摆动导杆机构：指导杆只能在 一定的角度内摆动的导杆机构。
曲柄摇 块机构
卡车车厢举升机构
选运动链中不同构件 为机架得不同机构的 方法称为机构的倒置 定块机构
连杆机构的缺点：
①由于运动积累误差较大，因而影响传动精度； ②由于惯性力不好平衡而不适于高速传动； ③设计方法比较复杂。
二、平面四杆机构的基本型式
基本型式——铰链四杆机构 连杆
运动副全为转动副 B
C 连架杆
动画演示
连架杆 A
Βιβλιοθήκη Baidu
D
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； ★曲柄摇杆机构 周转副：组成转动副的两构件能整周相对 ★双曲柄机构 转动； 摆转副：不能作整周相对转动的转动副。 ★双摇杆机构
四杆机构应用非 常广泛，且是多 杆机构的基础
着 重 讨
四杆机构结构 特点：
原动件的运 动经过不与机 架直接相连的 中间构件传递 到从动件上。
中间构件称为 连杆。
连杆机构的优点：
①连杆机构为低副机构，运动副为面接触，压强小， 承载能力大，耐冲击； ② 运动副元素的几何形状多为平面或圆柱面，便于加 工制造； ③在原动件运动规律不变情况下，通过改变各构件的 相对长度可以使从动件得到不同的运动规律； ④可以连杆曲线可以满足不同运动轨迹的设计要求；
§3-1 平面四杆机构的特点和基本类型
一、平面连杆机构的特点 构件多呈杆状——简称为杆
由若干个杆件通过低副连接而组成的机构称为 连杆机构，又称为低副机构。
根据各构件间的相对运动是平面还是空间运动分为:
动 画
动 画
★平面连杆机构
动 画
★空间连杆机构
根据杆数命名：四杆机构
六杆机构
四杆机构ABCD 四杆机构DEF
曲柄滑块机构的死点位置
传动机构中使机构通过死点的措施：
机车车轮联动机构
缝
措施一：将两组以上组合而
纫
使各组机构死点错位排列
机 脚
踏
措施二：加装飞轮利用惯性
板
使机构通过死点位置
机 构
因此AB杆应能占据与AD共 线的位置AB'及AB''。
由△ DB'C'
由△DB'' C'' 两两相加
a d b c
b(da)c
c(da)b
abdc
acdb
a c a b a d
◆结论：
转动副A成为周转副的条件： 1)最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和 ——杆长条件 2)组成该周转副的两杆中必有一杆是最短杆。
mi nmin 1,2 ()
或
b 2 c 2 (d a )2 2 1 8 a0rcc 2 b ocs( B 2 C 2 D 9)0
三、死点(止点)
曲柄摇杆机构：若以摇杆CD为主动件，则当连杆 与曲柄共线时，机构传动角为零，这时CD通过连
杆作用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心， 出现不能使构件AB转动而“顶死”的现象，机构 的这种位置称为死点。
满足满足杆长条件的 双摇杆机构的应用实 例：
风扇摇头机构
注意：如果四杆机构不满足杆长条件，则不论取哪 个构件为机架，均为双摇杆机构。 思考题：曲柄滑块机构和导杆机构有曲柄的条件是 什么？
二、平面四杆机构的压力角和传动角
1. 机构压力角:机构从动件上作用点的力与该点的速度 方向之间所夹的锐角，为机构在此位置的压力角α。 2. 传动角：
◆推论
当机构尺寸满足杆长条件时，最短杆两端的 转动副均为周转副；其余转动副为摆转副。
◆平面四杆机构有曲柄的条件
机构尺寸满足杆长条件，且最短杆为机架或连 架杆。
例：图示机构尺寸满足杆长条件，当取不同构件 为机架时各得什么机构？
最短杆为 机架得双 曲柄机构
取最短杆相 邻的构件为 机架得曲柄 摇杆机构
取最短杆对 边为机架得 双摇杆机构
机构压力角的余角称为机构在此位置的传动角γ。
90
机构常用传 动角大小及变化 来衡量机构传力 性能的好坏。
m i n40~50
3. 最小传动角的位置 动画演示 曲柄摇杆机构：
γmin出现在曲柄 与机架共线的两 位置之一。
1arcbc2oc22 s b(dca)2
2arb c 2c c22 b o (d c sa)2( B 2C 2D 9)0
应用实例
汽车前轮转向机构
造型机翻箱机构 动画
三、平面四杆机构的演化型式
◆改变构件的形状和运动尺寸 曲柄滑块演化动画
曲柄摇杆机构
变摇杆 为滑块
摇杆尺寸为无穷大
e=0 偏置曲柄滑块机构
曲线导轨曲柄滑块机构 对心曲柄滑块机构
对心曲柄滑块机构 变连杆 为滑块
双滑块机构
★曲柄摇杆机构
铰链四杆机构中，若其两个连架杆一为曲柄， 一为摇杆，则此四杆机构称为曲柄摇杆机构。 应用：
雷 达 天 线 俯 仰 机
动构
缝 纫 机 脚 颚式破碎机机构 踏 板 机
动构
画
画
搅拌机机构
★ 双曲柄机构
在铰链四杆机构 中，若其两个连架 杆都是曲柄，则称 为双曲柄机构。
平行四边形机构：指 相对两杆平行且相等 的双曲柄机构。
连杆尺寸 为无穷大
正弦机构
从动件3的位移与原动 件1的转角成正比：
slABsin
移动副可认为是回 转中心在无穷远处 的转动副演化而来
◆ 改变运动副的尺寸
曲柄滑块机构
★当曲柄AB的尺寸较小时， 由于结构需要，常将曲柄作成 几何中心与回转中心不重合的 圆盘，称此圆盘为偏心轮。
★几何中心与回转中心间的距 离称为偏心距，等于曲柄长。
手 摇 唧 筒
◆ 运动副元素的逆换
对于移动副，将运动副两元素的包容关系进行 逆换，并不影响两构件之间的相对运动。
摆动导杆机构
曲柄摇块机构
构件2包 容构件3
构件3包 容构件2
§3-2 平面连杆机构设计中的一些共性问题
一、平面四杆机构有曲柄的条件
◆分析：
构件AB要为曲柄，则转动 副A应为周转副；
为此AB杆应能占据整周中 的任何位置；
惯性筛机构
平行四边形机构特性： ▲两曲柄同速同向转动 ▲连杆作平动
平行四边形机构的应用实例
播种机料斗机构
车轮动画
天平机构
机车车轮联动机构
摄 影 升 降 机 构
车门开闭机构 动画
逆平行（反平行） 四边形机构：指两 相对杆长相等但不 平行的双曲柄机构
应用实例
★双摇杆机构
铰链四杆机构若两连架杆都是摇杆，则称其为双摇杆机构。
偏心轮机构
转动副B的 半径扩大超 过曲柄长
◆ 通过选用不同构件为机架
导杆机构
导杆机构应用实例 小 型 刨 床
牛
头
★回转导杆机构：指导杆能作整
刨
周转动的导杆机构；
床
★摆动导杆机构：指导杆只能在 一定的角度内摆动的导杆机构。
曲柄摇 块机构
卡车车厢举升机构
选运动链中不同构件 为机架得不同机构的 方法称为机构的倒置 定块机构
连杆机构的缺点：
①由于运动积累误差较大，因而影响传动精度； ②由于惯性力不好平衡而不适于高速传动； ③设计方法比较复杂。
二、平面四杆机构的基本型式
基本型式——铰链四杆机构 连杆
运动副全为转动副 B
C 连架杆
动画演示
连架杆 A
Βιβλιοθήκη Baidu
D
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； ★曲柄摇杆机构 周转副：组成转动副的两构件能整周相对 ★双曲柄机构 转动； 摆转副：不能作整周相对转动的转动副。 ★双摇杆机构
四杆机构应用非 常广泛，且是多 杆机构的基础
着 重 讨
四杆机构结构 特点：
原动件的运 动经过不与机 架直接相连的 中间构件传递 到从动件上。
中间构件称为 连杆。
连杆机构的优点：
①连杆机构为低副机构，运动副为面接触，压强小， 承载能力大，耐冲击； ② 运动副元素的几何形状多为平面或圆柱面，便于加 工制造； ③在原动件运动规律不变情况下，通过改变各构件的 相对长度可以使从动件得到不同的运动规律； ④可以连杆曲线可以满足不同运动轨迹的设计要求；
§3-1 平面四杆机构的特点和基本类型
一、平面连杆机构的特点 构件多呈杆状——简称为杆
由若干个杆件通过低副连接而组成的机构称为 连杆机构，又称为低副机构。
根据各构件间的相对运动是平面还是空间运动分为:
动 画
动 画
★平面连杆机构
动 画
★空间连杆机构
根据杆数命名：四杆机构
六杆机构
四杆机构ABCD 四杆机构DEF
曲柄滑块机构的死点位置
传动机构中使机构通过死点的措施：
机车车轮联动机构
缝
措施一：将两组以上组合而
纫
使各组机构死点错位排列
机 脚
踏
措施二：加装飞轮利用惯性
板
使机构通过死点位置
机 构
因此AB杆应能占据与AD共 线的位置AB'及AB''。
由△ DB'C'
由△DB'' C'' 两两相加
a d b c
b(da)c
c(da)b
abdc
acdb
a c a b a d
◆结论：
转动副A成为周转副的条件： 1)最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和 ——杆长条件 2)组成该周转副的两杆中必有一杆是最短杆。
mi nmin 1,2 ()
或
b 2 c 2 (d a )2 2 1 8 a0rcc 2 b ocs( B 2 C 2 D 9)0
三、死点(止点)
曲柄摇杆机构：若以摇杆CD为主动件，则当连杆 与曲柄共线时，机构传动角为零，这时CD通过连
杆作用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心， 出现不能使构件AB转动而“顶死”的现象，机构 的这种位置称为死点。
满足满足杆长条件的 双摇杆机构的应用实 例：
风扇摇头机构
注意：如果四杆机构不满足杆长条件，则不论取哪 个构件为机架，均为双摇杆机构。 思考题：曲柄滑块机构和导杆机构有曲柄的条件是 什么？
二、平面四杆机构的压力角和传动角
1. 机构压力角:机构从动件上作用点的力与该点的速度 方向之间所夹的锐角，为机构在此位置的压力角α。 2. 传动角：
◆推论
当机构尺寸满足杆长条件时，最短杆两端的 转动副均为周转副；其余转动副为摆转副。
◆平面四杆机构有曲柄的条件
机构尺寸满足杆长条件，且最短杆为机架或连 架杆。
例：图示机构尺寸满足杆长条件，当取不同构件 为机架时各得什么机构？
最短杆为 机架得双 曲柄机构
取最短杆相 邻的构件为 机架得曲柄 摇杆机构
取最短杆对 边为机架得 双摇杆机构
机构压力角的余角称为机构在此位置的传动角γ。
90
机构常用传 动角大小及变化 来衡量机构传力 性能的好坏。
m i n40~50
3. 最小传动角的位置 动画演示 曲柄摇杆机构：
γmin出现在曲柄 与机架共线的两 位置之一。
1arcbc2oc22 s b(dca)2
2arb c 2c c22 b o (d c sa)2( B 2C 2D 9)0