平面连杆机构.ppt
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机械原理课件第8章平面连杆机构及其设计
机械原理课件第8章平面 连杆机构及其设计
本章介绍了平面连杆机构的基本概念、分类、运动分析方法和设计原则，以 及通过设计实例来展示平面连杆机构的应用。让我们一起探索这个有趣而重 要的机械原理领域吧！
平面连杆机构简介
平面连杆机构是机械工程中常见的一类机构，由连杆和铰链连接而成。它们的运动以及如何将动力传递 至其他部件都是设计时需要考虑的重要因素。
以汽车发动机中的连杆机构设计为例，通过优化连杆长度和转动角度，提高 功率输出和燃油效率。
平面连杆机构的设计步骤
1
需求分析
明确机构的工作要求，包括运动形式、
构想设计
2
速度要求等。
根据需求，初步构想机构的组成和结
构形式，并进行快速仿真验证。
3
细化设计
对构想设计进行细化，确定材料、尺
制造和调试
4
寸和制造工艺等。
按照设计图纸制造机构，并进行装配 和调试，确保运动性能符合要求。
平面连杆机构设计实例
平面连杆机构的基本组成
连杆
连杆是平面连杆机构中最基本的元件，常见的包括曲柄、摇杆和滑块。
铰链
铰链是连接连杆的关节，它们允许连杆相对运动，并使机构能够完成所需的动作。
驱动力
驱动力（如电机或手动操作）通过连杆传递运动，实现机构的工作。
平面连杆机构的分类
曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构由一个曲柄和一 个摇杆组成，广泛用于活塞式 发动机和机械手臂等应用中。
双摇杆机构
双摇杆机构由两个摇杆组成， 常用于切割机、绞盘等需要定 向力的设备。
滑块曲柄机构
滑块曲柄机构包括一个滑块和 一个曲柄，常见于发动机的曲 轴机构。
平面连杆机构的运动分析方法
1 刚体分析法
本章介绍了平面连杆机构的基本概念、分类、运动分析方法和设计原则，以 及通过设计实例来展示平面连杆机构的应用。让我们一起探索这个有趣而重 要的机械原理领域吧！
平面连杆机构简介
平面连杆机构是机械工程中常见的一类机构，由连杆和铰链连接而成。它们的运动以及如何将动力传递 至其他部件都是设计时需要考虑的重要因素。
以汽车发动机中的连杆机构设计为例，通过优化连杆长度和转动角度，提高 功率输出和燃油效率。
平面连杆机构的设计步骤
1
需求分析
明确机构的工作要求，包括运动形式、
构想设计
2
速度要求等。
根据需求，初步构想机构的组成和结
构形式，并进行快速仿真验证。
3
细化设计
对构想设计进行细化，确定材料、尺
制造和调试
4
寸和制造工艺等。
按照设计图纸制造机构，并进行装配 和调试，确保运动性能符合要求。
平面连杆机构设计实例
平面连杆机构的基本组成
连杆
连杆是平面连杆机构中最基本的元件，常见的包括曲柄、摇杆和滑块。
铰链
铰链是连接连杆的关节，它们允许连杆相对运动，并使机构能够完成所需的动作。
驱动力
驱动力（如电机或手动操作）通过连杆传递运动，实现机构的工作。
平面连杆机构的分类
曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构由一个曲柄和一 个摇杆组成，广泛用于活塞式 发动机和机械手臂等应用中。
双摇杆机构
双摇杆机构由两个摇杆组成， 常用于切割机、绞盘等需要定 向力的设备。
滑块曲柄机构
滑块曲柄机构包括一个滑块和 一个曲柄，常见于发动机的曲 轴机构。
平面连杆机构的运动分析方法
1 刚体分析法
平面连杆机构ppt课件
15
3.1 平面连杆机构的类型
（2）应用案例：雷达天线、脚踏式脱粒机、搅拌 机、水稻插秧机的秧爪运动机构。
脚踏式脱粒机
缝纫机的脚踏粒机
雷达天线
16
3.1 平面连杆机构的类型
水稻插秧机的秧爪运动机构
搅拌机机构
（3）功能：将连续转动转换为摆动，或者将摆动转换为 连续转动。
17
3.1 平面连杆机构的类型
2、双曲柄机构 （1）概念：具有两个曲柄的铰链四杆机构，称 为双曲柄机构。
18
3.1 平面连杆机构的类型
（2）应用案例：惯性筛机构
惯性筛机构
（3）功能：将等速转动转换为不等速同向转动19。
3.1 平面连杆机构的类型
（4）双曲柄机构的其他类型 1）平行四边形机构：两相对构件互相平行，
呈平行四边形的双曲柄机构。
3.2.1 曲柄滑块机构 （ 1）由曲柄摇杆机构，将CD→无穷大，C点轨迹变成直
线； （ 2）演化方法：将转动副→移动副； （ 3）类型： a.偏心曲柄滑块机构 ，e≠0 偏距：曲柄转动
中心距导路的距离。 b.对心曲柄滑块机构，e=0
35
3.2 铰链四杆机构的演化
（4）应用案例：内燃机、空气压缩机、冲床和送料 机构等。
请画出下列机构运动示意图，并判断由几种机构 组合而成?
插齿机
冲床机构
48
3.3 铰链四杆机构的基本特性
3.3.1 急回特性和行程数比系数 1、基本概念：（以曲柄摇杆机构为例，曲柄为原动
件） （1）四杆机构的极限位置：当曲柄与连杆二次共线时，
摇杆位于机构的最左或最右的位置。 （2）极位夹角（θ）：从动件处于二个极限位置时，
1-偏心轮 2-连杆 3-滑块 4-机架
3.1 平面连杆机构的类型
（2）应用案例：雷达天线、脚踏式脱粒机、搅拌 机、水稻插秧机的秧爪运动机构。
脚踏式脱粒机
缝纫机的脚踏粒机
雷达天线
16
3.1 平面连杆机构的类型
水稻插秧机的秧爪运动机构
搅拌机机构
（3）功能：将连续转动转换为摆动，或者将摆动转换为 连续转动。
17
3.1 平面连杆机构的类型
2、双曲柄机构 （1）概念：具有两个曲柄的铰链四杆机构，称 为双曲柄机构。
18
3.1 平面连杆机构的类型
（2）应用案例：惯性筛机构
惯性筛机构
（3）功能：将等速转动转换为不等速同向转动19。
3.1 平面连杆机构的类型
（4）双曲柄机构的其他类型 1）平行四边形机构：两相对构件互相平行，
呈平行四边形的双曲柄机构。
3.2.1 曲柄滑块机构 （ 1）由曲柄摇杆机构，将CD→无穷大，C点轨迹变成直
线； （ 2）演化方法：将转动副→移动副； （ 3）类型： a.偏心曲柄滑块机构 ，e≠0 偏距：曲柄转动
中心距导路的距离。 b.对心曲柄滑块机构，e=0
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3.2 铰链四杆机构的演化
（4）应用案例：内燃机、空气压缩机、冲床和送料 机构等。
请画出下列机构运动示意图，并判断由几种机构 组合而成?
插齿机
冲床机构
48
3.3 铰链四杆机构的基本特性
3.3.1 急回特性和行程数比系数 1、基本概念：（以曲柄摇杆机构为例，曲柄为原动
件） （1）四杆机构的极限位置：当曲柄与连杆二次共线时，
摇杆位于机构的最左或最右的位置。 （2）极位夹角（θ）：从动件处于二个极限位置时，
1-偏心轮 2-连杆 3-滑块 4-机架
0 第2章 (1-6) 平面连杆机构
增大从动件的质量、利用惯性度过死点位置
平面四杆机构的基本特性 3. 度过死点位置的方法
采用错位排列地方式顺利地通过死点位置
增大从动件的质量、利用惯性度过死点位置
平面多杆机构简介
前面我们学了基本机构 ，可以根据基本机构的功能， 进行组合以及机构的演化及变异原理创新设计出丰富多彩 的多杆机构。 1. 扩大从动件的行程 冷床运输机就是一个六 杆机构。它用于把热轧 钢料在运输过程中冷却， 因此要求增大行程，该 机构由曲柄摇杆机构 ABCD和杆EF、滑块6所 组成。显然滑块6的行程 S比曲柄摇杆机构ABCD 中C点的行程要大的多。
铰链四杆机构的基本形式及其演化
2. 取不同的构件为机架
当以不同的构件作为机 架时，将得到不同类型 的机构。
以构件1为机架时， 为曲柄滑块机构。
以构件2为机架时， 为回转导杆机构。
以构件3为机架时， 为摇块机构。
以构件4为机架时， 为移动导杆机构。
铰链四杆机构的基本形式及其演化 手摇唧筒
铰链四杆机构的基本形式及其演化
➢ 本章主要介绍平面四杆机构的类型及应用、特性、设 计方法。
铰链四杆机构的基本形式及其演化
一、四杆机构的基本型式
根据连架杆运动形式的不同，可分为三种基本形式：
1. 曲柄摇杆机构—在两连架杆中，一个为曲柄，另一个为
摇杆。
➢ 运动特点：
一般曲柄主动，将连 续转动转换为摇杆的 摆动，也可摇杆主动， 曲柄从动。
铰链四杆机构的基本形式及其演化 平行双曲柄机构
应用：应用于从动件需要和主动件保持同步的场合。 举例：机车车轮的联动机构
机车车轮联动机构
铰链四杆机构的基本形式及其演化 3. 双摇杆机构—两连杆架均为摇杆的四杆机构
平面四杆机构的基本特性 3. 度过死点位置的方法
采用错位排列地方式顺利地通过死点位置
增大从动件的质量、利用惯性度过死点位置
平面多杆机构简介
前面我们学了基本机构 ，可以根据基本机构的功能， 进行组合以及机构的演化及变异原理创新设计出丰富多彩 的多杆机构。 1. 扩大从动件的行程 冷床运输机就是一个六 杆机构。它用于把热轧 钢料在运输过程中冷却， 因此要求增大行程，该 机构由曲柄摇杆机构 ABCD和杆EF、滑块6所 组成。显然滑块6的行程 S比曲柄摇杆机构ABCD 中C点的行程要大的多。
铰链四杆机构的基本形式及其演化
2. 取不同的构件为机架
当以不同的构件作为机 架时，将得到不同类型 的机构。
以构件1为机架时， 为曲柄滑块机构。
以构件2为机架时， 为回转导杆机构。
以构件3为机架时， 为摇块机构。
以构件4为机架时， 为移动导杆机构。
铰链四杆机构的基本形式及其演化 手摇唧筒
铰链四杆机构的基本形式及其演化
➢ 本章主要介绍平面四杆机构的类型及应用、特性、设 计方法。
铰链四杆机构的基本形式及其演化
一、四杆机构的基本型式
根据连架杆运动形式的不同，可分为三种基本形式：
1. 曲柄摇杆机构—在两连架杆中，一个为曲柄，另一个为
摇杆。
➢ 运动特点：
一般曲柄主动，将连 续转动转换为摇杆的 摆动，也可摇杆主动， 曲柄从动。
铰链四杆机构的基本形式及其演化 平行双曲柄机构
应用：应用于从动件需要和主动件保持同步的场合。 举例：机车车轮的联动机构
机车车轮联动机构
铰链四杆机构的基本形式及其演化 3. 双摇杆机构—两连杆架均为摇杆的四杆机构
精密机械设计第4章平面连杆机构
曲柄摇杆机构
特征：曲柄＋摇杆 作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。
雷达天线俯仰机构
(天线→摇杆)→调整天线 俯仰角的大小
2 . 双曲柄机构：
连架杆均为曲柄→ ┌主动曲柄: 匀速转动 └从动曲柄: 变速转动
作用：将等速回转转变为等速或变速回转。
特例：平行四边形机构 特征：两连架杆等长且平行，
二.急回运动和行程速比系数 （以曲柄摇杆机构为例）
从动件作往复运动的平面连杆机构中，若从动件工作行程的平 均速度小于回程的平均速度，则称该机构具有急回特性。
工作行程时间＞空回行程时间
在曲柄摇杆机构中，当从动件 （摇杆）位于两极限位置时， 曲柄与连杆共线。此时对应的
主动曲柄之间所夹的锐角θ
叫作极位夹角。
l3≤(l4 –l1) + l2 l2≤(l4– l1) + l3
l1+l4≤ l2 + l3
l1+ l3 ≤ l2 + l4 l1+l2 ≤ l3 + l4
将以上三式两两相加得： l1≤ l2
即：AB 为最短杆 l1最短
l1≤l3 l1≤l4
曲柄存在的条件： (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 (2)最短杆是连架杆或机架
常用γ的大小来表示
γ是α的余角。
机构传力性能的好坏
由于在机构运动过程中，角是变化的， 因此设计时一般要求: γmin≥40°
min 出现在什么位置？
当∠BCD最小或最大时，即在主动曲柄与机架共线的 位置，都有可能出现γmin
主动件与机架共线的两个位置之一,传动角最小.
四.死点位置
从动件与连杆共线（ =0） →卡死
机械原理--平面连杆机构及其设计 ppt课件
9
平行四边形机构应用举例
天平
B C
A
D
平行四边形机构运动不确定问题 第一种可能 第二种可能 改进措施 加虚约束构件 或加焊接构件
注意：在长边做机架的平行四边形机构中，当各构件位于一
条直线时（两曲柄与机架共线时）从动曲柄有可能反转，即
在曲柄通过机架位置时，存在pp运t课件动不确定。
10
3）逆（反）平行四边形机构
通过机构的倒置，曲柄摇杆机构可演变成如下机构：
C
C
B
B
A
D
曲柄摇杆机构
C
A
D
双曲柄机构 C
B
B
A
D
A
D
曲柄摇杆机构
ppt课件 双摇杆机构
26
•讨论1 （1）当已判明四杆机构有曲柄存在时,取不同构件为 机架会得到不同的机构： ■取与最短杆相邻的构件为机架则为曲柄摇杆机构 ■取与最短杆相对的构件为机架则为双摇杆机构 ■取最短杆为机架则为双曲柄机构
θ称为极位夹角。
摇杆的最大摆角：
注意：急位夹角为曲柄 两特殊位置间所夹锐角
BB
1 AA
B1
C1C
B2 B B
CC
CCC2
DD
BB
ppt课件
28
急回特性 摇杆的第一个极位
进程：摇杆从第一个极位DC1摆向第二个极位DC2的运动过程
对应进程曲柄转过的角度：α1 =180°+θ
对应摇杆从 C1D 位置摆到 C2D 转过的角度：φ
（4） 机构急回特性用于非工作行程可以节省时间
本节课后作业：8-1~8-3，8-5~8-9
ppt课件
32
曲柄滑块机构急回特征的判断
平面连杆机构
如图所示，铰链四杆机构由机架4、连 架杆(与机架相连的1、3两杆)和连杆 (与机架不相联的中间杆2)组成。
曲柄——能绕机架上的转动副作整周 回转的连架杆。
摇 杆 —— 只 能 在 某 一 角 度 范 围 ( 小 于
360°)内摆动的连架杆。
一、铰链四杆机构的基本型式
铰链四杆机构按照连架杆是曲柄还是 摇杆分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、 双摇杆机构三种基本型式 。
（一）、转动副转化成移动副
1、铰链四杆机构中一个转动副转化为移 动副
对心曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构
曲柄存在条件： 对心曲柄滑块机构：L1<L2 行程 S=2L1 偏置曲柄滑块机构：L1+e<L2
2、铰链四杆机构中两个转动副转化为移动副
由于此机构当主 动件1等速回转时， 从动到导杆3的位 移为y=Labsinα ， 故又称正弦机构
第2章 平面连杆机构
§2-1 平 面 四 杆 机 构 的 基 本 型 式 和 特 征 §2-2 铰 链 四 杆 机 构 有 整 转 副 的 条 件 §2-3 铰链四杆机构的演化 §2-4 平面四杆机构的设计
§2-1 平 面 四 杆 机 构 的 基本型式和特征
平面连杆机构——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，也叫平面低副机构。
曲柄是连架杆，只有整转副处于机架
上才能形成曲柄。当铰链四杆机构满足
整转副条件时，机构中最短杆的两端转
动副一定为整转副。 因此可以得出铰链四杆机构存在曲柄
的条件： ⑴最短杆与最长杆长度之和小于或
等于其余两杆长度 之和； ⑵连架杆和机架中，必有一个是最
短杆。
结论： 若铰链四杆机构满足上述整转副条件，
缝纫机
曲柄——能绕机架上的转动副作整周 回转的连架杆。
摇 杆 —— 只 能 在 某 一 角 度 范 围 ( 小 于
360°)内摆动的连架杆。
一、铰链四杆机构的基本型式
铰链四杆机构按照连架杆是曲柄还是 摇杆分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、 双摇杆机构三种基本型式 。
（一）、转动副转化成移动副
1、铰链四杆机构中一个转动副转化为移 动副
对心曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构
曲柄存在条件： 对心曲柄滑块机构：L1<L2 行程 S=2L1 偏置曲柄滑块机构：L1+e<L2
2、铰链四杆机构中两个转动副转化为移动副
由于此机构当主 动件1等速回转时， 从动到导杆3的位 移为y=Labsinα ， 故又称正弦机构
第2章 平面连杆机构
§2-1 平 面 四 杆 机 构 的 基 本 型 式 和 特 征 §2-2 铰 链 四 杆 机 构 有 整 转 副 的 条 件 §2-3 铰链四杆机构的演化 §2-4 平面四杆机构的设计
§2-1 平 面 四 杆 机 构 的 基本型式和特征
平面连杆机构——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，也叫平面低副机构。
曲柄是连架杆，只有整转副处于机架
上才能形成曲柄。当铰链四杆机构满足
整转副条件时，机构中最短杆的两端转
动副一定为整转副。 因此可以得出铰链四杆机构存在曲柄
的条件： ⑴最短杆与最长杆长度之和小于或
等于其余两杆长度 之和； ⑵连架杆和机架中，必有一个是最
短杆。
结论： 若铰链四杆机构满足上述整转副条件，
缝纫机
第 2章 平面连杆机构解读
§2-1 铰链四杆机构 14
双曲柄机构
两连架杆都作整周转动的铰链 四杆机构称为双曲柄机构。通 常，主动曲柄匀速转动，从动 曲柄变速转动。 无死点。 左图所示的转动翼板式水泵就 是典型应用。转动翼板式水泵 由相位依次相差90°的四个双 曲柄机构组成，当主动曲柄AB 顺时针匀速转动时，从动曲柄 CD作周期性变速转动，相邻两 个机构的从动曲柄所夹的角时 大时小，导致容积作周期性的 变化，从而起到吸水、泵水的 作用。
若l22铰链四杆机构的演变21摇块机构和定块机构摇块机构这种机构广泛应用于摆缸式内燃机和液压驱动装置中自卸货车就是很典型的应用定块机构这种机构常用于抽水唧筒和抽油22铰链四杆机构的演变22双滑块机构将铰链四杆机构的其中两杆杆长增至无穷可演化为具有两个移动副的四杆机构转角的正切成正比两移动件相邻但都不与机架相连
第 2章 平面连杆机构
铰链四杆机构 铰链四杆机构的基本型式及演化 平面四杆机构的基本特性
平面四杆机构的设计
平面连杆机构
平面 连杆机构 是构件全 部由平面 低副连接 而构成的 机构。
2
平面连杆机构的特点
优点 1. 低副是面接触，因此压强小、耐磨损。适用于载荷较大 的场合。 2. 低副的接触面通常是容易加工的平面或圆柱面，容易获 得较高的制造精度。 3. 低副的约束为几何约束(靠形状限制运动)，无需附加约束 装置。 4. 连杆可做得很长，可较长距离传递运动。适合于操纵机 构。 5. 平面四杆机构运动时，其连杆通常作平面复杂运动，连杆 上每一点的轨迹曲线的形状随点在连杆上的位置和各杆相 对尺寸的不同而变化。可以利用连杆曲线的这种多样性来 实现我们需要的复杂轨迹。
12
复摆式腭式破碎机
返回
§2-1 铰链四杆机构 13
双曲柄机构
两连架杆都作整周转动的铰链 四杆机构称为双曲柄机构。通 常，主动曲柄匀速转动，从动 曲柄变速转动。 无死点。 左图所示的转动翼板式水泵就 是典型应用。转动翼板式水泵 由相位依次相差90°的四个双 曲柄机构组成，当主动曲柄AB 顺时针匀速转动时，从动曲柄 CD作周期性变速转动，相邻两 个机构的从动曲柄所夹的角时 大时小，导致容积作周期性的 变化，从而起到吸水、泵水的 作用。
若l22铰链四杆机构的演变21摇块机构和定块机构摇块机构这种机构广泛应用于摆缸式内燃机和液压驱动装置中自卸货车就是很典型的应用定块机构这种机构常用于抽水唧筒和抽油22铰链四杆机构的演变22双滑块机构将铰链四杆机构的其中两杆杆长增至无穷可演化为具有两个移动副的四杆机构转角的正切成正比两移动件相邻但都不与机架相连
第 2章 平面连杆机构
铰链四杆机构 铰链四杆机构的基本型式及演化 平面四杆机构的基本特性
平面四杆机构的设计
平面连杆机构
平面 连杆机构 是构件全 部由平面 低副连接 而构成的 机构。
2
平面连杆机构的特点
优点 1. 低副是面接触，因此压强小、耐磨损。适用于载荷较大 的场合。 2. 低副的接触面通常是容易加工的平面或圆柱面，容易获 得较高的制造精度。 3. 低副的约束为几何约束(靠形状限制运动)，无需附加约束 装置。 4. 连杆可做得很长，可较长距离传递运动。适合于操纵机 构。 5. 平面四杆机构运动时，其连杆通常作平面复杂运动，连杆 上每一点的轨迹曲线的形状随点在连杆上的位置和各杆相 对尺寸的不同而变化。可以利用连杆曲线的这种多样性来 实现我们需要的复杂轨迹。
12
复摆式腭式破碎机
返回
§2-1 铰链四杆机构 13
机械设计基础第五版平面连杆机构ppt课件
(1)低副中存在间隙，精度低
(2)不容易实现精确复杂的运动规律
2、分类:
平面连杆机构 空间连杆机构
平面连杆机构常以构件数命名：
四杆机构、 多杆机构
本章重点内容是介绍四杆机构。
装配过程
动画
动画
2.1平面连杆机构的基本类型及其应用
一、铰链四杆机构 ❖ 结构特点：四个运动副均为转动副 ❖ 组成：机架、连杆、连架杆
e
2、导杆机构
(1)、演化过程 曲柄滑块机构中，当将曲柄改为机架时，就演化成导
杆机构。
(2)、类型
转动导杆机构 L1<L2 L1 ：机架长度
摆动导杆机构 L1>L2
L2 ：曲柄长度
➢应用实例
简易刨床
牛头刨床机构
3、摇块机构与定块机构
曲柄滑块机构
B
BB 11 11
B B
1112
2B B
2
B 1A 11
l1≤ l2 l1≤ l3 l1≤ l4 AB为最短杆
存在一个曲柄的条件： 1.最长杆与最短杆的长度之和≤其他两杆长度之和--
称为杆长条件。 2.曲柄为最短杆。 此时，铰链A为整转副。 若取BC为机架，则结论相同，可知铰链B也是整转副。
可知：当满足杆长条件时，其最短杆参与构成的转动 副都是整转副。
则由△ＣB１D可得：三角形任意两边之和大于第三边
l1+ l4 ≤ l2 + l3
则由△ＣB２D可得： l2≤(l4 – l1)+ l3 → l1+ l2 ≤ l3 + l4
最长杆与最短杆的 长度之和≤其他两 杆长度之和
l3≤(l4 – l1)+ l2 → l1+ l3 ≤ l2 + l4
(2)不容易实现精确复杂的运动规律
2、分类:
平面连杆机构 空间连杆机构
平面连杆机构常以构件数命名：
四杆机构、 多杆机构
本章重点内容是介绍四杆机构。
装配过程
动画
动画
2.1平面连杆机构的基本类型及其应用
一、铰链四杆机构 ❖ 结构特点：四个运动副均为转动副 ❖ 组成：机架、连杆、连架杆
e
2、导杆机构
(1)、演化过程 曲柄滑块机构中，当将曲柄改为机架时，就演化成导
杆机构。
(2)、类型
转动导杆机构 L1<L2 L1 ：机架长度
摆动导杆机构 L1>L2
L2 ：曲柄长度
➢应用实例
简易刨床
牛头刨床机构
3、摇块机构与定块机构
曲柄滑块机构
B
BB 11 11
B B
1112
2B B
2
B 1A 11
l1≤ l2 l1≤ l3 l1≤ l4 AB为最短杆
存在一个曲柄的条件： 1.最长杆与最短杆的长度之和≤其他两杆长度之和--
称为杆长条件。 2.曲柄为最短杆。 此时，铰链A为整转副。 若取BC为机架，则结论相同，可知铰链B也是整转副。
可知：当满足杆长条件时，其最短杆参与构成的转动 副都是整转副。
则由△ＣB１D可得：三角形任意两边之和大于第三边
l1+ l4 ≤ l2 + l3
则由△ＣB２D可得： l2≤(l4 – l1)+ l3 → l1+ l2 ≤ l3 + l4
最长杆与最短杆的 长度之和≤其他两 杆长度之和
l3≤(l4 – l1)+ l2 → l1+ l3 ≤ l2 + l4
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2平面连杆机构
3铰链四杆机构
二、平面连杆机构的特点和应用
1、特点 优点： (1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传递动力大 (2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低 (3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制 (4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹 缺点： (1)低副中存在间隙，精度低 (2)不容易实现精确复杂的运动规律
第二章 平面连杆机构
连杆传动是利用常用的低副传动机构进行的传动，连杆传动能方 便的实现转动、摆动、移动等运动形式的转换。其中以由四个构件 组成的四杆机构应用最广泛，而且是组成多杆机构的基础。因此本 章着重讨论四杆机构的基本类型、性质及常用设计方法。
一、概念
§2-1 概述
1连杆机构：构件全部用低副联接而成的平面机构（低副机构）
偏心轮机构结构简单，偏心轮轴颈的强度和刚度大，且易于安装整 体式连杆，广泛用于曲柄长度要求较短、冲击在和较大的机械中。
颚式破碎机
其他滑块四杆机构
曲柄移动导杆机构
双转块机构 双滑块机构
§2-3 平面四杆机构的基本特性及设计 一、铰链四杆机构存在曲柄的条件 类型的判别关键在于：机构中有无曲柄，有几个曲柄 有无曲柄在于：机构中各构件的相对位置及最短杆所处的位置
1、按给定的行程速比系数K设计四杆机构
例： 偏置曲柄滑块机构，s=30mm,e=12mm,K=1.5,设计此机构。
2、按给定的连杆位置设计四杆机构
3、 铰链四杆机构存在一个曲柄的条件是： (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。 (2)、连架杆为最短杆。
二 平面四杆机构的基本特性 见其他课件
§2-4 平面四杆机构的设计
设计内容：选择形式；确定尺寸（运动简图） 两类问题： 实现给定的运动规律 实现给定的运动轨迹
设计方法：解析法；实验法；图解法
特点：两连架杆都是曲柄（整周转） 主动曲柄匀速转，从动曲柄变速转
正平行双曲柄机构：对边平行且相等 特点：主、从动曲柄匀速且相等
运动不确定现象：
反平行双曲柄机构：对边平行但不相等 公共汽车车门启闭机构
(三)、双摇杆机构 特点：两连架杆都是摇杆（摆动）
飞机起落架（实景）
二、铰链四杆机构的演化 演化方法：转动副 移动副（滑块四杆机构）；
2、应用：
机械式转向系
机车车轮的联动机构
机车车轮联动机构
§2-2 铰链四杆机构的类型与应用基本型式及其演化 据有无移动副存在：铰链四杆机构，滑块四杆机构
一、铰链四杆机构的基本型式
(一)、曲柄摇杆机构 特点：两连架杆一个是曲柄（整周转）；一个是摇杆（摆动）
应用：
雷达
缝纫机
(二)、双曲柄机构
机构存在曲柄的条件
在铰链四杆机构中，
为曲柄、
摇杆、
为机架。各杆长度分别为
在△
中
在△
中
为连杆、
为
、、、。
经整理
上式两两相加得
结论： 1、铰链四杆机构存在曲柄的条件是： (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。 (2)、机架或连架杆为最短杆。
2、铰链四杆机构存在一个曲柄的条件是： (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。 (2)、曲柄为最短杆。
选取不同构件作为机架 （一）、转动副转化成移动副
1、铰链四杆机构中一个转动副转化为移动副
类型 对心曲柄滑块机构
偏置曲柄滑块机构
曲柄存在条件：
对心曲柄滑块机构：L1<L2 行程S=2L1
偏置曲柄滑块机构：L1+化为移动副
由于此机构当主动件1 等速回转时，从动到 导杆3的位移为 y=Labsinα ，故又称 正弦机构
双滑块机构
（二）、取不同构件为机架
1、导杆机构 (1)、演化过程 曲柄滑块机构中，当将曲柄改为机架时，就演化成导杆机构。
(2)、类型
转动导杆机构 L1<L2
L1 ：机架长度
摆动导杆机构 L1>L2
L2 ：曲柄长度
(2)、应用
简易刨床
牛头刨床机构
2、摇块机构 (1)、演化过程 曲柄滑块机构中，当将连杆改为机架时，就演化成摇块机构。
(2)、应用 泵
3、定块机构 (1)、演化过程 曲柄滑块机构中，当将滑块改为机架时，就演化成定块机构。
(2)、应用 移动导杆机构
4、双转块机构 双转块机构
4、双滑块机构
偏心轮（扩大运动副)
在曲柄滑块机构（曲柄摇杆机构）中，若曲柄很短，可将转动副 B的尺寸扩大到超过曲柄长度，则曲柄AB就演化成几何中心B不与 转动中心A重合的圆盘，该圆盘称为偏心轮，含有偏心轮的机构称 为偏心轮机构。