第三章 连杆机构
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第三章平面连杆机构——平面机构的运动简图
实例
例1 卡车翻斗卸料机构示意图
1. 确定机构组成: 2. 车体1-机架 3. 活塞杆3-原
动件 4. 翻斗2、液压
缸体4为从动件
2.运动副类型: 3和4——移动副 3和2——转动副 4和1——转动副 2和1 ——转动副
3.机构草图绘制 测量各运动副 相对位置实际尺寸。 本图中,测量Lab,Lbc 以及BC连线与水平线 的夹角。
▪ 作业：2-4
例如：1、轴与轴承间构成运动副，轴的外圆柱面与轴承 内孔为运动副元素。
2、凸轮与尖顶间构成运动副，凸轮与尖顶接触部 分为运动副元素。
二、 运动副分类 （一）平面运动副
按两构件接触特性，常分为低副、高副两大类。
1、低副：两构件以面接触而形成的运动副。按运动特性可分 为转动副和移动副。
(1) 转动副：只能在一个平面内做相对转动, 也称铰链。 两构件中如有一个构件固定不动, 则称为固定铰链； 二者均能转动， 则称为活动铰链。
活塞2 顶杆8 连杆5
曲轴6
5）用简单线条和规定符号 表示出各构件和运动副， 画出机构运动简图。
齿轮10
排气阀4 气缸体1
凸轮7
习题
画出图示平面机构的运动简图
▪ 课后要求
1、明确绘制机构运动简图的目的
机构运动简图与真实机构具有完全相同的运动特性，主 要用于简明地表达机构的传动原理.
2、熟练掌握好运动副的基本知识
(a)固定铰链
(b)活动铰链
(2) 移动副：只允许两构件作相对移动。
移动副
转动副
转动副、移动副实例
2、高副 两构件以点或线接触而构成的运动副。
凸轮副
齿轮副
（二）空间运动副
若两构件之间的相对运动均为空间运动，则称为空 间运动副。如：球面副、螺旋副。
例1 卡车翻斗卸料机构示意图
1. 确定机构组成: 2. 车体1-机架 3. 活塞杆3-原
动件 4. 翻斗2、液压
缸体4为从动件
2.运动副类型: 3和4——移动副 3和2——转动副 4和1——转动副 2和1 ——转动副
3.机构草图绘制 测量各运动副 相对位置实际尺寸。 本图中,测量Lab,Lbc 以及BC连线与水平线 的夹角。
▪ 作业：2-4
例如：1、轴与轴承间构成运动副，轴的外圆柱面与轴承 内孔为运动副元素。
2、凸轮与尖顶间构成运动副，凸轮与尖顶接触部 分为运动副元素。
二、 运动副分类 （一）平面运动副
按两构件接触特性，常分为低副、高副两大类。
1、低副：两构件以面接触而形成的运动副。按运动特性可分 为转动副和移动副。
(1) 转动副：只能在一个平面内做相对转动, 也称铰链。 两构件中如有一个构件固定不动, 则称为固定铰链； 二者均能转动， 则称为活动铰链。
活塞2 顶杆8 连杆5
曲轴6
5）用简单线条和规定符号 表示出各构件和运动副， 画出机构运动简图。
齿轮10
排气阀4 气缸体1
凸轮7
习题
画出图示平面机构的运动简图
▪ 课后要求
1、明确绘制机构运动简图的目的
机构运动简图与真实机构具有完全相同的运动特性，主 要用于简明地表达机构的传动原理.
2、熟练掌握好运动副的基本知识
(a)固定铰链
(b)活动铰链
(2) 移动副：只允许两构件作相对移动。
移动副
转动副
转动副、移动副实例
2、高副 两构件以点或线接触而构成的运动副。
凸轮副
齿轮副
（二）空间运动副
若两构件之间的相对运动均为空间运动，则称为空 间运动副。如：球面副、螺旋副。
第三章 平面连杆机构
第三章平面连杆机构平面连杆机构是由若干构件和低副组成的平面机构，又称平面低副机构。
这种机构可以实现预期的运动规律及位置、轨迹等要求。
平面连杆机构用于各种机械中，常与机器的工作部分相连，起执行和控制的作用，在工程实际中应用十分广泛。
平面连杆机构的主要优点有：1、低副为面接触，所以压强小，易润滑，磨损少，可以承受较大的载荷。
2、构件结构简单，便于加工，构件之间的接触是由构件本身的几何约束来保持的，故工作可靠。
3、在原动件等速连续运动的条件下，当各构件的相对长度不同时，可使从动件实现多种形式的运动，满足多种运动规律的要求。
其主要的缺点有：1、运动副中存在间隙，当构件数目较多时，从动件的运动累计误差较大。
2、不容易精确地实现复杂的运动规律，机构设计相对复杂。
3、连杆机构运动时产生的惯性力难以平衡，所以不适用于高速场合。
平面连杆机构是常用的低副机构，其中以由四个构件组成的平面四杆机构应用最广泛，而且是组成多杆机构的基础。
因此本章着重讨论平面四杆机构的基本形式及在实际中的应用，理解四杆机构的运动特性及设计平面四杆机构的基本设计方法。
3.1 平面连杆机构及其应用连杆机构有平面连杆机构和空间连杆机构。
其中，若各运动构件均在相互平行的平面内运动，则称为平面连杆机构。
若各运动构件不都在相互平行的平面内运动，则称为空间连杆机构。
平面连杆机构较空间连杆机构应用更为广泛，在平面连杆机构中，结构最简单的且应用最广泛的是由四个构件所组成的平面四杆机构，其它多杆机构可看成在此基础上依次增加杆件而组成。
故本章着重介绍平面四杆连杆机构。
3.1.1铰链四杆机构的类型所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构。
它是平面四杆机构的基本形式。
如图3-1所示。
图中固定不动的构件AD是机架；与机架相连的构件AB、CD称为连架杆；不与机架直接相连的构件BC称为连杆。
连架杆中，能作整周回转的构件称为曲柄，只能作往复摆动的构件称为摇杆。
图3-1 铰链四杆机构根据两连架杆中曲柄(或摇杆)的数目，铰链四杆机构可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本形式。
机械原理 第三章 平面连杆机构及其设计
2
二、连杆机构的特点 优点：
• 承受载荷大，便于润滑
• 制造方便，易获得较高的精度 • 两构件之间的接触靠几何封闭实现 • 实现多种运动规律和轨迹要求
y B a A Φ b β c ψ ψ0 C B φ A D M3
3
连杆曲线
M
M1
M2
连杆
φ0
d
D
x
缺点：
• 不易精确实现各种运动规律和轨迹要求；
27
55
20
40
70
80 (b)
例2：若要求该机构为曲 柄摇杆机构，问AB杆尺寸 应为多少？
解：1.设AB为最短杆
即 LAB+110≤60+70 2.设AB为最长杆 即 LAB+60≤110+70 3.设AB为中间杆 即 110+60≤LAB+70 100≤LAB LAB≤120 A
70
C
60
B
110
FB
D
36
2、最小传动角出现的位置
C b
F VC
B
c
A
d
D
当 为锐角时，传动角 = 当为钝角时，传动角 = 180º - 在三角形ABD中：BD² =a² +d² -2adcos 在三角形BCD中：BD² =b² +c² -2bccos (1) (2)
37
由（1）=（2）得：
b2 c 2 a 2 d 2 2ad cos cos 2bc
1）当 = 0º 时，即曲柄与机架重叠共线，cos =+1， 取最小值。
min
b c (d a ) arccos 2bc
第三章 连杆机构
三、死点
死点的概念—无论驱动力多大，均 不能使从动件运动，机构的这种位 置为死点。 四杆机构中是否存在死点，取决 于机构中是整周转动构件为主动还 是往复运动构件为主动。对曲柄摇 杆机构，若以曲柄为原动件，就不 存在死点；若以摇杆为原动件，在 机构连杆与从动曲柄共线位置，即 是死点位置。 从传动角度的角度来看，机构中存 在死点是不利的。 工程上有时也利用死点来实现一定 的工作要求。
全铰链四杆机构存在曲柄的条件： （1）连架杆与机架中至少有一个是最短杆； （2）最短杆与最长杆长度和应≤其余两杆长度和。 其中条件（2）又称为格拉肖夫判别式。 例3.3.1分析。通过此例，可以得出以下结论： 若全铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和≤其 余两杆长度和时：1）最短杆是连架杆，为曲柄摇杆 机构；2）最短杆是机架，为双曲柄机构；3）最短杆 是连杆，为双摇杆机构。 对于平行四边形机构，因为两对边分别相等，则不 论取哪个杆为机架，均存在两个曲柄。 综上所述，对于满足格拉肖夫判别式的铰链四杆机构， 存在着内在联系。可通过取不同的构件为机架而相互 转化，如图3.2.13所示。
第五节 平面四杆机构的设计
平面四杆机构的设计任务：
主要是根据使用要求选定机构的型式，并根据已知
条件来确定机构中各构件的尺寸。 设计类型： （1）实现预期的运动规律； （2）实现给定的运动轨迹 。
பைடு நூலகம்
设计方法有：图解法、解析法和实验法。
一、按给定的K值设计四杆机构
设计具有急回特性的四杆机构，通 常根据实际工作需要，先确定行程速 度变化系数K，然后根据机构在极限 位置处的几何关系，结合有关 辅助条件，确定出机构中各杆 的尺寸。 1. 设计曲柄摇杆机构 已知摇杆CD的长度lCD、摆 角Ψ和行程速度变化系数K， 试设计该曲柄摇杆 机构。设计的关键是确定固定 铰链中心A的位置，具体设计 步骤如下：
机械原理第三章精选全文完整版
利用死点: ①夹紧机构 图 ②飞机起落架 图
第三节 四杆机构的设计
一、四杆机构的设计的基本问题
平面连杆机构的功能：
（1）传动功能 图
（2）引导功能
图
四杆机构的设计的基本问题：
（1）实现预定的连杆位置问题； （1）实现已知运动规律问题； （2）实现已知轨迹问题。
设计方法：（1）图解法；（2）解析法；
ψ
θ
a AC2 AC1 2
a EC1 / 2
90 -θ
ψ
θ
θ
（2）曲柄滑块机构
已知： H , K,e ，求机构其它构件尺寸.
步骤：
180 (k
1)
k 1
取 l 作图
AB=(AC1-AC2)/2 BC=AC1-AB
H
c2
c1
90
A
lAB l AB
O
Hale Waihona Puke lBC l BCM
（3）导杆机构
已知： lAD , K
根据 3 ，则得
2
arcsin
l3
sin
3 l1 sin
l2
1
第四节 平面连杆机构的运动分析（8）
2.速度分析
将式（l1ei1 l2ei2 l4 l3ei3 对时间求导，得到
l ie 指数函数求导
i1
11
l22iei2
l33iei3
e 将式中的每项乘 i2，并取实部消去 2 ，解得：
3)以平面高副联接的两构件, 若高副元素之间为纯 滚动时, 接触点即为两构件的瞬心；若高副元素 之间既滚动又滑动, 则瞬心在高副接触点处的公 法线上。 图
（2）不直接相联的两构件的瞬心——三心定理
三心定理: 三个彼此作平面运动的构件共有三个瞬 心，且必定位于同一直线上。 图
第三节 四杆机构的设计
一、四杆机构的设计的基本问题
平面连杆机构的功能：
（1）传动功能 图
（2）引导功能
图
四杆机构的设计的基本问题：
（1）实现预定的连杆位置问题； （1）实现已知运动规律问题； （2）实现已知轨迹问题。
设计方法：（1）图解法；（2）解析法；
ψ
θ
a AC2 AC1 2
a EC1 / 2
90 -θ
ψ
θ
θ
（2）曲柄滑块机构
已知： H , K,e ，求机构其它构件尺寸.
步骤：
180 (k
1)
k 1
取 l 作图
AB=(AC1-AC2)/2 BC=AC1-AB
H
c2
c1
90
A
lAB l AB
O
Hale Waihona Puke lBC l BCM
（3）导杆机构
已知： lAD , K
根据 3 ，则得
2
arcsin
l3
sin
3 l1 sin
l2
1
第四节 平面连杆机构的运动分析（8）
2.速度分析
将式（l1ei1 l2ei2 l4 l3ei3 对时间求导，得到
l ie 指数函数求导
i1
11
l22iei2
l33iei3
e 将式中的每项乘 i2，并取实部消去 2 ，解得：
3)以平面高副联接的两构件, 若高副元素之间为纯 滚动时, 接触点即为两构件的瞬心；若高副元素 之间既滚动又滑动, 则瞬心在高副接触点处的公 法线上。 图
（2）不直接相联的两构件的瞬心——三心定理
三心定理: 三个彼此作平面运动的构件共有三个瞬 心，且必定位于同一直线上。 图
第三章 平面连杆机构
第三章平面连杆机构3.1概述3.2平面四杆机构的基本型式和应用3.2 平面四杆机构的运动特性3.3 平面四杆机构的设计3.1概述一、基本概念平面四杆机构：由四个构件通过低副连接而成的平面连杆机构称为。
铰链四杆机构：低副均为转动副的平面四杆机构。
3.2平面四杆机构的基本型式和应用一、四杆机构的基本形式下图所示为铰链四杆机构, 其中AD杆为机架, 与机架相连的AB杆和CD杆称为连架杆, 与机架相对的BC杆称为连杆。
其中能作整周回转运动的连架杆称为曲柄；只能在小于360°的范围内摆动的连架杆称为摇2. 双曲柄机构定义：两连架杆均为曲柄的四杆机构平行双曲柄机构：在双曲柄机构中分别相等。
作用：等速转变为变速转动MBB′C′M′ADC例2：鹤式起重机应用：曲柄滑块机构用途很广, A当曲柄等速转动时，摇杆来回摆动的速度不同，返回速度较大。
称为机构的，通常用行程速度变化传动角γ:压力角的余角，γ角更便于观察和测量。
在机构运动过程中，压力角和传动角的大小是随机构位置而变化的，为保证机构的传力性能良好，设计时须限定最小传动角或最大压力角αmax 。
通常取γmin ≥40°～50°。
为此，必须确定γ = γmin 时机构的位置并检验γmin 的值是否小于上述的最小允许值。
对于曲柄滑块机构，当主动件为曲柄时，最小传动角出现在曲柄与机架垂直的位置，如图所示。
导杆机构，由于在任何位置时主动曲柄通过滑块传给从动杆的力的方向，与从动杆受力的速度方向始终一致，所以传动角始终等于90°2．死点定义：传动角为90度。
表现：倒、顺转向不定（图a ）或者从动件卡死不动（图b ）的现象。
曲柄滑块机构中，以滑块为主动件、曲柄为从动件时，死点位置是连杆与曲柄共线位置。
摆动导杆机构中，导杆为主动件、曲柄为从动件时，死点位置是导杆与曲柄垂直的位置。
克服死点方法：利用惯性法使机构渡过死点；当一个机构处于死点位置时，可借助死点。
3.曲柄连杆机构
活塞裙部
位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座 孔。
作用：活塞在气缸内的起良好的导向作用，气缸与活塞之 间在任何工况下都应该保持适宜的间隙，并承受侧压力， 防止破坏油膜。
主
次
推
推
销座孔 力
力
裙
面
面
部
2016.9
活塞的变形
形变原因：热膨胀、侧压力和气体压力。 变形规律：
凸起呈球状、顶部强 度高，起导向作用、 有利于改善换气过程, 在不改变气缸盖结构 的情况下增大压缩比。
2016.9
凹坑的形状、位置必 须有利于可燃混合气 的燃烧；调整压缩比， 防止碰气门。
活塞头部
位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。 作用：
1、承受活塞顶的压力，并传给活塞销。 2、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸，防止可燃混合气漏到曲
2016.9
1)浴盆形燃烧室，结构简单，气门与气缸轴线平行， 进气道弯度较大。压缩行程终了能产生挤气涡流。
2)楔形燃烧室，结构比较紧凑，气门相对气缸轴线 倾斜，进气道比较平直，进气阻力小。压缩行程终 了时能产生挤气涡流。
3)半球形燃烧室，结构最紧凑，燃烧室表面积与其 容积之比(面容比)最小。进排气门呈两列倾斜布置， 不能产生挤气涡流。
工作条件：由于接触高温 高压燃气，要求气缸盖应 具有足够的强度和刚度， 良好的冷却。
导热性好、利于提高压缩比，但 刚度低，易变形，适用与高速高
强化汽油机
2016.9
燃烧室
燃烧室基本要求
1、结构紧凑（表面积/容积）要小，减小 热损失，缩短火焰行程，提高热效率 2、能增大进气门直径或进气道通道面积： 增加进气量，提高发动机转矩和功率 3、能在压缩行程终点产生挤气涡流：以提 高混合气燃烧速度，保证混合气充分燃烧 ·汽油机燃烧室： 在气缸盖底面通常铸有形状各异的凹坑， 保证火焰传播距离最短，以防止发生不正 常燃烧 ·柴油机燃烧室： 有直喷式和分隔式两种燃烧室。应与燃油 喷射、空气涡流运动进行良好配合。
机械原理第三章平面连杆机构及其设计
b12
C1
B
B2
B1
b. 设计 b12
c12
A
B2
C1
C2
B1
A点所在线
A
D点所在线
D
C C2
D
★ 已知连杆两位置
c23
——无穷解。要唯一解需另加条件 ★ 已知连杆三位置
b23 B3
c23
——唯一解 ★ 已知连杆四位置
——无解 B3
b12 B2 B1
C1 C2
C3
AD
B2 B1
分析图3-20
C2 C1 B4
反平行四边形
车门开闭机构
3)、双摇杆机构
若铰链四杆机构的两连架杆均为摇杆， 则此四杆机构称为双摇杆机构。
双摇杆机构
双摇杆机构的应用 鹤式起重机机构
鹤式起重机
倒置机构：通过更换机架而得到的机构称为原机构的倒置机构。
变化铰链四杆机构的机架
C
B
整转副
2
(<360°)
(0~360°)
3
1
(0~360°)
（1）、取最短构件为机架时，得双曲柄机构。 （2） 、取最短构件的任一相邻构件为机架时，均得曲柄
摇杆机构。 （3）、取最短构件的对面构件为机架时，得双摇杆机构。
判断：所有铰链四杆机构取不同构件为机架时，都能演化成带 曲柄的机构。
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？
取最短杆相 邻的构件为 机架得曲柄 摇杆机构
最短杆为 机架得双 曲柄机构
取最短杆对 边为机架得 双摇杆机构
特殊情况：
如果铰链四杆机构中两个构件长度相等且均为最短杆 1、若另两个构件长度不相等，则不存在整转副。 2、若另两个构件长度也相等， （1）当两最短构件相邻时，有三个整转副。 （2）当两最短构件相对时，有四个整转副。
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35
3.1 平面四杆机构的曲柄存在条件和几个基本概念
2. 平面四杆机构的急回特性
当摆杆从DC2 曲柄从AB2 DC1， AB1
B C C1 2
C2
转过的角度
1
1 A B2 4
3
1 180
0
D
B1
对应的时间
t1 1 / 1
摇杆点C的平均速度
v1 C1C2 / t1
36
3.1 平面四杆机构的曲柄存在条件和几个基本概念
机构中的运动副均为低副，故又称低副机构。
面接触，应力分散，承载能力高，可用来传递较大的力 减少磨损，便于润滑 接触面为圆柱面或平面，制造简单，两构件连接可靠
构件运动形式及连杆曲线具有多样性。
缺点：
不易精确实现复杂的运动规律，且设计较为复杂；
运动链长，累积误差大，效率低； 高速运转时动平衡比较困难
5
3.1 平面连杆机构的类型及演化
33
3.1 平面四杆机构的曲柄存在条件和几个基本概念
1. 平面四杆机构的曲柄存在条件
34
3.1 平面四杆机构的曲柄存在条件和几个基本概念
2. 平面四杆机构的急回特性
极位夹角 B 1 2 C C1 C2
1
A
B2 4
3
D
摆角
以曲柄摇杆 机构为例
B1
当曲柄与连杆两次共线时，摇杆处于两极限位置。
摇杆在两极限位置间的夹角(∠C1DC2)。 摆角ψ： 极位夹角θ： 曲柄在摇杆处于两极限位置时所夹的补角(∠C1AC2)。
3 2 1 3 1 2
e：偏距
2017年11月对心曲柄滑块机构 8日
偏置曲柄滑块机构
17Leabharlann .1 平面连杆机构的类型及演化平面连杆机构的演化—— 将转动副变为移动副
摇杆变为滑块， 滑槽弧半径为摇 杆长度时 曲柄摇杆机构
滑槽弧半径 为无穷大时 曲柄滑块机构
偏心曲柄滑块机构
滑道与曲柄 铰链共线
摇杆变为滑块， 滑槽弧半径为连 杆长度时 对心曲柄滑块机构
铰链四杆机构 ——由转动副组成的四杆机构。
转 动 副
整转副：转动副连接的构件能整周相对运动 摆转副(摆动副)：转动副连接的构件不能整周相对运动
连杆
机架： 固定构件
构 件
连架杆：直接与机架相连的构件
曲柄：能做整周回转的连架杆 摇杆：不能做整周回转的连架杆
连架杆 连架杆
连杆： 不直接与机架相连的构件
2017年11月8日
由上式可得： 1800 K 1
K 1
可见：θ↑ K↑急回特性越显著——导致机器动载↑ 冲击↑
3.1 平面四杆机构的曲柄存在条件和几个基本概念
2. 平面四杆机构的急回特性
曲柄滑块机构的急回特性
导杆机构的急回特性
3.1 平面四杆机构的曲柄存在条件和几个基本概念
2. 平面四杆机构的急回特性
4 d
3 D
a≤b，a≤c ，a≤d
3.1 平面四杆机构的曲柄存在条件和几个基本概念
1. 平面四杆机构的曲柄存在条件
当则杆1通过AB1关键位置。
a+d≤b+c
b
2 C1 4
c
C2
a1
B1
B2 A
3 D
当则杆1通过AB2关键位置。
c≤(d-a)+b b≤(d-a)+c 即 a+c≤ b+ d 即 a+b≤ c+ d
2017年11月8日
缝纫机下针机构
正弦机构
25
3.1 平面连杆机构的类型及演化
平面连杆机构的演化
含有两个移动副的四杆机构
l1 y
导杆1在一个范 围内摆动，杆3 作直线移动：
y=l1tgφ
正切机构
2017年11月8日 26
3.1 平面连杆机构的类型及演化
平面连杆机构的演化
含有两个移动副的四杆机构
主动转块1等速转动，从动转块3也作 等速转动，且转向相同。
滑槽弧半径为 无穷大时 双滑块机构 正弦机构
2017年11月8日
18
3.1 平面连杆机构的类型及演化
平面连杆机构的演化——取不同构件为机架
选取不同构件作为机架，得到不同形式的机构
曲柄摇杆机构
双摇杆机构
双曲柄机构
19
2017年11月8日
3.1 平面连杆机构的类型及演化
平面连杆机构的演化
含有1个移动副的四杆机构
3.1 平面四杆机构的曲柄存在条件和几个基本概念
3. 平面四杆机构的传力特性 最小传动角出现在曲柄与机架共线的位置， 且min=min（1，2）
b 2 c 2 - (d a )2 1 arccos 2bc
2 2 2 b c ( d a ) 2 180 arccos 2bc
2. 平面四杆机构的急回特性
C C1 2
C2
摆杆: DC2
DC1
DC1
DC2
0 0 180 1 180 转过的角度 1 2
B 1 A
B2 4
3
对应的时间 t1 1 / 1 摇杆点C的 v1 C1C2 / t1 平均速度
t 2 2 / 1
B1
D
31
3.1 平面四杆机构的曲柄存在条件和几个基本概念
1. 平面四杆机构的曲柄存在条件
铰链四杆机构的类型与尺寸之间的关系：
1）如果：lmin+lmax≤其它两杆长度之和 ——满足曲柄存在的条件（满足杆长和条件） 以最短杆的相邻构件为机架，此机构为曲柄摇杆机构； 以最短杆的对边为机架，此机构为双摇杆机构。 以最短杆为机架，则此机构为双曲柄机构；
2017年11月8日
3.1 平面四杆机构的曲柄存在条件和几个基本概念
3. 平面四杆机构的传力特性
有效分力 F Fcos Fsin 径向压力 F Fsin=Fcos
A
B F
C
F
F V D
传动角 —压力角的余角，亦 即连杆与从动件所夹的锐角。 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。且传动角越大， 对机构的传动越有利。 传动过程中，传动角是不断变化的,而不是常量。
平面连杆机构的演化
含有1个移动副的四杆机构
摆动导杆机构
2017年11月8日
曲柄摇块机构
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3.1 平面连杆机构的类型及演化
平面连杆机构的演化
含有1个移动副的四杆机构
摆动导杆机构
2017年11月8日
移动导杆机构
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3.1 平面连杆机构的类型及演化
平面连杆机构的演化
含有两个移动副的四杆机构
曲柄1通过导块2使导杆3作往 复移动。导杆3的动程等于两 倍曲柄长度， y=l1sinφ
连杆机构——若干构件全部用低副连接组成的机构。
平面连杆机构——各构件都在同一平面内运动的连杆机构。
平面连杆机构是由若干个刚性构件用低副连接而成 的机构，也称平面低副机构。
2
3.1 平面连杆机构的类型及演化
内燃机
3
3.1 平面连杆机构的类型及演化
抽油机
4
3.1 平面连杆机构的类型及演化
平面连杆机构的特点 优点：
为了保证机构具有良好的传力性能，设计时通 常要求min 40º ； 对于高速和大功率传动机械， min 50º 。 2017年11月8日
2）如果： lmin+lmax＞其它两杆长度之和——不满足曲柄存在的条件， 则不论选哪个构件为机架，都为双摇杆机构。
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3.1 平面四杆机构的曲柄存在条件和几个基本概念
1. 平面四杆机构的曲柄存在条件
例1 已知铰链四杆机构ABCD，其中a240mm，b600mm，c400mm, d=500mm。试问： （1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？ （2）若各杆长度不变，能否以选不同杆 为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构？ （3）若1、2、3三杆的长度保持不变， 取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构， d的取值范围如何？
画出图 中各个机构的极位夹角
3.1 平面四杆机构的曲柄存在条件和几个基本概念
已知偏置式曲柄滑块机构偏距为 e=10 ，曲柄与 连杆长度分别为 AB=15 、 BC=45 ，求作该机构的极 位夹角 和滑块行程H。
15
45
10
2017年11月8日
3.1 平面四杆机构的曲柄存在条件和几个基本概念
3. 平面四杆机构的传力特性
曲柄摇杆机构——实例：
缝纫机踏板机构
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3.1 平面连杆机构的类型及演化
铰链四杆机构——双曲柄机构：
两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构。
特点：转动
转动
主动曲柄作等速转动， 从动曲柄作变速转动。
2017年11月8日
3.1 平面连杆机构的类型及演化
双曲柄机构——实例：
惯性筛机构
2017年11月8日
第三章 连杆机构 3.1 平面连杆机构的类型及演化 3.2 平面四杆机构的曲柄存在条件和几个基本
概念
3.3 平面四杆机构的图解法设计
1
3.1 平面连杆机构的类型及演化
平面连杆机构的含义
机构——构件通过运动副构成的确定相对可动的系统， 且这个系统中具有一个固定构件。
运动副——按照接触形式有高副和低副之分。
铰链四杆机构——双摇杆机构：
两连架杆都为摇杆的铰链四杆机构。
特点：摆动
摆动
主动摇杆作等速摆动， 从动摇杆作变速摆动。
3.1 平面连杆机构的类型及演化
双摇杆机构——实例：
鹤式起重机
2017年11月8日