连杆机构的类型及应用
平面连杆机构
设l1 < l4,连架杆若能整周回 转，必有两次与机架共线。
由△B2C2D可得：
由△B1C1D可得：
l3≤(l4 –l1) + l2 l2≤(l4– l1) + l3
l1+l4≤ l2 + l3
l1+ l3 ≤ l2 + l4 l1+l2 ≤ l3 + l4
当满足杆长条件时，其 最短杆上的转动副都是 整转副。
此时，铰链A、B均为 整转副。
同理，若 l1 > l4，可得：
l4≤ l1 , l4≤ l2 , l4≤ l3
即： AD为最短杆
▲最长杆与最短杆的长度之和 > 其他两杆长度之和, 双摇杆机构。
曲柄存在的条件:（Grashof 定理） ▲最长杆与最短杆的长度之和 ≤ 其他两杆长度之和
曲柄滑块机构的急回特性分析
应用：节省回程时间，提高生产率。
导杆机构的急回特性
称为杆长条件。
▲连架杆之一为最短杆,曲柄摇杆机构。 ▲机架为最短杆,双曲柄机构。 ▲最短杆对边为机架,双摇杆机构。
2.压力角和传动角 压力角：作用在从动 件上的驱动力F与力 作用点绝对速度之间 所夹锐角α。
切向分力 Ft= Fcosα = Fsinγ
法向分力 Fn= Fcosγ γ↑ Ft↑ 对传动有利。 γ是α的余角。 常用γ的大小来表示机构传力性能的好坏, 称γ为传动角。
K = V2 = C1C2 V1 C1C2
t2 t1
= t1 t2
=180°+θ 180°- θ
只要极位夹角θ ≠ 0 ， 就有 K>1。
而且θ越大，K值越大，机构的急回性质越明显。
论述曲柄连杆机构的功用、组成和类型
论述曲柄连杆机构的功用、组成和类型
曲柄连杆机构是机械传动中常用的一种机构，它可以将连续圆周
运动变成间断直线运动或者间断直线运动变成连续圆周运动，是支持
现代机械加工、运输和工业生产的关键。
曲柄连杆机构由曲柄、连杆和活塞三个部分组成。
曲柄是一个弯
曲的轴，一般用于将旋转运动转化为直线运动。
连杆是曲柄的一端与
活塞的另一端连接的结构物，它可以将曲柄的旋转运动转化为活塞的
往复直线运动，或将活塞的往复直线运动转化为曲柄的旋转运动。
而
活塞就是连接到连杆上的一个移动元件，一般用于将压力进行转移或
从某个位置移动到另一个位置。
曲柄连杆机构有多种类型，包括曲柄机构、连杆机构、滑块机构
和齿轮机构等。
其中曲柄机构主要用于流体机械中，例如内燃机和蒸
汽机，用于将往复的活塞运动转化为旋转的轴运动。
连杆机构多用于
挖掘机、吊车、升降车等工程机械中，用于将往复的活塞运动转化为
连杆的直线运动。
滑块机构则是钳工和铣工机械等精密机械中常用结构，用于将往复的活塞运动转化为滑块的直线运动。
而齿轮机构主要
用于变速箱和传动系统中，用于将旋转的动力从一个轴传到另一个轴。
总的来说，曲柄连杆机构已经成为现代机械制造中不可缺少的一
部分，其功用和组成结构的高效协调性，有力地推动了现代化工业的
发展。
连杆机构类型及应用分析 连杆机构的受力分析
例1 • 题略
F
F
G
FY FX
FT´
FT
G
例2
O GD
A FE
汽车常用构件力学分析
B
P
FTFD´B NhomakorabeaFAD
O
A
G
FD
例3
• 重量为G的均质杆AB，其B端靠在光滑铅垂墙的顶角处，A端放在光滑的 水平面上，在点D处用一水平绳索拉住，试画出杆AB的受力图。
汽车常用构件力学分析
FB
G
FD FA
例4
• （略）画AB梁的受力图。
动中心；当计及摩擦时，约束反力逆相对转动方向与转动中心偏离一个摩擦圆半 径的距离。
（2）移动副 约束反力的大小与作用点未知。当不计摩擦时，力的方向垂直 于接触面；当计及摩擦时，约束反力逆相对移动方向偏转一个摩擦角。
（3）平面高副 约束反力的大小未知。当不计摩擦时，约束反力过接触点的 公法线；当计及摩擦时，约束反力过接触点，并相对于公法线逆相对滑动方向偏 转一个摩擦角。
受力分析与受力图
教学目标： 1、熟悉工程上常见的几种约束类型及其约束力的确定 2、掌握物体的受力分析方法及物系的受力图画法
1.物体的受力分析和受力图
• 静力分析要解决的两个问题： 1）确定研究对象 2）确定研究对象上所受的力（受力分析） 分离体：解除约束后的自由物体。 研究对象往往为非自由体，为了清楚地表示物体的受力情况，需要把所研究 的物体从与它周围相联系的物体中分离出来，单独画出该物体的轮廓简图，使 之成为分离体。
画分离体的受力图
• 研究对象的选取既可以是单个物体也可以是几个物体组成的系统（物系） • 内力与外力
如果所取的分离体是由某几个物体组成的物体系统时，要注意分清“内力”和 “外力”: • 外力——系统以外物体对物体系统的作用力 • 内力——系统内物体间相互作用的力 注意：取物体系统为研究对象画受力图时，只画外力，而不画内力。
平面连杆机构的基本类型及应用2
教案纸新课讲述第一节平面连杆机构的基本类型及应用四、滑块机构除了上述三种铰链四杆机构外，在工程实际中还广泛应用着其他形式的四杆机构，其中的绝大多数都可以看作是由铰链四杆机构演化而来的。
1. 曲柄滑块机构图5-9a 所示为一曲柄摇杆机构。
摇杆上的C 点的轨迹是以D 为圆心，以CD 为半径的圆弧mn 。
若将摇杆CD 的长度增加至无穷大，转动副 D 将移至无穷远处，则转动副 C 的轨迹mn 将变成一直线。
构件3 与4 之间的转动副D 将转化成移动副，该机构演化为曲柄滑块机构（图5-9b）。
在该图中，滑块上的转动副中心 C 的移动轨迹mn 不通过曲柄的回转中心A ，该机构称为偏置曲柄滑块机构。
曲柄回转中心 A 到mn 的垂直距离称为偏距，以e 表示。
当e =O ，即直线mn 通过曲柄的回转中心 A 时，该机构称为对心曲柄滑块机构（图5-9c），简称曲柄滑块机构。
它广泛地应用于活塞式内燃机、空气压缩机以及冲床等机械设备中。
2. 转动导杆机构和摆动导杆机构若将图5-10a 中的构件1取为机架，如图5-10b 和5-10c 所示，当 a <b 时构件2 和 4 分别绕固定轴B 和A 作整周转动。
该机构称为转动导杆机构。
图5-11a 所示的插床主体机构中的机构ABC 就是转动导杆机构。
当a >b 时，导杆 4 只能绕转动副 A 相对于机架1作往复摆动，故该机构称为摆动导杆机构。
图5-11b 所示的牛头刨床主体机构中的机构ABC 即是摆动导杆机教案纸新课讲述构的应用实例。
3. 曲柄摇块机构和移动导杆机构若将图5-10a 中的构件2 取为机架，如图5-10d所示，则滑块3 只能是绕固定轴 C 作往复摆动的摇块，故该机构称为曲柄摇块机构。
图5-12 所示的汽车自动卸料机构就是曲柄摇块机构。
若将图5-10a 中的3 作为机架，如图5-10e 所示，则导杆只能在固定滑块 3 中往复移动，故该机构称为移动导杆机构。
连杆机构组成及作用
连杆机构组成及作用连杆机构是一种常见的机械传动装置，由若干个连杆和连接它们的铰链组成。
它的作用是将输入的运动或力传递给输出端，并实现所需的运动规律或力学特性。
连杆机构广泛应用于各个领域，如汽车、船舶、航空、机械制造等。
连杆机构由若干个连杆组成，连杆之间通过铰链连接。
其中，连杆是一种刚性杆件，可以是直线杆、曲线杆或曲面杆。
铰链是一种连接两个连杆的装置，它允许两个连杆相对运动，同时保持它们之间的约束关系。
连杆机构通常包括曲柄连杆机构、滑块连杆机构、摇杆机构等。
连杆机构的作用主要有以下几个方面：1. 转换运动形式：连杆机构可以将一种运动形式转换为另一种运动形式。
例如，曲柄连杆机构可以将旋转运动转换为往复直线运动，滑块连杆机构可以将旋转运动转换为往复直线运动或曲线运动。
2. 传递力和扭矩：连杆机构可以传递输入端的力和扭矩到输出端。
通过调整连杆的长度、角度和布置方式，可以实现不同的力和扭矩传递需求。
例如，汽车发动机中的连杆机构可以将活塞的上下往复运动转换为曲轴的旋转运动，并传递给车轮，驱动汽车行驶。
3. 控制运动规律：连杆机构可以实现特定的运动规律。
通过调整连杆的参数，如长度、角度和布置方式，可以实现所需的运动速度、加速度和行程等。
例如，摇杆机构常用于控制阀门的开启和关闭，通过调整摇杆的角度和行程，可以实现对流体的控制。
4. 增加机构刚度：连杆机构可以增加机构的刚度和稳定性。
通过连接多个连杆，可以形成刚性框架，增加机构的整体刚度。
这在一些对刚度要求较高的应用中特别重要，如高速机械设备和精密仪器。
5. 实现特定功能：连杆机构还可以实现一些特定的功能。
例如，摇臂机构可以实现动作的放大和反向变换，用于机械手和机器人的运动控制；并联连杆机构可以实现多自由度的运动控制，用于航空航天和工业自动化等领域。
连杆机构作为一种重要的机械传动装置，具有转换运动形式、传递力和扭矩、控制运动规律、增加机构刚度和实现特定功能等作用。
生活中连杆原理的应用
生活中连杆原理的应用1. 什么是连杆原理连杆原理，也称为摇杆原理，是一种经典的机械原理，用于转换或传递力量和运动。
它由两个杆件组成，通过铰链连接在一起，使得一个杆件的运动能够传递到另一个杆件上。
连杆原理广泛应用于各个领域，包括机械工程、机械设计、汽车工程等。
2. 连杆原理在机械工程中的应用连杆原理在机械工程中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：•曲柄连杆机构：曲柄连杆机构是连杆原理的典型应用之一。
它由一个曲柄和一个连杆组成，通过铰链连接在一起。
当曲柄旋转时，连杆的运动会转换为线性运动或旋转运动。
曲柄连杆机构常用于引擎、泵浦、发电机等设备中。
•摆杆：摆杆也是连杆原理的一种应用形式。
它由一个固定点和一个可旋转的杆件组成，常用于钟摆、摆钟等机械装置中。
摆杆的原理是利用重力的作用使得杆件能够保持周期性的摆动。
•连杆传动：连杆原理还可以用于传递力量和运动。
例如，摩托车的传动链就是一种连杆传动。
它由一个驱动链轮和一个从动链轮组成，通过链条连接在一起。
当驱动链轮旋转时，从动链轮也会随之旋转，从而传递力量和运动。
3. 连杆原理在汽车工程中的应用连杆原理在汽车工程中也有广泛的应用。
以下是几个例子：•悬挂系统：汽车的悬挂系统就是利用连杆原理来实现的。
悬挂系统由一系列连杆和弹簧组成，可以使得车辆在行驶过程中保持平稳的行驶。
当车辆行驶过程中受到颠簸或不平坦路面的影响时，连杆和弹簧会缓冲车身的震动，提供舒适的乘坐体验。
•转向系统：汽车的转向系统也是利用连杆原理实现的。
转向系统由一系列连杆和转向连接杆组成，通过铰链连接在一起。
当驾驶员转动方向盘时，连杆的运动会传递到车轮上，实现车辆的转向。
•连杆发动机：连杆原理在发动机中的应用也非常重要。
传统的内燃机中，连杆被用于连接活塞和曲轴，将活塞的上下往复运动转换为曲轴的旋转运动。
这一运动转换过程是发动机正常运行的关键。
4. 连杆原理在机械设计中的应用连杆原理在机械设计中也有广泛的应用。
连杆机构及其设计知识点
连杆机构及其设计知识点连杆机构作为一种常见的机械传动装置，在工程设计中起到了重要的作用。
它由多个连杆和连接件组成，能够将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动。
本文将介绍连杆机构的定义、分类、工作原理以及设计中需要注意的知识点。
一、连杆机构的定义连杆机构是由多个连杆和连接件组成的机械传动装置。
它通过连接不同的连杆，使其在特定的轨迹上进行运动，并实现不同的机械功能。
二、连杆机构的分类根据连杆的数量和类型，连杆机构可以分为四种基本类型：曲柄滑块机构、摇杆机构、滑块机构和翼型机构。
1. 曲柄滑块机构曲柄滑块机构由曲柄、连杆和滑块三部分组成。
曲柄通过旋转产生连杆的运动，滑块在连杆的控制下做往复直线运动。
曲柄滑块机构广泛应用于发动机、压力机、锻压机等设备中。
2. 摇杆机构摇杆机构由摇杆和连接件组成。
摇杆以一端固定，另一端通过连接件完成与其他部件的连接。
摇杆机构可将旋转运动转换为另一种旋转运动或直线运动。
摇杆机构常见于挖掘机、摇摆门等设备中。
3. 滑块机构滑块机构由滑块和连杆组成，滑块在连杆的控制下沿直线轨迹运动。
滑块机构广泛应用于自动化机械、冲床等领域。
4. 翼型机构翼型机构是由翼型件和其他连杆组成的机构，它可以实现翼型件的曲面运动。
翼型机构常见于飞机的机翼结构设计中。
三、连杆机构的工作原理连杆机构的工作原理是基于连杆间的运动转换关系。
通过调整连杆的长度、夹角和固定点的位置，可以实现不同形式的运动转换。
工程设计中，需要根据实际需求选择合适的机构类型和参数。
四、连杆机构设计的知识点在进行连杆机构的设计时，需要注意以下几点：1. 连杆长度的选择：连杆的长度决定了机构的运动幅度和速度。
通过合理选择连杆的长度，可以满足设计要求。
2. 连杆夹角的确定：连杆夹角决定了机构传动比和输出运动的特性。
在设计过程中，需要根据具体场景选择合适的夹角。
3. 连杆的材料选择：连杆的材料应具有足够的强度和刚度，以满足机构运动的要求。
连杆机构组成及作用
连杆机构组成及作用连杆机构是机械工程中常用的一种机构，由多个连杆组成。
连杆机构有着广泛的应用，可以转换运动形式、实现力的传递和变化等功能。
连杆机构的组成是由多个连杆和铰链组成的。
连杆是一种刚性杆件，可以是直线杆件，也可以是曲线杆件。
铰链是将连杆连接起来的一种连接件，它允许连杆在一定的范围内相对旋转。
连杆机构的作用主要有三个方面。
连杆机构能够转换运动形式。
通过改变连杆的长度、角度和连接方式，可以将一种运动形式转换为另一种运动形式。
例如，可以将旋转运动转换为直线运动，或者将直线运动转换为旋转运动。
连杆机构可以实现力的传递和变化。
在连杆机构中，当某个连杆受到外力作用时，通过铰链传递给其他连杆，最终达到力的传递和变化的目的。
通过合理设计连杆机构的长度和角度，可以实现不同方向和大小的力的传递和变化。
连杆机构还可以实现复杂的运动轨迹。
通过合理设计连杆的长度和角度，可以使连杆机构中的连杆按照预定的轨迹运动。
这种运动轨迹可以是直线、曲线、椭圆等等，可以根据不同的需要进行设计。
除了上述的主要作用外，连杆机构还有其他的一些作用。
例如，连杆机构可以实现速度和力的变换，可以实现动力的放大或减小，还可以实现位置的变换等等。
这些作用使得连杆机构在机械工程中有着广泛的应用。
连杆机构是一种由连杆和铰链组成的机构，它可以转换运动形式、实现力的传递和变化，并能够实现复杂的运动轨迹。
连杆机构在机械工程中有着广泛的应用，可以用于各种机械装置、机器人、汽车发动机等等。
连杆机构的设计和应用需要考虑多个因素，包括结构强度、运动平稳性、能量损耗等等。
通过合理设计和应用连杆机构，可以实现各种各样的机械功能，提高机械设备的性能和效率。
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《机械原理》
第六章平面连杆机构及其设计
——连杆机构的类型及应用
一、连杆机构及其运动特点
其特点是: 原动件1的运动要经过一个不直接与机架相联
的中间构件2才能传动从动件3。
连杆机构：由若干构件通过低副连接组成的平面机构。
——又称低副机构
A
B C
D
12
34
A
B C
1
2
34
优点：
①连杆机构为低副机构，运动副为面接触，承载能力大；②运动副元素的几何形状简单，便于加工；
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连杆曲线可以满足不同运动轨迹的设计要求；⑤可以实现远距离传动等。
A
B C
D
1
2
34
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。
A
B C
D
12
34
由四个构件组成的平面连杆机构——四杆机构
本章重点：
四杆机构的基本类型、特性及常用设计方法。
21
A
B
4
D
3
C
平面四杆机构
铰链四杆机构
含移动副的四杆机构
全部用转动副组成的平面四杆机构。
铰链四杆机构的演化机构。
机架连架杆
连杆
曲柄：整周回转
摇杆：仅在某一角度内往复摆动
A
B C
D
1
2
34
A
B
C
1
234
平面四杆机构
铰链四杆机构
含移动副的四杆机构
全部用转动副组成的平面四杆机构。
铰链四杆机构的演化机构。
摆转副以转动副相连的两构件能作
整周相对转动的转动副。
如A 、B 。
以转动副相连的两构件不能作
整周相对转动的转动副。
如C 、D 。
周转副
A
C
D
B
转动副
A
B C
D
12
34
铰链四杆机构的分类：
根据连架杆曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构
1、曲柄摇杆机构两个连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆。
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。
铰链四杆机构的分类：
根据连架杆
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构2、双曲柄机构
两个连架杆均为曲柄
一般主动曲柄等速转动，从动曲柄变速转动。
21
A
B
4
D
3
惯性筛
铰链四杆机构的分类：
根据连架杆
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构2、双曲柄机构
两个连架杆均为曲柄
特殊双曲柄机构：平行四边形机构——特点是对边平行且相等
21
A
B
4
D
3
A
B C D
12
34
二、平面四杆机构的基本形式
铰链四杆机构的分类：根据连架杆曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构
2、双曲柄机构两个连架杆均为曲柄
特殊双曲柄机构：平行四边形机构
A
B C
D
1
2
3
4
2
1
A
B
4
D
3
C
铰链四杆机构的分类：根据连架杆曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构
2、双曲柄机构两个连架杆均为曲柄
特殊双曲柄机构：反平行四边形机构
特点：两相对等长而不平行的双曲柄机构。
短边为机架，两曲柄转向相同长边为机架，两曲柄转向相反
铰链四杆机构的分类：根据连架杆曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构
3、双摇杆机构两个连架杆均为摇杆
鹤式起重机
铰链四杆机构的分类：根据连架杆曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构
3、双摇杆机构两个连架杆均为摇杆
特殊双摇杆机构：等腰梯形机构特点：两摇杆长度相等
A D
B C
铰链四杆机构的分类：根据连架杆曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构
3、双摇杆机构两个连架杆均为摇杆
特殊双摇杆机构：等腰梯形机构特点：两摇杆长度相等汽车转弯时，两前轮轴线
的交点应始终落在后轴线上，
即：两前轮的转角是不等的。
小
结
♦连杆机构及其特点若干构件通过低副连接组成的平面机构——连杆机构。
1、曲柄摇杆机构
2、双曲柄机构
3、双摇杆机构♦平面四杆机构的基本型式——铰链四杆机构
特点是: 原动件的运动要经过一个不直接与机架相联
的中间构件才能传动从动件。
平行四边形机构
反平行四边形机构
——等腰梯形机构。