连杆机构类型
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。
连杆机构的分析和设计
连杆机构的分析和设计连杆机构是一种常见的机械传动装置，具有结构简单、传动平稳等优点，被广泛应用于各个领域。
本文将对连杆机构的分析与设计进行详细介绍。
连杆机构由连杆和关节构成，其中关节是使连杆之间能够相对运动的连接部件。
连杆机构可分为四杆机构、双曲杆机构和单曲杆机构等多种类型。
其中，四杆机构最为常见，是由四根连杆组成的机构。
机构结构分析是指对机构的组成部件进行材料选择、尺寸设计等工作。
在选择材料时，需考虑连杆的抗拉强度、抗压强度等因素。
在尺寸设计中，需满足机构的强度要求，同时尽量减小机构的质量和体积。
此外，连杆机构还需考虑连杆的相互约束关系，以保证机构的稳定性。
运动分析是指对机构运动规律进行研究。
在分析连杆机构的运动规律时，首先需要确定机构中各个连杆的运动关系。
常用的分析方法包括位置分析和速度分析等。
位置分析是指通过几何方法，确定机构各杆件的位置关系，以及杆件随时间变化的位置。
速度分析是指通过运动学方法，确定机构各杆件的速度关系，以及杆件随时间变化的速度。
在连杆机构的设计中，除了满足基本的运动规律外，还需考虑一些实际问题。
比如，在机构设计中，需考虑连杆的制造精度、装配误差等因素，以保证机构的运动精度。
在机构的运动平稳性分析中，需考虑机构的平衡性，避免机构发生过大的振动和冲击。
此外，在连杆机构设计中，还需考虑力学中的静力学平衡条件，以确保机构中各部件受力平衡，避免发生失稳或破坏。
在连杆机构的设计中，还可以根据不同的需求进行优化设计。
比如，在满足机构基本要求的前提下，通过调整连杆的形状和尺寸等参数，以提高机构的运动性能。
此外，还可以通过使用特殊连杆形式，如曲柄滑块机构、摇杆机构等，实现特定的运动要求。
总之，连杆机构的分析与设计是一项复杂而重要的工作，需要综合考虑材料选择、尺寸设计、运动规律分析等多个因素。
通过合理的分析与设计，可以确保连杆机构的性能与稳定性，提高机构的使用寿命和效率，实现机构的优化设计。
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。
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。
简述连杆机构的分类
简述连杆机构的分类
连杆机构是机械工程中的一种常见机构，它由一系列杆件通过铰链连接而成。
根据不同的分类标准，连杆机构可以分为多种类型。
以下是对连杆机构分类的简述：
按照运动形式分类：
a. 曲柄摇杆机构：曲柄为主动件，摇杆为从动件，当曲柄做等速转动时，摇杆做往复摆动。
b. 直杆机构：直杆既是主动件也是从动件，往复直线运动。
c. 球面机构：主动件带动从动件做球面运动。
按照杆件数目分类：
a. 单杆机构：只有一个杆件的机构。
常见的单杆机构包括曲柄摇杆机构、直杆机构和球面机构等。
b. 双杆机构：由两个杆件组成的机构。
常见的双杆机构包括平行双曲柄机构、双曲柄机构、双摇杆机构等。
c. 多杆机构：由多个杆件组成的机构，通常用于实现复杂的运动规律或完成特定的
任务。
按照功能分类：
a. 传动机构：用于传递运动和动力，如曲柄滑块机构、凸轮机构等。
b. 导向机构：用于控制机构的运动方向，如斜面机构、螺旋机构等。
c. 平衡机构：用于平衡机构的惯性力或离心力，如飞轮机构等。
按照构造特征分类：
a. 平面连杆机构：所有杆件都在同一平面内运动的连杆机构。
b. 空间连杆机构：至少有一个杆件不在平面内运动的连杆机构。
以上是对连杆机构的分类简述，不同类型的连杆机构具有不同的运动特性、功能和应用范围。
在实际应用中，选择合适的连杆机构能够有效地实现所需的功能和性能要求。
第一节 平面连杆机构的基本类型和特性
机架4:固定不动
平面连杆机构的基本类型
1、曲柄摇杆机构
连架杆一为曲柄，一为摇杆的平面四杆机构。
平面连杆机构的基本类型
曲柄摇杆机构应用实例： 雷达天线仰俯角的调整装置
平面连杆机构的基本类型
汽车前窗刮雨器
平面连杆机构的基本类型 2、双曲柄机构
在铰链四杆机构中，两个连架杆都能做整周 回转，即有两个曲柄。
C
l2 B C1 l3
l1
A B1 l4
D
连杆机构的基本特性
当杆1处于AB2 位置时，设 l4 >l1 ,△AC2D 有：
L1+L2<=L3+L4 (3)
将（1）、（2）、（3）分别相加，得：
l1 l3
C l2 B l1 B2 C1 l3
C2
l1 l2 l1 l4
B1
A
l4
D
连杆机构的基本特性
双摇杆机构应用实例：气动搬运机构
平面连杆机构的基本类型
双摇杆机构应用实例：飞机起落架机构
减小空气阻力
平面连杆机构的基本类型
双摇杆机构应用实例： 港口用门式起重机变幅机构
平面连杆机构的基本类型
起吊中要求点E近似沿水平直线运动，以 保持货物在移动中高度不变，免使吊钩因不必 要的升降而损失能量。
二、连杆机构的基本特性
平面连杆机构的基本类型
双曲柄机构应用实例：机车车轮的联动机构
匀速
匀速
机车车轮的联动机构
平面连杆机构的基本类型
汽车车门开启与关闭装置
平面连杆机构的基本类型
双曲柄机构应用实例：惯性筛
变速 匀速
平面连杆机构的基本类型
3、双摇杆机构
在铰链四杆机构中，两个连架杆都只能做往 复摆动的四杆机构。
连杆机构的类型及应用
《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AB CD1234AB C1234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。
AB CD1234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。
AB CD1234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。
21AB4D3C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AB CD1234ABC1234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ACDB转动副AB CD1234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。
21AB4D3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21AB4D3AB C D1234二、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AB CD123421AB4D3C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。
机械原理 第03章 连杆机构
平面四杆机构具有急回特性的条件： （1）原动件作等速整周转动；
（2）输出件作往复运动；
（3）
0
B2
2.曲柄滑块机构中，原动件AB以 1等速转动 B 2 b B 1 C2 C3 a b 2 1 1 1 a B1 C2 C 3 C1 B1 H A
A
C1
4
4
H
B2
偏置曲柄滑块机构
对心曲柄滑块机构 H=2a, 0 ,无急回特性。
一.平面四杆机构的功能及应用
1 .刚体导引功能 2.函数生成功能 3.轨迹生成功能 轨迹生成功能 是指连杆上某点通过某一 预先给定轨迹 的功能。 连杆
§2-4 平面四杆机构运动设计的基本问题与方法
一.平面四杆机构的功能及应用
1 .刚体导引功能 3.轨迹生成功能 2.函数生成功能 4.综合功能 O1 D1 上剪刀 D2 下剪刀
(b>c) (2b)
'
B
1
a
A
b
c
d
4
D r 3
C b 3 c
a-d
B2
r2
d c a b （2a ）
d b a c (2b')
由(1)及（2a' ）(2b')可得
d+a
d a , d b, d c
铰链四杆机构的类型与尺寸之间的关系：
在铰链四杆机构中： （1）如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其它两杆 长度之和 ——满足杆长和条件 且： 1 以最短杆的相邻构件为机架，则此机构为以最短杆 为曲柄的曲柄摇杆机构； 2 以最短杆为机架，则此机构为双曲柄机构；
2 4
摆动导杆 机构
导杆:
C 3
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曲柄摇块机构
机械原理
37 2-37
移动导杆机构
机械原理
38 2-38
十字椭圆仪
机械原理
39 2-39
正弦机构
机械原理
40 2-40
十字滑块联轴器
机械原理
41 2-41
2 2-2
平面四杆机构的基本形式
铰链四杆机构
连杆
机械原理
基本概念
机架
机架 连杆 连架杆
机构中固定不动的构件
连架杆
机构中作平面复杂运动的构件 与机架相连的构件
3 2-3
基本概念
机械原理
曲柄
能作整周回转的连架杆
摇杆
只能在小于360度范围内摆动的连架杆
整转副 能使两构件作整周相对转动的转动副
摆转副 不能作整周相对转动的转动副
2-18
机械原理 18
应用实例：汽车车门开闭机构
机械原理
19 2-19
❖ 双摇杆机构 两连架杆均为摇杆
机械原理
20 2-20
双摇杆应用实例——炉门启闭机构
机械原理
21 2-21
双摇杆应用实例——翻箱机构
机械原理
22 2-22
双摇杆应用实例——鹤式起重机
机械原理
23 2-23
双摇杆应用实例——夹具机构
——曲柄滑块 ——转动导杆 ——曲柄摇块 ——移动导杆
机械原理
29 2-29
见P38 表 2.1、2.2
机械原理
30 2-30
机械原理 31
2-31
❖ 变换构件的形态
机械原理
注意到：
1、2构件作相互转动 2、3构件作相互移动
2构件设计成块状构件 3构件设计成杆状构件
1、2构件和2、3构件之间的运动副性质保持 不变，机构本质相同
机械原理
27 2-27
❖ 选取不同的构件为机架
机械原理
铰链四杆机构
2
3 1
4
（1）构件4或2为机架 —— 曲柄摇杆机构 （2）构件1为机架 —— 双曲柄机构 （3）构件3为机架 —— 双摇杆机构
三种型式的区别： 连架杆是否为曲柄
28 2-28
曲柄滑块机构
23
1 4
（1）构件4为机架 （2）构件1为机架 （3）构件2为机架 （4）构件3为机架
11 2-11
曲柄摇杆机构实例应用 ——传送机构
机械原理
12 2-12
❖ 双曲柄机构
机械原理
传动特点： 当主动曲柄连续等速转动时，从动曲 柄一般不等速转动
双曲柄机构中有两种特殊机构： 平行四边形机构和反平行四边形机构
13 2-13
➢ 平行四边形机构
在双曲柄机构中，若两 对边 构件长度相等且
平行，则称为平行四边 形机构
机械原理
24 2-24
四杆机构的演化方法
❖ 转动副转化成移动副
3
曲
C
Kc
2
C
Kc
4
柄
B
3
B2
滑
1 A
4
1 DA
D
块
机
3 C
构
B2
4
1
A
e
B
2
1 A4
C3
机械原理
e≠0，偏置曲柄滑块机构 e=0， 对心曲柄滑块机构
25 2-25
❖ 转动副转化成移动副
机械原理
26 2-26
曲柄滑块机构应用实例——压力机
32 2-32
❖ 扩大转动副
2C
2C
B
3
B
3
1
1
A 4
DA 4
D
偏心轮，偏心距
偏心轮机构
机械原理
2C
B
3
A1
D
4
33 2-33
本章节重点和要求
机械原理
了解四杆机构的基本型式 掌握四杆机构的演化方法
34 2-34
曲柄滑块机构
机械原理
35 2-35
转动导杆机构
机械原理
牛头刨床主运动机构
36 2-36
机械原理
第二章 连杆机构
第二章 连杆机构
§2.1 平面连杆机构的类型
机械原理
概念
用低副连接而成的平面机构，
又称平面低副机构
转分为四杆机
构、五杆机构、六杆机构等；一般将五个或五个以 上的构件组成的连杆机构称为多杆机构
平面连杆机构中最简单，应用最广泛的是四杆机 构，且当所有运动副皆为转动副时，称为铰链四 杆机构
传动特点 ：主动曲柄和从动曲柄均以 相同角速度转动。
2-14
机械原理 14
平行四边形机构的应用实例——传送带
机械原理
15 2-15
平行四边形机构的应用实例——天平称
机械原理
16 2-16
平行四边形机构的应用实例——装夹机构
机械原理
17 2-17
➢ 反平行四边形机构
两曲柄长度相同， 而连杆与机架不平 行的铰链四杆机构， 称为反平行四边形 机构
4 2-4
四杆机构的演化
机械原理
❖ 曲柄摇杆机构 2个连架杆中1个是曲柄、1个是摇 杆的铰链四杆机构
❖ 双曲柄机构 2个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构
❖ 双摇杆机构 2个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构
5 2-5
❖ 曲柄摇杆机构
机械原理
曲柄作360°周转运动； 摇杆作往复摆动； 主动件可以为曲柄，也可以为摇杆。 实例： 搅拌机、缝纫机、雷达调整机构、
牛头刨床进给机构等等
6 2-6
曲柄摇杆机构实例应用 —— 搅拌机
机械原理
7 2-7
曲柄摇杆机构实例应用 —— 缝纫机
机械原理
8 2-8
曲柄摇杆机构实例应用 ——雷达调整机构
机械原理
9 2-9
机械原理
曲柄摇杆机构实例应用 —— 牛头刨床进给机构
10 2-10
机械原理
曲柄摇杆机构实例应用 ——电影胶片拉片机构