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1、1 1第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构2-2-1 1 平面四杆机构的基本形式及演平面四杆机构的基本形式及演化形式化形式2 2-2 -2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性2 2- -3 3 平面平面四杆机构的运动设计四杆机构的运动设计 第第2 2章章 平面连杆机构平面连杆机构2 2第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构2.1 2.1 平面四杆机构的基本形式及演化形式平面四杆机构的基本形式及演化形式1.1.平面连杆机构平面连杆机构若干若干刚性构件刚性构件通过通过低副低副连接而连接而成的平面机构。成的平面机构。
2、2.2.平面连杆机构具有平面连杆机构具有运动可逆性运动可逆性。3.3.平面连杆机构主要平面连杆机构主要优点优点：A AD DC CB B采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损 形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。连杆曲线丰富。可满足不同要求。连杆曲线丰富。可满足不同要求。3 3第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构4.4.平面连杆机构主要平面连杆机构主要缺点缺点：构件和运动副多，累积误差
3、大、运动精度低、效率低构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。产生动载荷（惯性力），不适合高速。产生动载荷（惯性力），不适合高速。设计复杂，难以实现精确的轨迹。设计复杂，难以实现精确的轨迹。5.5.应用：应用：平面连杆机构广泛应用于各种平面连杆机构广泛应用于各种机械机械和和仪表仪表中。中。4 4第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构定块机构或直动滑杆机构5 5第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构曲柄摇块机构6 6第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构7 7第二章第二章第二章第二
4、章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构6.6.平面连杆机构常以构件数命名平面连杆机构常以构件数命名, ,如：如： 四杆机构，五杆机构等四杆机构，五杆机构等本章主要讨论应用最广，最基础的本章主要讨论应用最广，最基础的平面四杆机构平面四杆机构。8 8第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构ADAD机架机架ABAB、CDCD连架杆连架杆BCBC连杆连杆连架杆连架杆往复摆动往复摆动摇杆摇杆能整圈回转能整圈回转曲柄曲柄一、平面四杆机构的基本形式（铰链四杆机构）：一、平面四杆机构的基本形式（铰链四杆机构）： 由由4个个杆状构件及杆状构件及4个个转动副组成。转
5、动副组成。A AD DC CB B曲柄曲柄连杆连杆摇杆摇杆9 9第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构 一为摇杆一为摇杆 一为曲柄一为曲柄 连架杆连架杆 1、曲柄摇杆机构、曲柄摇杆机构1 1）特点：）特点：1010第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构 2 2）应用：）应用：缝纫机踏板机构：摇杆主动缝纫机踏板机构：摇杆主动1111第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构（2）卫星接收装置：曲柄主动）卫星接收装置：曲柄主动点击播放动画点击播放动画1212第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构
6、平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构 (3)(3)汽车玻璃窗雨刷汽车玻璃窗雨刷: :摇杆主动摇杆主动1313第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构(4)(4)搅拌器搅拌器: : 曲柄主动曲柄主动1414第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构2、双曲柄机构、双曲柄机构1 1）特点：）特点： 两连架杆均为曲柄；两连架杆均为曲柄； 主动曲柄主动曲柄匀速匀速转动转动 1 1= C= C. 从动曲柄从动曲柄变速变速转动转动 2 2= = f( (t) )2 2）应用：）应用： 惯性筛惯性筛1515第二章第二章第二章第二章 平面连杆机
7、构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构当两曲柄共线时，有可能成为当两曲柄共线时，有可能成为反向双曲柄机构反向双曲柄机构, ,此时的此时的1 12 23 3）平行双曲柄机构平行双曲柄机构 特点特点: : 两曲柄两曲柄等长且平行等长且平行，1 1= =2 2 ;平行双曲柄机构平行双曲柄机构1616第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构反平行双曲柄机构反平行双曲柄机构1717第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构双曲柄机构运动不确定性双曲柄机构运动不确定性1818第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面
8、连杆机构 解决办法：解决办法：a.a.利用从动曲柄本身（或附加质量）的利用从动曲柄本身（或附加质量）的惯性惯性来导向；来导向；b b.在主、从动曲柄上错开移动角度在主、从动曲柄上错开移动角度再安装一组平行再安装一组平行 四边形机构四边形机构；c.c.增加第三个平行曲柄增加第三个平行曲柄（3 3）应用：应用：机车联动机构机车联动机构1919第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构车门启闭机构车门启闭机构反平行四边形机构反平行四边形机构2020第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构摄影台升降机构摄影台升降机构2121第二章第二章
9、第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构3、双摇杆机构、双摇杆机构1 1）特点：两连架杆都是摇杆）特点：两连架杆都是摇杆2 2）应用：）应用：飞机起落架机构飞机起落架机构2222第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构港口起重机港口起重机选择连杆上合适的点，轨迹为近似的水平直线选择连杆上合适的点，轨迹为近似的水平直线2323第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构汽车转向机构汽车转向机构-等腰梯形机构等腰梯形机构2424第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构1.1.通过
10、改变通过改变构件的形状构件的形状和和几何尺寸几何尺寸来演化四杆机构来演化四杆机构二、平面四杆机构的其他形式二、平面四杆机构的其他形式例如：曲柄滑快机构的演化例如：曲柄滑快机构的演化2525第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构具体的演化过程如下：具体的演化过程如下：2626第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构（1 1）偏置曲柄滑块机构：）偏置曲柄滑块机构： （2）对心曲柄滑块机构：）对心曲柄滑块机构：2727第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构的应用：的应用：
11、2828第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构2.2.取取不同的构件为机架不同的构件为机架来演化四杆机构来演化四杆机构-机构倒置机构倒置以以曲柄滑块机构曲柄滑块机构为例：为例：B BA AC C3212929第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构1 1） 当当L1L2L1L2L1L2时，得到时，得到摆动导杆机构摆动导杆机构，如牛头刨，如牛头刨床床如：如：（1 1）若）若取构件取构件1 1为机架为机架导杆机构导杆机构，构件，构件4 4是导杆是导杆3030第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机
12、构摆杆摆杆导杆导杆导杆小型刨床导杆小型刨床3131第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构当构件当构件2 2和构件和构件4 4均能作整周转动，小型刨床的均能作整周转动，小型刨床的回转导杆回转导杆机构机构就是应用实例就是应用实例3232第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构 当杆当杆2 2的长度小于机架长度时，导秆的长度小于机架长度时，导秆4 4只能作来回摆只能作来回摆动，又称为动，又称为摆动导秆机构摆动导秆机构，牛头刨中的主运动机构是，牛头刨中的主运动机构是其应用实例。其应用实例。3333第二章第二章第二章第二章 平面连杆机
13、构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构（2 2）若）若构件构件2 2为机架时为机架时曲柄曲柄摇块机构摇块机构翻斗车翻斗车3434第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构（3 3）若）若取构件取构件3 3为机架为机架定块机构定块机构或或直动滑杆机构直动滑杆机构抽水唧筒抽水唧筒3535第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构例：选择双滑块机构中的不同构件例：选择双滑块机构中的不同构件 作为机架可得不同的机构作为机架可得不同的机构椭圆仪机构椭圆仪机构1234正弦机构正弦机构32143636第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连
14、杆机构平面连杆机构平面连杆机构3.3.改变改变运动副的尺寸运动副的尺寸，如，如: :扩大转动副（偏心轮机构）扩大转动副（偏心轮机构）来演化四杆机构来演化四杆机构其演化过程其演化过程 (e-(e-偏心距，偏心距，e=Le=L1 1):):3737第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构CBAC1C2ABC3838第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构偏心轮机构偏心轮机构增大了运动副的尺寸，提高了强度和刚度增大了运动副的尺寸，提高了强度和刚度3939第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构2.2
15、2.2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性一、铰链四杆机构中曲柄存在的条件一、铰链四杆机构中曲柄存在的条件4040第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构l1l2l4l3CBAD若杆若杆AB为曲柄，作整周回转，必有为曲柄，作整周回转，必有两次两次与机架共线与机架共线l2(l4 l1)+ l3则由则由BCD可得：可得：三角形任意两边之和大于第三三角形任意两边之和大于第三边边则由则由B”C”D可得：可得：l1+ l4 l2 + l3l3(l4 l1)+ l2l1即即AB为最短杆为最短杆最长杆与最长杆与最短杆的最短杆的长度之和长度之和其他两其他两杆长度之杆
16、长度之和和 l1+ l2 l3 + l4C”l1l2l4l3ADl4- - l1将以上三式两两相加，得：将以上三式两两相加，得： l1 l2, l1 l3, l1 l4 l1+ l3 l2 + l4ADCB4141第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构可可知知：当当满满足足杆杆长长条条件件时时，其其最最短短杆杆参参与与构构成成的的转转动动副都是整转副副都是整转副。此时，铰链此时，铰链A为整转副。为整转副。若取若取BCBC为机架，则结论相同，可知铰链为机架，则结论相同，可知铰链B也是整转副。也是整转副。ABCDl1l2l3l4整转副整转副的概念：相对转动的概念
17、：相对转动360360度的转动副。度的转动副。4242第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构1.1.整转副存在的条件（长度条件）：整转副存在的条件（长度条件）： 最短构件与最长构件的长度之和最短构件与最长构件的长度之和小于等于小于等于其它两其它两构件长度之和，即构件长度之和，即Lmaxmax+ +LminminL+L。反之无整转。反之无整转副。副。2.2.曲柄存在的条件：曲柄存在的条件：（1 1）最短构件与最长构件的长度之和）最短构件与最长构件的长度之和小于等于小于等于其它其它两构件长度之和；（杆长和的条件）两构件长度之和；（杆长和的条件）（2 2）连架杆和
18、机架中必有一杆是最短杆。）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。 整转副是曲柄存在的必要条件。整转副是曲柄存在的必要条件。4343第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构（2 2）若不满足杆长和条件若不满足杆长和条件，该机构只能是双摇杆机构。，该机构只能是双摇杆机构。注意：注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件： 最长杆的杆长最长杆的杆长 其余三杆长度之和。其余三杆长度之和。（1 1）在满足杆长和的条件下：在满足杆长和的条件下： 以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄，另一连架杆为以最短杆的相邻构件为机
19、架，则最短杆为曲柄，另一连架杆为摇杆，即该机构为摇杆，即该机构为曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构；以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，该机构为双曲柄机构该机构为双曲柄机构；以最短杆的对边构件为机架，均无曲柄存在，即该机构以最短杆的对边构件为机架，均无曲柄存在，即该机构为双摇杆为双摇杆机构机构。3.3.铰链四杆机构基本类型的判别方法：铰链四杆机构基本类型的判别方法：4444第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构想一想：想一想：下列机构是何机构？下列机构是何机构？4545第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连
20、杆机构例例1 1：已知铰链四杆机构的各杆的尺寸，机架的位置，：已知铰链四杆机构的各杆的尺寸，机架的位置，判断各四杆机构的类型。课本判断各四杆机构的类型。课本P38.2-1P38.2-1例例2 2 在图中已知在图中已知 lBCBC =100mm, =100mm, lCDCD =70mm, =70mm, lADAD =50mm,AD =50mm,AD为为固定件。固定件。（1 1）如果该机构能成为）如果该机构能成为曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构，且，且AB AB 为曲柄，为曲柄，求求lABAB的值；的值；（2 2）如果该机构能成为）如果该机构能成为双曲柄机构双曲柄机构，求，求lABAB ；（3 3）如果该
21、机构能成为）如果该机构能成为双摇杆机构双摇杆机构，求，求lABAB 。4646第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构解：（解：（1 1）如果能成为曲柄摇杆机构，）如果能成为曲柄摇杆机构，lABAB 20mm 20mm（2 2）如果能成为双曲柄机构，则应满足）如果能成为双曲柄机构，则应满足“最长杆与最短杆长度之和小于或等于其它两杆长度之最长杆与最短杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和，且杆和，且杆ADAD为最短杆为最短杆”。则。则 a.a. 若若BCBC为最长杆，为最长杆，80mm80mmlAB AB 100mm100mm b.b. 若若ABAB为最长杆，为最
22、长杆，100mm100mmlABAB 120mm 120mm 综合：综合：80mm80mmlABAB 120mm 120mm(3)(3)a.a. AB AB为最短杆，为最短杆，BCBC为最长杆为最长杆 20mm20mmlABAB 50mm 50mm b.b. AD AD为最短杆，为最短杆，BCBC为最长杆，则为最长杆，则 50mm 50mm lABAB 80mm 100 100时，时，AB AB 为最长杆，为最长杆，AD AD 为最短为最短lABAB 120 mm 120 mm另外，另外，ABAB增大时，还应考虑到，增大时，还应考虑到，BCBC与与CDCD成伸成伸直共线时，需构成三角形的边长关
23、系，即：直共线时，需构成三角形的边长关系，即： lABAB ( ( lBCBC + + lCDCD ) + ) + lADAD lABAB 220 mm 220 mm则则 120 mm 120 mm lABAB 220 mm 220 mm综合以上情况，可得综合以上情况，可得lABAB 的取值范围为：的取值范围为： 20 mm lABAB 80 mm 120 mm lABAB v15353第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构5454第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构行程速比系数行程速比系数K K为了表示工作件往复运动时
24、的急回程度，用为了表示工作件往复运动时的急回程度，用V V2 2和和V V1 1的比值的比值K K 来描述。来描述。由上式可得：由上式可得：急回特性的作用急回特性的作用四杆机构的急回特性可以节省四杆机构的急回特性可以节省时时间，提高生产率。间，提高生产率。可可见见： K K急回特性越显著急回特性越显著导致机器动载导致机器动载 冲击冲击，传动平稳性变差。传动平稳性变差。一般一般： K 2 2， 为为锐角。锐角。上式表明，机构急回速度取决于极位夹角上式表明，机构急回速度取决于极位夹角的大小。的大小。5555第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构应用应用-牛头刨床
25、传动机构牛头刨床传动机构 ABCDE5656第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构牛头刨床牛头刨床 5757第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构小小型型刨刨床床机机构构5858第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构 偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构和和摆动导杆机构摆动导杆机构也具有急回特性。也具有急回特性。 值得注意的是摆动导杆机构中值得注意的是摆动导杆机构中=，如图所示。，如图所示。 5959第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构总结：总结：四杆机
26、构存在急回特性必须具备以下条件：四杆机构存在急回特性必须具备以下条件： 曲柄为主动件曲柄为主动件 从动件有极限位置从动件有极限位置 曲柄存在极位夹角曲柄存在极位夹角6060第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构3. 3. 压力角和传动角压力角和传动角（1 1）压力角）压力角a a压力角：从动件所受的力压力角：从动件所受的力F与与受力点速度受力点速度Vc所夹的锐角所夹的锐角a a。有效分力有效分力：Ft=Fcosa a 有害分力有害分力：Fn=Fsina a愈小，机构传动性能愈好。愈小，机构传动性能愈好。6161第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机
27、构平面连杆机构平面连杆机构（2 2）传动角）传动角g g（3 3）最小传动角的位置）最小传动角的位置铰链四杆机构铰链四杆机构在在曲柄曲柄与与机架共线机架共线的两位置出现最小传动角。的两位置出现最小传动角。传动角：传动角： 连杆与从动件所夹的锐角连杆与从动件所夹的锐角 g ,g , g g = 900-a a 越大，机构的传动性能越好；越大，机构的传动性能越好；反之，反之，越大，越大，越小，机构传越小，机构传力越困难，当力越困难，当小到一定程度时，会由于摩擦力的作用而发生小到一定程度时，会由于摩擦力的作用而发生自自锁现象锁现象。自锁现象是由于作用力的方向不合适，即使增加作用力。自锁现象是由于作用
28、力的方向不合适，即使增加作用力也不能克服摩擦阻力使机构运动的现象。因此，传动角也不能克服摩擦阻力使机构运动的现象。因此，传动角的理想值的理想值应保持在接近最大值应保持在接近最大值9090附近。附近。设计时一般应使设计时一般应使 g gmin40，对于高对于高速大功率机械应使速大功率机械应使 g gmin50。6262第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构对于对于曲柄滑块机构曲柄滑块机构，当主动件为，当主动件为曲柄时，最小传动角出现在曲柄时，最小传动角出现在曲柄曲柄与与机架垂直机架垂直的位置。的位置。对于对于摆动导杆机构摆动导杆机构，由于在任何位置由于在任何位
29、置时主动曲柄通过滑块传给从动杆的力时主动曲柄通过滑块传给从动杆的力的方向，与从动杆上受力点的速度方的方向，与从动杆上受力点的速度方向始终一致，所以向始终一致，所以传动角等于传动角等于9090度度。 要注意的是，机构的要注意的是，机构的压力角压力角和和传动角传动角是对是对从动件从动件而言的。而言的。6363第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构 当当曲曲柄柄ABAB转转到到与与机机架架ADAD共共线线的的两两个个位位置置ABAB1 1和和ABAB2 2时时，传传动动角角将将出出现现极极值值maxmax和和minmin。比比较较这这两两个个位位置置的的传传动动角
30、角，其其值值较较小小者即为最小传动角。者即为最小传动角。 压力角压力角和和传动角传动角在机构运动过程中是在机构运动过程中是变化变化的。的。6464第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构6565第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构4 4、死（止）点位置、死（止）点位置 在曲柄摇机构中，若在曲柄摇机构中，若摇杆为主动件摇杆为主动件，当摇杆处于两极限位，当摇杆处于两极限位置时，置时，从动曲柄从动曲柄与与连杆连杆共线，共线，主动摇杆主动摇杆通过通过连杆连杆传给传给从动曲柄从动曲柄的作用力通过曲柄的转动中心，此时曲柄的压力角的作用
31、力通过曲柄的转动中心，此时曲柄的压力角=90=90，传传动角动角=0=0, ,因此无法推动曲柄转动，机构的这个位置称为因此无法推动曲柄转动，机构的这个位置称为死点死点位置位置。 主主动动件件6666第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构脚踏缝纫机的停止现象脚踏缝纫机的停止现象6767第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构 克服止点：克服止点：为了使机构能顺利地通过死点位置，通为了使机构能顺利地通过死点位置，通常在从动件轴上安装飞轮，利用常在从动件轴上安装飞轮，利用飞轮的惯性飞轮的惯性通过死点通过死点位置。也可采用位置。也可
32、采用多组机构交错排列多组机构交错排列的方法，如：两组的方法，如：两组机构交错排列，使左右两机构不同时处于死点位置。机构交错排列，使左右两机构不同时处于死点位置。 利用止点：利用止点：在工程上有时也需利用机构的死点位置在工程上有时也需利用机构的死点位置来进行工作。来进行工作。 例如：飞机的起落架、折叠式家具和夹具等机构，例如：飞机的起落架、折叠式家具和夹具等机构，如下图所示。如下图所示。6868第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构工件夹紧机构工件夹紧机构-机构不会松脱机构不会松脱 6969第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆
33、机构在连杆在连杆3上的手柄处施以压力上的手柄处施以压力F， 使连杆使连杆BC与连架杆与连架杆CD成一直线成一直线如图如图(b)，这时构件，这时构件1的左端夹紧工件；撤去外力的左端夹紧工件；撤去外力F之后，构件之后，构件1在在工件反弹力工件反弹力Fn的作用下要顺时针转动，但是这时由于从动件的作用下要顺时针转动，但是这时由于从动件3上上的传动角的传动角=0而处于死点位置，从而保持了工件上的夹紧力而处于死点位置，从而保持了工件上的夹紧力Fn 。放松工件时，只要在手柄上加一个向上的外力放松工件时，只要在手柄上加一个向上的外力F，就可使机构脱，就可使机构脱出死点位置，从而放松工件。出死点位置，从而放松工
34、件。7070第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构飞机起落架飞机起落架-落地后地面对机轮的力不会使杆落地后地面对机轮的力不会使杆CD转动转动（B、C、D三点共线三点共线），从而保证飞机安全可靠降落。），从而保证飞机安全可靠降落。7171第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构7272第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构总总 结结1、铰链四杆机构的基本类型、应用2、铰链四杆机构的演化3、平面四杆机构的几个工作特性（1）曲柄存在的条件（2）压力角和传动角（3）急回特性（4）死点位置7373第
35、二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构填空题填空题1.1.在铰链四杆机构中，能够做在铰链四杆机构中，能够做360360回转的连架杆称为回转的连架杆称为 。2.2.曲柄摇杆机构中行程速比系数曲柄摇杆机构中行程速比系数K K的大小取决于的大小取决于 ，K K值越值越大，机构的大，机构的 越显著。越显著。3. 3. 在曲柄摇杆机构中，当在曲柄摇杆机构中，当 与与 共线时，机构可能出现最小传共线时，机构可能出现最小传动角动角minmin. . 选择题选择题1.1.平面连杆机构是由（平面连杆机构是由（ ） 组成的机构。组成的机构。A.A.高副高副 B.B.高副和低副高副
36、和低副 C.C.转动副转动副 D. D. 低副低副 B.B.2.2.压力角可作为判断机构传力性能的标志，压力角越大，机构传力性能（压力角可作为判断机构传力性能的标志，压力角越大，机构传力性能（ ）。）。 C.C.越差越差 B.B.不受影响不受影响 C. C. 越好越好D.D.3. 3. 曲柄摇杆机构的死点位置位于（曲柄摇杆机构的死点位置位于（ ）。）。 E.E.原动件与连杆共线原动件与连杆共线 B.B.原动件与机架共线原动件与机架共线F.F.C.C.从动件与连杆共线从动件与连杆共线 D.D.从动杆与机架共线从动杆与机架共线 复复 习习 思思 考考 题题7474第二章第二章第二章第二章 平面连杆
37、机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构4 4、对于铰链四杆机构，当满足构件长度和条件时，、对于铰链四杆机构，当满足构件长度和条件时，若取若取( )( )为机架，将得到曲柄摇杆机构。为机架，将得到曲柄摇杆机构。 A.A.最短杆最短杆 B.B.与最短杆相对的构件与最短杆相对的构件 C.C.最长杆最长杆 D.D.与最短杆相邻的构件与最短杆相邻的构件5 5、曲柄摇杆机构，当、曲柄摇杆机构，当( )( )时机构处于死点位置。时机构处于死点位置。 A.A.曲柄为原动件、曲柄与机架共线曲柄为原动件、曲柄与机架共线 B.B.曲柄为原动件、曲柄与连杆共线曲柄为原动件、曲柄与连杆共线 C.C.摇杆为原动件、曲柄
38、与机架共线摇杆为原动件、曲柄与机架共线 D.D.摇杆为原动件、曲柄与连杆共线摇杆为原动件、曲柄与连杆共线6 6、曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件时，、曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件时，( )( )死点死点位置。位置。 A.A.有一个有一个 B.B.没有没有 C.C.有两个有两个 D.D.有三个有三个 7575第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构7 7、 对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取取( )( )为机架，将得到双曲柄机构。为机架，将得到双曲柄机构。 A.A.最短杆最短杆 B.B.与最短杆相对的构件与
39、最短杆相对的构件 C.C.最长杆最长杆8 8、曲柄摇杆机构，曲柄为原动件，当、曲柄摇杆机构，曲柄为原动件，当( )( )时，机构处时，机构处于极限位置。于极限位置。 A.A.曲柄与机架共线曲柄与机架共线B.B.曲柄与连杆共线曲柄与连杆共线 C.C.摇杆与机架共线摇杆与机架共线 D.D.摇杆与连杆共线摇杆与连杆共线9 9、对于铰链四杆机构，当从动件的行程速比系数、对于铰链四杆机构，当从动件的行程速比系数( )( )时，机构必有急回特性。时，机构必有急回特性。 A.K0A.K0 B.K1 C.K1 C.K1 D.K=17676第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机
40、构1010、对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件、对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取时，若取( )( )为机架，将得到双摇杆机构。为机架，将得到双摇杆机构。 A.A.最短杆最短杆 B.B.与最短杆相对的构件与最短杆相对的构件 C.C.最长杆最长杆 D.D.与最短杆相邻的构件与最短杆相邻的构件11.11.铰链四杆机构中，铰链四杆机构中，a=60mm,b=150mm,c=120mm,d=100mma=60mm,b=150mm,c=120mm,d=100mm。(1) (1) 以以a a杆为机架得杆为机架得( )( )机构机构; ;(2) (2) 以以b b杆为机架得杆为机架得( )(
41、)机构机构; ;(3) (3) 以以c c杆为机架得杆为机架得( )( )机构机构; ;(4) (4) 以以d d杆为机架得杆为机架得( )( )机构机构. . 7777第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构1212、连杆机构中的急回特性是什么含义？什么条件、连杆机构中的急回特性是什么含义？什么条件下机构才具有急回特性？下机构才具有急回特性？1313、铰链四杆机构中曲柄存在的条件是什么？曲柄、铰链四杆机构中曲柄存在的条件是什么？曲柄是否一定是最短杆？是否一定是最短杆？1414、如何依照各杆长度判别铰链四杆机构的型式？、如何依照各杆长度判别铰链四杆机构的型式？
42、1515、平面四连杆机构最基本形态是什么？由它演化、平面四连杆机构最基本形态是什么？由它演化为其它平面四杆机构，有哪些具体途径？为其它平面四杆机构，有哪些具体途径？ 1616、何谓连杆机构的死点？举出避免死点和利用死、何谓连杆机构的死点？举出避免死点和利用死点的例子。点的例子。7878第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构2.3 2.3 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计一般可归纳为两类问题：一般可归纳为两类问题： （1 1）实现给定的运动规律。如要求满足给定的）实现给定的运动规律。如要求满足给定的行程速度变化系数以实现预期的急回特性或实现连行程速度变化系
43、数以实现预期的急回特性或实现连杆的几个预期的位置；杆的几个预期的位置； （2 2）实现给定的运动轨迹。如要求连杆上的某）实现给定的运动轨迹。如要求连杆上的某点具有特定的运动轨迹，如起重机中吊钩的轨迹为点具有特定的运动轨迹，如起重机中吊钩的轨迹为一水平直线等。一水平直线等。7979第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构用作图的方法从图上直接量取得到运动的特征尺寸。用作图的方法从图上直接量取得到运动的特征尺寸。 要求：作图认真，准确，按比例，细线条，保要求：作图认真，准确，按比例，细线条，保 留作线。留作线。一、图解法：一、图解法：特点：简单、直观、但有一定的误
44、差。特点：简单、直观、但有一定的误差。1) 1) 按给定的急回特性系数设计平面四杆机构按给定的急回特性系数设计平面四杆机构 已知曲柄摇杆机构的急回特性系数已知曲柄摇杆机构的急回特性系数K K、摇杆的、摇杆的长度长度L LCDCD及摆角及摆角，要求确定机构中其余构件尺寸。，要求确定机构中其余构件尺寸。如右图所示。如右图所示。 8080第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构b)b) 任选任选D D点。点。c)c) 由由L3L3任选任选C1C1，C2C2，连接连接C1C1、C2C2。d)d) C1MC2C2 C1MC2C2，C1C2N = 90C1C2N = 90
45、-C1M-C1M、C2NC2N交于交于P P，则，则C1PC2=C1PC2=。a)a) 计算计算 8181第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构LBCLBC的三个位置的三个位置2).2).按给定的连杆长度和位置设计四杆机构按给定的连杆长度和位置设计四杆机构: :8282第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构2).2).按给定的连杆两个位置设计四杆机构按给定的连杆两个位置设计四杆机构 已知铰链四杆机构已知铰链四杆机构中连杆长度及两个预定中连杆长度及两个预定位置，要求确定四杆机位置，要求确定四杆机构的其余构件尺寸。这构的其余构
46、件尺寸。这时，两连架杆与机架组时，两连架杆与机架组成转动副的中心成转动副的中心A A、D D可可分别在分别在B B1 1B B2 2和和C C1 1C C2 2的中的中垂线上任意选取，得到垂线上任意选取，得到无穷多个解。结合附加无穷多个解。结合附加限定条件，从无穷解中限定条件，从无穷解中选取满足要求的解选取满足要求的解. . 8383第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构8484第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构1 1、图示铰链四杆机构，已知：、图示铰链四杆机构，已知：l lBCBC=50mm=50mm，l lCDCD
47、=35mm=35mm，l lABAB=30mm=30mm，ADAD为机架，为机架， （1 1）若此机构为曲柄摇杆机构，且）若此机构为曲柄摇杆机构，且ABAB为曲柄，求为曲柄，求l lABAB的的最大值：最大值：（2 2）若此机构为双曲柄机构，求）若此机构为双曲柄机构，求l lABAB的范围；的范围；（3 3）若此机构为双摇杆机构，求）若此机构为双摇杆机构，求l lABAB的范围。的范围。习题习题8585第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构2.2.画出图中各机构的传动角和压力角。图中标画出图中各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。注箭头的构件为
48、原动件。 8686第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构 导杆机构常与其他构件组合，用于简易刨床、插导杆机构常与其他构件组合，用于简易刨床、插床以及回转泵、转动式发动机等机械中，如图床以及回转泵、转动式发动机等机械中，如图a a）所）所示；曲柄摆动导杆机构常与其他构件组合，用于牛示；曲柄摆动导杆机构常与其他构件组合，用于牛头刨床和插床等机械中，如图头刨床和插床等机械中，如图b b）所示。）所示。图图a)a)简易刨床的导杆机构简易刨床的导杆机构 图图b)b)牛头刨床的导杆机构牛头刨床的导杆机构 8787第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆
49、机构平面连杆机构8888第二章第二章第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构 克服止点：克服止点：为了使机构能顺利地通过死点位置，通为了使机构能顺利地通过死点位置，通常在从动件轴上安装飞轮，利用飞轮的惯性通过死点常在从动件轴上安装飞轮，利用飞轮的惯性通过死点位置。也可采用多组机构交错排列的方法，如两组机位置。也可采用多组机构交错排列的方法，如两组机构交错排列，使左右两机构不同时处于死点位置。构交错排列，使左右两机构不同时处于死点位置。 利用止点：利用止点：在工程上有时也需利用机构的死点位置在工程上有时也需利用机构的死点位置来进行工作。来进行工作。 例如飞机的起落架、折叠式家具和夹具等机构，如例如飞机的起落架、折叠式家具和夹具等机构，如下图所示。下图所示。
