连
杆
机
构
一、平面四杆机构的特点
机
械 设 计
3
C
4 机架
A 4
1
基 础
连杆
2
C 2
2 B D
平
面
连 杆
B
机
构
连架杆
Hale Waihona Puke B11A
4
A
3
3
5
C D
E6
• 全低副（面接触），承受冲击力，易润滑，不易磨损 • 运动副结构简单，易加工 • 运动规律多样化、点的运动轨迹多样化 • 运动副累积误差大，效率低 • 惯性力难以平衡，不宜用于高速 • 不能精确实现复杂的运动规律，设计计算较复杂
B2
平
面 连
B3
杆 机
C3
构 D
A
四杆机构 AB1C1D 为所求.
2.具有急回特性的机构
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
按给定的 K 值,设计曲柄摇杆机构
机 械
1） 给定 K、y、LCD
设 计
① 分析.
C1
基
础
C
平 面B

连
杆
机
A
构
D
B2
—KK—-+11 180°
A B1
2
死点
机 • 死点:
械
设 • 传动角为零=0(连杆与从动件共线),机构顶死
计 基 础
平
B
C
C
2
1
3
vF
C2
B B1 =00
面
连
杆
机 构
B
1
F
1
A
B2
4
=00
=00
v
A
B2
D
=00
C１
C
C
2
克服死点的措施
机
械
设 计
• 利用构件惯性力
基 础
• 实例:家用缝纫机
平 • 采用多套机构错位排列
• 行程速比系数K
B
1
1
A
1
v1

v2 j
B2
4
D

B
2
1
K

v2 v1

C1C2 / t2 C1C2 / t1

t1 t2
1 2
1800 1800
180 K 1
K 1
• K=1, 无急回特性
急回特性的应用例：牛头刨工作要求
慢 快
↑K↑急回特征越显著
机 械
• 结构特点：四个运动副均为转动副
设 计
• 组成：机架、连杆、连架杆
C
基
2
础
B
3
平 面
曲柄 摇杆(摆杆)
1
连 杆
(周转副) (摆转副)
A
机 构
机架：固定不动的构件——AD
连架杆：直接与机架相连的构件
——AB、CD
连架杆 B
连杆：不与机架相连的构件—BC
1
4
D
连杆 2
C 连架杆
3
曲柄：能作整周转动的连架杆
摆动导杆机构：
BC<AB 导杆在小于360º范围内摆动。
（牛头刨床的主传动机构）
平
面
4
连 杆 机 构
3 C
3 C
33 3 C
C3 C3
242 2 22 242
3C C3
C3
4224 B
4224
3C
4 2 21 22 2 4
C3 4
4
3 C
A CC
C3
4 3C
3 C
4
4
4
4
3 3 C3
C3 C3
C
2 2 C
(3) 传力特性
机 压力角和传动角
械
设 计 基
压力角
从动杆(运动输出件)受力点的力作用线与该点 速度方位线所夹锐角. (不考虑摩擦)
础 传动角 压力角的余角.(连杆轴线与从动杆轴线所夹锐角)
平 面

连
F
杆 机 构

d
V
d
d
1800 d

机
械
设
计

基
础
平 面 连 杆 机 构
b+c >a+d 、 b+d >a+c 、 c+d >a+b
B
a
A
并可得: a<b 、 a<c 、 a<d .
b f
d
C
c
D
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和。 (2)曲柄是最短杆。
机 曲柄存在的条件：
械 设
(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
机
械
设
计
基
础
内容
平 面
• 平面四杆机构的基本类型
连 杆
• 平面四杆机构的演化
机 构
• 平面四杆机构的特点及设计
了解常用四杆机构的基本类型和应用。 对急回特性、传动角、压力角、死点位置等有明确概念。
机 械
一、铰链四杆机构
设
计
基
础
平
面
连
杆
机
构
铰链四杆机构
• 平面连杆机构的基本型式是铰链四杆机构 • 其余四杆机构均是由铰链四杆机构演化而成的
O y
D
C2
900 -
② 设计.
C1
机
械 设 计
—KK—-+11 1800 =
…
基 础
以 mL = …
平 面
作图.
B
连
杆 机
AC1=BC-AB
A
构
AC2=BC+AB
C
E
2
C2
900 -
O
y
AB = —A—C2—-A—C1—
D
2
BC = —A—C22—+A—C—1 曲柄摇杆机构 ABCD 为所求.
3
2 3
22 2
B2
22
2 22
C 3
C 3
C
3
3
C
43 C44 4
4C4 4 44C
4 14 4
A
(3)扩大回转副 ——偏心轮机构
机
械 设 计
曲柄摇杆机构中，将曲柄上的 转动副B的半径扩大至超过曲柄
基 础
的长度，曲柄变成一个几何中 心与回转中心不重合的圆盘，
• 曲柄滑块机构 (扩大回转副)
平 称为偏心轮。
连杆曲线图谱
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
机
械 设
• 作业:
计 基
• 3-1,3-2,3-3
础
平 面 连 杆 机 构
LAB= mLAB = … 、 LBC= mLBC = … .
2） 给定 K、y、LCD 、[ ] .
机
械 ① 分析.
设
C1
C
计
基
础
C3 min C2
2 > min
平
面
连
杆
B
机
构
A B3
A0
y
D
② 设计.
机 械 设 计 基 础
平 面 连 杆 机 构
C1
A B3
A0
min 须不小于 [ ] .
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
• 平行四边形机构 特点：二曲柄等速
运动不确定问题 • 反平行四边形机构 结构特点：二曲柄转向相反
车门开闭机构
(3) 双摇杆机构
机
械 • 结构特点：二连架杆均为摇杆
设 计
• 举例: 鹤式起重机
基
础
平 面 连 杆 机 构
机 特殊机构
械 设
计 • 等腰梯形机构
C3
C2
min
[]
2
y
D
3实现预定运动轨迹机构
机
械 • 实现预定轨迹的设计
设 计
• 即要求机构中连杆上某点的轨迹能与给定的曲线相一致,或
基 础
能通过给定曲线上的若干有系列的点
平 如:搅拌器机构——要求连杆上某点按搅拌特点生成
面 连
某种轨迹
杆
机
构
设计
机
械
设 计
实验法、
基 础
图谱法、
解析法.
平 面 连 杆 机 构
基
础 • 实例: 汽车前轮转向机构
平 面 连 杆 机 构
3 铰链四杆机构类型的判别：
机 械
(1) 曲柄存在条件
设 计
（以曲柄摇杆机构为例）
基
础 设 AB 为曲柄, 且 a<d .
平 由 △BCD :
面 连
b+c>f 、 b+f >c 、 c+f >b
杆 机 构
以 fmax = a + d ， fmin = d - a 代入并整理得：
传动不利，设计时规定 4050
通常，机构在运动过程中传动角是变化的，最小值在哪？
最小传动角 min
机 械
2
BD

a2

d2
2a d
cosj
设 计
2
BD

b2
c2
2b c cosd
基 础