B
1
2
直动导杆
C
3
定块
A
4
功能： 往 复 摆 动
往复移动
应用实例 手 动 抽 水 机 炉 门 送 料 装 置
B
1 2 4
C
3
A
三、含有两个移动副的四杆机构——演化型式II
对心曲柄滑块机构
变连杆 为滑块
双滑块机构
从动件3的位移与原 动件1的转角成正比：
连杆尺寸 为无穷大
s l AB sin
3. 双摇杆机构 (Double-Rocker Mechanism) ——两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构
C
2
B
1 4
3
A
D
特例：等腰梯形机构 — — 两摇杆长度相等的双 摇杆机构
汽车前轮 转向机构
功能： 往 复 摆 动
往复摆动
应用实例： 飞 机 起 落 架 机 构
图22M 重 型 轰 炸 机 前 起 落 架
移动副可认为是回 转中心在无穷远处 的转动副演化而来
正弦机构
1. 正弦机构
B 1 A 2 3 1 A B 3 2
从动件3的位移与原动件1的转角成正比
应用 实例 压缩机
s l AB sin
缝 纫机 进针 机构
2. 双滑块机构
2 1 3 3 A 2
B
B
1
A
应用实例
椭圆仪
B 1
3 2
( x y ctg )2 ( y x tg )2 a2
极 位 — — 输 出 构 件的 极 限 位置 摆角φ ——两极限位置所夹的锐角 极位夹角 ——当输出构件在两极位时，原动件所处两个位置
之间所夹的锐角。
2. 急回运动
原动件作匀速转动，从动件作往复
运动的机构，从动件正行程的平均速 度慢于反行程的平均速度的现象——
急回运动(Quick-return)
▴明确四杆机构曲柄存在条件 和机构急回运动及行程速比系 数等概念； ▴ 对传动角、死点、运动连续 性等有明确的概念；
难点： 1. 2. 3.
▴了解平面四杆机构设计的基 平面四杆机构最小传动角的确定； 本问题，掌握根据具体设计条 平面铰链四杆机构运动连续性的判断； 件和实际需要设计平面四杆机 根据已知条件设计平面四杆机构。 构的方法。
§8-2 平面四杆机构的类型和应用
四杆机构各部分的名称：
构件 机架 曲柄
相对 固定 整周 回转
转动副 连杆 摇杆
往复 摆动
连架杆
周转副
整周 回转
摆转副
往复 摆动
平面 运动
机构命名：原动件名 + 输出构件名
（也可以几何特点命名）
一、全转动副四杆机构（铰链四杆机构）——基本型式
1. 曲柄摇杆机构 (Crank-Rocker Mechanism)
若使AB能够整
周回转，必须 使得以圆上
B a A B2 b

C c
C2
C1 B1 d E E D F F
任一点为中心，
以杆长b为半 径所形成的圆

与圆有交点，
即：
BE b BF
max BE b min BF


max BE B1 E
min BF B2F
C
3
功能： 连 续 转 动
往复移动
应 用 实 例 ：
发 动 机
压 力 机
雨
伞
应用实例：
空
气
压
缩
机
车 门 开 闭 机 构
B
1 2车门 4
C
A
3汽缸
应用实例：
送 料 装 置
筛
分
机
2. 导杆机构 (Crank-Shaper Mechanism)
B
1 2 4
★摆动导杆
C
导杆
A
机构——
3
导杆只能在 一定的角度
双滑块机构
B
2
1 2 B
C
摇块
导杆
A
3
1
3
4
A
4
C
2、改变运动副的尺寸：曲柄偏心轮
2 B 1 A 4 C 3
扩大转 动副B 的半径
2 B 1 A 4
C 3 D
超过 曲柄 长
2 B A 1 4
C 3 D
D
转动 副B 的半 径扩 大超 过曲 柄长
曲柄滑块机构
偏心轮机构
3、选用不同构件为机架——倒置法 机构的倒置：选运动链中不同的构件作机架以获得不同机构的 演化方法称为机构的倒置。


亦即： B1E b B2F
B1、B2点为形成周转副的关键点。
在△B1C1D中
在△B2C2D中
a +d b +c (1)
B a B1
C b C1 d c
C2
d a b c d a c b
A
B2
D


若： d a，则有： a +c d +b (2)
90
F F cos F F cos
F F cos F F cos
机构常用传动角大 小及变化来衡量机 构传力性能的好坏。
() F 机构传动越有利
一般要求： min 40 ~ 50

C F
急回运动特性的应用
0， K1，有急回运动
三、四杆机构的压力角与传动角
1. 压力角与传动角
压力角 (Pressure angle)——不考虑摩擦时，机构输出构件 上作用的力F与该力作用点的绝对速度方向所夹的锐角。
F ,V
传动角 (Transmission angle)— —压力角的余角
★回转导杆机构—— 导杆能作整周转动
内摆动
功 能
连续转动
连续转动
连续转动
往复摆动
应用实例 牛 头 刨 床
早期的飞机发动机
回
转
柱
塞
泵
3. 曲柄摇块机构(Rock-Slider Mechanism)
B
1 2 4
摇块
C
3
A
功能： 连 续 转 动
往复摆动
应用实例
自 卸 车
4. 直动导杆机构 (Fixed-Slider Mechanism)
鹤式起重机
应用实例：
电风扇摇头机构 推 土 机 铲 斗 机 构
C
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2 3 1 4
C
2 3 1 4
C
B
1
B D A
B D
4
3
A
A
D
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
构件4为机架——曲柄摇杆机构 构件2为机架——曲柄摇杆机构
构件1为机架——双曲柄机构 构件3为机架——双摇杆机构
低副运动的可逆性： 在低副机构中，取不同构件作为机架时，任意两个构件间 的相对运动关系不变。
急回运动机理
a)曲柄转过 1 180 摇杆上C点摆过： C1C2 所用时间：t1 1 180 1 1 b)曲柄转过 2 180
2 180 所用时间： t2 摇杆上C点摆过：C2C1 1 1 1 2 t1 t2 C1C2 C2C1 V ; V c)设两过程的平均速度为V1、V2： 1 2 t1 t2 t1 t2 V2 V1 回程速度大于正行程速度。
r e l
A


B1
B
r e
C1 B2
l
C C2 D
解2： AD 连线为机架方向，故 B1 、 B2 为 r 成为曲柄的关键点， 所以
思考：对心曲柄滑块机构 有曲柄的条件？
l r+e
l r-e
l r e
二、急回运动特性(Quick return property)
1. 概念

x y 1 a cos a sin
2 2
A
(x,y)
3. 双转块机构
2 1 3 3 A A 2 1 3 2
B
B
B
1
A
应用实例
十 字滑 块联 轴器
小
平面四杆机构的演化方式
结
1、改变构件的形状和相对尺寸：转动副移动副
对心曲柄滑块机构
变连杆 为滑块
注意！ 急回作用具有方向性,当原动件的回转方向改变时,急回的 行程也随之改变。
3. 行程速比系数K 为表明急回运动程度，用行程速度变化系数 K(time ratio) 来衡量，作为机构的基本运动特征参数。定义为反正行程速度 比，即
K v2 C1C2 / t2 t1 1 v1 C1C2 / t1 t2 2
铰链四杆机构中，若其两个连架杆一为曲柄，一为摇
杆，则此四杆机构称为曲柄摇杆机构。
C
2
B
1 4
3
A
D
功能： 连 续 转 动
往复摆动
应用实例：
雷达天线俯仰机构
飞 机 起 落 架 机 构
缝 纫 机 脚 踏 板 机 构
抽 油 机 机 构
应用实例： 搅拌机构
碎石机
拉胶片机构
剪板机
2. 双曲柄机构 (Double-Crank Mechanism) ——两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构
K
180 1 180
K 1 K 1
或： 180 讨论：
1) 当θ≠0时，机构具有急回运动特性； 2) θK ，急回运动特性愈显著。
例：曲柄滑块机构
对心曲柄滑块机构 0， K=1，无急回运动