平面连杆机构
一、填空题:
1.平面连杆机构是由一些刚性构件用副和
2.平面连杆机构是由一些
3.在铰链四杆机构中,运动副全部是副。
4.在铰链四杆机构中,能作整周连续回转的连架杆称为。
5.在铰链四杆机构中,只能摆动的连架杆称为
6.在铰链四杆机构中,与连架杆相连的构件称为
7.某些平面连杆机构具有急回特性。从动件的急回性质一般用
8.对心曲柄滑快机构
8.偏置曲柄滑快机构急回特性。
10. 对于原动件作匀速定轴转动, 从动件相对机架作往复运动的连杆机构, 是否有急回特性, 取决于机构的极位夹角是否大于零。
11.机构处于死点时,其传动角等于
12.机构的压力角越小对传动越有利。
13.曲柄滑快机构,当取为原动件时,可能有死点。
14.机构处在死点时,其压力角等于
15.平面连杆机构,至少需要构件。
三、选择题:
1.铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和其他两杆之和。 A <=; B >=; C > 。
2. 铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和, 而充分条件是取 A 为机架。
A 最短杆或最短杆相邻边;
B 最长杆;
C 最短杆的对边。
3.铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和,当以为机架时,有两个曲柄。
A 最短杆相邻边;
B 最短杆;
C 最短杆对边。
4. 铰链四杆机构中, 若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和, 当以为机架时,有一个曲柄。
A 最短杆相邻边;
B 最短杆;
C 最短杆对边。
5. 铰链四杆机构中, 若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和, 当以为机架时,无曲柄。
A 最短杆相邻边;
B 最短杆;
C 最短杆对边。
6.铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和
摇杆机构。
A <;
B >;
C = 。
7. 一曲柄摇杆机构,若曲柄与连杆处于共线位置。则当为原动件时, 称为机构的死点位置。
A 曲柄;
B 连杆;
C 摇杆。
8. 一曲柄摇杆机构,若曲柄与连杆处于共线位置。则当为原动件时, 称为机构的极限位置。
A 曲柄;
B 连杆;
C 摇杆。
9.当极位夹角θ
A <0;
B >0;
C =0。
10.当行程速度变化系数时,机构就具有急回特性。
A <1;
B >1;
C =1。
11.在死点位置时,机构的压力角α=C
A 0 o;
B 45o;
C 90o。
12.若以
A 夹紧和增力;
B 传动。
13.若以
A 夹紧和增力;
B 传动。
14.判断一个平面连杆机构是否具有良好的传力性能,可以的大小为依据。 A 传动角; B 摆角; C 极位夹角。
15.压力角与传动角的关系是α+γ
A 180o;
B 45o;
C 90o。
四、简答题:
1. 什么叫连杆、连架杆、连杆机构?
答:不与机架组成运动副的构件称为“连杆” 。
与机架组成运动副的构件称为“连架杆” 。
由若干刚性构件用低副连接而成的机构称为“连杆机构” 。
2. 什么叫连杆机构的急回特性?它用什么来表达?
答:对于原动件作匀速定轴转动、从动件相对机架作往复运动的连杆机构,从动件正行程和反行程的平均速度不相等的现象称为机构的急回特性。
机构的急回特性用从动件行程速度变化系数来表达。
3. 什么叫极位夹角?它与机构的急回特性有什么关系?
答:从动件处于两个极限位置时对应的原动件(曲柄位置所夹的角,称为极们夹角。从动件速度行程变化系数:K =(180+θ /(180-θ ,其中θ为极位夹角。 4. 什么叫死点?它与机构的自由度 F<=0有什么区别?
答:四杆机构中,当连杆运动至与转动从动件共线或与移动从动件移动导路垂直时,机构的传动角为0的位置称为死点位置。
死点与自由度 F<=0的运动链不同,自由度 F<=0的运动链无法运动,而具有死点的机构是可以运动的, 只是需要避免在死点位置开始运动, 同时采取措施使机构在运动过程中能顺利通过死点位置并使从动件按预期方向运动。
5. 什么叫连杆机构的压力角、传动角?研究传动角的意义是什么?
答:连杆对从动件的作用力方向与力作用点的速度方向的夹角称为连杆机构的压力角。压力角的余角称为传动角。
由于传动角有时可以从平面连杆机构的运动简图上直接观察其大小, 因此, 在平面连杆机构设计中常采用传动角来衡量机构的传动质量。
五、分析计算设计题:
1. 根据图中标注的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构, 还是双摇杆机构。
(a(b(c(d
解:(a 因为 45+110=155<70+90=160, 满足杆长之和条件,且最短构件为机架,因此该机构为双曲柄机构。
(b 因为 45+120=165<70+100=170, 满足杆长之和条件,最短构件相邻的构件为机架,因此该机构为曲柄摇杆机构。
(c 因为 50+100=150>60+70=130, 不满足杆长之和条件,因此该机构为双摇杆机构。
(d 因为 50+120=170>70+90=160, 不满足杆长之和条件,因此该机构为双摇杆机构。
2. 在图示铰链四杆机构中, 已知 l
AB
=30mm, l BC =110mm, l CD =80mm, l AD =120mm , 构件 1为原动件。
(1 判断构件 1能否成为曲柄;
(2 在图中标出构件 3的极限工作位置和最大摆角Ψmax ,写出行程速度变化系数表达式;
(3 在图中标出最小传动角位置和最小传动角γmin ;
(4 当分别固定构件 1、 2、 3、 4时,各获得何种机构?
解:
(1 因为 l AB +l AD =30+120=150< l BC +l CD =80+120=200,满足杆长之各条件,且 AB 为最短构件,因此构件1为曲柄。
(2
180 180 K
θθ?+ =
?-
(3
(4构件1为机架时,机构为双曲柄机构;构件2为机架时,机构为曲柄摇杆机构;构件 3为机架时,机构为双摇杆机构;构件4为机架时,机构为曲柄摇杆机构。
3. 下列各机构图中标注箭头的构件为原动件,试用作图法求解:
①画出各机构的极限工作位置,判断有无急回作用;
②标注出图示位置时机构的压力角和传动角,并画出最大传动角和最小传动角位置;
③判断各机构是否存在死点,若存在请在图中画出死点位置。
解:(1
①如图所示, B 1C 1、 B 2C 2位置为机构的两个极限工作位置,该机构摇杆为主动件,曲柄作变速回转,因此,无急回特性。
C 1
C 3(C4
②机构图示工作位置的压力角和传动角分别为上图中α和γ,最大传动角位置为
B 3
C 3、 B 4C 4位置,在这两个位置连杆与曲柄垂直,压力角为0o,传动角为90o。最小传动角位置为 B 1C 1、 B 2C 2位置,在这两个位置,连杆与曲柄共线,压力角为90o,传动角为0o。③该机构摇杆为原动件,存在死点位置,图中 B 1C 1、 B 2C 2位置为死点位置。
(2
①如图所示, B 1C 1、 B 2C 2位置为机构的两个极限工作位置,连杆与曲柄共线。该机构有急回特性。
②机构图示工作位置的压力角和传动角分别为上图中α和γ,最大传动角位置为
B 4
C 4
和 B 5C 5位置,连杆与滑块导路重合,连杆对滑块的作用力方向与滑块运动方向一致,压力角为0o,传动角为90o。最小传动角位置为 B 3C 3位置,在这个位置压力角最大,传动角最小。
③该机构曲柄为原动件,不存在死点位置。 (3
①如图所示,
②在任何位置,滑块对导杆的作用力始终垂直于导杆,与力作用点速度方向相同,因此,压力角始终等于0o,传动角始终等于90o。
③该机构曲柄为原动件,不存在死点位置。 4. 已知图示六杆机构,原动件 AB 作等速回转。试用作图法确定:
(1滑块 5的冲程 H ;
(2滑块 5往返行程的平均速度是否相同?行程速度变化系数 K 值; (3滑块处的最小传动角γmin (保留作图线。解:
(1 H l ==?=μ( .
. 120002170034 m (2不相等。
180o + θ 180o + 42 o K = = ≈ 1.61 180o ? θ 180o ? 42 o （3）γ min = 69 o 5. 试设计一曲柄摇杆机构。设摇杆两极限位置分别为?1 = 150 ,? 2 = 90 ;l = 40 mm， CD o o lAD = 50 解： mm。用图解法求 lAB 、 lBC 及行程速比系数 K 和最小传动角γ min 。（1）取比例尺 μ l = 1 mm mm 先将已知条件画出。（2）测得：AC 1 = l ? lAB = 26 mm BC mm mm AC 2 = lBC + lAB = 64 两式联立求得： lAB = 19 mm，lBC = 45 （3）测得：θ = ∠C 1 AC 2 ＝15 o 180o + θ 180o + 15o 所以 K = = = 1. 18 180o ? θ 180o ? 15o （4）测得：γ min = 42 o
6.如图所示，已给出平面四杆机构的连杆和主动连架杆 AB 的两组对应位置，以及固定铰链 D 的位置，已知 lAB = 25 mm， lAD = 50 mm。试设计此平面四杆机构。解：用反转法，以比例尺 μ l = lAB AB mm/mm 作图，机构图如 AB1C1D 所示。解得： lBC = BC ? μ l l = CD ? μ l CD 得： lBC = 60 mm l = 55 mm CD
1 图11所示铰链四杆机构中，已知各杆长度AB l =42mm ，BC l =78mm ，CD l =75mm ，AD l =108mm 。要求 (1) 试确定该机构为何种机构； (2) 若以构件AB 为原动件，试用作图法求出摇杆CD 的最大摆角?， 此机构的极位夹角θ，并确定行程速比系数K (3) 若以构件AB 为原动件，试用作图法求出该机构的最小传动角 min γ； (4) 试分析此机构有无死点位置。 图11 【分析】(1)是一道根据机构中给定的各杆长度（或尺寸范围）来确定属于何种铰链四杆机构问题；(2)(3)(4)是根据机构中给定的各杆长度判定机构有无急回特性和死点位置，确定行程速比系数K 和最小传动角问题。 解： (1)由已知条件知最短杆为AB 连架杆，最长杆为AD 杆，因 mm l l mm l l CD BC AD AB 153757815010842=+=+<=+=+ 故AB 杆为曲柄，此机构为曲柄摇杆机构。 (2)当原动件曲柄AB 与连杆BC 两次共线时，摇杆CD 处于两极限位置。 适当选取长度比例尺l μ，作出摇杆CD 处于两极限位置时的机构位置图AB 1C 1D 和AB 2C 2D ，由图中量得?=70°，θ=16°，可求得 19.1180180≈+?-?= K θ θ (3) 当原动件曲柄AB 与机架AD 两次共线时，是最小传动角min γ可能出现的位置。用作图法作出机构的这两个位置AB ′C ′ D 和AB ″C ″ D ，由图中量得,50,27?=''?='γγ故 min γ=?='27γ (4) 若以曲柄AB 为原动件，机构不存在连杆BC 与从动件CD 共线的两个位置，即不存在?='0γ的位置，故机构无死点位置；若以摇杆CD 为原动件，机构存在连杆BC 与从动件AB 共线的两个位置，即存在?='0γ的位置，故机构存在两个死点位置。 【评注】 四杆机构基本知识方面的几个概念(如有曲柄条件、急回运动、传动角等)必须清晰。机构急回运动分析的关键是确定极位夹角θ的大小，本题曲柄合理转向的确定依据就是机构存在慢进快退的急回特性；而传动角和死点的分析要特别注意它与机构原动件有关。 2 如图12所示，连杆BC 的长度BC l 及其两个位置11C B 、22C B 为已知，试设计一铰链四杆机构ABCD ，使得AB 杆为原 动件时，机构在此位置时的传动角相等，并满足机架AD 的长度为AD l 。
第三章平面连杆机构 平面连杆机构是由若干构件和低副组成的平面机构，又称平面低副机构。这种机构可以实现预期的运动规律及位置、轨迹等要求。平面连杆机构用于各种机械中，常与机器的工作部分相连，起执行和控制的作用，在工程实际中应用十分广泛。平面连杆机构的主要优点有：1、低副为面接触，所以压强小，易润滑，磨损少，可以承受较大的载荷。2、构件结构简单，便于加工，构件之间的接触是由构件本身的几何约束来保持的，故工作可靠。3、在原动件等速连续运动的条件下，当各构件的相对长度不同时，可使从动件实现多种形式的运动，满足多种运动规律的要求。其主要的缺点有：1、运动副中存在间隙，当构件数目较多时，从动件的运动累计误差较大。2、不容易精确地实现复杂的运动规律，机构设计相对复杂。3、连杆机构运动时产生的惯性力难以平衡，所以不适用于高速场合。 平面连杆机构是常用的低副机构，其中以由四个构件组成的平面四杆机构应用最广泛，而且是组成多杆机构的基础。因此本章着重讨论平面四杆机构的基本形式及在实际中的应用，理解四杆机构的运动特性及设计平面四杆机构的基本设计方法。 3.1 平面连杆机构及其应用 连杆机构有平面连杆机构和空间连杆机构。其中，若各运动构件均在相互平行的平面内运动，则称为平面连杆机构。若各运动构件不都在相互平行的平面内运动，则称为空间连杆机构。平面连杆机构较空间连杆机构应用更为广泛，在平面连杆机构中，结构最简单的且应用最广泛的是由四个构件所组成的平面四杆机构，其它多杆机构可看成在此基础上依次增加杆件而组成。故本章着重介绍平面四杆连杆机构。 3.1.1铰链四杆机构的类型 所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构。它是平面四杆机构的基本形式。如图3-1所示。图中固定不动的构件AD是机架；与机架相连的构件AB、CD称为连架杆；不与机架直接相连的构件BC称为连杆。连架杆中，能作整周回转的构件称为曲柄，只能作往复摆动的构件称为摇杆。 图3-1 铰链四杆机构 根据两连架杆中曲柄(或摇杆)的数目，铰链四杆机构可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本形式。
第2章平面连杆机构 题2-1 试根据图2.14 中标注尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构，还是双摇杆机构。 a ） b ） c ） d ） 图2.14 题2-2 试运用铰链四杆机构有整转副的结论，推导图2.15 所示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件（提示：转动导杆机构可视为双曲柄机构）。 图2.15 题2-3 画出图2.16 所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。 图2.16 题2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角为，摇杆工作行程须时7s 。试问：
（1 ）摇杆空回行程需几秒？（2 ）曲柄每分钟转速是多少？ 题2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，要求踏板在水平位置上下各摆，且 ，。（1 ）试用图解法求曲柄和连杆的长度；（2 ）用公式（2-3 ）和（2-3 ）′ 计算此机构的最小传动角。 图2.17 题2-5 解图 题2-6 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度，摆角，摇杆的行程速度变化系数。（1 ）用图解法确定其余三杆的尺寸；（ 2 ）用公式（ 2 — 3 ）和（2-3 ）′确定机构 最小传动角（若，则应另选铰链A 的位置，重新设计）。 题2-7 设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程，偏距，行程速度变化系数。求曲柄和连杆的长度。 图2.19 题2-8 设计一导杆机构。已知机架长度，行程速度变化系数，求曲柄长度。
图2.20 题2-9 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度，摆角，摇杆的行程速度变化系数 ，且要求摇杆的一个极限位置与机架间的夹角，试用图解法确定其余三杆的长度。 图2.21 题2-10 设计一铰链四杆机构作为加热炉门的启闭机构。已知炉门上的两活动铰链中心距为，炉门打开后成水平位置时，要求炉门温度较低的一面朝上（如虚线所示），设固定铰链 安装在轴线上，其相关尺寸如图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。 图2.22 题2-11 设计一铰链四杆机构。已知其两连架杆的四组对应位置间的夹角为，
第七章平面连杆机构 §7-1 平面连杆机构的特点§7-2 铰链四杆机构的组成与分类 一、选择题 1、铰链四杆机构中，各构件之间以（）相连接。 A 转动副 B 移动副 C 螺旋副 2、在铰链四杆机构中，能相对机架作整周旋转的连架杆为（）。 A 连杆 B 摇杆 C 曲杆 3、车门启闭机构采用的是（）机构。 A 反向双曲柄 B 曲柄摇杆 C 双摇杆 4、铰链四杆机构中，不与机架直接连接，且作平面运动的杆件称为（）。 A 摇杆 B 连架杆 C 连杆 5、家用缝纫机踏板机构采用的是（）机构。 A 曲柄摇杆 B双摇杆 C 双曲柄 6、汽车窗雨刷采用的是（）机构。 A双曲柄 B曲柄摇杆 C 双摇杆 7、平行双曲柄机构中的两个曲柄（）。 A 长度相等，旋转方向相同 B 长度不等，旋转方向相同 C 长度相等，旋转方向相反 8、雷达天线俯仰角摆动机构采用的是（）机构。 A双摇杆 B 曲柄摇杆 C 双曲柄 9、天平采用的是（）机构。 A 双摇杆 B平行双曲柄 C 反向双曲柄 二、判断题 1、（）平面连杆机构能实现较为复杂的平面运动。 2、（）铰链四杆机构中，其中有一杆必为连杆。 3、（）平面连杆机构是用若干构件以高副连接而成的。 4、（）铰链四杆机构中，能绕铰链中心作整周旋转的杆件是摇杆。 5、（）反向双曲柄机构中的两个曲柄长度不相等。
6、（）常把曲柄摇杆机构中的曲柄和连杆称为连架杆。 三、填空题 1、平面连杆机构是将用连接而组成的平面机构。 2、当平面四杆机构中的死光杆件均以转动副连接时，该机构称为。滑块四杆机构中，除了转动副连接外，还有连接。 3、铰链四杆机构中，固定不动的杆件称为；不与机架直接连接的杆件称为；杆件与机架用转动副相连接，且能绕该转动副回转中心作整周旋转的杆件称为；杆件与机架用转动副相连接，但只能绕该转动副回转中心的杆件称为摇杆。 4、缝纫机踏板机构采用的是机构；电扇摇头机构采用的是；惯性筛作变速往复运动是应用机构来实现的。 5、铰链四杆机构一般有、和三种基本形式。 6、天平是利用机构中的两曲柄转向和长度的特性，保证量只天平盘始终保持水平状态。 四、术语解释 1、曲柄： 2、摇杆： §7-3 铰链四杆机构的基本性质 一、选择题 1、铰链四杆机构中，最短杆件与最长杆件长度之和小于或等于其余两杆件的长度之和时，机构中一定有（）。 A 曲柄 B摇杆 C 连杆 2、不等长双曲柄机构中，（）长度最短。 A 曲柄 B连杆 C 机架 3、曲柄摇杆机构中，曲柄作等速转动时，摇杆摆动过程中空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度，这种性质称为（）。 A 死点位置 B机构的运动不确定性 C 机构的急回特性 4、曲柄摇杆机构中，曲柄的长度（）。
第二章 平面连杆机构 1.平面连杆机构是各构件都是用平面低副（回转副和移动副）联接起来的机构。又称平面低副机构。 2.铰链四杆机构是全部用转动副相连的平面四杆机构。 3.铰链四杆机构可分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。 4.曲柄滑块机构是改变曲柄摇杆机构中 摇杆尺寸为无穷大时 形成的。 5.连杆机构中，传动角和压力角之和为__90°_。 6.连杆机构中，传动角 越大 ，机构传动能力越好。 7.所有构件都在相互平行的平面内运动的机构称为 平面机构 。 8.设计连杆机构时,为了具有良好的传动性能,应使 压力角小、传动角大 。 9.取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副，得到 曲柄摇杆机构 。 10.取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，得到 双曲柄机构 。 11.取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副，得到 双摇杆机构 。 12.平面四杆机构中，如存在急回运动特性，则其行程速比系数 Ａ 。 A 、K ＞1 B 、K ＝1 C 、K ＜1 D 、K ＝0 13.在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件，且 Ｂ 处于共线位置时，机构处于死点位置。 A 、曲柄与机架 B 、曲柄与连杆 C 、连杆与摇杆 D 、连杆与机架 14.曲柄摇杆机构的急回运动特性系数K=1.5，则极位夹角是 C 。 A 、o 15=θ B 、o 36=θ C 、o 24=θ 15.某机构中，需要将原动机的回转运动转化为直线往复运动，应选 D 机构。 A 、双曲柄机构 B 、摆动导杆机构 C 、双摇杆机构 D 、曲柄滑块机构 16.平面四杆机构工作时，其传动角 Ｃ 。 A 、始终为９０ B 、始终为０ C 、是变化值 D 、为４５ 17.说明什么是曲柄摇杆机构的死点位置？它对机构有何影响？ 答：在曲柄摇杆机构中，如以摇杆为原动件，当摇杆摆到极限位置时，曲柄与连杆共线，如不计各杆的质量及运动副的摩擦，连杆为二力杆，此时连杆施加在曲柄上的力通过曲柄的转动中心，而造成曲柄不能转动。机构的这种位置称为死点位置。 死点位置会使机构的从动件出现卡死或运动不确定现象。 18.铰链四杆机构有整转副存在的条件是什么？有整转副存在一定有曲柄存在否？ 答：铰链四杆机构有整转副的条件是：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。整转副是由最短杆与其邻边组成的。 有整转副不一定有曲柄存在，只有它处于机架上才能形成曲柄。
平面连杆机构 一、填空题: 1.平面连杆机构是由一些刚性构件用副和 2.平面连杆机构是由一些 3.在铰链四杆机构中,运动副全部是副。 4.在铰链四杆机构中,能作整周连续回转的连架杆称为。 5.在铰链四杆机构中,只能摆动的连架杆称为 6.在铰链四杆机构中,与连架杆相连的构件称为 7.某些平面连杆机构具有急回特性。从动件的急回性质一般用 8.对心曲柄滑快机构 8.偏置曲柄滑快机构急回特性。 10. 对于原动件作匀速定轴转动, 从动件相对机架作往复运动的连杆机构, 是否有急回特性, 取决于机构的极位夹角是否大于零。 11.机构处于死点时,其传动角等于 12.机构的压力角越小对传动越有利。 13.曲柄滑快机构,当取为原动件时,可能有死点。 14.机构处在死点时,其压力角等于 15.平面连杆机构,至少需要构件。 三、选择题:
1.铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和其他两杆之和。 A <=; B >=; C > 。 2. 铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和, 而充分条件是取 A 为机架。 A 最短杆或最短杆相邻边; B 最长杆; C 最短杆的对边。 3.铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和,当以为机架时,有两个曲柄。 A 最短杆相邻边; B 最短杆; C 最短杆对边。 4. 铰链四杆机构中, 若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和, 当以为机架时,有一个曲柄。 A 最短杆相邻边; B 最短杆; C 最短杆对边。 5. 铰链四杆机构中, 若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和, 当以为机架时,无曲柄。 A 最短杆相邻边; B 最短杆; C 最短杆对边。 6.铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和 摇杆机构。 A <; B >; C = 。 7. 一曲柄摇杆机构,若曲柄与连杆处于共线位置。则当为原动件时, 称为机构的死点位置。 A 曲柄; B 连杆; C 摇杆。
第二章平面连杆机构及其设计与分析 §2-1 概述 平面连杆机构（全低副机构）:若干刚性构件由平面低副联结而成的机构。 优点： （1）低副，面接触，压强小，磨损少。 （2）结构简单，易加工制造。 （3）运动多样性，应用广泛。 曲柄滑块机构：转动－移动 曲柄摇杆机构：转动－摆动 双曲柄机构：转动－转动 双摇杆机构：摆动－摆动 （4）杆状构件可延伸到较远的地方工作（机械手） （5）能起增力作用（压力机） 缺点： （1）主动件匀速，从动件速度变化大，加速度大，惯性力大，运动副动反力增加，机械振动，宜于低速。 （2）在某些条件下，设计困难。 §2-2平面连杆机构的基本结构与分类 一、平面连杆机构的基本运动学结构 铰链四杆机构的基本结构 1．铰链四杆机构 所有运动副全为回转副的四杆机构。Array AD－机架 BC－连杆 AB、CD－连架杆 连架杆：整周回转－曲柄 往复摆动－摇杆
2．三种基本型式 （1）曲柄摇杆机构 定义：两连架杆一为曲柄，另一为摇杆的铰链四杆机构。 特点：?、β0～360°, δ、ψ＜360° 应用：鳄式破碎机缝纫机踏板机构揉面机（2）双曲柄机构 定义：两连架杆均作整周转动的铰链四杆机构。 由来：将曲柄摇杆机构中曲柄固定为机架而得。 应用特例：双平行四边形机构（P35），天平 反平行四边形机构（P45） 绘图机构 （3）双摇杆机构 定义：两连架杆均作往复摆动的铰链四杆机构。 由来：将曲柄摇杆机构中摇杆固定为机架而得。 应用：翻台机构，夹具，手动冲床 飞机起落架，鹤式起重机 二．铰链四杆机构具有整转副和曲柄存在的条件 上述机构中，有些机构有曲柄，有些没有曲柄。机构有无曲柄，不是唯一地由取哪个构件为机架决定，机构有曲柄的首要条件是：机构中各构件长度间应满足一定的尺寸关系，该条件是首要条件。 然后，再看以哪个构件作为机架。 下面讨论机构中各构件长度间应满足的尺寸关系。铰链四杆机构曲柄存在的条件
一、填空题： 1．平面连杆机构是由一些刚性构件用低副连接组成的。 2．由四个构件通过低副联接而成的机构成为四杆机构。 3．在铰链四杆机构中，运动副全部是转动副。 4．在铰链四杆机构中，能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。 5．在铰链四杆机构中，只能摆动的连架杆称为摇杆。 6．在铰链四杆机构中，与连架杆相连的构件称为连杆。 7．某些平面连杆机构具有急回特性。从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。 8．对心曲柄滑快机构无急回特性。9．偏置曲柄滑快机构有急回特性。 10．对于原动件作匀速定轴转动，从动件相对机架作往复运动的连杆机构，是否有急回特性，取决于机构的极位夹角是否大于零。 11．机构处于死点时，其传动角等于０。12．机构的压力角越小对传动越有利。 13．曲柄滑快机构，当取滑块为原动件时，可能有死点。 14．机构处在死点时，其压力角等于９０o。 15．平面连杆机构，至少需要４个构件。 二、判断题： 1．平面连杆机构中，至少有一个连杆。（√） 2．平面连杆机构中，最少需要三个构件。（×） 3．平面连杆机构可利用急回特性，缩短非生产时间，提高生产率。（√） 4．平面连杆机构中，极位夹角θ越大，K值越大，急回运动的性质也越显著。（√） 5．有死点的机构不能产生运动。（×） 6．机构的压力角越大，传力越费劲，传动效率越低。（√） 7．曲柄摇杆机构中，曲柄为最短杆。（√） 8．双曲柄机构中，曲柄一定是最短杆。（×） 9．平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性，使机构通过死点位置。（√） 10．平面连杆机构中，压力角的余角称为传动角。（√） 11．机构运转时，压力角是变化的。（√） 三、选择题： 1．铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和 A 其他两杆之和。 A <=； B >=； C > 。 2．铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和，而充分条件是取 A 为机架。 A 最短杆或最短杆相邻边； B 最长杆； C 最短杆的对边。3．铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以 B 为机架时，有两
1 图11所示铰链四杆机构中，已知各杆长度AB l =42mm ，BC l =78mm ，CD l =75mm ，AD l =108mm 。要求 (1) 试确定该机构为何种机构； (2) 若以构件AB 为原动件，试用作图法求出摇杆CD 的最大摆角?， 此机构的极位夹角θ，并确定行程速比系数K (3) 若以构件AB 为原动件，试用作图法求出该机构的最小传动角 min γ； (4) 试分析此机构有无死点位置。 图11 2 如图12所示，连杆BC 的长度BC l 及其两个位置11C B 、22C B 为已知，试设计一铰链四杆机构ABCD ，使得AB 杆为原动件时，机构在此位置时的传动角相等，并满足机架AD 的长度为AD l 。
图12 3 图13示为一铰链四杆机构ABCD 的固定铰链A 、D ，已知主动件AB 的三个位置和连杆上K 点所对应的三个点。试求： (1) 确定连杆上铰链C 的位置和连架杆CD 的长度； (2) 验算其主动件是否为曲柄； (3) 指出最小传动角min 的位置并确定其数值。 图13 4 图15示为一曲柄滑块机构AC O A ，当滑块从1C 移到2C 时，连架杆B O B 上的一条标线1E O B 转至2E O B ；当C 从2C 移到3C 时，E O B 从2E O B 转至3E O B 。现欲将曲柄A O A 与连架杆B O B 用一连杆AB 连接起来，试求铰链点1B 的位置，并画出机构第一位置的机构简图。（写出简要作图步骤，保留作图线）
图8.15 5设计曲柄摇杆机构ABCD 。已知摇杆CD 的长度l CD =290mm ，摇杆两极限位置间的夹角ψ=32o，行程速比系数K=1.25，连杆BC 的长度l BC =260mm 。试求曲柄AB 的长度l AB 和机架AD 的长度l AD 。(解法不限) 6 在曲柄摇杆机构，曲柄为主动件，转速min 601r n =，且已知曲柄长mm l AB 50=，连杆长mm l BC 70=，摇杆长mm l CD 80=，机架长 mm l AD 90=， （工作行程平均速度<空回行程速度），试问： (1) 行程速度系数K=？ (2) 摇杆一个工作行程需要多少时间？ (3) 最小传动角min γ=？
第七章平面连杆机构计算题专项训练（答案） 1、根据图中注明的尺寸，判断各铰链四杆机构的类型。 （1） 曲柄摇杆机构双曲柄机构曲柄摇杆机构双摇杆机构 （2） 双曲柄机构曲柄摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构 （3） a)双曲柄机构 b)双摇杆机构
（4） 30 20 50 40曲柄摇杆机构30 20 50 40 双曲柄机构 30 20 50 40 双摇杆机构 30 20 曲柄滑块机构 a) b) c) d) 答案： 30 20 50 40曲柄摇杆机构30 20 50 40 双曲柄机构 30 20 50 40 双摇杆机构 30 20 曲柄滑块机构 2、判断下图中各机构的运动特点。 a) b) c) 曲柄滑块机构导杆机构摇块机构 3、根据图中各杆所注尺寸和以AD边为机架，判断指出各铰链四杆机构的名称。 a) b) 平行双曲柄机构反向双曲柄机构
4、已知一四杆机构各杆长为AB=50㎜，BC=90㎜，CD=80㎜，AD=100 ㎜。 （1）以何杆为机架杆时可得到双曲柄机构？（AB） （2）若以AD杆为机架杆： ①以AB杆为主动件，该机构有死点位置吗？无 ②以CD杆为主动件，该机构有死点位置吗？说明理由。有 5、图示铰链四杆机构，AD为机架，已知L AB=40mm，L BC=95mm，L CD=90mm，若要形成曲柄摇杆机构，且BC杆最长，试确定AD的取值范围。 【答案】要成为曲柄摇杆机构，则某连架杆须为最短杆，即: L AD≥40 且BC为最长杆，因此L AD≤95 同时应满足：40+95≤90+LAD，即：L AD≥45 ∴AD的取值范围：45≤L AD≤95 6、图示铰链四杆机构，AD为机架，已知L BC=120mm，L CD=100mm，L AD=140mm，若要形成曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，试确定AB杆的取值范围。 【答案】要成为曲柄摇杆机构，AB为曲柄，则AB须为最短杆，即: L AB≤100 同时应满足：140+L ≤210+240，即：L CD≤300 AB ∴AB的取值范围：240≤L AB≤300
1、通常利用机构中构件运动时的惯性，或依靠增设在曲柄上的惯性来渡过“死点”位置。 2、曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的长度趋向而演变来的。 3、导杆机构可看做是由改变曲柄滑块机构中的而演变来的。 4、将曲柄滑块机构的改作固定机架时，可以得到导杆机构。 5、曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：摇杆为件，曲柄为件或者是把运动转换成运动。 6、曲柄摇杆机构出现急回运动特性的条件是：摇杆为件，曲柄为件或者是把` 运动转换成。 7、曲柄摇杆机构的不等于00，则急回特性系数就，机构就具有急回特性。 8、实际中的各种形式的四杆机构，都可看成是由改变某些构件的，或选择不同构件作为等方法所得到的铰链四杆机构的演化形式。 9、若以曲柄滑块机构的曲柄为主动件时，可以把曲柄的运动转换成滑块的运动。 10、若以曲柄滑块机构的滑块为主动件时，在运动过程中有“死点”位置。 1 自身飞轮 2摇杆无穷大 3 固定件 4 曲柄 5 主动从动往复摆动旋转 6 从动主动等速旋转往复摆动 7 极位夹角大于1 8 形状相对长度机架 9 等速旋转直线往复 10 曲柄 大题 1. 图示的四杆机构中，各杆长度为a=25mm，b=90mm，c=75mm，d=100mm，试求： 的机构？ 2）若杆BC是机构的主动件，AB为机架，机构是什么类型
3）若杆BC 是机构的主动件，CD 为机架，机构是什么类型的机构？ 解： 1）若杆AB 是机构的主动件，AD 为机架，因为 l AB +l AD =(25+100)mm =125mm 第七章平面连杆机构测试题 姓名分数 一、单项选择题 1. 铰链四杆机构是按____的不同形式分为三种基本型式的。 A. 摇杆 B. 连架杆 C. 连杆 D. 曲柄 2. 缝纫机的脚踏板机构是以____为主动件的曲柄摇杆机构。 A. 摇杆 B. 连杆 C. 曲柄。 3. 铰链四杆机构具有急回特性的条件是____。 A. θ>0° B.θ≤0 ° C. K=1 D. K＜1。 4. 在铰链四杆机构中，有可能出现死点的机构是机构。 A. 双曲柄 B. 双摇杆 C. 曲柄摇杆 5. 下列铰链四杆机构中，能实现急回运动的是。 A. 双摇杆机构 B. 曲柄摇杆机构 C. 双曲柄机构 D. 对心曲柄滑块机构 6．铰链四杆机构各构件以（）联接而成。 A 转动副 B 移动副 C 螺旋副 7．平面连杆机构急回特性系数k（）1时，机构有急回运动。 A大于1 B等于1 C小于1 8．在曲柄摇杆机构中只有当（）为主动件时，机构才会出现“死点”位置 A曲柄 B摇杆 C连杆 9．曲柄滑块机构是由（）演化而来的。 A．曲柄摇杆机构 B．双曲柄机构 C．双摇杆机构 10、飞机起落架收放机构属于（） A、曲柄摇杆机构 B、双曲柄机构 C、双摇杆机构 11、可能出现死点位置的平面连杆机构是（）。 A、导杆机构 B、曲柄滑块机构 C、偏心轮机构 12、、铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取( ) A.最短杆 B.最短杆的相邻杆 C.最短杆的相对杆 D.任何一杆 13、两曲柄的旋转方向相同，角速度也相等的机构是（） A、普通双曲柄 B、平行双曲柄 C、反向双曲柄 D、等腰梯形机构 14、、惯性筛分机应用了（） A、不等长双曲柄机构 B、平行双曲柄 C、反向双曲柄 D、曲柄摇杆机构 15、在铰链四杆机构中不与机架直接相连的杆叫（） A、静杆 B、曲柄 C、连杆 D、连架杆 16、在曲柄摇杆机构中与最短杆相对的是（） A、曲柄 B、摇杆 C、连杆 D、机架 17、在双曲柄机构中，最短的杆为（） ` 第三章平面连杆机构 机构中的运动副全为低副，称机构为连杆机构。根据机构中构件的相对运动情况，连杆机构可分为平面连杆机构、空间连杆机构和球面连杆机构。本章讨论平面连杆机构。根据平面连杆机构自由度的不同，又可将其分为单自由度、两自由度和三自由度平面连杆机构。根据运动链的结构型式，可分为开式链和闭式链机构，本章讨论闭式链机构，开式链机构将在第8章中介绍。对于闭式链机构，一般将机构中含有五个以上构件的平面连杆机构统称为平面多杆机构。本章主要讨论单自由度平面四连杆机构，简要介绍平面多杆机构。 第一节平面四连杆机构的类型 一、平面四连杆运动链 表3-1 平面四连杆运动链类型 平面四连杆机构是由四个构件通过四个低副构成的闭式链机构。四个构件和四个低副只有一种基本闭式运动链型式。四个低副可以是转动副也可以是移动副，组合后有表3-1所示的六种型式。为叙述方便，用R表示转动副，P表示移动副，每种运动链可用运动链中运动副的类型和排列顺序来表示，如RRRR型等。 在RRRR、RRRP、RRPP和RPRP四种运动链中，只要指定某一构件为机架，就可得到自由度为1的平面四连杆机构。将RRRR型机构称为平面铰链四杆机构，RRRP型机构称为含有一个移动副的平面四连杆机构，RRPP和RPRP型机构称为含有两个移动副的平面四连杆机构。在RPPP和PPPP运动链中，运动链的公共约束为4，即4族机构，此时构成的机构的自由度为2，本书中不讨论。 在表3-1的第二列中，已列出了每种运动链可以取作为机架的特征构件的类型，第三列中列出了取不同运动副特征构件为机架得到的相应机构的名称。如RRRR型运动链，取作为机架的构件运动副特征只有一种，即含有两个转动副的构件；对RRRP型运动链，取作机架的构件的运动副特征有两种可能性，即含有两个转动副的构件和含有一个转动副一个移动副的构件。 大作业（一） 平面连杆机构的运动分析 班级： 姓名：姓名：姓名： 指导教师： 完成日期： 一、题目及原始数据 、平面连杆机构的运动分析题目： 如图所示，为一平面六杆机构。设已知各构件的尺寸如表 所示，又知原动 件1以等角速度1ω= 1rad/s 沿逆时针方向回转，试求各从动件的角位移、角速 度及角加速度以及位移E 点的位移、速度及加速度的变化情况。 表 平面六杆机构的尺寸参数 2'l =65mm,G x =,G y = 题 号 1l 2l 3l 4l 5l 6l α A B C 1-A 25 60° 1l = 1l =24 1l = 要求每组（每三人为一组，每人一题）至少打印一份源程序，每个同学计 算出原动件从 0o到 360o时（计算点数 N=36）所要求各运动变量的大小，并绘出各组应的运动线图以及 E 点的轨迹曲线。 图 v1.0 可编辑可修改 二、平面连杆机构运动分析方程 、位移方程： 4312l4cos cos l1cos 0h θθθ--= 43311l4sin s sin l1sin 0h θθθ+--= 43l4cos l3cos s c 0θθ+-?= 43l4sin l3 sin h 0θθ+-= []3 43c v v ωω 、速度方程： 34333 4331434 3 cos l4sin s sin 0sin l4cos s cos 0V 0l4sin l3sin 10 l4cos l3cos 0θθθθ θθθθθθ--????? ?=??---???? []211V l1sin l1cos 00θθ=- []3343V c v v ωω= 3V V1\V2= 、加速度方程： 3344333333 4433333 111443344 33 sin 14cos v sin s cos 014sin ?v cos s sin 0014cos 13cos 00 14sin 13sin 0A ωθωθθωθω ωθθωθωθωθωθωθ+????--+? ?=?????? []112343c A =v v ωω 11111112A A A =? []1211A l1cos l1sin 00θθ=-- 11112A A A =+ 第二章平面连杆机构 案例导入：通过雷达天线、汽车雨刮器、搅拌机等实际应用的机构分析引入四杆机构的概念，介绍四杆机构的组成、基本形式和工作特性。 第一节铰链四杆机构 一、铰链四杆机构的组成和基本形式 1. 铰链四杆机构的组成 如图1-14所示，铰链四杆机构是由转动副将各构件的头尾联接起的封闭四杆系统， 并使其中一个构件固定而组成。被固定件4称为机架，与机架直接铰接的两个构件1和3称为连架杆，不直接与机架铰接的构件2称为连杆。连架杆如果能作整圈运动就称为 曲柄，否则就称为摇杆。 2. 铰链四杆机构的类型 铰链四杆机构根据其两个连架杆的运动形式的不同，可以分为曲柄摇杆机构、双曲 柄机构和双摇杆机构三种基本形式。 (1) 曲柄摇杆机构。在铰链四杆机构中，如果有一个 连架杆做循环的整周运动而另一连架杆作摇动，则该机构称为曲柄摇杆机构。如图2-1所示曲柄摇杆机构，是雷达天线调整机构的原理图，机构由构件AB、BC、固连有天线 的CD及机架DA组成，构件AB可作整圈的转动，成曲柄；天线3作为机构的另一连架杆可作一定范围的摆动，成摇杆；随着曲柄的缓缓转动，天线仰角得到改变。如图2-2 所示汽车刮雨器，随着电动机带着曲柄AB转动，刮雨胶与摇杆CD 一起摆动，完成刮雨功能。如图2-3所示搅拌器，随电动机带曲柄AB转动，搅拌爪与连杆一起作往复的摆动，爪端点E作轨迹为椭圆的运动，实现搅拌功能。 (2) 双曲柄机构。在铰链四杆机构中， 两个连架杆均能做整周的运动，则该机构称为双曲柄机 构。如图2-4所示惯性筛的 图2-4惯性筛工作机构 工作机构原理，是双曲柄机构的应用实例。由于从动曲柄3与主动曲柄1的长度不同， 故当主动曲柄1匀速回转一周时，从动曲柄3作变速回转一周，机构利用这一特点使筛 子6作加速往复运动，提高了工作性能。当两曲柄的长度相等且平行布置时，成了平行双曲柄机构，如图2-5a)所示为正平行双曲柄机构，其特点是两曲柄转向相同和转速相等及连杆作平动，因而应用广泛。火车驱动轮联动机构利用了同向等速的特点；路灯检修车的载人升斗利用了平动的特点，如图2-6a、b)所示。如图2-5b)为逆平行双曲柄机构， 具有两曲柄反向不等速的特点，车门的启闭机构利用了两曲柄反向转动的特点，如图2-6c) 所示。 (3) 双摇杆机构。两根连架杆均只能在不足一周的范围内运动的铰链四杆机构称为双摇杆机构。如图2-7 所示为港口用起重机吊臂结构原理。其中，ABCD构 成双摇杆机构，AD为机架，在主动摇杆AB的驱动下，随着机构的运动连杆BC的外伸端点M获得近似直线的水平运动，使吊重Q能作水平移动而大大节省了移动吊重所需要的功率。图2-8所示为电风扇摇头 机构原理，电动机外壳作为其中的一根摇杆AB，蜗 轮作为连杆BC,构成双摇杆机构ABCD。蜗杆随扇叶同轴转b) 图2-5平行双曲柄机构 图2-6 平行双曲柄机构的应用 第三章平面连杆机构 第一节概述 平面连杆机构是由若干个构件通过低副联接而成的机构，又称为平面低副机构。由四个构件通过低副联接而成的平面连杆机构，则称为平面四杆机构。它是平面连杆机构中最常见的形式，也是组成平面多杆机构的基础。本章主要介绍平面机构的力分析，机构的效率和自锁问题。 在平面四杆机构中，如果所有的低副都是转动副，这种四杆机构则称为铰链四杆机构。它是平面四杆机构最基本的形式，其他形式的四杆机构都可看作是在它的基础上演化而成的。 平面连杆机构广泛应用于各种机构和仪表中，其主要优点有：①平面连杆机构中的运动副都是低副，组成运动副的两构件之间为面接触，故在传递同样载荷的条件下，两元素间的压强较小，且便于润滑，因而两元素的磨损较轻；②低副两元素的几何形状简单（圆柱面或平面），便于加工制造；③两构件之间的接触是靠本身的几何约束来保持的，所以构件工作可靠；④在主动件以同样的运动规律运动的条件下，如果改变各构件的相对长度，便可使从动件满足不同运动规律的要求；⑤利用平面连杆机构中的连杆可满足多种运动轨迹的要求。平面连杆机构的主要缺点有：①根据从动件所需要的运动规律或轨迹来设计连杆机构比较复杂，而且精度不高；②机构中作平面复杂运动和往复运动的构件所产生的惯性力难以平衡，所以不适用于高速的场合；③机构中具有较长的运动链（即较多的构件和运动副），则各构件的尺寸误差和运动副的间隙将使机构存在较大的累积误差，造成运动规律的偏差增加，同时也会使机械效率降低。 第二节平面四杆机构的基本型式及其演化 一、四杆机构的基本型式 铰链四杆机构是平面四杆机构的基本型式，见图3-1。其中AD 为机架，与机架相连的AB杆和CD杆称为连架杆，不与机架相连的 BC杆称为连杆。一般情况下连杆作复杂的平面运动。能作整周回 转运动的连架杆称为曲柄，只能在一定角度内摆动的连架杆称为摇 杆。图3-1 铰链四杆机构 根据铰链四杆机构有无曲柄,可将其分为三类。 1．曲柄摇杆机构 两连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆的四杆机构，称为曲柄摇杆机构。搅拌机（图3-2）及缝纫机脚踏驱动机构（图3-3）均为曲柄摇杆机构。 2．双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的四杆机构称为双曲柄机构。图3-4所示的惯性筛及图3-5所示的机车车轮联动机构都为双曲柄机构。惯性筛机构中，主动曲柄AB等速回转一周时，从动曲柄CD将以变速回转一周，使筛子EF获得较大的加速度，被筛的材料将因惯性而被筛选。 第三章平面连杆机构设计（4学时） 1．教学目标 1）铰链四杆机构的基本类型； 2）铰链四杆机构的演化； 3）对曲柄存在的条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数等有明确的概念； 4）平面四杆机构的设计； 2．教学重点和难点 1）曲柄存在条件、传动角、死点、行程速比系数； 2）平面四杆机构的图解法设计； 3）有关曲柄存在条件的杆长关系式的全面分析、平面四杆机构最小传动角的确定等问题。3．讲授方法：多媒体课件 正文 我们在实际生活中已经见过许多的平面连杆机构，被广泛地使用在各种机器、仪表及操纵装置中。例如内燃机、牛头刨、钢窗启闭机构、碎石机等等，这些机构都有一个共同的特点：其机构都是通过低副连接而成，故此这些机构又称低副机构。 根据这一特点，我们定义：若干构件通过低副（转动副或移动副）联接所组成的机构称作连杆机构。连杆机构中各构件的相对运动是平面运动还是空间运动，连杆机构又可以分为平面连杆机构和空间连杆机构。 平面连杆机构是由若干构件用平面低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。平面连杆机构的使用更加广泛，所以主要讨论平面连杆机构。 平面连杆机构的类型很多，单从组成机构的杆件数来看就有四杆、五杆和多杆机构。一般的多杆机构可以看成是由几个四杆机构所组成。所以平面四杆机构不但结构最简单、应用最广泛，而且只要掌握了四杆机构的有关知识和设计方法，就为进行多杆机构的设计和分析奠定了基础，所以本章我们重点讨论四杆机构。 3.1 平面四杆机构的类型及应用 一、平面四杆机构的基本型式 构件之间都是用转动副联接的平面四杆机构称为铰链四 杆机构,如图2-1所示。铰链四杆机构是平面机构的最基本的 可以实现运动和力转换的连杆机构型式。 也就是说：铰链四杆机构是具有转换运动功能而构件 数目最少的平面连杆机构。其它型式的四杆机构都可以看成 是在它基础上通过演化而来的。 在此机构中，AD固定不动，称为机架；AB、CD两 构件与机架组成转动副，称为连架杆；BC称为连杆。在连 架杆中，能作整周回转的构件称为曲柄，而只能在一定角 度范围内摆动的构件称为摇杆。 因此，根据机构中有无曲柄和有几个曲柄，铰链四 杆机构又有三种基本形式： 1．曲柄摇杆机构：两连架杆中一个为曲柄而另一个为摇杆的机构。 当曲柄为原动件时，可将曲柄的连续转动转 图2—2 曲柄连杆机构图2－1 第2章平面连杆机构典型例题 1.图示为两种夹紧机构，试问机构应处于何位置方是最佳夹紧位置？并说明原因。687 a)应转至FE、EC、CD杆的共线位置（作图略）。此位置为机构的死点。 b)应转至DB、CB杆共线位置（作图略）。此位置为机构死点。 2.试画出图示机构的传动角γ和压力角α，并判断哪些机构在图示位置正处于“死点”？696 （1）、（3）机构正处死点位置。 3.在图示的各四杆机构中，已知各构件的尺寸（由图上量取，图中比例尺l 2μ=mm/mm ），杆AB 为 主动件，转向如图所示。现要求：1）是确定这三种机构有曲柄的条件和各机构的名称；2）机构有无急回运动？若有，试以作图法确定其极位夹角θ，并计算其行程速比系数K ；3）标出各机构在图示位置时的机构传动角γ和压力角α，求作最小传动角min γ和最小压力角min α，并说明机构的传动性能如何？ 4）机构是否存在死点位置？ 4.试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号ij P 直接标注在图上）。 5.在图示的齿轮-连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1 与齿轮3的传动比13/ωω。 解： 1） 计算此机构所有瞬心的数目 (1)/26(61)/215K N N =?=?= 2） 为了求传动比13/ωω需求出如下三个瞬心（填出下角标） 16P 、36P 、13P 。 3） 传动比13/ωω计算公式是 3613 131613 P P DK P P AK ωω== 由于构件1 、3在K 点的速度方向相同，从而知3ω与1ω同向。 6.图示为开关的分合闸机构。已知l AB =150mm ，l BC =200mm ，l CD =200mm ， l AD =400 mm 。（722）试回答： （1）该机构属于何种类型的机构； （2）AB 为主动件时，标出机构在虚线位置时的压力角α 和传动角γ； （3）分析机构在实线位置（合闸）时，在触头接合力Q 作用下机构会不会打开，为什么？ 第七章平面连杆机构复习题 (开学上交的作业） 一、填空题： 1、平面连杆机构是由一些刚性构件用副和副相互联接而成的机构。 2、当平面四杆机构中的运动副都是副时，就称之为铰链四杆机构，它是其它多杆机构的。 3、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作整周的叫曲柄。 4、平面四杆机构的两个连架杆，可以有一个是，另一个是，也可以两个都是或都是。 5、组成曲柄摇杆机构的条件是：最短杆与最长杆的长度之和或 其余两杆的长度之和，最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄。 6、在曲柄摇杆机构中，如果将杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作运动，即得双曲柄机构。 7、在机构中，最短杆与最长杆的长度之和其余两杆的长度之和时，则不论取哪个杆作为，都可以组成双摇杆机构。 8、曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的长度趋向无穷大时演变成的。 9、导杆机构可看作是由改变曲柄滑块机构中的而演化来的。 10、将曲柄滑块机构的改作固定机架时，可以得到导杆机构。 11、曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：摇杆为件，曲柄为 件或者把运动转换成。 12、曲柄摇杆机构出现急回运动特性的条件是：摇杆为件，曲柄为 件或者把运动转换成。 13、曲柄摇杆的不等于0o，则急回特性系数就，机构就有急 回特性。 14、若以曲柄滑块机构的曲柄为主动件，可以把曲柄的运动转换成滑块的运动。 15、若以曲柄滑块机构的滑块为主动件时。在运动过程中有“死点”位置。 16、通常利用机构中构件运动时的惯性，或依靠增设的在曲柄上的 的惯性来通过“死点”位置。 17、连杆机构的“死点”位置将使机构在传动中出现或发生运动方向 等现象。 18、在实际生产中，常常利用急回运动这个特性，来缩短时间，从而提高了。 二、判断题： 1、平面连杆机构的基本形式，是铰链四杆机构。 ( ) 2、曲柄、连杆都是连架杆。 ( ) 3、平面四杆机构都有曲柄。 ( ) 4、在曲柄摇杆机构中，曲柄和连杆共线就是“死点”位置。 ( ) 5、铰链四杆机构的曲柄存在条件是：连架杆或机架中必有一个是最短杆，最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两面杆的长度之和。 ( ) 6、在平面连杆机构中，只要以最短杆作固定机架，就能得到双曲柄机构。( ) 7、曲柄的极位夹角θ越大，机构急回特性系数K也就越大，机构的急回特性也越显著。( ) 8、导杆机构与曲柄滑块机构，在结构原理上的区别就在于选择不同构件作固定机架。( ) 9、曲柄滑块机构，滑块作往复运动时，不会出现急回运动。 ( ) 10、导杆机构中导杆的往复运动有急回特性。 ( ) 11、利用选择不同构件作固定机架的方法，可以把曲柄摇杆机构改变成双摇杆机构。( ) 12、在平面四杆机构中，凡是能把转动的运动转换成往复运动的机构，都会有急回特性。( ) 13、在曲柄和连杆同时存在的平面连杆机构中，只要曲柄和连杆共线，这个位置就是曲柄的“死点”位置。 ( ) 14、有曲柄的四杆机构，该机构就存在着产生急回运动特性的基本条件。( ) 15、机构的急回特性系数K的值，是根据极位夹角θ的大小，通过公式求得的。( )第七章 平面连杆机构测试题
第3章 平面连杆机构(第3.1节)
平面连杆机构运动分析
机械设计第2章平面连杆机构
第三章 平面连杆机构
第三章平面连杆机构设计
第3-4章连杆机构典型例题
第七章 平面连杆机构复习题
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