空间四连杆机构的等视角原理及应用
莫灿林陈延生
摘要
（本文通过对空间四连杆机构的等视角原理、相对运动转换及相对转动极线确定方法和研究，找到按给定连架杆两组、三组、四组对应位置的空间四连杆机构的几何设计方法。）
1、空间四连杆机构的等视角原理：
图1所示，AB杆在V
面上绕过点A且垂直于V
面的轴线Y A转动，DC杆
在H面上绕过点D且垂
直于H面的轴线Z D转动，
AB1C1D、AB2C2D为空间
四连杆机构ABCD运动
的两个位置。
分别作线段B1B2、C1C2的中垂面M、N，它们的交线为L12。根据空间两等长线段可绕一轴线旋转使它们重合的性质知，连杆BC的两位置B1C1、B2C2可绕直线L12作纯转动实现。在此，可称直线L12为转动极线或极线。
现把图1换成图2的形式，极线L12垂直于平面P1B1B2、P2C1C2，连杆BC绕极线转过角φ12，则点B1、C1同时在极线L12的垂直面上绕L12转过角φ12，到达B2、C2，所以∠B1P1B2=∠C1P2C2=φ12。
⌒B1B2的交点，点C11为中垂面N与
平面P2C1C2上⌒C1C2的交点。由于
中垂面M、N分别过Y A、Z D轴，所
以∠B1P1B11=∠B11P1B2=φ12/2，
∠C1P2C11=∠C11P2C2=φ12/2。因为
∠B1P1B11=∠C1P2C11=φ12/2，所以
B1C1=B11C11，B1C1绕极线L12旋转
φ12/2可与B11C11重合。设点B11、
C11、B1、C1与极线L12构成的平面分
别为M1、N1、M2、N2，则二面角
M1-L12-N1与二面角M2-L12-N2相等。
因点B11、C11分别在M、N上，故
M1与M重合，N1与N重合。因M、N分别过轴Y A、Z D，故点A、
D分别在M、N上。由此可得到以下的结论：由极线和连杆销轴中心
所构成平面的夹角，与由极线和固定杆销轴中心所构成平面的夹角相
等，由极线分别与两连架杆的销轴中心所构成的两个二面角相等。
如果把平面M1、N1、M2、N2理解为视线，则可认为由极线L12
去看不相邻的两个连架杆AB1和DC1（或AB2和DC2）时，视角均同
向且等于连杆体转角的一半，即φ12/2，这一等角关系称为等视角关
系，或者等半角关系。
2、空间四连杆机构的相对运动转换及相对转动极线
2.1 相对运动转换及相对转动极线
图3所示，任给定空间四
连杆机构ABCD两个运动位
置的机构简图。AB杆在V面
上绕过点A且垂直于V面的
轴线Y A转动，转角为α12；
DC杆在H面上绕过点D且
垂直于H面的轴线Z D转动，
转角为β12。
把空间四边形AB2C2D看成刚体，绕Z D轴旋转-β12角，使DC2与DC1重合。此时把DC1看作固定构件，DAB1C1、DA0B21C21看作四连杆机构的两个位置。分别作线段AA0、B1B21的中垂面Q1、Q2（图中未画出），则两中垂面的交线R12即为连杆AB由位置AB1转到位置A0B21的转动极线，R12称为相对转动极线。因为空间一线段的两预定位置可以通过一次旋转达到，两组对应点中垂面的交线是其唯一的旋转轴，所以当直线AB1、A0B21的两组对应点（或一组对应点和两直线的对应方向）给定后，R12即为唯一的相对转动极线，而与参考长度AB1=AB2=A0B21无关。
由等视角原理可知，两平面AxR12、DxR12所形成的二面角与两平面B1xR12、C1xR12所形成的二面角相等。
因为AB2绕Z D轴转过-β12角后即可达到位置A0B21，故确定R12
只与β12有关，而与DC杆的起始位置DC1无关。
图4所示，V面上的圆A
其半径为AB1，AB1绕Y A轴
转过α12角后到达AB2位置；
V面绕Z D轴转过-β12角后
到达新位置V0面，AB2的新
位置A0B21。Y A轴与Z D轴相
交。在前面已得知A0B21：转
到与AB1重合，其旋转轴R12
是唯一的。因为点A在Y A轴上，Y A轴与Z D轴相交，V面绕Z D轴转过-β12后到达V0面，所以线段AA0的中垂面Q1过Z D轴，并为两平面V、V0形成二面角的平分面；又因为R12在Q1面上，所以线段A0B21绕R12转到与线段AB1重合时，圆A与圆A0重合，圆周A0上的点与圆周A上的存在着一一对应的关系（点B21对应B1）。因此，当Y A轴与Z D轴相交时，R12的唯一性只与角α12有关，而与AB杆的起始位置AB1无关。R12、Y A、Z D三线共点。
如果V面与H面重合，空间四连杆机构则演变成平面四连杆机构。
2.2 相对转动极线的确定方法
在以后的问题中，均设V面垂直于H面，AB1对V面与H面交线的倾角γ。
对任意给定的空间四连杆RSSR机构ABCD两连架杆的相应转角为α12、β12（转动方向图中所示），以及AB杆的起始位置AB1，
则机构的相对转动极线的确定方法如下所述，图解过程参阅图5所示。
（1）任取参考长度AB1=AB2;
（2）把AB2绕过点D的铅垂轴Z D转过-β12，得A0B11;
（3）分别做线段AA0、B1B21的中垂面Q1和Q2;
（4）求作出两平面Q1、Q2的交线R12，则R12为所求的相对转动极线，且R12与Z D相交。
对需确定的机构，如果给定Y A轴与Z D轴相交，则AB杆的起始位置AB1与确定R12无关，角γ可任意选择。
3、按给定连架杆若干组对应位置的机构设计
在以下的问题中，给出的连架杆若干组对应位置——相应的转角，因它们仅与机构的相对尺寸有关，故可任意选取合适的固定铰链A、
D的位置来进行机构设计。
3.1给定连架杆两组对应位置的机构设计
给定空间RSSR机构ABCD两连架杆的相应转角分别为α12、β12，其转动方向如图所示，Y A轴与Z D轴相交，设计该机构。
图6所示，设计此空间四连
杆机构时，首先确定固定转轴
Y A、Z D的位置，按需要确定连
架杆AB的起始位置AB1。如
Y A轴不与Z D轴相交，则按角γ
给出AB1的位置；然后确定机构
的相对转动极线R12，最后在—
AB1的位置上任取一点作为铰链中心B，根据等视角原理，使由平面BxR12（J2）与平面CxR12（T2）形成的二面角J2-R12-T2等于由平面AxR12（M2）与平面DxR12（N2）形成的二面角M2-R12-N2，即可在平面T2上任取一合适点作为铰链中心C。直线L为T2面与H面的交线，Z D轴在N2面上。
对给定的转角α12、β12，如果转动方向相同，则必需使所得机构的连杆BC在H面上的投影bc不与固定件AD在H面上的投影ab 相交；反之则相交。在选取铰链中心C时，应考虑点C与点B1、B2的相对位置，否则所确定的机构将得不到对应的转角关系。正如点C 在过点B的水平面下，则点B2、B1对水平投影面的上、下关系就能得到保持。
因为点C在T2面上任意选择都能满足等视角的关系，且随着铰链中心B的位置选择不同，可得到无数个T2的平面，所以在理论上铰链中心C有无穷个解。但是，由于四连杆机构是在铰链强制约束下运动的，而运动连杆的区间是有限制的，所以在满足机构存在的条件下，要使两连架杆满足给定的转角对应关系，则铰链中心C的选择，其实用上的解较理论上的少。
机构设计的作图步骤如下所述，图解结果见图7所示。
（1）求作出机构的相对转动极
线R12；
（2）进行两次投影变换，把
R12变换或投影面垂直线；
（3）在—AB1位置上任取一点
作为铰链中心B；
（4）作二面角M2-R12-N2等于
二面角J2-R12-T2;
（5）把T2面上（V1/H2）投影
系变换回原投影系；【2】
（6）在T2面上取适当的点作为铰链中心C，求作出连杆BC的实长，则机构得以确定。
3.2 给定连架杆三组对应位置的机构设计
给定空间RSSR机构ABCD 两连架杆的两组相应转角分别为
α12、β12、α13、β13，其转动方向如图所示，Y A轴与Z D轴相交，
设计该机构。
机械设计的作图步骤如下所述，图解结果见图8所示。
（1）求作出机构的相对转动极线R12、R13；
（2）进行投影变换，分别把R
12、
R13变换成投影面垂直线。
（3）在—AB1位置上任取一点作
为铰链中心B，设平面AxR13、
BxR13、CxR13、DxR13分别为M3、
J3、T3、N3；
（4）分别作二面角M2-R12-N2等
于二面角J2-R12-T2，二面角
M3-R13-N3等于二面角J3-R13-T3;
（5）把平面T2、T3变换回原投影系，并作出它们的交线L1，因Y A 与Z D轴相交，故R12、R13、Y A、Z D、L1五线共点；
（6）在L1上取适当的点作为铰链中心C。
参考文献
1、张世民编《平面连杆机构设计》，北京：高等教育出版社，1985：51-57。
2、费罗洛夫CA（苏）著，北京工业学院制图教研室译《画法几何学》，北京：高等教育出版社，1983：83-85。
Principle of Egual View Angles of Spatial
Four-bar linkage and It’s Application
Mo Canlin
（Mechanical Engin . Dept .）
Chen Yansheng
（Spare-time school for staff of Quzhou）
Abstract
On the basis of equal view angle principle relative motion transfer , and relative rotation pole-line determination , introduces a geometric design method of spatial four-bar linkage mechanism under a giren corresponding location of two , three, or four sets of linkages.
Key words: Spatial mechanism; Linkage;Relative motion;
Equal view angle.
机械设计常用机构 一、引言 机械设计是一门综合性很强的学科，它涉及到很多方面的知识，其中 机构设计是一个非常重要的部分。机构是由两个或两个以上的零件连 接而成，用于传递力和运动。在机械设计中，常用机构包括平面机构、空间机构、连杆机构等等。本文将对常用的几种机构进行介绍。 二、平面机构 平面机构是指所有零件均在同一平面内运动的机构。根据其结构和运 动特点，平面机构可以分为以下几种类型。 1.四连杆机构 四连杆机构是最简单的平面运动副之一，由4个刚性连杆组成。它有 很多应用场合，如摇臂钳床、活塞式发动机等。 2.曲柄滑块副 曲柄滑块副是由曲柄轴和滑块组成的副件。它可以将旋转运动转换为 直线运动，并且具有较大的力矩传递能力。常见应用于发电厂、水泵 等设备上。 3.齿轮传动
齿轮传动是利用齿轮之间相互啮合的原理，将动力从一处传递到另一处。它具有传递力矩大、精度高等优点，常用于汽车、机床等设备上。 三、空间机构 空间机构是指零件在三维空间内运动的机构。根据其结构和运动特点，空间机构可以分为以下几种类型。 1.球面副 球面副是由两个球体组成的零件，其中一个球体固定不动，另一个球 体则可以在其表面上自由滑动。它常用于汽车悬挂系统、航天器等领域。 2.万向节 万向节是将两个轴相连接的一种机构，它可以使两个轴在不同方向上 转动，并且具有较大的角度范围。它常用于汽车转向系统、飞行器等 领域。 3.蜗杆副 蜗杆副是由蜗杆和蜗轮组成的一种机构。它可以将旋转运动转换为直 线运动，并且具有较大的力矩传递能力。常用于起重设备、钢铁冶金 设备等领域。 四、连杆机构
连杆机构是由两个或多个连杆连接而成的机构，它可以将旋转运动转 换为直线运动。根据其结构和运动特点，连杆机构可以分为以下几种 类型。 1.曲柄摇杆机构 曲柄摇杆机构是由曲柄、摇杆和连杆组成的一种机构。它可以将旋转 运动转换为直线运动，并且具有较大的力矩传递能力。常用于发电厂、水泵等设备上。 2.双曲面副 双曲面副是由两个双曲面组成的零件，其中一个双曲面固定不动，另 一个双曲面则可以在其表面上自由滑动。它常用于汽车悬挂系统、航 天器等领域。 3.平行四边形机构 平行四边形机构是由4个连杆组成的一种机构，它可以将旋转运动转 换为直线运动，并且具有较大的力矩传递能力。常用于起重设备、钢 铁冶金设备等领域。 五、结论 机械设计中常用的机构包括平面机构、空间机构和连杆机构等等。每 种机构都有其特点和应用场合，在实际设计中需要根据具体情况进行 选择。在机械设计中，机构设计是一个非常重要的部分，它关系到整
空间四连杆机构的等视角原理及应用 莫灿林陈延生 摘要 （本文通过对空间四连杆机构的等视角原理、相对运动转换及相对转动极线确定方法和研究，找到按给定连架杆两组、三组、四组对应位置的空间四连杆机构的几何设计方法。） 1、空间四连杆机构的等视角原理： 图1所示，AB杆在V 面上绕过点A且垂直于V 面的轴线Y A转动，DC杆 在H面上绕过点D且垂 直于H面的轴线Z D转动， AB1C1D、AB2C2D为空间 四连杆机构ABCD运动 的两个位置。 分别作线段B1B2、C1C2的中垂面M、N，它们的交线为L12。根据空间两等长线段可绕一轴线旋转使它们重合的性质知，连杆BC的两位置B1C1、B2C2可绕直线L12作纯转动实现。在此，可称直线L12为转动极线或极线。 现把图1换成图2的形式，极线L12垂直于平面P1B1B2、P2C1C2，连杆BC绕极线转过角φ12，则点B1、C1同时在极线L12的垂直面上绕L12转过角φ12，到达B2、C2，所以∠B1P1B2=∠C1P2C2=φ12。
⌒B1B2的交点，点C11为中垂面N与 平面P2C1C2上⌒C1C2的交点。由于 中垂面M、N分别过Y A、Z D轴，所 以∠B1P1B11=∠B11P1B2=φ12/2， ∠C1P2C11=∠C11P2C2=φ12/2。因为 ∠B1P1B11=∠C1P2C11=φ12/2，所以 B1C1=B11C11，B1C1绕极线L12旋转 φ12/2可与B11C11重合。设点B11、 C11、B1、C1与极线L12构成的平面分 别为M1、N1、M2、N2，则二面角 M1-L12-N1与二面角M2-L12-N2相等。 因点B11、C11分别在M、N上，故 M1与M重合，N1与N重合。因M、N分别过轴Y A、Z D，故点A、 D分别在M、N上。由此可得到以下的结论：由极线和连杆销轴中心 所构成平面的夹角，与由极线和固定杆销轴中心所构成平面的夹角相 等，由极线分别与两连架杆的销轴中心所构成的两个二面角相等。 如果把平面M1、N1、M2、N2理解为视线，则可认为由极线L12 去看不相邻的两个连架杆AB1和DC1（或AB2和DC2）时，视角均同 向且等于连杆体转角的一半，即φ12/2，这一等角关系称为等视角关 系，或者等半角关系。
2.2.5 平面四杆机构的设计 连杆机构的设计方法有作图法、解析法及实验法三种；其中作图法是重点。 用作图法设计四杆机构是根据设计要求及各铰链之间相对运动的几何关系，通过作图来确定四个铰链的位置。根据不同的设计要求，作图法设计四杆机构可分为三种类型： 1）按预定的连杆位置设计四杆机构。 ①已知连杆 BC 的三个预定位置B 1 C 1、B 2 C 2、B 3 C 3，设计此四杆机构的实质是求固定铰链中心的位置。此类问题可用求圆心法来解决，即作铰链 B 的各位置点连线B 1B 2、B 2B 3的中垂线，两中垂线的交点即固定铰链A 的中心。同样，作铰链C 的各位置点连线C 1C 2、C 2 C 3的中垂线，两中垂线的交点即固定铰链 D 的中心。若仅给定连杆 BC 的两个预定位置则设计的四杆机构有无穷多解。 ②若给定固定铰链中心A 、D 的位置及连杆上标线EF 的三个预定位置，设计此四杆机构的实质是求活动铰链中心B 、C 的位置。此类问题要用反转法求解，即把机构转化为以原连杆第一位置 E 1 F 1为机架，原机架 AD 为相对连杆，再仿上求得活动铰链 A 的三个相应位置A 、A 2’、A 3’，它们所在圆的圆心就是其相对固定铰链（实际活动铰链）B 的位置B 1，可用前述求圆心法求得。 2）按预定的两连架杆对应位置设计四杆机构。 如已知两连架杆的三组对应位置及机架长度l AD 、原动件长度l AB ，设计此四杆机构的实质是求活动铰链C 的位置。此问题可用反转法求解，即把从动杆CD 的第一位置C 1D 看做机架，原动件AB 看做连干，求得活动铰链B 的三个相应位置B 、B 2′、B 3′，他们所在圆的圆心就是其相对固定铰链C 的位置C 1，若仅给定两连架杆的两组对应为止，则设计的四杆机构有无穷多解。 3）按给定的行程速比系数K 设计四杆机构 已知行程速比系数K 及某些其他条件（如曲柄摇杆机构CD 的长度l CD 、摇杆摆角φ），设计此四杆机构的实质问题是确定曲柄的固定铰链中心A 的位置，进而定出其余三杆长度。设计方法是首先根据行程速比系数K 求出极位夹角θ，根据几何条件作出从动件的极限位置（摇杆的极限位置C 1D 、C 2D ），作角∠C 2 C 1P=90°－θ, 角∠C 1C 2 P=90°,再做直角三角形ΔC 1C 2P 的外接圆，A 点即在此圆上，可由其他附加条件确定此四杆机构。 2.3 典型题解 1、在图2-9a 所示机构中，当偏心盘1绕固定中心A 转动时，滑块2在圆柱体3 的直槽内滑动，因而使3绕固定中心D 转动，由于滑块2偏于偏心盘1的圆 心B ，且e l l AB BB ==2 1 1。如AB AD l e l =+，试问这是什么机构？又如 AD AB l e l 2 1 =+，它将是什么机构？后者的行程速比系数K 为多少？ 解题思路与技巧①分析机构类型首先应撇开其构件外型和构造，弄清各构件的相对运动情况和构件间组成什么运动副，然后再画出机构运动简图。②运用曲柄存在条件判别机构有无曲柄存在，如遇到四杆机构中具有移动副，则可按机构
四连杆机构原理 概述 四连杆机构是一种常见的机械传动机构，由四个连杆构成，通过各连杆之间的运动相互链接，实现特定的运动转换和力量传递。四连杆机构具有简单的结构、高效的转换能力以及广泛的应用领域。 基本构造 四连杆机构包括一个固定连杆（或称为地面连杆）、一个连接连杆、一个曲柄连杆和一个活塞连杆。地面连杆固定在地面上，连接连杆通过轴承与地面连杆相连接，曲柄连杆通过曲柄与连接连杆相连，活塞连杆通过活塞与曲柄连杆相连。四个连杆组成了一个封闭的链条系统，形成一个四边形的平行四边形结构。 工作原理 四连杆机构的工作原理主要涉及到各连杆的运动规律和运动轨迹。曲柄连杆通过旋转的轴承使连接连杆做直线往复运动，活塞连杆则通过连接连杆的直线运动来带动其做圆周运动。整个机构的运动是通过输入转动的曲柄连杆来实现的。 运动分析 连杆运动规律 四连杆机构中，各连杆的运动规律可以通过连杆长度、角度以及输入曲柄的运动状态来确定。使用运动学分析的方法，可以得到各连杆的角度、速度和加速度等运动参数。 运动轨迹 四连杆机构的运动轨迹可以通过连杆的几何关系来确定。根据连杆之间的约束条件和几何关系，可以得到活塞连杆的运动轨迹和连接连杆的偏角规律。
功能特点 四连杆机构具有以下功能特点： 1. 运动传递：通过四连杆的连动，实现运动能量的传递和转换。 2. 运动转换：通过输入的旋转运动，实现直线运动和圆周运动之间的转换。 3. 运动控制：通过控制曲柄连杆的转动，可以实现输出连杆的特定运动方式和轨迹。 应用领域 四连杆机构广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面： 1. 发动机：作为内燃机中的活塞连杆机构，将曲轴的旋转运动转换为活塞的直线往复运动，从而实现气缸内燃气体的压缩、燃烧和排放过程。 2. 机械制造：用于传输和转换旋转运动和直线运动，实现各种机械装置的工作，例如机床、风力发电机组等。 3. 运动机构：用于各类运动机构、运动模型的仿真和实现，例如模型车辆的行驶系统、机器人的运动系统等。 优缺点分析 四连杆机构的优点和缺点如下： ### 优点 - 结构简单：四连杆机构由四个连杆组成，结构紧凑、简单易制造、装配和维修。 - 动力传递效率高：四连杆机构在能量传递过程中损耗少，传动效率高。 - 运动平稳：基于几何约束，四连杆机构能够实现稳定平滑的运动。 缺点 •约束条件复杂：四连杆机构的连杆长度和角度需要满足一定的几何约束，设计时需要考虑到各个连杆的关系。 •装配误差敏感：四连杆机构的运动性能容易受到装配误差的影响，需要精确的装配和调整。 发展趋势 随着工业技术的不断发展，四连杆机构也在不断演进和改进。未来的发展趋势主要包括以下几个方面： 1. 先进制造技术的应用：利用先进的数控加工和成型技术，可以实现更高精度的四连杆机构制造。 2. 材料与润滑技术的提升：采用高强度和低摩擦材料，结合先进的润滑技术，可以提高四连杆机构的工作效率和使用寿命。 3. 仿真与优化设计：利用计算机仿真和优化设计技术，可以对四连杆机构进行性能分析和改进，提高其运动平稳性和工作效果。
四连杆机构原理 1. 引言 四连杆机构是一种常用的机械传动装置，由四个连杆构成，通过连接副将输入和输出转动运动传递给工作机构。四连杆机构广泛应用于各种机械设备中，如发动机、汽车悬挂系统、摇臂式切割机等。本文将详细解释四连杆机构的基本原理及其相关概念。 2. 基本概念 在了解四连杆机构的原理之前，我们先来了解一些基本概念： •连杆：连接两个点的刚性杆件。 •转动副：两个连杆通过一个转动点连接而成的副。 •连接副：将两个转动副连接起来的装置。 •固定点：在运动过程中不发生位移和转动的点。 •输入连杆：与驱动源相连接的连杆。 •输出连杆：与工作机构相连接的连杆。 •运动学分析：研究物体位置、速度和加速度等运动特性的学科。 3. 四连杆机构结构 四连杆机构由四个连杆和若干个转动副组成。其中，一个连杆被固定在某个点上，称为固定连杆；另外一个连杆由输入源驱动，称为输入连杆；剩下的两个连杆连接在一起，并通过连接副与输入连杆和输出连杆相连接，称为连接连杆。 四连杆机构主要包括以下几个部分： •输入连杆：由输入源驱动，提供动力。 •输出连杆：与工作机构相连接，传递运动。 •连接连杆：将输入和输出连杆连接起来。 •转动副：连接各个连杆的转动点。 4. 四连杆机构的运动学分析 四连杆机构的运动学分析是研究其位置、速度和加速度等运动特性的过程。通过运动学分析可以确定机构的工作性能、优化设计以及预测机构的故障。 4.1 位置分析 位置分析是研究机构各个部件在运动过程中的位置关系。对于四连杆机构而言，我们需要确定各个转动副之间的相对位置关系。
在进行位置分析时，我们可以利用几何方法或向量方法。其中，几何方法主要通过绘制示意图、利用三角函数等来求解；向量方法则利用向量运算来求解。 4.2 速度分析 速度分析是研究机构各个部件在运动过程中的速度关系。对于四连杆机构而言，我们需要确定各个转动副之间的相对速度关系。 在进行速度分析时，我们可以利用几何方法或向量方法。其中，几何方法主要通过绘制示意图、利用三角函数等来求解；向量方法则利用向量运算来求解。 4.3 加速度分析 加速度分析是研究机构各个部件在运动过程中的加速度关系。对于四连杆机构而言，我们需要确定各个转动副之间的相对加速度关系。 在进行加速度分析时，我们可以利用几何方法或向量方法。其中，几何方法主要通过绘制示意图、利用三角函数等来求解；向量方法则利用向量运算来求解。 5. 四连杆机构的应用 四连杆机构广泛应用于各种机械设备中，如发动机、汽车悬挂系统、摇臂式切割机等。下面以发动机为例，介绍四连杆机构的应用。 5.1 发动机 发动机是一种将燃料能转化为机械能的装置，其中四连杆机构被用于控制气缸的工作过程。在发动机中，输入连杆由曲轴驱动，输出连杆与活塞相连接。 通过四连杆机构的运动，活塞可以实现上下往复运动，从而实现燃油的进气、压缩、点火和排气等工作过程。通过合理设计四连杆机构的参数，可以使发动机具有高效、低噪音和低排放等优点。 5.2 汽车悬挂系统 汽车悬挂系统是保证汽车行驶平稳性和舒适性的重要组成部分。其中四连杆机构被用于悬挂系统中的转向部分。 在汽车悬挂系统中，输入连杆由方向盘驱动，输出连杆与车轮相连接。通过四连杆机构的运动，可以实现车轮的转向，并且使得汽车具有良好的操控性能。 5.3 摇臂式切割机 摇臂式切割机是一种常用的金属加工设备，在其结构中也应用了四连杆机构。 在摇臂式切割机中，输入连杆由电动马达驱动，输出连杆与切割刀具相连接。通过四连杆机构的运动，可以实现切割刀具的上下往复运动，从而实现对工件的切割。
四连杆机构原理受力 四连杆机构是一种常用的机械传动装置，由四个连杆组成，可以实现复杂的运动轨迹。在四连杆机构中，各个连杆之间的受力关系是非常重要的，它直接影响到机构的运动特性和稳定性。 我们来看一下四连杆机构中各个连杆的受力情况。四连杆机构由一个固定连杆、两个活动连杆和一个驱动连杆组成。固定连杆连接固定点和驱动点，活动连杆连接驱动点和工作点，驱动连杆连接工作点和固定点。在四连杆机构中，驱动连杆是通过驱动点的力来产生运动的，而活动连杆则转化这个运动，并将其传递给工作点。 在四连杆机构中，各个连杆之间的受力关系是相互影响的。首先，固定连杆在连接点处受到驱动点的力，这个力可以分解为水平方向和垂直方向的分力。水平方向的分力使固定连杆产生水平方向的拉力，垂直方向的分力使固定连杆产生垂直向上的压力。这些受力使得固定连杆保持稳定，并且不会发生位移。 接下来，活动连杆在连接点处同样受到驱动点的力。这个力可以分解为水平方向和垂直方向的分力。水平方向的分力使活动连杆产生水平方向的拉力，垂直方向的分力使活动连杆产生垂直向上的压力。这些受力使得活动连杆具有一定的刚度，并且可以传递驱动点的力给工作点。 驱动连杆在连接点处同样受到驱动点的力。这个力可以分解为水平
方向和垂直方向的分力。水平方向的分力使驱动连杆产生水平方向的拉力，垂直方向的分力使驱动连杆产生垂直向上的压力。这些受力使得驱动连杆能够将驱动点的力传递给工作点，并且实现机构的运动。 四连杆机构中各个连杆之间的受力关系是非常重要的。固定连杆、活动连杆和驱动连杆都承受着来自驱动点的力，这些力使得连杆产生拉力和压力，并且保持机构的稳定性和运动特性。在实际应用中，我们需要根据具体情况来选择合适的连杆长度和连接方式，以确保机构的可靠性和性能。 四连杆机构中各个连杆之间的受力关系是非常重要的。了解这些受力关系可以帮助我们更好地设计和应用四连杆机构，实现所需的运动轨迹和功能。同时，我们还需要注意机构的稳定性和可靠性，确保机构在工作过程中不会出现失效和故障。通过合理设计和应用四连杆机构，我们可以实现各种复杂的运动任务，并提高工作效率和精度。
平行四连杆机构的原理 平行四连杆机构是一种常见的机械传动装置，由四个平行相连的连杆组成。它具有结构简单、运动平稳等优点，在工程设计中得到广泛应用。 平行四连杆机构的原理是通过四个平行相连的连杆实现运动传递。这四个连杆分别被称为曲柄杆、连杆、滑块杆和固定杆。曲柄杆通过固定在主轴上的曲柄实现转动，连杆和滑块杆通过铰链连接在一起，固定杆则通过铰链固定在机构的底座上。 平行四连杆机构的运动原理是由曲柄杆的转动带动连杆和滑块杆进行相对运动。当曲柄杆转动时，连杆和滑块杆会产生相对运动，从而实现机构的工作功能。在这个过程中，连杆和滑块杆的运动轨迹会形成特定的几何形状，常见的有直线、椭圆等。 平行四连杆机构的运动特点是连杆和滑块杆的运动轨迹呈现出平行关系。这种平行关系使得机构的运动稳定，能够有效地传递和控制力量。同时，由于连杆和滑块杆的长度可以调节，平行四连杆机构还可以实现不同的运动轨迹和工作功能。 平行四连杆机构在工程设计中有许多应用。其中一个重要的应用领域是发动机。在内燃机中，平行四连杆机构被广泛应用于曲轴传动系统，用于将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。通过合理设计平行四连杆机构的参数，可以实现发动机的高效工作和稳定运行。
除了发动机，平行四连杆机构还可以应用于其他领域。例如，它可以用于机械手臂的运动控制，实现复杂的抓取和搬运任务。另外，平行四连杆机构还可以应用于机械压力机、工艺设备等领域，用于实现精确的工艺加工和控制。 平行四连杆机构是一种常见的机械传动装置，具有结构简单、运动平稳等优点。它的原理是通过四个平行相连的连杆实现运动传递，通过合理设计参数可以实现不同的运动轨迹和工作功能。在工程设计中，平行四连杆机构有广泛的应用，特别是在发动机等领域具有重要的作用。
基于UG软件的四连杆运动仿真分析 UG软件是一款常用的CAD（计算机辅助设计）软件，它能 够帮助工程师进行各种模型的建立、装配和分析。在机械领域，UG软件被广泛应用于各类机械零部件的设计和仿真。本文将 就UG软件的四连杆运动仿真分析进行探讨，并详细介绍其原理、步骤及应用场景。 一、四连杆的基本概念 四连杆是一种机械传动机构，由四条杆件和四个旋转副构成。其中两条较长的杆件在一端旋转固定，称为地杆，另外两条较短的杆件同样旋转固定，称为摇杆。四连杆的动作主要靠摇杆的运动驱动，使机械系统完成各种工作。四连杆的工作原理强调套路重复的动作，即摇杆先向一个方向运动，然后再向另一个方向运动，执行往复的动作。 二、四连杆的运动仿真分析原理 在使用UG软件进行四连杆运动仿真分析之前，我们需要了解一些基本原理。首先，我们需要清楚地知道四连杆的各个参数，包括地杆长度、摇杆长度、连杆长度和摇杆旋转轴的位置等。其次，我们还需要明确四连杆运动的动力学方程，即四个杆件的位置和速度之间的关系。最后，我们需要掌握运动分析的方法，以便根据四连杆的参数和动力学方程，计算出各个杆件的位置和速度。 三、四连杆运动仿真分析的步骤
1. 创建机械结构模型 我们首先需要在UG软件中创建四连杆的机械结构模型，包括四连杆的杆件和旋转副等。在创建过程中，需要设置结构的初始参数，如地杆长度、摇杆长度、连杆长度、摇杆旋转轴的位置等。此外，还需要定义四连杆的运动路径和工作条件。 2. 定义杆件约束与运动学关系 在创建四连杆的模型后，需要对杆件进行约束和位移关系的定义。我们需要选择恰当的杆件，对其进行约束设置，确定其运动的自由度，以达到正确的运动效果。同时，还需要定义杆件之间的运动学关系，解决各个杆件之间的相互作用问题。 3. 进行四连杆运动仿真 完成约束和位移关系的设置后，我们就可以开始进行四连杆运动仿真。在进行仿真前，我们需要确定仿真方案和仿真参数，如仿真时间、仿真速度和仿真环境等。仿真过程中，我们可以通过数值计算或者图像实时显示，来得到四连杆的运动状态、速度和加速度等运动学参数。 4. 仿真结果分析 完成仿真后，我们需要分析仿真结果，包括各个杆件的位置、速度和加速度等参数。同时，还需要对四连杆的工作情况进行分析，解决可能存在的问题，如振动、卡滞等。最终，我们需
四连杆死点原理-概述说明以及解释 1.引言 1.1 概述 四连杆是一种机械构造，在工程学和机械设计中被广泛应用。它由四条连杆组成，每个连杆通过转轴连接，形成一个闭合的结构。四连杆具有许多重要的特性和应用，其中之一就是死点。 死点是指在四连杆运动过程中某些特定位置处，连杆之间的相对运动停止或速度为零。在这些位置上，四连杆无法继续平稳运动，会出现停滞或无法启动的情况。 死点的存在会给四连杆带来一些不利影响。首先，死点会导致运动过程中的能量损失，因为在死点附近，连杆之间的相对运动较慢，导致能量转化效率降低。其次，死点会限制四连杆的运动自由度，使得其运动范围受限。这可能会限制了四连杆在一些特定应用中的灵活性和适用性。 了解四连杆死点原理对于机械设计师和工程师来说非常重要。通过研究死点的发生原因、位置和影响，可以有针对性地进行优化和改进，减少死点对系统性能的影响。此外，对死点原理的深入理解还能够引导我们合理规划和设计工作机构，确保系统的可靠性和稳定性。
在本文中，我们将详细解释四连杆死点原理的背后机制并探讨其重要性。首先我们将介绍四连杆的概念和构造，为读者提供一个基本的认知。然后我们将定义和解释死点的概念，探讨死点对于四连杆运动的影响。最后，我们将阐述四连杆死点原理的解释，并总结其在实际工程中的重要性。通过本文的阅读，读者将能够深入了解四连杆死点原理，并了解如何应用这一知识来进行机械设计和优化。 1.2 文章结构 文章结构部分的内容应包括对整篇文章的组成部分的简要介绍。 文章结构可以分为以下几个部分： 1. 引言：在引言部分，会对四连杆死点原理的背景和重要性进行概述，并阐明文章的目的。 2. 正文：正文部分主要分为三个小节，分别是四连杆的概念和构造、死点的定义和影响，以及四连杆死点原理的解释。在这些小节中，会对四连杆的构造和工作原理进行详细介绍，并解释死点的概念及其对四连杆运动的影响，最后会给出对四连杆死点原理的解释。 3. 结论：结论部分总结了四连杆死点原理的重要性，并展望了对该原理的应用前景。通过结论，读者可以对四连杆死点原理的重要性和潜在应用有一个清晰的认识。 通过以上结构的安排，读者可以清晰地了解到文章的整体内容和组织
实验一机构认知实验 一、实验目的 通过观看机构的运动（10个陈列柜，77种机构），了解各种机构的基本结构、工作原理、特点、功能及应用，配合相关课程的学习。 二、实验设备 各类机器、机构模型陈列柜（10个陈列柜，77种机构）。 三、实验原理和内容 机构由机架、原动件和从动件三部分组成，其中固定不动的构件为机架，运动规律给定的构件为原动件，原动件由电动机驱动做等速运动，其余的活动构件则为从动件。 本实验所要研究的四种基本机构如下： 1、平面连杆机构 2、凸轮机构 3、齿轮机构 4、停歇和间歇运动机构 四、注意事项 1、不要用手人为地拨动构件。 2、不要随意按动控制面板上的按钮。 3、遵守实验室规则，规范操作，注意安全。
五、实验报告内容要求 1、实验报告用实验报告纸书写，写上姓名、学号、班级、实验日期。 2、写出实验目的 3、写出实验原理 4、实验设备中常用机构的类型： 5、思考题： （1）机器是由组成的，当有多个机构时，它们应当按照一定的要求互相配合。 （2）在有曲柄存在的条件时，取不同的构件为机架，可以得到铰链四杆机构的种形式。 （3）平面连杆机构的第一种应用类型是：实现给定的。 （4）平面连杆机构的第二种应用类型是：实现给定的。 （5）利用重力、弹簧力或其他外力，使从动件与凸轮始终保持接触的锁合方式称为。若利用凸轮和从动件的高副几何形状，使从动件与凸轮始终保持接触的锁合方式称为。 （6）斜齿轮圆柱齿轮机构的传动优点是、、和。缺点是因轮齿倾斜而产生，使轴承受到附加的轴向推力。 （7）当齿数无穷多时，渐开线齿廓变成，齿轮变成。 （8）相同的齿数，模数大的齿轮轮齿周向尺寸和径向尺寸。 （9）渐开线齿廓上各点的压力角是不同的，越接近基圆压力角越，渐开线在基圆处的压力角 为。国家标准规定齿廓上分度圆的压力角为20°与15°两种，常用的为。 （10）谐波齿轮减速器的特点是：大，少，小，同时啮合的齿数。（11）摆线针轮行星齿轮减速器优点是：小，轻，能力大，高，平稳等。 （12）举例说明四大机构在日常生活中应用的实例。