研究生课程考核试卷
（适用于课程论文、提交报告）
科目：机电系统设计与分析教师：江桂云
姓名：沈振宇学号：146
专业：机械工程领域类别：课程论文上课时间：2016年9月至2016年11月
考生成绩：
卷面成绩平时成绩课程综合成绩
阅卷教师(签名)
重庆大学研究生院制
连杆机构在机械装备中的应用摘要：连杆机构是机械设备中常见的一种机构，它往往由若干根杆状机构组成，有时还会用凸轮和滑块来代替其中一部分连杆，因为其制造简便，易于获得较高的制造精度以及其灵活多样的组合方式而广泛应用于机械行业。
关键词：连杆机构、工业生产、运动学原理
1连杆机构的基本介绍
常见的四杆机构
连杆机构中最基本的单元被称为运动副[1]，由四个运动副可以构成最简单的连杆机构，即四杆机构。许多机械设备中的结构都可以看作是由若干个四杆机构组成的，因此，了解四杆机构是了解连杆机构的第一步。
四连杆机构一般由四根杆状构件组成，四根杆状机构一般分为曲柄、摇杆、连杆和机架。而根据选取不同的机构作为原动件和从动件时，四杆机构又可以分为双曲柄机构、曲柄摇杆机构和双摇杆机构（如图）。
图四种常见的连杆机构
曲柄滑块机构
这些四杆机构的共同特点是将由电机所提供的扭矩，即平面圆周运动转化为平面曲线往复运动，倘若用滑块来代替四杆机构中的摇杆，还能获得平面直线往复运动，这种机构被称之为曲柄滑块机构（如图）
图曲柄滑块机构
2连杆机构的应用
在工程实际中，机械设备不会只是单纯四杆机构，它们往往由很多根杆状构件以及滑轮、滑块等其他非杆状构建组成，但其原理仍然是使原动机运动的运动方式发生改变，以获得人们所期望的运动方式。
牛头刨床
例如用滑块代替四杆机构中的连杆，可以获得不同于曲柄滑块机构的另一种机构，摆动导杆机构，与曲柄滑块机构不同的是，摆动导杆机构可以在有限的空间内获得更大的行程，牛头刨床正是基于这一原理而被设计出来的[2]。
图牛头刨床工作原理
如图为头牛刨床的工作示意图，电动机经过减速器带动导杆机构和凸轮机构完成刨刀的往复运动和间歇移动。刨床工作时，刨头6由曲柄2带动右行，刨刀进行切削，称为工作行程。在切削行程H中，前后各有一段的空刀距离，工作阻力为常数；刨刀左行时，即为空回行程，此行程无工作阻力。在刨刀空回行程时，凸轮8通过四杆机构带动棘轮机构，棘轮机构带动螺旋机构使工作台连同工件在垂直纸面方向上做一次进给运动，以便刨刀继续切削。
牛头刨床的设计充分利用了连杆机构能够改变运动方式的特性，将原动件的回转运动转变为从动件的直线往复运动，即使电动机提供的扭矩转化为刀具的切削力，从而实现对工件进行平面加工的目的。
四冲程单缸汽油发动机
而如果将输入与输出的运动方式对调，使主动件是直线反复运动的，则可以输出圆周运动，最简单的四冲程单缸汽油发动机正是运用了这一原理。
进气行程压缩行程作功行程排气行程
图单缸汽油发动机工作行程
如图，气缸内装有活塞，活塞通过连杆与曲轴相连接。活塞在气缸内做往复运动，通过连杆推动曲轴转动。为了吸入新鲜气体和排出废气，设有进气门和排气门。
活塞顶离曲轴中心最远处，即活塞最高位置，称为上止点。活塞顶部离曲轴中心最近处，即活塞最低位置，称为下止点。上、下止点间的距离称为活塞行程，曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离称为曲轴半径。活塞每走一个行程相应于曲轴转角180°。对于气缸中心线通过曲轴中心线的发动机，活塞行程等于曲柄半径的两倍。
活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为发动机的工作容积或发动机排量。单杠发动机的工作循环包括四个活塞行程，既进气行程、压缩行程、膨胀行程（作功行程）和排气行程。
1）进气行程
化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合，然后再吸入气缸。进气行程中，进气门打开，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内的压力降低到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力。这样，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸。
2）压缩行程
为使吸入气缸内可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温
度升高，即需要有压缩过程。在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程称为压缩行程。压缩终了时，活塞到达上止点，活塞上方形成很小空间，称为燃烧室。压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比，以ε表示。压缩比愈大，在压缩终了时混合气的压力和温度便愈高，，燃烧速度也愈快，因而发动机发出的功率愈大，经济性愈好。但压缩比过大时，不仅不能进一步改善燃烧情况，反而会出现爆燃和表面点火等不正常燃烧现象[3]。
3）作功行程
在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，因此，燃气的压力和温度迅速增加，所能达到的最高压力约为3-5Mpa，相应的温度则为 2200-2800K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，除了用于维持发动机本身继续运转而外，其余即用于对外作功。
3）排气行程
可燃混合气燃烧后生成的废气，必须从气缸中排除，以便进行下一个进气行程。当膨胀接近终了时，排气门开启，靠废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上止点移动时，继续将废气强制排到大气中。活塞到上止点附近时，排气行程结束。
综上所述，四冲程汽油发动机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程，完成一个工作循环。这期间活塞作为原动件在上、下止点间做直线往复运动，相应地，曲轴作为从动件做圆周运动。
连杆机构在工业机器人中的应用
机器人在结构上可抽象为一个由一系列连杆通过旋转关节和移动关节串联而成的，具有多个自由度的空间开式链，开链的一端固定连接在机座上，另一端是末端执行器，用以在空间抓放物体或进行其它操作。机器人通过各个关节的运动，来实现其末端执行器的以要求的姿态完成所要求的运动。
图所示为一台工业生产中常用的六自由度弧焊机器人，该机器人由6个连杆和6个转动关节组成。具体关节结构由回转主体（腰关节）、大臂（肩关节）、小臂（肘关节）、腕部（腕关节）等几个部分组成。机器人主体的回转角度θ1由固定底座和腰关节控制，驱动电机1安装在腰关节的轴中心，驱动腰关节的回转。电机2安装在大臂与小臂的关节连接处，驱动小臂上下俯仰角θ2。机器人的腕部位于小臂臂体前端，安装在小臂臂体上的电机3驱动整个腕部上下俯仰角
图六自由度弧焊机器人
θ3。腕部的3个自由度由安装在腕部后端的3个电机，通过传动杆驱动腕部齿轮系实现，安装在腕部后端的3个电机保证机器人末端重量尽可能的轻，以满足机器人的配重法则[4]。
机器人结构具体可分为以下几个部分：
1）机座
这是机器人的基础部分，起支撑作用，直接固定在地面上。
2）机器人的手臂部分
手臂是连接机座和手腕的部分，主要用于改变末端操作器的空间位置，使机械手在操作空间中运动，并将各种载荷传递到机座。手臂的运动由三个相互垂直的转动运动复合而成，三个关节的运动是相互独立的，没有耦合，不影响末端操作器的姿态，运动简单，不产生奇异状态。
3）机器人的手腕部分
手腕是连接末端操作器和手臂的部分，主要作用是改变末端操作器的空间方向和将作业载荷传递到手臂。手腕是由三个轴线垂直相交的转动关节组成，在理论上可以实现末端操作器任意方向的定位。
4）末端执行器
弧焊机器人的末端执行器为焊枪。
与之前介绍的牛头刨床、单缸汽油发动机所不同的是工业机器人是一个多自由度的连杆设备，它有多个电机作为原动件来驱动，因此其运动方式也不再是单
一的往复运动了，而是更加灵活而复杂的空间运动，所以才能够应对工业生产中对不同产品的复杂要求。
3小结
连杆机构构件运动形式多样，可实现转动、摆动、移动和平面或空间复杂运动，从而可用于实现已知运动规律和已知轨迹。此外，低副面接触的结构使连杆机构具有以下一些优点：单位面积所受压力较小，且面接触便于润滑，故磨损减小；制造方便，易获得较高的精度；两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的，它不象凸轮机构有时需利用弹簧等力封闭来保持接触。
因此，平面连杆机构广泛应用于各种机械、仪表和机电产品中。而平面连杆机构的缺点是：一般情况下，只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹，且设计较为复杂；当给定的运动要求较多或较复杂时，需要的构件数和运动副数往往较多，这样就使机构结构复杂，工作效率降低，不仅发生自锁的可能性增加，而且机构运动规律对制造、安装误差的敏感性增加；机构中作复杂运动和作往复运动的构件所产生的难以平衡，在高速时将引起较大的振动和，故连杆机构常用于速度较低的场合[5]。
随着连杆机构设计方法的发展，电子计算机的普及应用以及有关设计软件的开发，连杆机构的设计速度和设计精度有了较大的提高，而且在满足运动学要求的同时，还可考虑到动力学特性。尤其是微电子技术及的引入，多连杆机构的采用，使连杆机构的结构和设计大为简化，使用范围更为广泛。
参考文献
[1] 申永胜.机械原理（第三版）清华大学出版社 2015
[2] 黎新, 王国彪.牛头刨床的遗传优化设计[J] 机床与液压 2006（10）40-42
[3] 高寒，姜晓.发动机原理北京交通大学出版社 2007
[4] 杨国良.工业机器人动力学仿真及有限元分析华中科技大学机械电子工程2007 硕士学位论文
[5] 姜楠.新型曲柄连杆机构的设计研究大连理工大学动力工程 2014 硕士学位论文
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。 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。
第八章平面连杆机构及其设计 一、填空题： 1.平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副和移动副连接组成的。 2.在铰链四杆机构中，运动副全部是低副。 3.在铰链四杆机构中，能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。 4.在铰链四杆机构中，只能摆动的连架杆称为摇杆。 5.在铰链四杆机构中，与连架杆相连的构件称为连杆。 6.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。 7.对心曲柄滑块机构无急回特性。 8.平行四边形机构的极位夹角θ=00，行程速比系数K= 1 。 9.对于原动件作匀速定轴转动，从动件相对机架作往复直线运动的连杆机构，是否有急回 特性，取决于机构的极位夹角是否为零。 10.机构处于死点时，其传动角等于0?。 11.在摆动导杆机构中，若以曲柄为原动件，该机构的压力角α=00。 12.曲柄滑块机构，当以滑块为原动件时，可能存在死点。 13.组成平面连杆机构至少需要 4 个构件。 二、判断题： 14.平面连杆机构中，至少有一个连杆。（√） 15.在曲柄滑块机构中，只要以滑块为原动件，机构必然存在死点。（√） 16.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。（√） 17.有死点的机构不能产生运动。（×） 18.曲柄摇杆机构中，曲柄为最短杆。（√） 19.双曲柄机构中，曲柄一定是最短杆。（×） 20.平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性，使机构通过死点位置。（√） 21.在摆动导杆机构中，若以曲柄为原动件，则机构的极位夹角与导杆的最大摆角相等。 （√） 22.机构运转时，压力角是变化的。（√） 三、选择题：
23.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 > 24.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。 25.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， 有两个曲柄。 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。 26.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 A 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。 27.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 C 为机架时， 无曲柄。 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。 28.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和 B 其余两杆长度之和，就一定是双摇杆 机构。 A < B > C = 29.对曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置，当 C 为原动件时，此时机构处在死点位 置。 A 曲柄 B 连杆 C 摇杆 30.对曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置，当 A 为原动件时，此时为机构的极限 位置。 A 曲柄 B 连杆 C 摇杆 31.对曲柄摇杆机构，当以曲柄为原动件且极位夹角θ B 时，机构就具有急回特性。 A <0 B >0 C =0 32.对曲柄摇杆机构，当以曲柄为原动件且行程速度变化系数K B 时，机构就具有急 回特性。 A <1 B >1 C =1 33.在死点位置时，机构的压力角α= C 。 A 0 o B 45o C 90o 34.若以 B 为目的，死点位置是一个缺陷，应设法通过。 A 夹紧和增力B传动 35.若以 A 为目的，则机构的死点位置可以加以利用。 A 夹紧和增力；B传动。
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
第2章连杆组的设计 2.1连杆的工作情况、设计要求和材料选用 1、工作情况 连杆小头与活塞销相连接，与活塞一起做往复运动，连杆大头与曲柄销相连和曲轴一起做旋转运动。因此，连杆体除有上下运动外，还左右摆动，做复杂的平面运动。 2、设计要求 （1）结构简单，尺寸紧凑，可靠耐用。 （2）在保证具有足够强度和刚度的前提下，尽可能减轻重量，以降低惯性力。（3）尽量缩短长度，以降低发动机的总体尺寸和总重量。 （4）大小头轴承工作可靠，耐磨性好。 （5）连杆螺栓疲劳强度高，连接可靠。 （6）易于制造，成本低。 连杆主要承受气体压力和往复惯性力所产生的交变载荷，因此，在设计时应首先保证连杆具有在足够的疲劳强度和结构钢度。如果强度不足，就会发生连杆螺栓、大头盖或杆身的断裂，造成严重事故，同样，如果连杆组刚度不足，也会对曲柄连杆机构的工作带来不好的影响。 所以设计连杆的一个主要要求是在尽可能轻巧的结构下保证足够的刚度和强度。为此，必须选用高强度的材料；合理的结构形状和尺寸。 3、材料的选择 为了保证连杆在结构轻巧的条件下有足够的刚度和强度，采用精选含碳量的优质中碳结构钢45模锻，表面喷丸强化处理，提高强度。 2.2连杆长度的确定 近代中小型告诉柴油机，为使发动机结构紧凑，最适合的连杆长度应该是，在保证连杆及相关机件在运动不与其他机件相碰的情况下，选取最小的连杆长度。
连杆长度l 与结构参数l R =λ（R 为曲柄半径）有关，此次设计选取286.0=λ。 mm S R l 210286 .021202=?===λλ 2.3连杆小头的设计 小头主要尺寸为连杆衬套内径d 和小头宽度1b 。 1.连杆衬套内径d mm D d 3810536.036.0=?== 2.衬套厚度δ mm d 5.238066.0066.0=?==δ 3.小头内径1d mm d d 435.223821=?+=+=δ 4.小头宽度1b mm d b 403805.105.11=?== 5.小头外径2d mm d d 524321.121.112=?== 2.4连杆杆身的设计 连杆杆身从弯曲刚度和锻造工艺性考虑，采用工字形截面。 1.杆身截面高度H mm D H 3410532.032.0=?== 2.杆身截面宽度B mm H B 223465.065.0=?== 3.杆身截面中间宽度t mm H t 53415.015.0=?==
第2章连杆机构分析和设计 2.1内容要求 1.掌握平面四杆机构的基本型式、特点及其演化方法。 2.熟练掌握和推导铰链四杆机构曲柄存在条件，并灵活运用来判断铰链四杆机构的类型； 掌握曲柄滑块机构及导杆机构等其他四杆机构的曲柄存在条件的推导过程。 3.掌握平面四杆机构的压力角、传动角、急回运动、极位夹角、行程速比系数、等基本概 念；掌握连杆机构最小传动角出现的位置及计算方法；掌握极位夹角与行程速比系数的关系式；掌握掌握死点在什么情况下出现及死点位置在机构中的应用。 4.掌握速度瞬心的概念及如何确定机构中速度瞬心的数目；掌握“三心定理”并应用“三 心定理”确定机构中速度瞬心的位置及对机构进行速度分析。 5.了解建立Ⅰ级机构、RRR杆组、RRP杆组、RPR杆组、PRP杆组、RPP杆组的运动分 析数学模型；掌握相对运动图解法及杆组法机构运动分析的方法。 6.掌握移动副、转动副中摩擦力的计算和自锁问题的讨论；掌握计及摩擦时平面连杆机构 受力分析的方法；掌握计算机械效率的几种方法；掌握从机械效率的观点研究机械自锁条件的方法和思想。 7.掌握平面四杆机构的运动特征及其设计的基本问题；了解“函数机构”、“轨迹机构”、 “导引机构”的设计思想、方法；掌握按给定行程速比系数设计四杆机构的方法。 2.2内容提要 一、本章重点 本章重点是铰链四杆机构曲柄存在条件，并灵活运用来判断铰链四杆机构的类型；连杆机构最小传动角出现的位置及计算方法；速度瞬心法对机构进行速度分析；计及摩擦时平面连杆机构受力分析的方法；按给定行程速比系数设计四杆机构的方法。 1．平面四杆机构的基本型式及其演化型式 平面四杆机构的基本型式是平面铰链四杆机构。在此机构中，与机架相联的构件称为连架杆；能作整周回转的连架杆称为曲柄，而不能作整周回转的连架杆称为摇杆；与机架不相连的中间构件称为连杆。能使两构件作整周相对转动的转动副称为周转副；而不能作整周相对转动的转动副称为摆转副。平面铰链四杆机构又根据两连架杆运动形式不同分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构及双摇杆机构。 平面四杆机构的演化型式是在平面铰链四杆机构的基础上，通过一些演化方法演化而成其他型式的四杆机构。平面四杆机构的演化方法有： （1）改变构件的形状及运动尺寸； （2）改变运动副尺寸； （3）取不同构件为机架。
研究生课程考核试卷 （适用于课程论文、提交报告） 科目：机电系统设计与分析教师：江桂云 姓名：沈振宇学号：146 专业：机械工程领域类别：课程论文上课时间：2016年9月至2016年11月 考生成绩： 卷面成绩平时成绩课程综合成绩 阅卷教师(签名) 重庆大学研究生院制
连杆机构在机械装备中的应用摘要：连杆机构是机械设备中常见的一种机构，它往往由若干根杆状机构组成，有时还会用凸轮和滑块来代替其中一部分连杆，因为其制造简便，易于获得较高的制造精度以及其灵活多样的组合方式而广泛应用于机械行业。 关键词：连杆机构、工业生产、运动学原理 1连杆机构的基本介绍 常见的四杆机构 连杆机构中最基本的单元被称为运动副[1]，由四个运动副可以构成最简单的连杆机构，即四杆机构。许多机械设备中的结构都可以看作是由若干个四杆机构组成的，因此，了解四杆机构是了解连杆机构的第一步。 四连杆机构一般由四根杆状构件组成，四根杆状机构一般分为曲柄、摇杆、连杆和机架。而根据选取不同的机构作为原动件和从动件时，四杆机构又可以分为双曲柄机构、曲柄摇杆机构和双摇杆机构（如图）。 图四种常见的连杆机构 曲柄滑块机构 这些四杆机构的共同特点是将由电机所提供的扭矩，即平面圆周运动转化为平面曲线往复运动，倘若用滑块来代替四杆机构中的摇杆，还能获得平面直线往复运动，这种机构被称之为曲柄滑块机构（如图） 图曲柄滑块机构
2连杆机构的应用 在工程实际中，机械设备不会只是单纯四杆机构，它们往往由很多根杆状构件以及滑轮、滑块等其他非杆状构建组成，但其原理仍然是使原动机运动的运动方式发生改变，以获得人们所期望的运动方式。 牛头刨床 例如用滑块代替四杆机构中的连杆，可以获得不同于曲柄滑块机构的另一种机构，摆动导杆机构，与曲柄滑块机构不同的是，摆动导杆机构可以在有限的空间内获得更大的行程，牛头刨床正是基于这一原理而被设计出来的[2]。 图牛头刨床工作原理 如图为头牛刨床的工作示意图，电动机经过减速器带动导杆机构和凸轮机构完成刨刀的往复运动和间歇移动。刨床工作时，刨头6由曲柄2带动右行，刨刀进行切削，称为工作行程。在切削行程H中，前后各有一段的空刀距离，工作阻力为常数；刨刀左行时，即为空回行程，此行程无工作阻力。在刨刀空回行程时，凸轮8通过四杆机构带动棘轮机构，棘轮机构带动螺旋机构使工作台连同工件在垂直纸面方向上做一次进给运动，以便刨刀继续切削。 牛头刨床的设计充分利用了连杆机构能够改变运动方式的特性，将原动件的回转运动转变为从动件的直线往复运动，即使电动机提供的扭矩转化为刀具的切削力，从而实现对工件进行平面加工的目的。
目录 1平面连杆机构的运动分析 (1) 1.2 机构的工作原理 (1) 1.3 机构的数学模型的建立 (1) 1.3.1建立机构的闭环矢量位置方程 (1) 1.3.2求解方法................................................................... ..2 2 基于MATLAB程序设计 (4) 2.1 程序流程图 (4) 2.2 M文件编写 (6) 2.3 程序运行结果输出 (7) 3 基于MATLAB图形界面设计 (11) 3.1界面设计 (11) 3.2代码设计 (12)
4 小结 (17) 参考文献 (18) 1平面连杆机构的运动分析 1.1 机构运动分析的任务、目的和方法 曲柄摇杆机构是平面连杆机构中最基本的由转动副组成的四杆机构，它可以用来实现转动和摆动之间运动形式的转换或传递动力。 对四杆机构进行运动分析的意义是：在机构尺寸参数已知的情况下，假定主动件（曲柄）做匀速转动，撇开力的作用，仅从运动几何关系上分析从动件（连杆、摇杆）的角位移、角速度、角加速度等运动参数的变化情况。还可以根据机构闭环矢量方程计算从动件的位移偏差。上述这些内容，无论是设计新的机械，还是为了了解现有机械的运动性能，都是十分必要的，而且它还是研究机械运动性能和动力性能提供必要的依据。 机构运动分析的方法很多，主要有图解法和解析法。当需要简捷直观地了解机构的某个或某几个位置的运动特性时，采用图解法比较方便，而且精度也能满足实际问题的要求。而当需要精确地知道或要了解机构在整个运动循环过程中的运动特性时，采用解析法并借助计算机，不仅可获得很高的计算精度及一系列位置的分析结果，并能绘制机构相应的运动线图，同时还可以把机构分析和机构综合问题联系起来，以便于机构的优化设计。 1.2 机构的工作原理 在平面四杆机构中，其具有曲柄的条件为： a.各杆的长度应满足杆长条件，即： 最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和。 b.组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆，且其最短杆为连架杆或机架（当最短杆为连架杆时，四杆机构为曲柄摇杆机构；当最短杆为机架时，则为双曲柄机构）。 在如下图1所示的曲柄摇杆机构中，构件AB为曲柄，则B点应能通过曲柄与连杆两次共线的位置。
第4章平面连杆机构及其设计 教学目标： 平面连杆机构是由一些简称“杆”的构件通过平面低副相互连接而成，故又称平面低副机构。平面连杆机构被广泛地应用，近年来，随着电子计算机应用的普及，设计方法的不断改进，平面连杆机构的应用范围还在进一步扩大。本章的教学将使读者了解平面连杆机构的基本形式及其演化过程；对平面四杆机构的一些基本知识(包括曲柄存在的条件、急回运动及行程速比系数、传动角及死点、运动的连续性等)有明确的概念；能按已知连杆三位置、两连架杆三对应位置、行程速比系数等要求设计平面四杆机构。 教学重点和难点： ●平面四杆机构的一些基本知识； ●按已知连杆三位置、两连架杆三对应位置、行程速比系数等要求设计平面四杆 机构。 案例导入： 我们知道，用三根木条钉成的木框是稳定的，即使把钉子换成转动副(铰链)，三角形也不会运动。而用四根木条钉成的木框是不稳固的，如果把钉子换成铰链，四边形即可以运动了。依此类推，五边形等也都是可以运动的(图4-1)。因此我们说：三角形是不能运动的最基本图形，而四边形是能运动的最基本图形。把四边形各顶点装上铰链，把一边作为机架，即构成平面四杆机构。因此，四杆机构是最基本的连杆机构。复杂的多杆机构(多边形)也可由其组成。通过本章的学习，读者将了解这种最基本机构的特性，认识这类机构千变万化的应用并掌握其设计方法。 图4-1 三角形和四杆机构 4.1铰链四杆机构的基本形式及应用 连杆机构的优点是运动副为面接触，压强较小、磨损较轻、便于润滑，故可承受较大载荷；低副几何形状简单，加工方便；能实现轨迹较复杂的运动，因此，平面连杆机构在各种机器及仪器中得到广泛应用。其缺点是运动副的制造误差会使误差累积较大，致使惯
连杆机构设计：轨迹生成机构的运动设计 1 图谱法 这种方法是利用编纂汇集的连杆曲线图册来设计平面连杆机构。现举一例说明如下：例如生产上需要设计带停歇运动的机构（这种机构常用于打包机等一些机器中），首先查阅连杆曲线图册，找到连杆曲线上有一段接近圆弧的铰链四杆机构如图所示，图中连杆曲线的每一段短线的大小相当于曲柄AB转过50时连杆上点M所描绘的距离。整个连杆曲线由72段短线所组成。将曲柄的长度作为基准并取为1，其他构件的长度对曲柄的长度成比例，因此按图册上表示的杆长成比例地放大或缩小机构时，并不改变连杆曲线的特性。由图上可找出连杆曲线上的点P至点Q部分接近于圆弧，其曲率半径f=。这段圆弧由十八段短线组成，因此当点M运动经过这段圆弧时，曲柄转过900，而其曲率中心G保持不动。再将另一构件MF的一端与连杆上的点M铰接，另一端F与滑块在点G处铰接，该构件的长度即等于曲率半径的大小（G处的输出件可以是滑块也可以是摇杆，视实际需要而定）。这样在图示机构中，当点M自点P运动至点Q时，滑块F静止不动；点M至点Q运动至点R时，滑块F向下运动；点M至点R运动至点P时，滑块F作返回运动。滑块F的行程H=，调整滑块导路倾角b的大小，就能改变滑块行程H的大小和往返行程的时间比。但需注意机构的最小传动角不得小于许用值。 由上述可知，使用图谱法可从连杆曲线图册中查到与所要求实现的轨迹非常接近的连杆曲线，从而确定了该机构的参数，使设计过程大大简化。 2 解析法
对于图示铰链四杆机构，以A点为原点、机架AD为x'轴建立直角坐标系Ax'y'。若连杆上一点M在该坐标系中的位置坐标为x'、y'，则有 或: 由式和消去f，得: 由式和消去y，得: 再由式和消去b，则得在坐标系Ax'y'中表示的M点曲线方程: 式中: 式是关于x'、y'的一个六次代数方程。 在用铰链四杆机构的连杆点M再现给定轨迹时，给定轨迹通常在另一坐标系Oxy中表示。如图所示，若设A在Oxy中的位置坐标为xA、yA，x轴正向至x'轴正向沿逆时针方向的夹角为f0，M点在Oxy中的坐标为x、y，则有
连杆机构在生产实际中的应用 刘赛学号：020 连杆的最新应用包括以下三个方面 1.工艺方面——裂解工艺 连杆是发动机上的关键零件，在高频率疲劳载荷下作，对强度有较高的要求。连杆属于较难锻造与加工的一种零件，对其制造方法及技术，国内外都给予了极大的关注，连杆裂解（也称连杆胀断、撑断）加工新工艺是20世纪90年代初发展起来的一种连杆加工新技术，该种新工艺与装备从根本上改变了传统的连杆加工方法，是对传统连杆加工的一次重大变革。连杆裂解技术的原理是根据材料断裂理论，首先将整体锻造的连杆毛坯大头孔人为加工，形成初始断裂源，然后用特定方法控制裂痕扩展，达到连杆本体与连杆盖分离的目的。其裂解加工过程见下图 (a)初始断裂源 (b)裂解 (c)杆、盖分离 (a)在连杆锻造毛坯大头孔内，预先加工出裂解槽，形成初始断裂源； (b)在裂解专业设备上首先对连杆大头内孔侧面施加径向力，使裂纹由内孔向外不断扩展直至完全裂解； (c)连杆盖从连杆本体上分离出来。利用断裂面犬牙交错的特征，在裂解专业设备上，再将裂解分离后的连杆盖与本体精确复位，最后在断裂面完全啮合的条件下，完成上螺栓工序及其它后续与传统工艺相同的切削加工工序。 裂解加工工艺流程： 粗磨连杆两侧面→精镗大小头孔、半精镗小头孔→钻、攻螺栓孔→钻油道孔洗→拉削裂
解槽、裂解、装配、压衬套、精整衬套、倒角→精磨两侧面→半精镗、精镗大小头孔→铰珩连杆大小头孔→清洗→终检。 裂解工艺的经济性 裂解工艺改变了连杆加工的关键生产工序，以整体加工代替分体加工，省去分离面的拉削与磨削等工艺，降低螺栓孔的加工精度要求，从而显著地提高生产效率，降低生产成本，增加经济效益。据于永仁《连杆裂解工艺》文献介绍，裂解加工技术的应用，可减少机械加工工序60%，节省机床设备投资25%，减少刀具费用35%，节省能源40%，还可减少占地面积、减少废品率等，其经济效益十分显著。此外连杆裂解技术还可使连杆承载能力、抗剪能力、杆、盖的定位精度、装配质量大幅度提高，对提高发动机整体生产技术水平具有重要作用。 2.汽车方面——瓦特连杆 瓦特连杆是由英国传奇发明家兼工程师詹姆斯-瓦特所发明的。 别克英朗，奔驰A级，B级车均采用这种结构，用于扭力梁悬架上，以此来减少后轮侧向力对车轮前束的影响。也减少了在转弯时侧向力产生的离心，使两侧车轮受力始终与路面保持最适宜的接触，达到最佳的附着力。一方面提高了车辆的驾乘舒适性，也加强了车辆循迹性。 一套三链杆组成的中央控制臂被安置在一个铝制方形封盖后方，当控制臂被从左边推动， 它就向右边拉动，反之亦然。这样的话，车子的动力就在左右轮中得到了很好的平衡。当汽
举例说明连杆机构在机械设备中的应用 ——连杆机构在插秧机中的应用 机械工程学院黄玉成摘要：本文中主要介绍国内水稻插秧机研究现状、国内外分插机构研究现状、传 统插秧机分插机构、高速插秧机分插机构。其中，主要介绍了连杆机构在插秧机中的应用。 关键词：连杆机构、插秧机、曲柄摇杆、高速插秧机分插机构 1．国内水稻插秧机研究现状 我国是首先研制并生产水稻插秧机的国家之一，我国对水稻插秧机的研究大致分为 以下三个阶段： （1）摸索阶段。1953 年原华东农业科学研究所将水稻插秧机作为一项科研课题，1956 年梳齿纵拉分秧原理初步定型，并制作出样机，1956 年 4 月全国第一届水稻插秧机试验座谈会在武昌召开，并对样机进行田间试验，证明了水稻插秧机械化可以实现，1965年广西65 型人力插秧机通过鉴定，推动了水稻插秧机的发展。 图1-1 步行式插秧机图1-2 乘坐式插秧机 （2）实用阶段。1964 年我国研制出机动插秧机，分插机构采用曲柄摇杆式分插机构和转臂滑道式分插机构，上世纪70 年代为响应农业部推广带土苗移栽技术的号召，研制了即可插带土苗，又可插洗根大苗的两用插秧机，该系列基本满足我国各地农业需求，零件通用化达80%~88%，部件通用化程度达到70%。上世纪80 年代，参照日本水稻插秧机研制了“中头日尾”式2ZT 系列机型，该机型分插频率高，最高达到260 次/min，行距300mm，总共6 行，试验证明该机适合带土中、小苗的插秧。 （3）推广阶段。我国通过大量引进和消化吸收国外先进水稻插秧机技术，结合我国基本国情和农艺要求，自主研制了高速插秧机，该机采用旋转式分插机构，旋转一周插秧 2 次，插秧效率得到明显提高。我国水稻插秧机市场不断变化，其主要特点是：一、机型样式变化快；二、需求区域和市场相对集中；三、
机械原理课程设计 任务书 题目：连杆机构设计B4 姓名：戴新吉 班级：机械设计制造及其自动化2011级3班 设计参数 设计要求： 1.用解析法按计算间隔进行设计计算； 2.绘制3号图纸1张，包括： (1)机构运动简图； (2)期望函数与机构实现函数在计算点处的对比表； (3)根据对比表绘制期望函数与机构实现函数的位移对比图；
3.设计说明书一份； 4.要求设计步骤清楚，计算准确。说明书规范。作图要符合国家标。按时独立完成任务。 目录 第1节平面四杆机构设计............................................ 1.1连杆机构设计的基本问题........................................... 1.2作图法设计四杆机构 (3) 1.3作图法设计四杆机构的特点 (3) 1.4解析法设计四杆机构 (3) 1.5解析法设计四杆机构的特点 (3) 第2节设计介绍.................................................... 2.1按预定的两连架杆对应位置设计原理 ................................ 2.2 按期望函数设计.................................................. 第3节连杆机构设计................................................ 3.1连杆机构设计..................................................... 3.2变量和函数与转角之间的比例尺 (8) 3.3确定结点值 (8)
连杆机构在生产实际中的应用 刘赛学号：20140702020 连杆的最新应用包括以下三个方面 1.工艺方面——裂解工艺 连杆是发动机上的关键零件，在高频率疲劳载荷下作，对强度有较高的要求。连杆属于较难锻造与加工的一种零件，对其制造方法及技术，国内外都给予了极大的关注，连杆裂解（也称连杆胀断、撑断）加工新工艺是20世纪90年代初发展起来的一种连杆加工新技术，该种新工艺与装备从根本上改变了传统的连杆加工方法，是对传统连杆加工的一次重大变革。连杆裂解技术的原理是根据材料断裂理论，首先将整体锻造的连杆毛坯大头孔人为加工，形成初始断裂源，然后用特定方法控制裂痕扩展，达到连杆本体与连杆盖分离的目的。其裂解加工过程见下图 (a)初始断裂源(b)裂解(c)杆、盖分离 (a)在连杆锻造毛坯大头孔内，预先加工出裂解槽，形成初始断裂源； (b)在裂解专业设备上首先对连杆大头内孔侧面施加径向力，使裂纹由内孔向外不断扩展直 至完全裂解； (c)连杆盖从连杆本体上分离出来。利用断裂面犬牙交错的特征，在裂解专业设备上，再将裂解分离后的连杆盖与本体精确复位，最后在断裂面完全啮合的条件下，完成上螺栓工序及其它后续与传统工艺相同的切削加工工序。 裂解加工工艺流程： 粗磨连杆两侧面→精镗大小头孔、半精镗小头孔→钻、攻螺栓孔→钻油道孔洗→拉削裂解槽、裂解、装配、压衬套、精整衬套、倒角→精磨两侧面→半精镗、精镗大小头孔→铰珩连杆大小头孔→清洗→终检。 裂解工艺的经济性 裂解工艺改变了连杆加工的关键生产工序，以整体加工代替分体加工，省去分离面的拉削与磨削等工艺，降低螺栓孔的加工精度要求，从而显著地提高生产效率，降低生产成本，增加经济效益。据于永仁《连杆裂解工艺》文献介绍，裂解加工技术的应用，可减少机械加工工序60%，节省机床设备投资25%，减少刀具费用35%，节省能源40%，还可减少占地面积、减少废品率等，其经济效益十分显著。此外连杆裂解技术还可使连杆承载能力、抗剪能力、杆、盖的定位精度、装配质量大幅度提高，对提高发动机整体生产技术水平具有重要作用。
浅谈连杆机构在生产实践中的应用 摘要：连杆机构能够实现各种各样功能的运动，因此在生产实践中应用广泛。本文就一些具体的连杆机构，简单介绍了其在生产实践中的应用。 关键词：连杆机构生产实践应用 1、连杆机构简述 连杆机构能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律。在平面连杆机构中，所有的运动副均为低副。因此，连杆机构又称为低副机构。 由于组成低副的两个构件之间是面接触，在承受相同的荷载时，其承载能力较大，耐磨损；再加上构件的形状简单，制造简便，易于获得较高的制造精度。因此，连杆机构广泛地用于各种机械和仪器中。但是，由于连杆机构的运动链较长，构件数和运动副数较多，而且在低副中存在间隙，所以会引起较大的运动积累误差，从而影响其运动精度。而且平面连杆机构的设计比较复杂，通常难以精确地实现复杂的运动规律与运动轨迹。连杆机构在生产实践中应用广泛，下面仅做一些简单的介绍。 2、连杆机构在生产实践中的应用 2.1 平面四杆机构的应用 在平面四杆机构中，若两个连架杆之一为曲柄，另一个为摇杆，则称为曲柄摇杆机构。如图1所示的雷达天线调整机构，当曲柄AB为主动件并作匀速转动时，通过连杆BC，带动摇杆CD在一定角度范围内作往复摆动，从而达到调整天线俯仰角度的目的。当摇杆CD为主动件并作往复摆动时，通过连杆BC驱使曲柄AB(从动件)作整周转动，如图2所示的缝纫机踏板机构。 图1 雷达天线调整机构图2 缝纫机踏板机构
另外，当曲柄作整周转动时，若利用连杆与摇杆之间的相对运动对外做功，如图3所示，则可设计出飞剪剪切机；若利用连杆上一点的水平轨迹作运动输出，如图4所示，则可设计出物料传送机构。如图5是矿石破碎机的简图，与大带轮固接在一起的曲柄AB为主动件，曲柄摇杆机构ABCD是该机器的主体。如图6是机构是利用连杆曲线设计的和面机的简图，曲柄摇杆机构ABCD是该机器的主体。 图3 飞剪剪切机构图4 物料传送机构 图5 矿石破碎机的简图图6 和面机的简图 如果两个连架杆均为曲柄，都能作整周转动，该铰链四杆机构称为双曲柄机构。当相对两杆平行并且相等时，该机构称为平行四边形机构。在这种机构运动中，两个曲柄以相同的角速度作同向转动，而连杆作平动。当曲柄与机架共线时，机构处于运动不确定的状态为了解决这个问题，在工程上可以利用从动件的质量或在从动件上加装飞轮以增大惯性；也可以在机构中通过添加构件带来虚约束使机构始终保持平行四边形。如图7所示的机车车轮联动的平行四边形机构，构件EF带来了一个虚约束，使得机车的各个车轮具有相同的速度，保证了机车的平稳运行。
部讲义，请勿流传 第五讲 平面连杆机构及其设计 连杆机构的传动特点： 1．因为其运动副一般为低副，为面接触，故相同载荷下，两元素压强小，故可承受较大载荷；低副元素便于润滑，不易磨损；低副元素几何形状简单，便于制造。2．当原动件以同样的运动规律运动时，若改变各构件的相对长度，可使从动件得到不同的运动规律。3．利用连杆曲线满足不同的规矩要求。4．增力、扩大行程、实现远距离的传动（主要指多杆机构）。 缺点： 1．较长的运动链，使各构件的尺寸误差和运动副中的间隙产生较大的积累误差，同时机械效率也降低。2．会产生系统惯性力，一般的平衡方法难以消除，会增加机构动载荷，不适于高速传动。 平面四杆机构的类型和应用 一、平面四杆机构的基本型式 1．曲柄摇杆机构2．双曲柄机构 3．双摇杆机构 二、平面四杆机构的演化型式 1．改变构件的形状和运动尺寸 曲柄摇杆机构 -----曲柄滑块机构 2．改变运动副的尺寸 偏心轮机构可认为是将曲柄滑块机构中的转动副的半径扩大，使之超过曲柄的长度演化而成的。 3．选用不同的构件为机架 （a ） 曲柄滑块机构 （b ）AB
①以最短构件的相邻两构件中任一构件为机架时，则最短杆为曲柄，而与机架相连的另一构件为摇杆，即该机构为曲柄摇杆机构。 ②以最短构件为机架，则其相邻两构件为曲柄，即该机构为双曲柄机构。 ③以最短构件的对边为机架，则无曲柄存在，即该机构为双摇杆机构。 3.不满足杆长条件的机构为双摇杆机构。 注：曲柄滑块机构有曲柄的条件：a + e ≤ b 导杆机构：a < b时，转动导杆机构； a > b时，摆动导杆机构。 例题：
4105连杆机构设计
第2章连杆组的设计 2.1连杆的工作情况、设计要求和材料选用 1、工作情况 连杆小头与活塞销相连接，与活塞一起做往复运动，连杆大头与曲柄销相连和曲轴一起做旋转运动。因此，连杆体除有上下运动外，还左右摆动，做复杂的平面运动。 2、设计要求 （1）结构简单，尺寸紧凑，可靠耐用。 （2）在保证具有足够强度和刚度的前提下，尽可能减轻重量，以降低惯性力。（3）尽量缩短长度，以降低发动机的总体尺寸和总重量。 （4）大小头轴承工作可靠，耐磨性好。 （5）连杆螺栓疲劳强度高，连接可靠。 （6）易于制造，成本低。 连杆主要承受气体压力和往复惯性力所产生的交变载荷，因此，在设计时应首先保证连杆具有在足够的疲劳强度和结构钢度。如果强度不足，就会发生连杆螺栓、大头盖或杆身的断裂，造成严重事故，同样，如果连杆组刚度不足，也会对曲柄连杆机构的工作带来不好的影响。 所以设计连杆的一个主要要求是在尽可能轻巧的结构下保证足够的刚度和强度。为此，必须选用高强度的材料；合理的结构形状和尺寸。 3、材料的选择 为了保证连杆在结构轻巧的条件下有足够的刚度和强度，采用精选含碳量的优质中碳结构钢45模锻，表面喷丸强化处理，提高强度。
2.2连杆长度的确定 近代中小型告诉柴油机，为使发动机结构紧凑，最适合的连杆长度应该是，在保证连杆及相关机件在运动不与其他机件相碰的情况下，选取最小的连杆长度。 连杆长度l 与结构参数l R =λ（R 为曲柄半径）有关，此次设计选取286.0=λ。 mm S R l 210286 .021202=?=== λλ 2.3连杆小头的设计 小头主要尺寸为连杆衬套内径d 和小头宽度1b 。 1.连杆衬套内径d mm D d 3810536.036.0=?== 2.衬套厚度δ mm d 5.238066.0066.0=?==δ 3.小头内径1d mm d d 435.223821=?+=+=δ 4.小头宽度1b mm d b 403805.105.11=?== 5.小头外径2d mm d d 524321.121.112=?== 2.4连杆杆身的设计 连杆杆身从弯曲刚度和锻造工艺性考虑，采用工字形截面。 1.杆身截面高度H
第三章连杆机构分析和设计 1、在条件下，曲柄滑块机构具有急回特性。 2、平面连杆机构是由许多刚性构件用联接而形成的机构。 3、在图示导杆机构中，AB为主动件时，该机构传动角的值为。 4、铰链四杆机构具有急回特性时其极位夹角θ值，对心曲柄滑块机构的θ值，所以它急回特性，摆动导杆机构急回特性。 5、对心曲柄滑块机构曲柄长为a，连杆长为b，则最小传动角γmin等于 ，它出现在位置。 6、在四连杆机构中，能实现急回运动的机构有（1），(2)，（3）。 7、铰链四杆机构有曲柄的条件是，双摇杆机构存在的条件是。(用文字说明) 8、图示运动链，当选择杆为机架时为双曲柄机构；选择杆为机架时为双摇杆机构；选择杆为机架时则为曲柄摇杆机构。 9、当四杆机构的压力角α=90?时，传动角等于，该机构处于位置。 10、在曲柄摇杆机构中，最小传动角发生的位置在 。 11、通常压力角α是指 间所夹锐角。 12、一对心式曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则将演化成机构。 13、铰链四杆机构连杆点轨迹的形状和位置取决于个机构参数；用铰链四杆机构能精确再现个给定的连杆平面位置。
14、铰链四杆机构演化成其它型式的四杆机构 (1) ， (2) ， (3)等三种方法。 15、图示为一偏置曲柄滑块机构。试问：AB 杆成为曲柄的条件是：。若以曲柄为主动件，机构的最大压力角 = ，发生在。 max 16、3 个彼此作平面平行运动的构件间共有个速度瞬心，这几个瞬心必定位于上。含有6 个构件的平面机构，其速度瞬心共有个，其中有个是绝对瞬心，有个是相对瞬心。 17、相对瞬心与绝对瞬心的相同点是，不同点是。 18、当两构件组成转动副时，其速度瞬心在处；组成移动副时，其速度瞬心在处；组成兼有相对滚动和滑动的平面高副时，其速度瞬心在上。 19、速度瞬心是两刚体上为零的重合点。 20、铰链四杆机构共有个速度瞬心，其中个是绝对瞬心，个是相对瞬心。 21、画出图示机构的全部瞬心。
课题：平面连杆机构应用及特点 教材分析： 本课题选自世维主编、高等教育出版的中等职业教育国家规划教材《机械基础》（机械类）第6章“常用机构”中“§6-1 平面连杆机构”的容。本节课容主要介绍的铰链四杆机构的实际应用及特点。 学情分析： 中职生文化基础差、学习能力较弱、学习的主动性不强，这是一个不争的事实，也是一个普遍的现实问题，但他们对新事物有较强的好奇心，善于联想，从这一现状出发，教学中应以调动学生学习积极性为出发点，以生活中的实例为教学模型，扩散思维，归纳总结来组织教学，让学生在发现问题，解释问题的思索中提高对本课程的学习兴趣，不断积累专业知识，并能活学活用，理论联系实践。教学目标： 1. 知识目标 （1）掌握铰链四杆机构的特点和应用实例； （2）了解铰链四杆机构的急回特性及应用实例； （3）掌握铰链四杆机构的死点位置及应用实例。 2. 能力目标 培养学生理论联系实际的能力，从生活中，从身边去挖掘教学模型，学以致用。 3. 情感目标 培养学生口头表达能力，如何去欣赏别人的优点，如何去肯定别人，从而培养团队意识，合作意识。
教学重点：1．铰链四杆机构的急回特性 2．铰链四杆机构的死点位置。 教学难点：极位夹角和摆角的画法。 课时安排：2课时 教学手段：利用多媒体辅助教学 教学方法：情景教学、启发引导、讲练结合 学法指导：教法与学法室相辅相成的，教法直接影响学生对知识点掌握和能力的提高，而学法指导是学生智力发展目标得以实现的重要途径。 教学过程： （一）新课导入教学模型实物展示，多媒体展示汽车雨刮器动画，雷达天线俯仰机构动画，引出新课 （二）新课讲授： 一、铰链四杆机构的应用 1、曲柄摇杆机构 两连架杆中一为曲柄、一为摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构，如图所示，曲柄AB为主动件，并作等速运动。从动摇杆CD将在弧C1C2围作变速往复摆动，C1、C2两个位置是摇杆摇摆的两个极限位置。
连杆机构设计 提示： 连杆机构是由若干构件用低副（转动副、移动副、球面副、球销副、圆柱副及螺旋副等）联结而成，故又称低副机构。连杆机构常用于刚体导引、实现已知运动规律或已知轨迹。特点: 连杆机构构件运动形式多样，如可实现转动、摆动、移动和平面或空间复杂运动，从而可用于实现已知运动规律和已知轨迹。此外，低副面接触的结构使连杆机构具有以下一些优点：运动副单位面积所受压力较小，且面接触便于润滑，故磨损减小；制造方便，易获得较高的精度；两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的，它不象凸轮机构有时需利用弹簧等力封闭来保持接触。因此，平面连杆机构广泛应用于各种机械、仪表和机电产品中。平面连杆机构的缺点是：一般情况下，只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹，且设计较为复杂；当给定的运动要求较多或较复杂时，需要的构件数和运动副数往往较多，这样就使机构结构复杂，工作效率降低，不仅发生自锁的可能性增加，而且机构运动规律对制造、安装误差的敏感性增加；机构中作复杂运动和作往复运动的构件所产生的惯性力难以平衡，在高速时将引起较大的振动和动载荷，故连杆机构常用于速度较低的场合。 连杆机构的类 型和应用 根据构件之间的相对运动为平面运动或空间运动，连杆机构可分为平面连杆机构和空间连杆机构。根据机构中构件数目的多少分为四杆机构、五杆机构、六杆机构等，一般将五杆及五杆以上的连杆机构称为多杆机构。当连杆机构的自由度为1时，称为单自由度连杆机构；当自由度大于1时，称为多自由度连杆机构。根据形成连杆机构的运动链是开链还是闭链，亦可将相应的连杆机构分为开链连杆机构（机械手通常是运动副为转动副或移动副的空间开链连杆机构）和闭链连杆机构。单闭环的平面连杆机构的构件数至少为4，因而最简单的平面闭链连杆机构是四杆机构，其他多杆闭链机构无非是在其基础上扩充杆组而成；单闭环的空间连杆机构的构件数至少为3，因而可由三个构件组成空间三杆机构。 连杆机构设计的基本问题和方法 连杆机构设计通常包括选型、运动设计、承载能力计算、结构设计和绘制机构装配图与零件工作图等内容，其中选型是确定连杆机构的结构组成，包括构件数目以及运动副的类型和数目；运动设计是确定机构运动简图的参数，包括各运动副之间的相对位置尺寸以及描绘连杆曲线的点的位置尺寸等等；承载能力计算是基于强度理论，确定关键零件的主要结构参数；结构设计是在综合考虑安装、调整、加工工艺性等因素情况下对各零件结构参数的全面细化。 平面连杆机构的运动设计是本章的主要研究内容，它一般可归纳为以下三类基本问题：1) 实现构件给定位置（亦称刚体导引），即要求连杆机构能引导某构件按规定顺序精确或近似地经过给定的若干位置。 2) 实现已知运动规律（亦称函数生成），即要求主、从动件满足已知的若干组对应位置关系，包括满足一定的急回特性要求，或者在主动件运动规律一定时，从动件能精确或近似地按给定规律运动。