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平面四杆机构的应用实例1.引言平面四杆机构是一种常见的机械机构，由四个连杆构成，可以实现复杂的运动转换。
本文将介绍平面四杆机构的基本原理和应用实例。
2.平面四杆机构的原理平面四杆机构由长杆、短杆和两个滑块组成。
其中两个杆通过一个转动副连接，将运动转换为固定副或滑动副。
通过调整杆的长度和滑块位置，可以实现不同的运动传输和控制。
3.平面四杆机构的应用实例3.1提升机构平面四杆机构可以应用于提升机构中，将旋转运动转换为直线提升运动。
例如，用平面四杆机构设计的折叠桌，通过旋转转动将桌面从水平位置折叠到垂直位置，实现收纳和节省空间的效果。
3.2机械手臂平面四杆机构在机械手臂中有广泛的应用。
机械手臂通过调节杆的长度和滑块位置，可以实现多自由度的运动。
例如，用平面四杆机构设计的包装机器人，可以根据不同包装需求，实现抓取、装箱和封口等多种动作。
3.3门闩锁平面四杆机构还可以应用于门闩锁设计中。
通过设置合适的滑块位置和杆的长度，可以确保门闩的顺畅开启和牢固关闭。
例如，用平面四杆机构设计的汽车车门锁，可以实现方便快捷的上锁和解锁操作。
3.4纸币验钞机平面四杆机构也广泛应用于纸币验钞机。
通过合理设计杆的长度和滑块位置，可以实现纸币的输送、旋转和翻转等运动，以进行有效的钞票鉴别。
例如，用平面四杆机构设计的自动柜员机，可以快速准确地辨别真伪纸币并进行存储和取款等操作。
4.结论平面四杆机构作为一种常见的机械机构，具有运动转换和控制的优势，广泛应用于不同领域。
通过合理设计和调整杆的长度和滑块位置，可以实现多样化的运动需求。
无论是折叠桌、机械手臂、门闩锁还是纸币验钞机，平面四杆机构都可以发挥重要的作用，并为人们带来更便捷、高效的生活和工作体验。
平面四杆机构的类型特点及应用概念平行四杆机构的特点是固定杆和活动杆平行且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。
它的运动可以实现平行移动，适用于汽车悬挂系统、工艺机械等领域。
正交四杆机构的特点是固定杆和活动杆相交且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。
它的运动可以实现直线运动，适用于推动机械、绞车等领域。
菱形四杆机构的特点是固定杆和活动杆两两相交且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。
它的运动可以实现平行移动和旋转运动，适用于啮合机构、制造机械等领域。
推动机构的特点是固定杆和活动杆两两平行且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。
它的运动可以实现直线运动，适用于传动机构、物料输送机械等领域。
平面四杆机构的应用非常广泛。
它可以用于制造机械、工艺机械、汽车悬挂系统、绞车、传动机构、物料输送机械等领域。
在制造机械中，平面四杆机构常用于构建精密机床，如铣床、钻床等。
在工艺机械中，平面四杆机构常用于构建织机、纺机等。
在汽车悬挂系统中，平面四杆机构可以实现汽车悬挂系统的运动，提高汽车悬挂性能。
在绞车中，平面四杆机构可以用于提升和绞丝等工作。
在传动机构中，平面四杆机构可以用于实现直线传动和转动传动。
在物料输送机械中，平面四杆机构可以用于实现物料的输送和分拨。
总之，平面四杆机构具有多种类型和特点，适用于多个领域的应用。
它可以实现复杂的运动轨迹，广泛应用于制造机械、工艺机械、汽车悬挂系统、绞车、传动机构、物料输送机械等领域。
平面四杆机构是一种常见的机械结构，由四个连杆组成，可以实现转动和传递力量。
根据其连杆排列方式和运动特点，平面四杆机构可以分为以下几种基本类型：
四杆平行机构：四个连杆平行排列的机构，常见的形式是平行四边形。
四杆平行机构具有简单结构和稳定性好的特点，在工程和机械设计中广泛应用。
四杆平行滑块机构：四个连杆中有一个是滑块，可以在平面内作直线运动。
这种机构常见的应用是在平面上实现直线运动，如印刷机的工作台。
四杆旋转机构：四个连杆可以围绕一个固定点旋转，形成一个封闭的轨迹。
这种机构常见的形式是摇杆机构或曲柄摇杆机构，常用于发动机的活塞运动转化为旋转运动。
四杆转动滑块机构：四个连杆中有一个是滑块，可以在平面内作转动运动。
这种机构常见的应用是实现旋转运动和直线运动的转换，如某些机床的进给机构。
这些基本类型的平面四杆机构都具有不同的运动特点和应用场景。
根据具体的工程需求和设计要求，可以选择合适的平面四杆机构类型，并进行优化和改进，以满足特定的运动和力学要求。
平面四杆机构考研题库平面四杆机构是机械工程中一个重要的研究领域，也是考研中常见的题型之一。
在这篇文章中，我们将探讨平面四杆机构的基本概念、应用以及相关的考研题库。
一、平面四杆机构的基本概念平面四杆机构是由四个连杆组成的机械系统，其中两个连杆为固定连杆，另外两个连杆为运动连杆。
这四个连杆通过铰链连接在一起，形成一个闭合的结构。
平面四杆机构的运动可以通过连杆的长度、角度以及连接方式来调节和控制。
平面四杆机构有许多不同的类型，包括双曲杆机构、平行杆机构、交叉杆机构等。
每种类型的机构都有其特定的运动规律和应用领域。
在考研中，我们需要了解这些基本概念，并能够应用到具体的问题中。
二、平面四杆机构的应用平面四杆机构在工程领域有广泛的应用。
其中一个典型的应用是在机械传动系统中。
通过调节连杆的长度和角度，可以实现不同的运动和力学特性，从而满足不同的工程需求。
另一个常见的应用是在机器人技术中。
平面四杆机构可以用来设计和控制机器人的运动，实现复杂的动作和任务。
例如，通过改变连杆的长度和角度，可以实现机器人的抓取、转动和推动等动作。
平面四杆机构还可以应用于汽车制造、航空航天、医疗设备等领域。
在汽车制造中，平面四杆机构可以用来设计和控制汽车的悬挂系统、转向系统等。
在航空航天中，平面四杆机构可以用来设计和控制飞机的起落架、舵面等。
在医疗设备中，平面四杆机构可以用来设计和控制手术机器人、康复设备等。
三、平面四杆机构考研题库在考研中，平面四杆机构是一个常见的考点。
以下是一些常见的考研题目：1. 请简述平面四杆机构的基本概念和分类。
2. 一台机器人的手臂由两个连杆组成，长度分别为L1和L2。
如果L1=10cm，L2=15cm，连杆之间的夹角为60度，请计算手臂的最大工作范围。
3. 一台汽车的悬挂系统采用平面四杆机构，其中两个连杆的长度分别为L1=30cm，L2=40cm。
请计算当汽车通过一个凸起的路面时，悬挂系统的最大位移。
4. 一台手术机器人的手臂由两个连杆组成，长度分别为L1=20cm，L2=25cm。
连杆机构的特点：优点：运动副单位面积所受的压力小且面接触受力小，便于润滑，磨损小；制造方便。
缺点：设计复杂误差大。
工作效率低。
平面四杆机构的基本类型——铰链四杆机构1、曲柄摇杆机构（1）曲柄：1作360°周转运动，（2）摇杆：3作往复摆动，主动件可以为曲柄，也可以为摇杆。
右面机构中摇杆的摆角为60°，作小于360的运动（3）连杆：连接曲柄与摇杆的杆件(4)连架杆：连接机架与连杆的杆件。
曲柄摇杆机构：两连架杆中一个为曲柄另一个为摇杆的铰链四杆机构双曲柄机构：两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构双摇杆机构：两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构平行四边形机构平行四边形机构是双曲柄机构的一个特例。
组成四边形对边的构件长度分别相等。
从动曲柄3和主动曲柄1的回转方向相同，角速度时时相等双摇杆机构：构件1和3都作往复摆动，一般主动摇杆作等速摆动，从动摇杆作变速摆动。
平面四杆机构的演化形式(Ⅰ)——含一个移动副的四杆机构曲柄滑块机构正置曲柄滑块机构滑块(slider)铰链点的运动方位线通过曲柄转动中心，滑块动程(pitch)等于两倍曲柄1的长度，无急回运动特性。
主动件可以为曲柄，也可以为滑块。
偏置曲柄滑块机构滑块铰链点的运动方位线不通过曲柄转动中心，偏距(offset)为e,滑块动程大于两倍曲柄长度，有急回运动特性导杆机构转动导杆机构曲柄1和导杆3都能作360°周转运动，主动曲柄作等速转动，从动导杆作变速转动，摆动导杆机构曲柄1作360°周转运动，摆动导杆3作往复摆动，且有较大的急回运动特性曲柄摇块机构移动导杆机构构件2作往复摆动，构件4在滑块中作往复移动。
2 平面连杆机构的工作特性1、转动副为整转副的充分必要条件急回运动和行程速比系数原动曲柄转动一周过程中，有两次与连杆共线，即重叠共线和拉直共线，摇杆两个极限位置分别为C1D和C2D。
曲柄AB以等角速度ω顺时针转过α1角由位置AB1转到位置AB2，摇杆从C1D摆到C2D,摆角为φ，所需时间为t1，C点平均速度为V1。
四一、已知机架AD =CD =40 mm，设该用作图法求出曲柄
二、设计一曲柄滑最大压力角α=30。
并标明其极位夹角θ
三、试设计一曲柄摇杆机构mm，
l AD =50 mm。
求 l AB 、l （用图解法求解
.平面四杆机构的类型和应用
50 mm，摇杆CD 离机架最近极限机构为曲柄摇杆机构，且行程速比AB 和连杆BC 的长度，并绘出机构
块机构。
已知曲柄长AB =20mm，偏心试用作图法确定连杆长度BC ，滑块，求出其行程速度变化系数K 。
杆机构。
设摇杆两极限位置分别为ϕϕ1150
=
,BC 及行程速比系数K 和最小传动角γmin 。
）
位置β=45
，且
系数K =1.4，试简图。
距e =15mm，其
的最大行程H ，
29040== ;l CD
四、 现 需 设 计 一 铰 摇 杆 的 两 极 限 机 构 的 行 程 速
度 。
五、如图示曲柄滑（1）机构的（
2）最小传（3）滑块3大。
（4）当滑块3（在图中用作
链 四 杆 机 构, 已 知 摇 杆 CD 的 长 度 位 置 与 机 架 AD 所 成 的 角 度ϕ1 比 系 数 K =1, 试 确 定 曲 柄 AB 和 连b
a
块机构的运动简图，试确定当曲柄1行程速度变化系数K 。
动角γmin 的大小。
往复运动时向左的平均速度大还是为主动时，机构是否出现死点，为图法求解）
度 l CD =150 mm ,
ϕ23090==
,,
连 杆 BC 的 长
等速转动时，
向右的平均速度什么？
六、已 知 铰 链 四 杆杆 长 度 分 别 为l AB （1）其连杆BC 的机构；
（2）按上述各杆出现最小传动角的
七、已知铰链四杆曲柄和摇杆的两组其行程速比系数并
杆 机 构 机 架 长 度 l AD =30 mm；其 它=20 mm； l CD =40 mm，问：
长度须满足什么条件才能使该四杆长度并选l BC =35 mm，用适当比例尺位置，并在图上标出γmin 。
机构的机架长500l AD = mm，曲柄长l AB 对应位置如图所示。
试设计此曲柄在图上标出其最小传动角。
它 两 个 连 架 机构为曲柄摇杆画出该机构可能150= mm，及摇杆机构，确定
八、设计一曲柄滑求最小传动角 60=min γ。
（1）用图解法确定连（2）画出滑（3）标出极（4）确定行
九、
设计一偏置曲滑块的行程10021=C C l （1）用作图（2）若滑块转向；
（3）用作图块机构,已知曲柄长度15=AB l mm，偏。
确定连杆的长度BC l ，保留作图线。
块的极限位置；
位夹角θ及行程H ; 程速比系数K 。
柄滑块机构，已知滑块的行程速度变 mm，导路的偏距 20=e mm。
法确定曲柄长度AB l 和连杆长度BC l ； 从点C 1至C 2为工作行程方向，试法确定滑块工作行程和空回行程时的距10=e mm，要化系数K =1.5，
确定曲柄的合理最大压力角。
一、总分12分
（1）按µl =0001. m/m 根据θ=−180
1
(
)K ∠′=C AC 30 ，与以D 为圆心（4分）
（2）以A 为圆心，l l AB EC ==×′20001.（3）以A 为圆心，圆， 与AC 的 延长线交于l BC BC l l =×=×µµl AB =0023. m
l BC =0059. m 二、总分12分
（1）取µl =0001. m/m （2）其最大压力角发生分）
（3）确定尺寸 BC B C =′′=70 mm 参考答案
m/mm 作图；
+
1()K ，可求出θ=30o
，以AC 为一边，为圆心，以DC 长为半径所作的圆弧交于′C 点；，以AC 为半径画弧，交AC ′于 E 点，则 =4620023. m。
（4分）
以l AB l µ==0023000123.. mm 长为半径作线交于B 点，则
B C ′′=×=0001590059.. m （4分）
m/mm 作图。
（4分）
角发生在AB 处于AB '时，作30 角可得C '。
（
作；
径作4
H C C
==
12
415. mm
作极限位置，量得θ=8
K=
+
−
=
+
−
=
180
180
1808
1808
1093
θ
θ
. （4分）
θ
三、总分10分
（1）取比例尺µ
l =1
mm
mm
先将已知条件画出。
（2分）
（2）测得：AC l l
BC AB
126
=−= mm
AC l l
BC AB 264
=+= mm
两式联立求得：l
AB
=19 mm， l BC=45 mm （3分）
（3）测得：θ=∠C AC
12
15＝
所以 K=
+
−
=
+
−
=
180
180
18015
18015
118
θ
θ
. （3分）
（4） 测得：γ
min
=42 （2 分〕
四、总分10分
（1）∠=−C DC 219030 mm
又 K=1 A 必在 C 1C 2 的连线上（2）b a CD +==2 b a
−=解得 曲柄 a =连杆 b =225 mm 五、总分10分
（1）θ==10 ,(K 分）
=60
C C l C
D 12== θ=0
连线上。
（5分）
×=2150300 mm CD =150 mm 75 mm
（5分）
θθ+−==1801801901701118 )().。
（2
150
2
min （3）向左大。
（4）会出现，（3
分）
六、总分10
分
1）当l BC 为最长杆时杆机构还应满足下列条件203040+≤+l BC ，故2）当l BC 为最长杆时摇杆机构还应满足下列条件204030+≤+l BC ，故七、（总分10分）
（1）设计如图所示 以 µl =001. m/mm mm
l CD CD l µ⋅==（2）做出机构极限位 （2分）
因为在连杆与曲柄共线时传动角γ=0 。
杆时（即l BC >40 mm），要使机构成为曲柄摇条件：
故4050<≤l BC 。
杆时（即l BC <40 mm），要使 此机构成为曲柄列条件：
故3040≤<l BC 。
（5分）
所示，
/mm 作 图 得l BC BC l µ⋅=01.058=×=32501.05.32=× mm （5分）极限位置，量得
5.18=θ，.1180180K =θ
−θ
+=。
柄摇曲柄580 ）
229。
（3分）
min 八、（15分）
（1）连杆长度BC l ;（2）滑块的（3）极位夹（4）行程速比系数K
;如图B 1C 1所示。
（5分） 两极限位置；（4分）
角及行程H 如图所示; （3分）
K=（180+θ）/（180-θ）。
（3分）
60° B 1
极限位置2
θ
极限位置1
九、总分10分
（1〕θ=−+=1801136o
o
()/()K K 取 µl =2 mm/mm
作21C C l 及e ，作θ−=∠=∠ 901221O C C O C C ，得C 1O 和C 2O 的交点O ，以O 为圆心和OC 1为半径作圆周L ，该圆与导路相距为l 的平行线q 相交于A 点，此点即是曲柄回转中心。
从图上量得 1182=AC l mm， 301=AC l mm，从而可求得 442)(12=−=AC AC AB l l l mm，742)(21=+=AC AC BC l l l mm （5分）
（2）根据滑块的工作行程需获得较佳的受力条件和工作较平稳的要求，选定曲柄的回转方向为逆时针。
（2分）
（3）工作行程和空回行程的最大压力角分别为max
α′和max α′′。
（3分）。
