第三章 平面连杆机构及其设计
3-1 如图所示，设已知四杆机构各构件的长度 a =240 mm；b =600 mm；c =400 mm；d=500mm。试回答下列问题：⑴当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？⑵若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构？如何获得？
3-2 图示为一偏置曲柄滑块机构，试求杆LAB为曲柄的条件。若偏距e=0，则杆LAB为曲柄的条件又如何？另外，在图示机构中，若设LAB为曲柄，试问当以杆LAB为机架时，此机构为何种机构？
3-3 在图示机构中，各杆的长度为L1 =28mm;L2 =54mm;L3 =50mm;L4 =72mm（该图比例尺为：μL=L1 / AB =28/14=0.002m/mm）。⑴试问该机构为何种机构？⑵当取杆1为机架时，将演化为何种机构？⑶当取杆3为机架时，又将演化为何种机构？⑷请用作图法在给定的图上画出该机构的极位夹角θ、杆3的最大摆角ψmax、最小传动角γmin和求出行程速比系数K。
3-4 偏置曲柄滑块机构如图所示，请在图上画出当曲柄为主动件时的最小传动角γmin和最大传动角γmax所在的位置以及极位夹角θ所在的位置。
3-5 正弦机构和导杆机构如图所示，请在图上标出当曲柄为主动时的图示位置的传动角γ和压力角α。并说明传动角γ和压力角α是否随位置变化。
3-6 试设计一曲柄摇杆机构，已知行程速比系数 K=1.2；摇杆长 LCD=300 mm其最大摆角ψmax=35o ;曲柄长LAB=80mm。求连杆长LBC，并验算最小传动角γmin是否在允许的范围内。
3-7 试设计一曲柄滑块机构，已知滑块的行程速比系数K=1.5；滑块的冲程H=40mm；偏距e=15mm。求曲柄长LAB及连杆长LBC，并求其最大压力角αmax=？
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
第二章平面连杆机构
一、填空题：
1、平面连杆机构是由一些刚性构件用 副和 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 ，则最短杆为 。
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 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 。
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，
