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=？
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第3章平面连杆机构第3章平面连杆机构
§3.4 平面四杆机构的设计§3.3 平面四杆机构的工作特性§3.2 平面四杆机构曲柄存在的条件§3.1 平面连杆机构的类型及其演化机
械
设
计
基
础第3章平面连杆机构
连杆机构：若干刚性构件用低副连接而成的机构。
平面连杆机构：
各运动构件均在相互平行的平面内运动的连杆机构。
空间连杆机构：
各运动构件不都在相互平行平面内运动的连杆机构。
本章着重介绍平面连杆机构
应用实例：契贝谢夫步行机器人点击画面观看动画
第3章平面连杆机构
特点1特点2特点3特点4
由于低副
是面接触，压
强低，磨损量
小。制造方
便，容易获
得较高的精
度。容易实
现常见的转
动、移动及
其转换。低副中存
在的间隙不易
消除，会引起
运动误差。
应用：各种机械设备、仪器仪表中。
四杆机构：具有四个构件的低副机构。
主要讨论：
平面四杆机
构的类型、特
性及设计
点击画面观看动画§3.1 平面连杆机构的类型及其演化3.1.1 平面四杆机构的基本型式铰链四杆机构：全部运动副均为转动副的四杆机构。
点击画面观看动画§3.1 平面连杆机构的类型及其演化
具有一个或两个移动副的平面四杆机构。含有移动副的四杆机构：
点击画面观看动画§3.1 平面连杆机构的类型及其演化
机架：构件AD。（机构中相对静止的杆件）
整转副（A、B）：能做整周相对运动的转动副。
铰链四杆机构的组成及名称
连杆：不直接与机架相连的构件BC。
连架杆:直接与机架相连的构件AB和CD。
曲柄——作整周回转运动的连架杆。
摇杆——作往复摆动的连架杆。
摆动副（C、D）：仅能做相对摆动的转动副。点
击
播
放§3.1 平面连杆机构的类型及其演化
曲柄
摇杆机构双曲柄
机构双摇
杆机构基本类型(按连架杆能否做整周转动)
点击画面观看动画§3.1 平面连杆机构的类型及其演化摇动等速转动运动特点:1.曲柄摇杆机构
两连架杆中一个是曲柄，一个是摇杆的铰链四杆机构。
点击画面观看动画§3.1 平面连杆机构的类型及其演化
以曲柄为原动件：将转动转变为摇动点击画面观看动画
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，
