第八章平面连杆机构及其设计
§8-1、连杆机构及其传动特点
1、连杆机构及其组成
。本章主要介绍平面连杆机构（所有构件均在同一平面或在相互平行的平面内运动的机构）组成：由若干个‘杆’件通过低副连接而组成的机构。又称为低副机构。
2、平面连杆
机构的特点
（首先让学生
思考在实际生
活中见到过哪些连杆机构：钳子、缝纫机、挖掘机、公共汽车门）
1）运动副为面接触，压强小，承载能力大，耐冲击，易润滑，磨损小，寿命长；。
2）运动副元素简单（多为平面或圆柱面），制造比较容易；
3）运动副元素靠本身的几何封闭来保证构件运动，具有运动可逆性，结构简单,工作可靠；
4）可以实现多种运动规律和特定轨迹要求；
（连架杆之间）匀速、不匀速
主动件（匀速转动）→→→→→从动件连续、不连续（转动、移动）
某种函数关系
引导点实现某种轨迹曲线
导引从动件（连杆导引功能）→→→→→
引导刚体实现平面或空间系列位置
5）还可以实现增力、扩大行程、锁紧。。。。
连杆机构的缺点：
1）由于连杆机构运动副之间有间隙，且运动必须经过中间构件进行传递，因而当使用长运动链（构件数较多）时，易产生较大的误差积累，同时也使机械效率降低。
2）连杆机构所产生的惯性力难于平衡，因而会增加机构的动载荷，所以连杆机构不宜用于高速运动。3）难以精确地满足很复杂地运动规律（受杆数限制）
4）综合方法较难，过程繁复；
平面四杆机构的应用广泛，而且常是多杆机构的基础，本章重
点讨论平面四杆机构的有关基本知识和设计问题。
§8-2、平面四杆机构的基本类型和应用
（利用多媒体中的图形演示说明）
1．铰链四杆机构的基本类型1）、曲柄摇杆机构
曲柄：与机架相联并且作整周转动的构件；摇杆：与机架相联并
且作往复摆动的构件；（还可以举例：破碎机、自行车（人骑上之
后）等）
2）、双曲柄机构
铰链四杆机构的两连架杆均能作整周转动的机构。
还
可
以
补
充：
平
行
四边形机构的丁子尺、工作台灯机构；火车驱动机构、摄影平台、播种料斗机构、关门机构等。
3）、双摇杆机构
铰链四杆机构中的两连架杆均不能作整周转动的机构。
举例：汽车前轮转向机构、大型铸造台翻箱机构等。
2、平面四杆机构的演化形式（在于了解四杆机构的内在练习）
1）变换机架
2）改变构件的相对尺寸
演化方法 3）扩大转动副
4）杆块互换
严格地讲，3）、4）不能算作演化，机构的实质并未改变。
1）、变换机架
双曲柄机构
曲柄摇杆机构双摇杆机构
另一曲柄摇杆机构
Ф1、Ф2、变化范围：0→360º；Ф3、Ф4、<180º
（变换机架相当于给整个机构加上一个相反角速度的结果，故不影响机构中各构件间的相对运动，反转原理以后设计
经常用到）
2) 改变相对尺寸（转动副演化为移动副）
在曲柄摇杆机构中，若摇杆的杆
长增大至无穷长，则其与连杆相联的
转动副转化成移动副。
以上两种方法交替使用，还可以演化
出更多的机构。
转动导杆机构
变换机架导杆机构
→→→→→→摇快机构
摆动导杆机构
定块机构
变换机架变换
机架
正弦机构→→→→→→双滑块机构→→→→→→双转块机构。
3）扩大转动副
当曲柄的实际尺寸很短并传递较大的动力时，可将曲柄做成几何
中心与回转中心距离等于曲柄长度的圆盘，常称此机构为偏心轮机构。
4）杆块对调---运动副元素的逆换
对于移动副来说，将运动副两元素的包容关系进行逆换，并不影
响两构件之间的相对运动。如摆动导杆机构和曲柄摇块机构。这两种
机构的运动特性是相同的。
四杆机构的型式虽然多种多样，但根据演化的概念，可为我们归类研究这些四杆机构提供方便；反之，我们也可根据演化的概念，设计出型式各异的四杆机构。
思考：
正切机构是怎样演化出来的
§8-3、平面四杆机构的基本知识
本章的重点内容：有关四杆机构的一些基本知识，包括曲并存在条件、行程速比系数与急回运动、传动角与死点、运动连续性等重要概念；
1、平面四杆机构有曲柄的条件（配合多媒体动态演示曲柄摇杆机构）
设：d>a； L BD= f
f Max= a+d ； f Min= d- a ;
构件a可以继续转动的几何条件：△BCD存在
b+c>f
在△BCD中： c+f>c
b+f>c
b+c ≤f Max a+d≤b+c
将f Max= a+d ；f Min= d- a 代入 c+f Min≥c a+ b≤c +d → a为最短
b+f Min≥c a+ c≤b+ d
（极限位置可以取等号）
如设：a > d
d + a≤b+c
d + b≤a + c → d 为最短
d + c≤a+ b
结论1：
曲柄存在条件，即转动副A成为周转副的条件是：
①最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和；（杆长条件）
②组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。
上述条件表明：当四杆机构各杆的长度满足杆长条件时，与最短杆相连转动副都是周转副，而其余的转动副则是摆转副。
结论2：
四杆机构有曲柄的条件是：最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和，当最短杆为连架杆时，机构为曲柄摇杆机构，当最短杆为机架时则为双曲柄机构。否则为双摇杆机构。
