汽车机械基础 课件总 1-10 绪论 - -凸轮轮廓曲线设计实验

机构的组成及运动简图绘制主

要

内容1课程概述2机器3机构4构件与零件研究对象常用机构和通用零件一、课程概述研究内容1）机械中的共性问题机构的组成原理、运动简图、运动的确定性和自由度计算、摩擦、效率、自锁等。一、课程概述研究内容2）常用机构连杆、凸轮、齿轮、间歇运动等机构的工作原理、结构特点、运动和动力特性、设计方法。一、课程概述研究内容联接件、轴系部件、弹簧、齿轮等零件的功用、结构特点、使用和维护、标准和规范及设计理论和方法。3）通用零件一、课程概述课程性质本课程是汽车工程技术专业的专业必修课。通过本课程的学习，使学生掌握常用机构和通用零件的基本理论、基本知识和基本技能，并能应用机械原理完成常用机械结构和机械零件的设计，初步具有确定运动机械方案、分析和设计机构的能力。一、课程概述前导课程《机械制图及CAD》，《工程力学》后续课程《汽车构造》等专业课一、课程概述课程总体目标通过本课程的学习，使学生能认识机械、了解机械，掌握机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，具有常用机构的分析和综合方法，具备进行机械系统运动方案设计的初步能力，获得机械产品设计与制技术的基础知识，并初步具备运用手册设计简单机械的能力，使学生达到运用所学知识去解决现代机械工程中的实际问题的能力。一、课程概述起重机二、机器普通车床二、机器数控车床二、机器数控加工中心二、机器内燃机—用途最广的热力机器二、机器单缸内燃机，是把燃料在气缸内燃烧产生的热能转化为机械能的机械装置。

内燃机可以看成是由曲柄连杆活塞机构、凸轮机构、齿轮结构等做成的。二、机器二、机器工作原理：进气—压缩—燃烧—排气1.活塞下行，进气阀开启，混合气体进入汽缸；2.活塞上行，气阀关闭，混合气体被压缩，在顶部点火燃烧；3.高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；4.活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽缸。热能机械能二、机器

燃气被吸入汽缸压缩燃气点火后燃气燃烧膨胀

排出废气工作过程二、机器二、机器组成：人造的实物组合体运动特性：各部分具有确定的相对运动功用：化学能转换为机械能内燃机的特征二、机器颚式破碎机功用：压碎物料二、机器电动机带传动偏心轴转动

压碎物料工作过程二、机器它是人为的实物组合体各部分间具有确定的相对运动用来转换能量、完成有用功或处理信息来代替或减轻人类的劳动机器具有以下三点共同特征二、机器机器的特征根据用途动力机器加工机器运输机器信息机器机器的分类二、机器动力机器:转换机械能其他形式的能量机械能原动机如蒸汽机、内燃机、电动机换能机机械能其他形式的能量如空气压缩机机器的分类二、机器加工机器用来改变被加工对象的尺寸、形状、状态、性质。如：加工机床、轧钢机、纺织机、包装机等。机器的分类二、机器运输机器用来搬运物品和人。如汽车、飞机、起重机、运输机。机器的分类二、机器信息机器处理信息。例如复印机、打印机、绘图机等。机器的分类二、机器驱动装置传动装置执行装置机器的组成二、机器驱动装置传动装置执行装置控制装置检测伺服电机的输出转角检测运动输出传感器传感器机器的组成二、机器机构具有以下三点共同特征它是人为的实物组合体。各部分间具有确定的相对运动。用来传递力或实现运动的转换。三、机构内燃机连杆机构活塞的往复移动曲轴的转动三、机构内燃机凸轮机构凸轮的连续转动推杆的往复移动三、机构内燃机齿轮机构改变转速大小和方向三、机构凸轮机构连杆机构三、机构机构：人为实物的组合体，具有确定的机械运动，可以用来传递和转换运动。机器：人为实物的组合体，具有确定的机械运动，可以用来实现能量的转换，完成有用功或处理信息代替或减轻人的劳动。机器与机构的区别与联系三、机构机械机器机构三、机构构件可以是单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。构件是独立的运动单元。构件是组成机构的有确定运动的单元。四、构件与零件四、构件与零件构件是组成机构的有确定运动的单元。构件是独立的运动单元四、构件与零件通用零件：齿轮、轴、轴承、螺栓等专用零件：零件是制造的单元体某一类机械中使用的零件如内燃机中的活塞、曲轴。四、构件与零件四、构件与零件机器、机构、构件、零件的关系：组成组成组成机械零件构件机构机器构件是机械中运动的单元体；运动的最小单元。零件是机械中制造的单元体；制造的最小单元。机构的组成及运动简图绘制主

要

内容1构件的自由度2运动副及其分类3运动链4平面机构运动简图自由度:构件所具有的独立运动的数目。约束：对构件可能的独立运动施加的某些限制。XSAYOXSYO一、构件的自由度构件之间通过怎样的联接而形成机构的呢？二、运动副及其分类二、运动副及其分类

三个条件:

a)两个构件b)直接接触c)有相对运动运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接运动副人类的关节？同极磁铁的运动？二、运动副及其分类xyo接触形式:

点、线、面构成运动副时直接接触的点、线、面二、运动副及其分类运动副元素二、运动副及其分类1）按其接触形式分高副低副二、运动副及其分类运动副的分类1.低副：两构件通过面接触组成的运动副（1）转动副组成运动副的两构件只能在一个平面内做相对转动二、运动副及其分类运动副的分类例如：门转动副又称为铰链。如果两个构件都是活动的就是活动铰链，如果其中一个是固定件就是固定铰链。1.低副：两构件通过面接触组成的运动副（1）转动副组成运动副的两构件只能在一个平面内做相对转动二、运动副及其分类运动副的分类1.低副：两构件通过面接触组成的运动副（1）转动副组成运动副的两构件只能在一个平面内做相对转动二、运动副及其分类运动副的分类如：抽屉、推拉门。1.低副：两构件通过面接触组成的运动副二、运动副及其分类运动副的分类（2）移动副组成运动副的两构件只能沿某一直线做相对移动1.低副：两构件通过面接触组成的运动副二、运动副及其分类运动副的分类（2）移动副组成运动副的两构件只能沿某一直线做相对移动1.低副：两构件通过面接触组成的运动副二、运动副及其分类运动副的分类（2）移动副组成运动副的两构件只能沿某一直线做相对移动1.低副：两构件通过面接触组成的运动副二、运动副及其分类运动副的分类（2）移动副组成运动副的两构件只能沿某一直线做相对移动（2）移动副组成运动副的两构件只能沿某一直线做相对移动1.低副：两构件通过面接触组成的运动副二、运动副及其分类运动副的分类转动副和移动副1.低副：两构件通过面接触组成的运动副二、运动副及其分类运动副的分类转动副和移动副1.低副：两构件通过面接触组成的运动副二、运动副及其分类运动副的分类例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。2.高副:两构件通过点或线接触组成的运动副二、运动副及其分类运动副的分类例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。2.高副:两构件通过点或线接触组成的运动副二、运动副及其分类运动副的分类例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。2.高副:两构件通过点或线接触组成的运动副二、运动副及其分类运动副的分类例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。2.高副:两构件通过点或线接触组成的运动副二、运动副及其分类运动副的分类注意：它们允许的相对运动是绕瞬时接触的点或线转动和沿瞬时接触处的公切线t-t滑动。2.高副:两构件通过点或线接触组成的运动副二、运动副及其分类运动副的分类注意：它们允许的相对运动是绕瞬时接触的点或线转动和沿瞬时接触处的公切线t-t滑动。2.高副:两构件通过点或线接触组成的运动副二、运动副及其分类运动副的分类注意：它们允许的相对运动是绕瞬时接触的点或线转动和沿瞬时接触处的公切线t-t滑动。2.高副:两构件通过点或线接触组成的运动副二、运动副及其分类运动副的分类1）按其接触形式分高副低副转动副（铰链）移动副2）按两个构件运动关系分平面运动副空间运动副

平面运动副：两构件之间的相对运动均为平面运动空间运动副：两构件之间的相对运动均为空间运动二、运动副及其分类运动副的分类平面低副:转动副、移动副（面接触）平面高副:齿轮副、凸轮副（点、线接触）空间低副:螺旋副、球面副、圆柱副（面接触）空间高副:球与平面、圆柱与平面(点、线接触)二、运动副及其分类运动副的分类二、运动副及其分类运动副的分类构件的自由度运动副？平面运动副对自由度的影响高副——1个约束，2个自由度。低副——2个约束，1个自由度。123ACB构件通过运动副联接所形成的构件系统是机构吗？构件通过运动副联接所形成的构件系统如可动就是机构吗？机构具有以下三点共同特征它是人为的实物组合体。各部分间具有确定的相对运动。用来传递力或实现运动的转换。运动链：构件通过运动副联接而构成的相对可动的系统。开式运动链（开链）运动链的各构件未构成首末封闭系统

闭式运动链（闭链）

运动链的各构件构成首末封闭的系统三、运动链

在运动链中，如果以某一个构件作为参考坐标系，当其中另一个（或少数几个）构件相对于该坐标系按给定的运动规律运动时，其余所有的构件都能得到确定的运动，那么该运动链便成为机构。

四、机构定义：具有确定运动的运动链称为机构。三个条件：①运动链中有一个固定不动的构件；②有原动件；③其余构件有确定的相对运动。

四、机构机构中的构件的类型原动件：机构中运动规律已知的构件。它的运动规律是由外界给定的。机架：机构中固定的构件称为机架。它是用来支承活动构件的，在研究机构各构件的运动时，常以机架作参考坐标系。从动件：除原动件以外的活动构件。四、机构若干1个或几个1个机构的组成：机构＝机架＋原动件＋从动件机构中的构件的类型四、机构构件运动副运动链机构直接接触系统化确定运动小结：DCBA1432简化图形能够清楚地表达机构的结构和运动情况四、平面机构运动简图机构各个部分的运动，是由原动件的运动规律，该机构中各运动副的类型和各个运动副相对位置的尺寸来决定的，而与构件的外形，断面尺寸，组成构件的零件数目及固连方式等无关。所以为了简化起见，有必要撇开那些与运动无关的因素，只用简单的线条和符号表示构件和运动副，并按照一定的比例确定各运动副之间的相对位置，所绘制出来的简单的几何图形称为机构的运动简图。四、平面机构运动简图机构运动简图：用简单的线条和符号来表示构件和运动副，并按比例定出各运动副的位置，这种说明机构各构件间的相对运动关系的简化图形称为机构运动简图。DCBA1432四、平面机构运动简图机构运动简图的作用1.表示机构的结构和运动情况。2.作为运动分析和动力分析的依据。3.便于机构的综合。机构运动简图能够很清楚的表达机构的结构和运动情况，根据该图对机械进行运动和动力分析就变得十分简明和方便了，因此它对于分析现有机械以及设计新机械都有非常重要的意义。四、平面机构运动简图机构运动简图应满足的条件为了使机构运动简图能够在实际操作当中起到预期的效果，它应该满足以下三个条件：1．构件数目与实际相同；2．运动副的性质、数目与实际相符；3．运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例。四、平面机构运动简图1、运动副的表示方法2121211）转动副：转动副一般用小圆圈表示，其圆心必须与相对回转轴线重合。四、平面机构运动简图121212121212

1、运动副的表示方法2）移动副：移动副一般用滑块表示，其导路必须与相对移动的方向一致。四、平面机构运动简图21211、运动副的表示方法3）高副：在简图中应当画出两构件接触处的实际曲线轮廓。四、平面机构运动简图齿轮副外啮合齿轮副1、运动副的表示方法3）高副：在简图中应当画出两构件接触处的实际曲线轮廓。四、平面机构运动简图内啮合齿轮副1、运动副的表示方法3）高副：在简图中应当画出两构件接触处的实际曲线轮廓。四、平面机构运动简图齿轮副齿轮齿条副齿轮副1、运动副的表示方法3）高副：在简图中应当画出两构件接触处的实际曲线轮廓。四、平面机构运动简图凸轮副12312121、运动副的表示方法3）高副：在简图中应当画出两构件接触处的实际曲线轮廓。四、平面机构运动简图1212球面副球销副1212121、运动副的表示方法四、平面机构运动简图1212211212121、运动副的表示方法四、平面机构运动简图构件是组成机构的基本的运动单元，一个零件可以成为一个构件，但多数构件实际上是由若干零件固定联接而组成的刚性组合，下图所示为齿轮构件，就是由轴、键和齿轮联接组成。2、构件的表示方法四、平面机构运动简图构件一般用直线或滑块表示，组成高副的构件用其外部轮廓来表示。2、构件的表示方法四、平面机构运动简图图2-5转动副的表示方法转动副2、构件的表示方法四、平面机构运动简图构件一般用直线或滑块表示，组成高副的构件用其外部轮廓来表示。移动副的表示方法移动副2、构件的表示方法四、平面机构运动简图构件一般用直线或滑块表示，组成高副的构件用其外部轮廓来表示。图2-7高副的表示方法凸轮副齿轮副平面高副2、构件的表示方法四、平面机构运动简图构件一般用直线或滑块表示，组成高副的构件用其外部轮廓来表示。低副构件：高副构件：轮廓形状同一构件：固定构件：在研究机构各构件的运动时，常以机架作参考坐标系。绘制运动简图时，凡作为机架的构件都划上阴影线。2、构件的表示方法四、平面机构运动简图构件一般用直线或滑块表示，组成高副的构件用其外部轮廓来表示。两副构件

一个构件上有几个运动副就称为几副构件。一个构件上有两个运动副称为两副构件，它的简图表达方法是，转动副用两个圆圈表示，构件就是连接两个圆的一条直线。2、构件的表示方法四、平面机构运动简图两副构件2、构件的表示方法四、平面机构运动简图三副构件

注意：当三个转动副共线时，中间的转动副一定要用弧线垮接过来。不在一条直线上用三角形表示。2、构件的表示方法四、平面机构运动简图三副构件2、构件的表示方法四、平面机构运动简图2、构件的表示方法四、平面机构运动简图注意事项:画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副的性质。转动副用圆圈表示，构件就是连接两个圆圈的一条直线。2、构件的表示方法四、平面机构运动简图推土机机构中高副数为（

）推土机机构中低副数为（

）推土机机构中中构件数为（

）075四、平面机构运动简图原动件是机构中运动规律已知的构件，它的运动规律是由外界给定的。绘制简图时，在原动件上画箭头表示。DCBA14323、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图（1）分析构件：使机构缓慢运动，找出原动件、机架和从动件。（2）分析运动副：从原动件开始，按照机构的运动传递路线认清它们之间的联接方式、运动副元素的几何形状和各构件间的相对运动情况。通过上述工作，确定出机构的构件数目、运动副的数目及类型。3、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图（3）合理选择视图，平面机构通常选取平行于机构运动平面的平面做为视图投影面。（4）取合适的长度比例尺，按比例绘图。比例尺记作：（5）验证：机构简图要与实际机构具有完全相同的运动特征。3、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图如果严格按照前四步画图，那么简图就会与实际机构有相同的运动特征，但是画图难免会出些问题，这就需要下节课的内容——机构的自由度来检验，到时候我们再一起探讨。3、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图3、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图机架4偏心轮1连杆2滑块3AB（1）运转机械，确定构件数目；找出原动件、机架和从动件

3、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图AB（2）沿运动传递路线，分析运动副的性质和数目C3、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图（3）合理选择视图和瞬时位置3、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图（4）选择适当比例尺，作出各运动副的相对位置3、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图ABCABCD1432画出各运动副和机构的符号，最后用简单线条连接，即得机构运动简图。3、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图机构示意图－不按比例绘制的简图。3、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图思路：先定原动部分和工作部分（一般位于传动线路末端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运动副的类型，并用符号表示出来。构的组成和运动情况，

1.运转机械，确定构件数目；5.检验机构是否满足运动确定的条件。3.选择合适的投影面（运动平面），绘制示意图；4.测量运动副之间的尺寸，按比例绘制运动简图；

2.沿运动传递路线，分析运动副的性质和数目；

步骤：3、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图例1：绘制颚式破碎机的运动简图。3、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图

颚式破碎机的工作驱动是靠实物图右侧的带轮驱动偏心轮转动，使得动颚板往复摆动，完成挤碎石料的工作。结构示意图3、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图DCBA14321234ABCD1——2——3——4——13、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图DCBA14323、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图结构示意图机构运动简图3、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图颚式破碎机演示偏心轴连杆后推力板前推力板动颚板机架静颚板3、机构运动简图的绘制四、平面机构运动简图机械系统具有确定运动的条件主

要

内容1平面机构自由度计算公式2平面机构具有确定运动的条件3计算平面机构自由度时应注意的问题

机构的自由度：

机构所具有的独立运动的数目。单个自由构件的自由度为3一、平面机构自由度计算公式平面运动副对自由度的影响高副——1个约束，2个自由度。低副——2个约束，1个自由度。一、平面机构自由度计算公式如果：活动构件数：n

低副数：pl

高副数：phxyＯ21未连接前总自由度：3n连接后引入的总约束数：2pl+ph机构自由度F：F=3n-2pl-ph

平面机构自由度计算公式一、平面机构自由度计算公式（1）计算手摇唧筒机构的自由度。

一、平面机构自由度计算公式一、平面机构自由度计算公式（1）计算手摇唧筒机构的自由度。

手摇唧筒机构解：分析此机构的组成：n=3，PL=4，PH=0，所以

F＝3n－2PL－PH＝3×3－2×4－0＝1一、平面机构自由度计算公式（1）计算手摇唧筒机构的自由度。

一、平面机构自由度计算公式（2）计算曲柄滑块机构的自由度。一、平面机构自由度计算公式（2）计算曲柄滑块机构的自由度。123解：活动构件数n=3低副数PL=4F=3n－2PL－PH

=3×3－2×4=1

高副数PH=04（2）计算曲柄滑块机构的自由度。一、平面机构自由度计算公式解：n=3F=3n-2Pl-Ph

Pl=4=3×3-2×4-0Ph=0=1S3123一、平面机构自由度计算公式（2）计算曲柄滑块机构的自由度。内燃机中曲柄滑块机构解：分析此机构的组成：n=3，PL=4，PH=0，所以F＝3n－2PL－PH＝3×3－2×4－0＝1一、平面机构自由度计算公式（2）计算曲柄滑块机构的自由度。（3）计算图示凸轮机构的自由度。一、平面机构自由度计算公式123ω2解：n=2Pl=2Ph=1F=3n-2Pl-Ph

=3×2-2×2-1=1一、平面机构自由度计算公式（3）计算图示凸轮机构的自由度。3ABCD124

解：n=3Pl=4Ph=0F=3n-2Pl-Ph=3×3-2×4-0=1一、平面机构自由度计算公式（4）计算四杆的自由度。1解：活动构件数n=4低副数PL=5F=3n－2PL－PH=3×4－2×5=2高副数PH=05234该机构的自由度等于2.一、平面机构自由度计算公式（5）计算五杆铰链机构的自由度。一、平面机构自由度计算公式（6）计算缝纫机踏板机构的自由度3124一、平面机构自由度计算公式（6）计算缝纫机踏板机构的自由度解：分析此机构的组成：n=3，PL=4，PH=0，所以F＝3n－2PL－PH＝3×3－2×4－0＝1设计者的思路是：带轮5（原动件，由电动机驱动，和本例自由度计算无关）转动，带动凸轮1转动，使得杠杆2围绕C摆动，通过铰链D牵动冲头3上下运动完成冲床工作。图为一简易冲床，试绘制机构运动简图，分析简易冲床是否具有确定的运动，如存在问题，提出改进方案。1--凸轮，2—杠杆，3—冲头，4—机架，5—带轮一、平面机构自由度计算公式

计算简易冲床的自由度。

计算简易冲床的自由度。

一、平面机构自由度计算公式F=3n－2PL－PH=3×3-2×4-1×1=0n=3PL=4PH=1一、平面机构自由度计算公式

计算简易冲床的自由度。

经分析，该机构从运动角度看，确实存在问题，D点是构件2和构件3的连接点，但构件2和构件3在D点的运动轨迹不同，构件2上的D点的运动轨迹是以C点为圆心，以CD长为半径的圆弧，而构件3上的D点的运动轨迹是垂直机架的直线移动。同样在一个点，既有圆弧摆动又有直线移动，故机构不能动。一、平面机构自由度计算公式

计算简易冲床的自由度。

三杆铰链构件系统分析1：不能动，为刚性结构分析2：2134不能动---超静定结构。123ACBABCDE二、平面机构具有确定运动的条件分析3：铰链四杆机构1234θ1ABCD二、平面机构具有确定运动的条件分析3：铰链四杆机构二、平面机构具有确定运动的条件铰链五杆机构分析4：12345θ1θ2BACDE二、平面机构具有确定运动的条件1234θ15ABC1C2D1ED2二、平面机构具有确定运动的条件铰链五杆机构分析4：综合：

（1）当F≤0时：不能动，刚性结构（2）当F＞0时：

可能动原动件数>F：

卡死或最薄弱环节破坏

原动件数<F：能动----乱动

原动件数=F:机构具有确定的运动

二、平面机构具有确定运动的条件平面机构具有确定运动的条件：

机构的自由度

F>0

1原动件数

=机构的自由度数2二、平面机构具有确定运动的条件

要想让机构运动，必须解决D点的运动轨迹不同的问题，现提出三种修改方案。二、平面机构具有确定运动的条件二、平面机构具有确定运动的条件二、平面机构具有确定运动的条件二、平面机构具有确定运动的条件改进后的机构，活动构件数n=4，低副数PL=5（图a、图b是3个转动副，2个移动副；图c是4个转动副，1个移动副），高副数PH=1，则机构的自由度为:F＝3n-2PL-PH＝3×4-2×5-1＝1二、平面机构具有确定运动的条件图a图b图c修改方案二、平面机构具有确定运动的条件三、计算平面机构自由度时应注意的问题F＝3n－2pl－ph

＝3

－2

－

331＝

2F＝3n－2pl－ph

＝3

－2

－

221＝

11.局部自由度解决方法：假想焊接。发生场合：小滚子。

动画2三、计算平面机构自由度时应注意的问题

把滚子和与它铰接的从动件看作一个构件，作虚拟的“焊死”处理。三、计算平面机构自由度时应注意的问题1.局部自由度

将滑动摩擦变成滚动摩擦。降低摩擦力，减轻磨损。三、计算平面机构自由度时应注意的问题1.局部自由度F=3n－2PL－PH

F=原动件数目，机构有确定运动=3×2－2×2－1=1三、计算平面机构自由度时应注意的问题1.局部自由度

个别构件所具有的，不影响整个机构运动的自由度称为局部自由度。三、计算平面机构自由度时应注意的问题1.局部自由度F=3n－2PL－PH

=3×3－2×3－2=1123三、计算平面机构自由度时应注意的问题1.局部自由度F=3n－2PL－PH

=3×3－2×3－2=11231.局部自由度三、计算平面机构自由度时应注意的问题计算图示圆盘锯机构的自由度。解：活动构件数n=7低副数PL=6F=3n－2PL－PH高副数PH==3×7－2×6－0=90圆盘锯机构

12345678ABCDEF三、计算平面机构自由度时应注意的问题计算图示摇筛机构的自由度。解：活动构件数n=5低副数PL=6F=3n－2PL－PH高副数PH==3×5－2×6－0=3计算结果不符合实际情况摇筛机构0三、计算平面机构自由度时应注意的问题123解决方法：m个构件(m>2)--m－1个转动副。发生场合：只存在于转动副中。321复合铰链－－两个以上的构件在同一处以转动副相联。三、计算平面机构自由度时应注意的问题2.复合铰链

准确识别复合铰链举例

12313421223两个转动副两个转动副两个转动副一个移动副1232一个转动副一个移动副三、计算平面机构自由度时应注意的问题2.复合铰链重新计算图示圆盘锯机构的自由度。解：活动构件数n=7低副数PL=10F=3n－2PL－PH高副数PH==3×7－2×10－0=10复复复复

12345678ABCDEF三、计算平面机构自由度时应注意的问题2.复合铰链重新计算图示摇筛机构的自由度。经分析，该机构在C处为复合铰链，为2个转动副，故低副数为7个。解：活动构件数n=5低副数PL=7F=3n－2PL－PH高副数PH==3×5－2×7－0=1计算结果符合实际情况图

摇筛机构0三、计算平面机构自由度时应注意的问题2.复合铰链180F=3n－2PL－PH

F≠原动件数目机构没有确定运动=3×5-2×6=3-012345134625三、计算平面机构自由度时应注意的问题2.复合铰链F=原动件数目，机构有确定运动=3×5-2×7=1-01234513-45726F=3n－2PL－PH

三、计算平面机构自由度时应注意的问题2.复合铰链计算钢板剪切机的自由度，并判断其运动是否确定。自由度数等于原动件数所以，机构具有确定的相对运动。三、计算平面机构自由度时应注意的问题2.复合铰链三、计算平面机构自由度时应注意的问题解：n=4，PL=6，F=3n－2PL－PH

=3×4－2×6=01234ABCDEFPH=0

虚约束－－对机构的运动实际不起作用的约束在机构中与其他运动副作用重复，而对构件间的相对运动不起独立限制作用的约束。计算自由度时应去掉虚约束。∵FE＝AB＝CD，故增加构件4前后E点的轨迹都是圆弧。增加的约束不起作用，应去掉构件4。已知：AB＝CD＝EF,计算图示平行四边形机构的自由度∥∥∥∥三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束例：已知：AB＝CD＝EF，计算图示平行四边形机构的自由度。解：n=3，PL=4，PH=0D3C21ABF＝3n－2PL－PH=3×3-2×4-0=1E4F特别注意：此例存在虚约束的几何条件是：AB＝CD＝EF∥∥三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束机构中的虚约束都是在一定的几何条件下形成的，如果这些几何条件不满足，则虚约束将变成有效约束，而使机构不能运动。注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的!三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束如平行四边形机构，椭圆仪等。三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束（1）两构件联接前后，联接点的轨迹重合出现虚约束的场合：D3C21ABE4F三、计算平面机构自由度时应注意的问题（1）两构件联接前后，联接点的轨迹重合出现虚约束的场合：3.虚约束F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－340＝1BA作用：使机构运动顺利，避免运动不确定。三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束（1）两构件联接前后，联接点的轨迹重合出现虚约束的场合：三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束（1）两构件联接前后，联接点的轨迹重合出现虚约束的场合：123三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束（2）两构件组合成多个移动副，其导路平行或重合出现虚约束的场合：123三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束（2）两构件组合成多个移动副，其导路平行或重合出现虚约束的场合：三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束（2）两构件组合成多个移动副，其导路平行或重合出现虚约束的场合：三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束（3）两构件组合成多个转动副，且其轴线重合出现虚约束的场合：三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束（3）两构件组合成多个转动副，且其轴线重合出现虚约束的场合：等宽凸轮W三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束（4）两构件组合成多个高副，且接触点公法线重合出现虚约束的场合：EF天平机构三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束（5）运动时，两构件上的两点距离始终不变出现虚约束的场合：计算行星轮系的自由度F=3n－2PL－PH

=3×5-2×5-1×6=-1F=3n－2PL－PH

=3×3-2×3-1×2=1n＝3、PL＝3、PH＝2去掉对称部分后：三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束（6）对运动不起作用的对称部分出现虚约束的场合：123ADBC2

2

1B32A三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束（6）对运动不起作用的对称部分出现虚约束的场合：三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束（6）对运动不起作用的对称部分出现虚约束的场合：作用：改善构件的受力情况。行星轮系三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束（6）对运动不起作用的对称部分出现虚约束的场合：虚约束的作用：①改善构件的受力情况，如多个行星轮。②增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。③使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的!三、计算平面机构自由度时应注意的问题3.虚约束小结存在于转动副处。◆复合铰链◆局部自由度常发生在为减少磨损所增加的滚子处。◆虚约束存在于特定的几何条件或结构条件下。处理方法：将引起虚约束的构件和运动副除去不计。处理方法：m个构件则有(m-1)个转动副。处理方法：假想焊接。三、计算平面机构自由度时应注意的问题平面四杆机构的基本类型主

要

内容1连杆机构的定义3铰链四杆机构的基本类型2连杆机构的特点4曲柄存在条件及基本型式的判定5铰链四杆机构的演化鹤式起重机连杆机构平面连杆机构：工业机器人空间连杆机构：平面连杆机构：运动平面相互平行的若干构件，

用低副联接而成的机构。定义：若干刚性构件通过低副连接而成的机构。

一、连杆机构的定义1.基本形状是杆状构件，传递距离较远。优点二、连杆机构的特点2.低副，承载大，耐磨损，寿命长，应用于重型场合。优点二、连杆机构的特点3.连杆曲线的多样性在机械工程中得到广泛应用。优点二、连杆机构的特点优点二、连杆机构的特点3.连杆曲线的多样性在机械工程中得到广泛应用。4.制造简单，易获得较高制造精度。优点二、连杆机构的特点3.连杆曲线的多样性在机械工程中得到广泛应用。1.构件和运动副多,累积误差大、运动精度、效率低。2.产生动载荷（惯性力），不适合高速。3.设计复杂，难以实现精确的轨迹。缺点二、连杆机构的特点机架曲柄摇杆连架杆连架杆连杆铰链四杆机构机架和连杆总是存在的三、铰链四杆机构的基本类型

铰链四杆机构机架连架杆连架杆连杆连架杆---整周回转为曲柄

---往复摆动为摇杆三、铰链四杆机构的基本类型1.曲柄摇杆机构应用实例：雷达天线俯仰机构缝纫机踏板机构曲柄摇杆整转副摆转副结构特点：两个连架杆一个为曲柄，一个为摇杆。运动变换：曲柄的整周回转与摇杆的往复摆动。三、铰链四杆机构的基本类型三、铰链四杆机构的基本类型1.曲柄摇杆机构雷达调整机构缝纫机踏板机构3124三、铰链四杆机构的基本类型1.曲柄摇杆机构整转副一般双曲柄机构结构特点：两个连架杆均为曲柄。运动变换：等速转动与变速转动之间的变换。三、铰链四杆机构的基本类型2.双曲柄机构ABDC1234E6惯性筛机构31惯性筛机构主动曲柄转动通过连杆驱动从动曲柄转动，两个曲柄的长度不一样，因此主动曲柄做等速转动时，从动曲柄变速转动。三、铰链四杆机构的基本类型2.双曲柄机构一般双曲柄机构三、铰链四杆机构的基本类型2.双曲柄机构一般双曲柄机构惯性筛机构正平行四边形机构对杆平行且相等在双曲柄机构中，相对两杆平行且相等。特征：两曲柄以相同速度匀速转动；连杆做平行移动。三、铰链四杆机构的基本类型2.双曲柄机构特殊双曲柄机构实例：火车轮摄影平台播种机料斗机构耕地料斗DCAB对杆平行且相等三、铰链四杆机构的基本类型2.双曲柄机构特殊双曲柄机构正平行四边形机构摄影平台升降机构机车车轮联动机构三、铰链四杆机构的基本类型2.双曲柄机构特殊双曲柄机构正平行四边形机构三、铰链四杆机构的基本类型2.双曲柄机构特殊双曲柄机构正平行四边形机构在双曲柄机构中，相对两杆相等但不平行。特征：机构运动时两个曲柄保持反向运动。三、铰链四杆机构的基本类型2.双曲柄机构特殊双曲柄机构反向平行四边形机构当以其长边为机架时，两曲柄转动方向相反且角速度不相等。比如车门的开闭机构，当汽缸驱动左边的曲柄转动时，通过连杆带动右边的曲柄反向转动从而实现车门的同时开启和关闭。三、铰链四杆机构的基本类型2.双曲柄机构特殊双曲柄机构反向平行四边形机构在双曲柄机构中，相对两杆相等但不平行。特征：机构运动时两个曲柄保持反向运动。结构特点：两个连架杆均为摇杆。运动变换：摆动与摆动之间的变换。三、铰链四杆机构的基本类型3.双摇杆机构港口起重机飞机起落架收放机构三、铰链四杆机构的基本类型3.双摇杆机构三、铰链四杆机构的基本类型3.双摇杆机构三、铰链四杆机构的基本类型3.双摇杆机构三、铰链四杆机构的基本类型3.双摇杆机构特例——等腰梯形机构两摇杆长度相等的双摇杆机构，称为等腰梯形机构。三、铰链四杆机构的基本类型3.双摇杆机构1.铰链四杆机构整转副存在的条件铰链四杆机构ABCD：l3l1l2l4ADBC区别在于有无曲柄与机构中各杆的相对长度有关四、曲柄存在条件及基本型式的判定曲柄摇杆机构ABCD：ADB’C’l3l1l2l4C”B”四、曲柄存在条件及基本型式的判定1.铰链四杆机构整转副存在的条件l1l2l4l3C’B’ADl1+l4≤l2+l31四、曲柄存在条件及基本型式的判定1.铰链四杆机构整转副存在的条件C”B”ADl2l1l3l4l2≤(l4–l1)+l3→l3≤(l4–l1)+l2→l1为最短杆将以上三式两两相加的：

l1≤l2

l1≤l3

l1≤l4

l1+l2≤l3+l42l1+l3≤l2+l43lmin+lmax≤lx+lyl1+l4≤l2+l31四、曲柄存在条件及基本型式的判定1.铰链四杆机构整转副存在的条件2）组成该整转副的两杆中必有一杆为最短。lmin+lmax≤lx+ly1）铰链四杆机构曲柄存在的一般条件lmin+lmax≤lx+ly1）2）最短杆为连架杆或机架。四、曲柄存在条件及基本型式的判定1.铰链四杆机构整转副存在的条件1lmin+

lmax≤

lx+

ly最短杆相邻的杆为机架：曲柄摇杆机构

最短杆为机架：双曲柄机构最短杆相对的杆为机架：双摇杆机构2lmin+

lmax>

lx+

ly双摇杆机构四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则2055503512407080100曲柄摇杆机构双曲柄机构四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则450706090双摇杆机构双摇杆机构707550853四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则例题：已知铰链四杆机构ABCD中，a=80mm，b=150mm，c=120mm，且a为原动件。

abcdABDC问：（1）什么时候该机构是曲柄摇杆机构？（2）什么时候该机构是双曲柄机构？（3）什么时候该机构是双摇杆机构？

80

150120

？四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则a=80mm,b=150mm,c=120mm。

四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则

a=80mm,b=150mm,c=120mm。

四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则曲摇

0

110

190

50

350

a=80mm,b=150mm,c=120mm。

四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则

a=80mm,b=150mm,c=120mm。

四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则110

190

50

350

曲摇

0

双曲

a=80mm,b=150mm,c=120mm。

四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则

四边形的任意三条边之和一定大于第四边a=80mm,b=150mm,c=120mm。

四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则曲摇

0110

19050350双曲

双摇

110

190503500四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则

b.当d为最短杆时：d+150>120+800<d<80∴50<d<80a=80mm,b=150mm,c=120mm。

四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则

a=80mm,b=150mm,c=120mm。

四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则曲摇

0110

19050350双曲

双摇

双摇

110

190503500四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则构件d长度的选择范围

abcdABDC80

150120

？曲摇

0

110

190

50

350

双曲

双摇

双摇

四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则四、曲柄存在条件及基本型式的判定2.基本型式的判定法则试根据图中注明的尺寸判断下列各铰链四杆机构属于哪一种基本形式。（a）双曲柄机构

（b）双摇杆机构

（c）双摇杆机构四、曲柄存在条件及基本型式的判定转动副演化移动副——滑块机构五、铰链四杆机构的演化铰链四杆机构→滑块四杆机构五、铰链四杆机构的演化314A2BC偏置曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构五、铰链四杆机构的演化1.曲柄滑块机构五、铰链四杆机构的演化1.曲柄滑块机构曲柄摇杆机构对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构五、铰链四杆机构的演化1.曲柄滑块机构取不同构件为机架五、铰链四杆机构的演化曲柄滑块机构导杆机构摇块机构定块机构机构倒置五、铰链四杆机构的演化取不同构件为机架314A2BC曲柄滑块机构314A2BC曲柄导杆机构五、铰链四杆机构的演化2.曲柄导杆机构转动导杆机构L2>L1摆动导杆机构L2<L1转动导杆机构：导杆相对于机架可以做整周转动摆动导杆机构：导杆相对于机架只能做摆动314A2BC五、铰链四杆机构的演化2.曲柄导杆机构转动导杆机构L2>L1五、铰链四杆机构的演化2.曲柄导杆机构摆动导杆机构L2<L1五、铰链四杆机构的演化2.曲柄导杆机构转动导杆机构摆动导杆机构五、铰链四杆机构的演化2.曲柄导杆机构应用实例——牛头刨床当杆2的长度小于机架长度时，导杆只能做来回摆动，又称为摆动导杆机构，其中牛头刨床上的主机构就是摆动导杆机构。1

2

3

4

5

6五、铰链四杆机构的演化2.曲柄导杆机构五、铰链四杆机构的演化应用实例——小刨床2.曲柄导杆机构五、铰链四杆机构的演化应用实例——小刨床2.曲柄导杆机构转动导杆机构摆动导杆机构牛头刨床主体机构五、铰链四杆机构的演化2.曲柄导杆机构314A2BC

曲柄摇块机构（固定BC构件）314A2BC曲柄滑块机构（固定AC构件）五、铰链四杆机构的演化3.曲柄摇块机构五、铰链四杆机构的演化3.曲柄摇块机构BACD1423五、铰链四杆机构的演化3.曲柄摇块机构摇块机构应用实例——柱塞油泵摇块机构运动简图自卸货车314A2BC314A2BC曲柄滑块机构（固定AC构件）定块机构（固定C滑块）五、铰链四杆机构的演化4.定块机构五、铰链四杆机构的演化4.定块机构314A2BC定块机构ABC3214手动唧筒五、铰链四杆机构的演化4.定块机构应用实例——抽水唧筒314A2BC定块机构五、铰链四杆机构的演化4.定块机构应用实例——抽水唧筒五、铰链四杆机构的演化5.改变运动副的尺寸五、铰链四杆机构的演化5.改变运动副的尺寸应用实例偏心轮机构结构简单，偏心轮轴颈的强度和刚度大，广泛用于曲柄长度要求较短、冲击在和较大的机械中。五、铰链四杆机构的演化5.改变运动副的尺寸五、铰链四杆机构的演化5.改变运动副的尺寸平面连杆机构的特性主

要

内容1急回特性2传力特性3机构的死点

1C1B1B2CBC2θ曲柄摇杆机构DA★极位：当曲柄与连杆共线时，摇杆处于极限位置时，机构所处的位置。★摆角：摇杆在两极限位置间所夹角称为摇杆的摆角。★极位夹角：处于极限位置时曲柄所夹锐角θ称为极位夹角。一、急回特性曲柄摇杆

1C1B1B2DACBC2B2B1B2B1θ工作行程空回行程曲柄摇杆机构一、急回特性摇杆上一点在空回行程的平均速度与工作行程平均速度之比。

行程速比系数:K极位夹角:θ。

结论：K、θ对机构急回运动特性的影响：K值越大，θ值越大，机构的急回特性越显著；当K＝1时，θ＝0，表示该机构无急回特性。一、急回特性C1B2DAC2θB1

1

1B2C2B1DAC1无急回θ=0曲柄摇杆机构的极限位置：曲柄和连杆共线的两个位置有急回θ>01曲柄摇杆机构问题讨论:下列机构有无急回

一、急回特性AC1B1θB2C2对心曲柄滑块机构2偏置曲柄滑块机构3AB2B1C2C1B2C2B2无急回θ=0θ＞0有急回曲柄滑块机构的极限位置：曲柄和连杆共线的两个位置。一、急回特性摆动导杆机构4θ＞0有急回极限位置：曲柄和导杆垂直的两个位置。θΨ摆动导杆机构的极位夹角不仅大于零，而且还等于摆角，所以急回现象很明显.一、急回特性对于对心的曲柄滑块机构,极位夹角为0，所以没有急回特性。而除了曲柄摇杆机构以外,偏置的曲柄滑块机构和摆动导杆机构也具有急回特性。一、急回特性从理论上来讲，四杆机构可以实现的行程速比系数K值范围比较大，但是由于受构件结构合理性等因素的限制，工程中常用的K范围为1<K<2，摆动导杆机构的K可达到3。一、急回特性一、急回特性

力的作用线与受力点C的速度之间所夹锐角α称为压力角。压力角的余角（即连杆和从动摇杆所夹锐角）称为传动角。记作。二、传力特性传动角和压力角一定要标在从动件上！ABCD1234γαFABCD1234γVαFV问题讨论:标出下列机构压力角和传动角二、传力特性例题：标出破碎机的压力角和传动角γαFV二、传力特性3124214例题：标出缝纫机的压力角和传动角。γαFV二、传力特性

可用传动角大小来表示机构传动力性能的好坏。

机构传力性能越好。

α-----法向分力，Fn

，运动副摩擦-----有效分力，推动CD杆转动。二、传力特性

传动角和压力角时刻在变化。设计时要求:γmin≥40°二、传力特性CDBAγF令连杆与摇杆的夹角为β最小传动角出现的位置三角形BCD中BC、CD长度在机构运转过程中是不变的，但是BD的长度是时刻变化的，相应的在三角形中和此边对应的角度也是变化的。

当此边最短时，所对应的这个角最小；此边最长时所对应的这个角最大，又因为当这个角为锐角时，它就是此位置的传动角，而当此角为钝角时，它的补角才是此时的传动角，因此最小传动角在这两个位置都可能出现。二、传力特性令连杆与摇杆的夹角为β结论:出现在曲柄与机架两次共线位置之一。曲柄摇杆机构的γmin

二、传力特性C1B2DAC2θB1

1曲柄摇杆机构的极位：曲柄和连杆共线的两个位置。1曲柄摇杆机构二、传力特性结论:出现在曲柄与机架两次共线位置之一。二、传力特性曲柄为原动件时，γmin发生在曲柄与导路垂直两位置之一。曲柄为原动件时,任意位置γ=90º，传力特性最好。AC132B4γmin曲柄滑块机构摆动导杆机构γ=90ºΨ二、传力特性平面四杆机构基本特性传力特性急回特性急回定义急回原因急回快慢急回应用分析传力最小传动角死点γ＝0γ＝0BACDFABCD死点：机构运动时传动角γ＝0的位置。Fvv

曲柄摇杆机构死点位置：摇杆为原动件，曲柄与连杆两次共线位置，这个位置正好是机构的极限位置。三、机构的死点问题思考：曲柄滑块机构和摆动导杆机构有无死点？如果有，出现死点的条件是什么？三、机构的死点曲柄滑块机构：当滑块为原动件，曲柄和连杆共线时，γ=0，为死点。FF三、机构的死点问题思考：曲柄滑块机构和摆动导杆机构有无死点？如果有，出现死点的条件是什么？摆动导杆机构：当导杆为原动件，曲柄和导杆垂直时，γ=0，为死点。F三、机构的死点结论：具有往复运动的机构，当往复运动的构件为原动件时，机构处于极限位置时，出现死点。曲柄滑块机构曲柄摇杆机构摆动导杆机构三、机构的死点（1）靠飞轮的惯性避免措施：三、机构的死点多缸内燃机三、机构的死点（2）两组机构错位排列避免措施：机车车轮联动装置三、机构的死点（2）两组机构错位排列避免措施：F’A’E’D’G’B’C’ABEFDCG三、机构的死点（2）两组机构错位排列避免措施：机车车轮联动装置工件ABCD1234P工件夹紧机构ABCD1234工件PQ

=0三、机构的死点死点的利用ABDCABCD

=0F三、机构的死点死点的利用平面四杆机构的特性行程速比系数K急回特性传力特性摆角Ψ极位夹角θ、传动角γ、压力角α一个系数二个特性四个角度死点极限位置（死点位置）三个位置最小传动角位置平面连杆机构设计实验主

要

内容1按给定连杆的位置设计四杆机构2按给的行程速比系数设计四杆机构3按给两连架杆对应位置设计四杆机构机架曲柄摇杆连架杆连架杆连杆铰链四杆机构机架和连杆总是存在的一、按给定连杆的位置设计四杆机构平面四杆机构的设计

基本形式、应用基本特性设计四杆机构基础关键两类设计问题：1)位置设计━━按照给定从动件（连杆或连架杆）的位置设计四杆机构。如:铸造翻箱机构。2)轨迹设计━━按照给定点的轨迹设计四杆机构。如:鹤式起重机。要求连杆在两个位置垂直地面且相差180˚B’C’ABDC鹤式起重机要求连杆上E点的轨迹为一条水平直线QABCDEQ设计方法图解法解析法实验法基本原理ABCDBC图解设计问题——作图求解各铰链中心的位置问题。一、按给定连杆的位置设计四杆机构ABCD固定铰链A、D

：活动铰链B、C：

圆心

圆或圆弧各铰链间的运动关系：一、按给定连杆的位置设计四杆机构基本原理AD将铰链A、D分别选在B1B2，C1C2连线的垂直平分线上任意位置都能满足设计要求。有无穷多组解！B1C1B2C2A’D’一、按给定连杆的位置设计四杆机构1.给定连杆的两组位置如图所示的飞机起落架双摇杆机构中，已知连杆2的长度L2，要求在起飞后连杆存放在图示1位置，着陆时，连杆和摇杆在同一条直线上（处于死点位置），设计此四杆机构一、按给定连杆的位置设计四杆机构1.给定连杆的两组位置B2C2B1C1ABDCABCD一、按给定连杆的位置设计四杆机构1.给定连杆的两组位置B2C2DB1C1ABDCABCDAB2一、按给定连杆的位置设计四杆机构1.给定连杆的两组位置EFc12b12B1IC1AB2C2II设计实例：试设计铸造震实造型机翻转机构已知：连杆长度lBC，及两组位置B1、C1和B2、C2，试设计此机构。①B1、C1在同一个圆弧上，求作B1B2和C1C1中垂线②在中垂线上任选A、D两点，作为固定铰链中心③连接AB1和DC1，即为两连架杆长度此例有无穷多组解！

④选择合适的杆长lDE和lEF

可确定驱动机构DEF。DB2C2IIE1

1.给定连杆的两组位置一、按给定连杆的位置设计四杆机构一、按给定连杆的位置设计四杆机构1.给定连杆的两组位置

已知四杆机构的连杆经过三个预期位置序列B1C1、B2C2和B3C3。B1B2B3C1C2C3b12Ab23Dc12c23分别作B1B2和B2B3的中垂线，其交点即为固定铰链中心A；又分别作C1C2和C2C3的中垂线，其交点为固定铰链中心D。AB1C1D即为所求铰链四杆机构在第一位置时的机构图。实现BC三个位置的四杆机构是唯一的。当按比例作图时，由图上量得尺寸乘以比例尺后即得两连架杆和机架的长度。设计步骤：一、按给定连杆的位置设计四杆机构2.给定连杆的三组位置曲柄摇杆机构已知条件：摇杆长度l3、摆角

和行程速度变化系数K。要求参数：l1、l2和l4。C1

C2DA

l3B1B2l2l1l4设计分析：由l3和

可确定摇杆的两个极限位置，由K可求得

，设计问题归结为如何利用

确定A点位置——A点应在经过C1、C2且圆周角为

的圆上。二、按给的行程速比系数设计四杆机构设计步骤：(1)由给定的K求出极位夹角

：MN90

-

(2)选择长度比例尺

l，任选固定铰链中心D的位置，由摇杆长度l3和摆角

，作出摇杆两个极限位置C1D和C2D。(3)连接C1和C2，并作C1M

C1C2。(4)作

C1C2N

=90

-

，C2N与C1M交于P点，则C1PC2

=

。PC1

C2l3D曲柄摇杆机构二、按给的行程速比系数设计四杆机构C1

C2DNM

90

-

Pl3

(6)连AC1和AC2，则有：圆周角C1AC2

=

C1PC2

=

。因摇杆处于极限位置时曲柄与连杆共线，故：曲柄长度l1=(AC2

-

AC1)/2，连杆长度l2=(AC2+AC1)/2；由图直接量得AD=l4。因A点可在圆弧段C1P上任意选取，故有无穷多个解。B2B1EFA(5)作△PC1C2的外接圆

，在此圆周（弧C1C2和弧EF除外）上任取一点A作为固定铰链中心。曲柄摇杆机构二、按给的行程速比系数设计四杆机构设计步骤：C1

C2DNM

90

-

Pl3

作法：

以D为圆心、l4为半径画圆弧，与圆

的交点即为所求的固定铰链中心A，由此可求得唯一的曲柄长度l1和连杆长度l2。B2B1EFA若另加已知条件机架长度l4，则有唯一解。l4曲柄摇杆机构二、按给的行程速比系数设计四杆机构C2C1D45ºoAθB1B2θ曲柄摇杆机构二、按给的行程速比系数设计四杆机构B1摆动导杆机构已知条件：机架长度l4和行程速度变化系数K。要求参数：曲柄长度l1。设计分析：画出导杆的两个极限位置，标出

和导杆摆角

。由几何关系可知

=

。ACB2l1l4

设计步骤：(1)由给定的K求出极位夹角

：(2)解析法求l1：二、按给的行程速比系数设计四