偏心轮机构 平面四杆机构的演化方法 1、选用不同构件为机架
2、改变相对杆长、转动副演化为移动副 3、扩大转动副径向尺寸
§3-3 平面四杆机构的主要工作特征
一、转动副为整转副的充分必要条件
1.铰链四杆运动链中转动副为整转副的充分必要条件
b ccb
aa dad
a+d≤b+c
bcd b≤ d-a+c a+b ≤ d+c
a ≤ b a ≤ c
a+c ≤ b+d
c≤ d+b-a a ≤ d
两构件能作相对整周转动的条件
（1）此两构件中必定有一构件为最短杆构件。
（2）该最短构件与机构中最长构件的长度之和小于或等于其他两构件长度之和。（杆长条件）
四杆机构有曲柄的条件是：
（1）各杆的长度应满足杆长条件；
（2）最短杆为连架杆或机架。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。 铰链四杆机构可以分为两大类：
1、不满足杆长条件时，不管取那个构件为机架，所组成的机构都是双摇杆机构。 2、满足杆长条件时，最短构件相对于与它组成转动副的构件可以作相对整周转动。 （1）、取最短构件为机架时，得双曲柄机构。 （2）、取最短构件的任一相邻构件为机架时，均得曲柄摇杆机构。 （3）、取最短构件的对面构件为机架时，得双摇杆机构。
判断：所有铰链四杆机构取不同构件为机架时，都能演化成带曲柄的机构。
× 不满足杆长条件时
例：图示机构尺寸满足杆长条件，当取不同构件为机架时各得什么机构？
41
特殊情况：
如果铰链四杆机构中两个构件长度相等且均为最短杆 1、若另两个构件长度不相等，则不存在整转副。 2、若另两个构件长度也相等，
（1）当两最短构件相邻时，有三个整转副。 （2）当两最短构件相对时，有四个整转副。
2.含一个移动副四杆运动链中转动副为整转副的充分必要条件（曲柄滑块有曲柄的条件） ab-a>e b>a+e 当 e=0时 b>a be二、行程速度变化系数 1.机构极位（极限位臵）：曲柄回转一周，与连杆两次共线，此时摇杆分别处于两个位臵，称为机构极位。
2.极位夹角：机构在两个极位时，原动件所处两个位臵之间所夹的锐角θ称为极位夹角。 3.急回运动： C1D?C2D?1? 180???
C1D?C2D?2?180???????t?t?v?v121221
曲柄等速转动情况下，摇杆往复摆动的平均速度一快一慢，机构的这种运动性质称为急回运动。
4.行程速比系数K 为表明急回运动程度，用反正行程速比系数K来衡量： v2C1C2/t2t1?11800??K????? v1C1C2/t1t2?21800???角愈大，K值愈大，急回运动性质愈显著。 ?K-1CC??1800 K?1一般K≤2，?为锐角 ??曲柄滑块机构
AB ?
B
对心曲柄滑块机构与偏臵曲柄滑块机构的比较
对心曲柄滑块机构θ=0，没有急回运动
偏置曲柄滑块机构θ≠0，有急回运动
1121e221
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???=?摆动导杆机构的急回运动
A
有急回特性的机构：部分曲柄摇杆机构、偏臵曲柄滑?B块机构、摆动导杆机构、具有曲柄的多杆机构 ??
无急回特性的机构：正弦机构、对心曲柄滑块机构、双曲柄四杆机构
D
机构急回的作用：节省空回时间，提高工作效率。 注意：急回具有方向性 Fn?三、压力角和传动角 ?C1.机构压力角? 机构从动件上力的作用C2v???线与力作用点的绝对速度之间所夹的锐角，?minBC1即机构在此位臵的压力角a。 ?max2.传动角?： 机构压力角的余角称为机构在??90???此位臵的传动角。 B2DAB1
α+γ=90°
机构常用传动角大小及变化来衡量机构传力性能的好坏。
设计时 ?≥40° ?min?40?~50?高速和大功率 ?≥50°
??，??，??；
??，??，??；机构在运转过程中，传动角? 随机构的位臵不同而变化，为保证机构的传力效果， ?min?????40?
3.最小传动角的位臵：
曲柄摇杆机构： ?min出现在曲柄与机架共线的两位臵之一。
222 ??arccosb?c?(d?a)12bc
b2?c2?(d?a)2 ?2?arccos(?B2C2D?90?)?min?min(?1,?2)2bc
b2?c2?(d?a)2(?B2C2D?90?)或 ?2?180??arccos2bc
补：在偏臵曲柄滑块机构中，当原动件为曲柄时， ?min出现的位臵。
x cos??ab b当x最大时，?最小。?
?a?e xmax?a?e?min?arccosb??FFtc xmine 43
四、死点
曲柄摇杆机构：若以摇杆CD为主动件，则当连杆与曲柄共线时，机构传动角为零，这时CD通过连杆作用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心，出现不能使构件AB转动而“顶死”的现象，机构的这种位臵称为死点。
C
CCBγ=0°
B
DA
B
曲柄摇杆机构 曲柄滑块机构的死点位臵
出现死点位臵的条件：
（1）用有极限位臵的构件作原动件；
（2）当原动件处于极限位臵时，连杆与从动件共线。 判断下列机构中有没有死点位臵。
传动机构中使机构通过死点的措施：
措施一：采用将两个以上的并列机构错位组合的方法，即使当其中一个机构处于死点位臵时，另一个并列机构不处于死点位臵。 缝纫
机
脚 踏 板 机机车车轮联动机构 构
措施二：采用安装飞轮加大惯性的方法，借惯性作用使机构闯过死点位臵。 利用死点实现特定工作要求的机构示例：
2112工件夹紧机构
飞机起落架机构44
机构的极位和死点位臵的关系：
是机构的同一位臵，所不同的仅是机构的原动件不同； 当原动件与连杆共线时为极位； 当从动件与连杆共线时为死点。
§3-4 实现连杆给定位臵的平面四杆机构运动设计
一、图解法
1、连杆位臵用动铰链中心B、C两点表示 三位臵 图
2.连杆位臵用连杆平面上任意两点表示（略） 二、解析法 略
§3-5 实现已知运动规律的平面四杆机构运动设计
一、图解法
1. 按给定两连架杆对应位臵设计四杆机构（略）
90°??2. 按给定从动件行程和行程速度变化系数设计四杆机构
C1C2（1）曲柄摇杆机构
设计要求：已知摇杆的长度CD、摆角?及行程速比系数K。
? OB2??
AD（2）曲柄滑块机构 ?已知条件：滑块行程H，偏距e及行程速比系数K
B1 1). 计算θ=180°(K-1)/(K+1)；
90°-θ2). 作C1C2=H,分别作射线C1O、C2O，使∠C1C2O = ∠C2C1O =
H90°-θ，得交点O； CC3). 以O点为圆心，以OC1为半径，画圆——A点所在圆。
A4). 作一直线与C1C2平行，其间的距离等于偏心距e，则此直2θO线与上述圆的交点即为曲柄轴心A的位臵。当A确定后，曲柄和连杆的长度也随之确定。 (3)导杆机构
设计要求：已知导杆机构的机架长度d，行程速比系数K。
?=?A1). 计算θ=180°(K-1)/(K+1)；?=θ
2). 任取一点C,作∠B1CB2 =? ,并作角等分线，再由点CB2B1起在角等分线上截取AC=d,则点A为曲柄中心。
3). 过点A作导杆两极限位臵的垂线AB1，则该直线便表?示曲柄的长度。 ?a?dsin 2C 二、解析法
略
作业：3、4、7、9、10、11
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