授课内容：第2章 平面四杆机构（§2.3—§2.4）
目的要求:了解铰链四杆机构的基本型式和特性、铰链四杆机构有整转副的条件 重点难点：重点：平面四杆机构的基本特性 难点：平面四杆机构的基本特性 计划学时：2
2.3 铰链四杆机构的演化
通过前面的学习，我们知道在铰链四杆机构中，可根据两连架杆是曲柄还是摇杆，把铰链四杆机构分为三种基本形式——曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，而后两种可视为曲柄摇杆机构取不同构件作为机架的演变。通过用移动副取代回转副、变更杆件长度、变更机架和扩大回转副等途径，还可以得到铰链四杆机构的其他演化形式。下面我们分别用几幅图来说明。 2.3.1 曲柄滑块机构
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请看下图所示的曲柄滑块机构。
曲柄滑块机构
2.3.2 曲柄滑块机构的演化 1．导杆机构
见下图的曲柄滑块机构演化的导杆机构。
曲柄滑块机构的演化 2．摇块机构
见下所示的卡车车厢自动翻转卸料机构。
自卸货车
3．定块机构
见下图所示的抽水唧筒。
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抽水唧筒
2.3.3 双滑块机构
双滑块机构：是具有两个移动副的四杆机构。我们可以认为是铰链四杆机构两杆长度趋于无穷大演化而成。
下图所示的这种机构中的两种，一种是从动件3的位移与原动件转角的正切成正比，称为正切机构。另外一种是从动件3的位移与原动件转角的正弦成正比，称为正弦机构。
正切机构 正弦机构 2.3.4 偏心轮机构
再来看下图所示的为偏心轮机构。杆1为圆盘，其几何中心为。因运动时该圆盘绕偏心转动，故称偏心轮。，之间的距离称为偏心距。按照相对运动关系，可画出该机构的运动简图。偏心轮是回转副
扩大到包括回转副
而形成的，偏心距即是曲柄的长度。
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偏心轮机构
2.4 平面四杆机构的设计
平面四杆机构的设计归纳起来主要有两类问题:
1．按照给定从动件的运动规律（位置、速度、加速度）设计四杆机构； 2．按照给定轨迹设计四杆机构。
平面四杆机构的设计方法： 1. 图解法：直观清晰 2. 解析法：结果精确 3. 实验法：简便易行
2.4.1 按给定的行程速度变化系数设计四杆机构
铰链四杆机构在下所示的曲柄摇杆机构的角度
，要求设计四杆机构。
中，已知行程速度变化系数
、摇杆
的长度和摆动
设计步骤如下:
1．计算极位夹角， 2．任意选定转动副3．连接
，过
作
的位置，并按
。 的长度和，过
上任意一点
与作直线
角大小画出摇杆的两个极限位置
垂直于连线的夹角
，
与
相交于
和
。 点。作
应点的
三点的外接圆，则圆弧。故曲柄的回转中心
在圆弧上。若再给定其他辅助条件，如机架转动副位置便可完全确定。
间的距离，或处的传动角，则
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按行程速度变化系数设计铰链四杆机构
4．点位置确定后，按曲柄摇杆机构极限位置，曲柄与连杆共线的原理可得由此可求出
，
曲柄长度
连杆长度
2.4.2 按给定连杆的两个或三个位置设计四杆机构
如下所示，
是连杆要通过的三个位置，该四杆机构可如下求得:
按给定连杆三个位置设计四杆机构 1．连接2．分别作3．分别作
的中垂线的中垂线
。
，两条中垂线相交于，两条中垂线相交于
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点。 点。
机械设计基础教案
