机械原理第三章平面连杆机构及其设计课件

机械原理第三章平面连杆机构及其设计机械原理第三章平面连杆机构及其设计1（2）连杆机构可分为空间连杆机构和平面连杆机构空间连杆机构平面连杆机构（2）连杆机构可分为空间连杆机构和平面连杆机构空间连杆机2二、连杆机构的特点优点:•承受载荷大，便于润滑•制造方便，易获得较高的精度•两构件之间的接触靠几何封闭实现•实现多种运动规律和轨迹要求二、连杆机构的特点优点:3

缺点:•惯性力不易平衡

•不易精确实现各种运动规律和轨迹要求缺点:•不易精确实现各种运动规律和轨迹要求4三、设计基本问题

实现给定位置的设计实现已知运动规律的设计实现已知运动轨迹的设计常用设计方法：图解法；解析法；图谱法和模型实验法三、设计基本问题53-2平面连杆机构的基本类型及其演化一、基本类型（铰链四杆机构）及应用

曲柄摇杆机构基本类型：3-2平面连杆机构的基本类型及其演化一、基本类型（铰链四杆6

双曲柄机构双曲柄机构7

双摇杆机构双摇杆机构8

曲柄摇杆机构机架连架杆曲柄连架杆摇杆连杆周转副周转副(圆周副)摆转副摆转副命名:以连架杆命名曲柄摇杆机构机架连架杆曲柄连架杆摇杆连杆周转副周转副(圆9二、平面连杆机构的演化人们认为所有的四杆机构都是由四杆机构的基本形式演化来得。1、曲柄摇杆机构的演化改变运动副类型转动副变成移动副e∞改变构件相对尺寸改变构件相对尺寸e＝0曲柄滑块机构二、平面连杆机构的演化人们认为所有的四杆机构都是由四杆机构的102、双曲柄机构的演化改变运动副类型转动副变成移动副转动导杆机构改变运动副类型转动副变成移动副双转块杆机构改变构件相对尺寸0改变构件相对尺寸2、双曲柄机构的演化改变运动副类型转动导杆机构改变运动副类型113、双摇杆机构的演化改变运动副类型转动副变成移动副移动导杆机构改变运动副类型转动副变成移动副双滑块机构0改变构件相对尺寸00改变构件相对尺寸3、双摇杆机构的演化改变运动副类型移动导杆机构改变运动副类型124、曲柄滑块机构的演化改变运动副类型转动副变成移动副改变构件相对尺寸∞正弦机构改变机架定为机架双滑块机构4、曲柄滑块机构的演化改变运动副类型改变构件相对尺寸∞正弦机13平面四杆机构的演化方式(2)改变相对杆长(3)选不同构件作机架

改变运动副类型转动副移动副平面四杆机构的演化方式(2)改变相对杆长(3)选不同143-3平面四杆机构的工作特性一、平面四杆机构有曲柄的条件（整转副条件）1、四杆机构有曲柄的条件aabcbcd蓝色三角形(曲柄与机架延伸共线)成立红色三角形(重叠共线)成立3-3平面四杆机构的工作特性一、平面四杆机构有曲柄的条件（15比较a最短abcd该机构中构件a最短，构件a能否整周回转？比较a最短abcd该机构中构件a最短，构件a能否整周回转？16◆最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和◆最短杆是连架杆或机架a最短最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和◆最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和◆最短杆是连架杆17◆最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和这是铰链四杆运动链有周转副的几何条件abcd当最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和即该式表明铰链四杆运动链有两个周转动副,并且这两个周转副在最短杆的两端。◆最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和这是铰链四杆运动18◆最短杆是连架杆或机架abcd周转副周转副摆转副摆转副最短杆a是机架时，连架杆b,d都是曲柄最短杆a是连架杆时，b或者d是机架，a是曲柄c是机架时，无曲柄双曲柄机构曲柄摇杆机构双摇杆机构◆最短杆是连架杆或机架abcd周转副周转副摆转副摆转副最短杆192*、曲柄滑块机构有曲柄的条件ababemn构件a能通过m点的条件是：构件a能通过n点的条件是：曲柄滑块机构有曲柄的条件2*、曲柄滑块机构有曲柄的条件ababemn构件a能通过m点203*、导杆机构有曲柄的条件有曲柄，该机构是摆动导杆机构。有曲柄，该机构是转动导杆机构。有曲柄，该机构是转导杆机构。结论导杆机构总是有曲柄的3*、导杆机构有曲柄的条件有曲柄，该机构是摆动导杆机构。有曲214*、偏置导杆机构有曲柄的条件有曲柄，该机构是摆动导杆机构。有曲柄，该机构是摆动导杆机构。4*、偏置导杆机构有曲柄的条件有曲柄，该机构是摆动导杆机构。22没有曲柄。有曲柄，该机构是转动导杆机构。结论偏置导杆机构有曲柄的条件是没有曲柄。有曲柄，该机构是转动导杆机构。结论23二、急回运动和行程速比系数1.极位夹角θ

当机构从动件处于两极限位置时，主动件曲柄在两相应位置所夹的角ADabd曲柄摇杆机构的极位夹角二、急回运动和行程速比系数1.极位夹角θADabd曲柄摇杆24e曲柄滑块机构的极位夹角摆动导杆机构的极位夹角e曲柄滑块机构的极位夹角摆动导杆机构的极位夹角252.急回运动

当曲柄等速回转的情况下，通常把从动件往复运动速度快慢不同的运动称为急回运动。DabdccabA主动件a时间：转角：运动：从动件c时间：转角：运动：从动件c的平均角速度：2.急回运动DabdccabA主动件a时间：转角：运动：从26通常把从动件往复运动平均速度的比值(大于1)称为行程速比系数，用K表示。3.行程速比系数K通常把从动件往复运动平均速度的比3.行程速比系数K27三、压力角和传动角压力角：力F的作用线与力作用点绝对速度V所夹的锐角α称为压力角。传动角：压力角的余角γ称为传动角三、压力角和传动角压力角：力F的作用线与力作用点绝对速度V所28在其它条件不变的情况下压力角α越小，作功W越大压力角是机构传力性能的一个重要指标，它是力的利用率大小的衡量指标。在其它条件不变的情况下压力角α越小，作功W越大压力角是机构传29ABCDabcdFFtFn曲柄摇杆机构的压力角ABCDabcdFFtFn曲柄摇杆机构的压力角30ABCDabcdFFtFnABCDabcdFFtFn31ababemn曲柄滑块机构的压力角ababemn曲柄滑块机构的压力角32四、机构的死点位置所谓死点位置就是指从动件的传动角等于零或者压力角等于90∘时机构所处的位置。1.死点位置DabdccabA如何确定机构的死点位置？分析B、C点的压力角四、机构的死点位置所谓死点位置就是指从动件的传动角等于零或者33曲柄摇杆机构（曲柄为主动件）的死点无死点存在DA曲柄摇杆机构（曲柄为主动件）的死点无死点存在DA34曲柄摇杆机构（摇杆为主动件）的死点AB与BC共线时或者机构有死点存在DA曲柄摇杆机构（摇杆为主动件）的死点AB与BC共线时或者机构有35曲柄滑块机构（曲柄为主动件）的死点ee无死点存在曲柄滑块机构（滑块为主动件）的死点有死点存在曲柄滑块机构（曲柄为主动件）的死点ee无死点存在曲柄滑块机构362.死点位置的应用飞机起落架夹具2.死点位置的应用飞机起落架夹具37火车轮2.避免死点位置的危害加虚约束的平行四边形机构火车轮2.避免死点位置的危害加虚约束的平行四边形机构38加虚约束的平行四边形机构加虚约束的平行四边形机构393-4平面四杆机构的设计一、平面连杆设计的基本问题1.平面连杆机构设计的基本任务根据给定的设计要求选定机构型式；确定各构件尺寸，并要满足结构条件、动力条件和运动连续条件等。2.平面连杆机构设计的三大类基本命题满足预定运动的规律要求满足预定的连杆位置要求满足预定的轨迹要求3-4平面四杆机构的设计一、平面连杆设计的基本问题1.40（1）满足预定运动的规律要求要求两连架杆的转角能够满足预定的对应位置关系；要求在原动件运动规律一定的条件下，从动件能够准确地或近似地满足预定的运动规律要求。满足两连架杆转角的预定对应位置关系要求的机构示例——车门开闭机构设计时要求两连架杆的转角应大小相等，方向相反，以实现车门的起闭（1）满足预定运动的规律要求满足两连架杆转角的预定对应位置关41满足预定运动的规律要求机构示例——对数计算机构近似再现函数y=logx的平面四杆机构（2）满足预定的连杆位置要求设计时要求连杆能依次点据一系列的预定位置。(又称为导引机构的设计)机构示例——飞机起落架机构设计时要求机轮在放下和收起时连杆BC占据图示的两个共线位置。满足预定运动的规律要求机构示例——对数计算机构近似再现函数42（3）满足预定的轨迹要求设计时要求在机构运动过程中，连杆上某点能实现预定的轨迹。(又称为轨迹生成机构的设计)机构示例——鹤式起重机机构示例——搅拌机机构3.设计方法:1）图解法2）解析法3）实验法（3）满足预定的轨迹要求设计时要求在机构运动过程中，连杆上某43二、用图解法设计四杆机构

1.按给定的行程速比系数K设计四杆机构——实现给定运动要求2.按连杆预定位置设计四杆机构——实现给定连杆位置（轨迹）要求3.按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构——实现给定连架杆位置（轨迹）要求

1.按给定的行程速比系数K设计四杆机构◆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。

设计过程：计算极位夹角：选定机构比例尺，作出极位图：二、用图解法设计四杆机构1.按给定的行程速比系数K设计四44GF(除弧FG以外)??IMN90º-C1C2DPB1B2A联C1C2，过C2作C1MC1C2

；另过C1作C2C1N=90-射线C1N，交C1M于P点；以C1P

为直径作圆I，则该圆上任一点均可作为A铰链，有无穷多解。设曲柄长度为a，连杆长度为b，则:GF(除弧FG以外)??IMN90º-C1C2DPB4590º-PAE2aIIOaObIC1C2D欲得确定解，则需附加条件：(1)给定机架长度d；(2)给定曲柄长度a；(3)给定连杆长度b(1)给定机架长度d的解：(2)给定曲柄长度a的解：作图步骤：以Oa为圆心过C1、C2作圆Ⅱ，以c1为圆心2a为半径交圆Ⅱ于E点，连C1E交圆Ⅰ于A点。90º-PAE2aIIOaObIC1C2D欲得确定解46证明：证明：47(3)给定连杆长度b的解：I90º-PIIIE2bAC1C2DOaOb作图步骤：以Ob为圆心过C1、C2作圆Ⅲ，以c1为圆心2b为半径交圆Ⅲ于E点，连C1E交圆Ⅰ于A点。(3)给定连杆长度b的解：I90º-PIIIE2bAC48证明：证明：49摆动导杆机构的设计对于摆动导杆机构,由于其导杆的摆角φ

刚好等于其极位夹角θ，因此，只要给定曲柄长度LAB(或给定机架长度LAD)和行程速比系数K就可以求得机构。已知：机架长度d，K，设计此机构。φ=θmndADθφ=θBADB摆动导杆机构的设计对于摆动导杆机构,由于其导杆的摆角φ刚好50计算θ＝180(K-1)/(K+1)；任选D作∠mDn＝φ＝θ取A点，使得AD=d,则:a=dsin(φ/2)计算θ＝180(K-1)/(K+1)；任选D作∠mDn＝φ512.按连杆预定位置设计四杆机构已知连杆上两活动铰链的中心B、C位置（即已知LBC）已知机架上固定铰链的中心A、D位置（即已知LAD）已知连杆在运动过程中的两个位置B1C1、B2C2

，设计四杆机构已知连杆上在运动过程中的三个位置B1C1、B2C2

、B3C3，设计四杆机构。已知连杆在运动过程中的两个位置E1F1、

E2F2

，设计四杆机构已知连杆上在运动过程中的三个位置E1F1、E2F2、E3F3，设计四杆机构2.按连杆预定位置设计四杆机构已知连杆上两活动铰链的中心B52已知连杆上两活动铰链的中心B、C位置（即已知LBC）已知连杆在运动过程中的两个位置B1C1、B2C2

，设计四杆机构c12设计步骤：b12设计分析：铰链Ｂ和Ｃ位置已知，固定铰链Ａ和Ｄ未知。铰链Ｂ和Ｃ轨迹为圆弧，其圆心分别为点Ａ和Ｄ。Ａ和Ｄ分别在B1B２和C1C２的垂直平分线上。DAB1C1C2B2联B1B２，作垂直平分线b12铰链Ａ联C1C２，作垂直平分线c12铰链D有无穷多解已知连杆上两活动铰链的中心B、C位置（即已知LBC）已知连杆53c23b23已知连杆上在运动过程中的三个位置B1C1、B2C2

、B3C3，设计四杆机构。b12c12AB1C1C2B2B3C3D唯一解c23b23已知连杆上在运动过程中的三个位置B1C1、B2C54已知机架上固定铰链的中心A、D位置（即已知LAD）已知连杆在运动过程中的两个位置E1F1、

E2F2

，设计四杆机构ADE1F1E2F2设计方法——采用转化机构法(或反转法)转化机构法或反转法——根据机构的倒置理论，通过取不同构件为机架，将活动铰链位置的求解转化为固定铰链的求解设计四杆机构的方法。已知机架上固定铰链的中心A、D位置（即已知LAD）已知连杆在55C2B2B2C21212AB1C1DAB1C1D1212A´D´转化机构法(或反转法)原理：其原理与取不同构件为机架的演化方法（称为“机构倒置”原理）完全相同，即相对运动不变原理。当给整个机构加一个共同的运动时，虽然各构件的绝对运动改变了，但是各构件之间的相对运动并不发生变化，亦即各构件的相对尺寸不发生改变。

对转化后的机构进行设计与对原机构设计的结果是完全一样的，这样就可以将活动铰链位置的求解问题转化为固定铰链的求解问题。

以连杆为相对机架的情况C2B2B2C21212AB1C1DAB1C1D1256A´D´B2C2E2F2以连杆上任一线为相对机架的情况所得结果与以连杆为相对机架时相同，故设计时可以连杆上任意线为相对机架进行，结果相同。AB1C1DA´D´A´D´B2C2E2F2以连杆上任一线为相对机架的情况所得结571212C1B1ADE1F1E2F2A´D´已知连杆在运动过程中的两个位置E1F1、

E2F2

，设计四杆机构——转化机构法(或反转法)的应用有无穷多解1212C1B1ADE1F1E2F2A´D´已知连杆在运58ADE1F1已知连杆上在运动过程中的三个位置E1F1、E2F2、E3F3，设计四杆机构E2F2E3F3A’2D’2A’3D’3C1B1唯一解ADE1F1已知连杆上在运动过程中的三个位置E1F1、E2F59反转法或转化机构法的具体作图方法——为了不改变反转前后机构的相对运动，作图时将原机构每一位置的各构件之间的相对位置视为刚性体；用作全等四边形或全等三角形的方法，求出转化后机构的各构件的相对位置。这一方法又称为“刚化——反转法”。反转作图法只限于求解两位置或三位置的设计问题

反转法或转化机构法的具体作图方法——为了不改变反转前后机构的603.按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构设计方法——采用转化机构法(或反转法)B2C2AB1C1D1212以连架杆为相对机架按两连架杆两个对应位置设计四杆机构按两连架杆三个对应位置设计四杆机构设计问题：12B2A3.按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构3.按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构设计方法——采用转61按两连架杆两个对应位置设计四杆机构已知：机架长度LAD=d

两连架杆对应转角12、12

。设计：四杆机构12ld12121221B1B2C1B2´-12ADd有无穷多解按两连架杆两个对应位置设计四杆机构已知：机架长度LAD62按两连架杆三个对应位置设计四杆机构C1B3'_B2'B1ADC1C2C3请求出B1讨论：1、哪个构件应成为相对机架？2、反转角为哪个？_E3E2B1ADB2B3E1已知：机架长度LAD、一连架杆长度

LAB及其起始位置、两连架杆对应转角12、12、13、13。设计四杆机构按两连架杆三个对应位置设计四杆机构C1B3'_B2'B1AD63机械原理第三章平面连杆机构及其设计机械原理第三章平面连杆机构及其设计64（2）连杆机构可分为空间连杆机构和平面连杆机构空间连杆机构平面连杆机构（2）连杆机构可分为空间连杆机构和平面连杆机构空间连杆机65二、连杆机构的特点优点:•承受载荷大，便于润滑•制造方便，易获得较高的精度•两构件之间的接触靠几何封闭实现•实现多种运动规律和轨迹要求二、连杆机构的特点优点:66

缺点:•惯性力不易平衡

•不易精确实现各种运动规律和轨迹要求缺点:•不易精确实现各种运动规律和轨迹要求67三、设计基本问题

实现给定位置的设计实现已知运动规律的设计实现已知运动轨迹的设计常用设计方法：图解法；解析法；图谱法和模型实验法三、设计基本问题683-2平面连杆机构的基本类型及其演化一、基本类型（铰链四杆机构）及应用

曲柄摇杆机构基本类型：3-2平面连杆机构的基本类型及其演化一、基本类型（铰链四杆69

双曲柄机构双曲柄机构70

双摇杆机构双摇杆机构71

曲柄摇杆机构机架连架杆曲柄连架杆摇杆连杆周转副周转副(圆周副)摆转副摆转副命名:以连架杆命名曲柄摇杆机构机架连架杆曲柄连架杆摇杆连杆周转副周转副(圆72二、平面连杆机构的演化人们认为所有的四杆机构都是由四杆机构的基本形式演化来得。1、曲柄摇杆机构的演化改变运动副类型转动副变成移动副e∞改变构件相对尺寸改变构件相对尺寸e＝0曲柄滑块机构二、平面连杆机构的演化人们认为所有的四杆机构都是由四杆机构的732、双曲柄机构的演化改变运动副类型转动副变成移动副转动导杆机构改变运动副类型转动副变成移动副双转块杆机构改变构件相对尺寸0改变构件相对尺寸2、双曲柄机构的演化改变运动副类型转动导杆机构改变运动副类型743、双摇杆机构的演化改变运动副类型转动副变成移动副移动导杆机构改变运动副类型转动副变成移动副双滑块机构0改变构件相对尺寸00改变构件相对尺寸3、双摇杆机构的演化改变运动副类型移动导杆机构改变运动副类型754、曲柄滑块机构的演化改变运动副类型转动副变成移动副改变构件相对尺寸∞正弦机构改变机架定为机架双滑块机构4、曲柄滑块机构的演化改变运动副类型改变构件相对尺寸∞正弦机76平面四杆机构的演化方式(2)改变相对杆长(3)选不同构件作机架

改变运动副类型转动副移动副平面四杆机构的演化方式(2)改变相对杆长(3)选不同773-3平面四杆机构的工作特性一、平面四杆机构有曲柄的条件（整转副条件）1、四杆机构有曲柄的条件aabcbcd蓝色三角形(曲柄与机架延伸共线)成立红色三角形(重叠共线)成立3-3平面四杆机构的工作特性一、平面四杆机构有曲柄的条件（78比较a最短abcd该机构中构件a最短，构件a能否整周回转？比较a最短abcd该机构中构件a最短，构件a能否整周回转？79◆最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和◆最短杆是连架杆或机架a最短最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和◆最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和◆最短杆是连架杆80◆最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和这是铰链四杆运动链有周转副的几何条件abcd当最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和即该式表明铰链四杆运动链有两个周转动副,并且这两个周转副在最短杆的两端。◆最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和这是铰链四杆运动81◆最短杆是连架杆或机架abcd周转副周转副摆转副摆转副最短杆a是机架时，连架杆b,d都是曲柄最短杆a是连架杆时，b或者d是机架，a是曲柄c是机架时，无曲柄双曲柄机构曲柄摇杆机构双摇杆机构◆最短杆是连架杆或机架abcd周转副周转副摆转副摆转副最短杆822*、曲柄滑块机构有曲柄的条件ababemn构件a能通过m点的条件是：构件a能通过n点的条件是：曲柄滑块机构有曲柄的条件2*、曲柄滑块机构有曲柄的条件ababemn构件a能通过m点833*、导杆机构有曲柄的条件有曲柄，该机构是摆动导杆机构。有曲柄，该机构是转动导杆机构。有曲柄，该机构是转导杆机构。结论导杆机构总是有曲柄的3*、导杆机构有曲柄的条件有曲柄，该机构是摆动导杆机构。有曲844*、偏置导杆机构有曲柄的条件有曲柄，该机构是摆动导杆机构。有曲柄，该机构是摆动导杆机构。4*、偏置导杆机构有曲柄的条件有曲柄，该机构是摆动导杆机构。85没有曲柄。有曲柄，该机构是转动导杆机构。结论偏置导杆机构有曲柄的条件是没有曲柄。有曲柄，该机构是转动导杆机构。结论86二、急回运动和行程速比系数1.极位夹角θ

当机构从动件处于两极限位置时，主动件曲柄在两相应位置所夹的角ADabd曲柄摇杆机构的极位夹角二、急回运动和行程速比系数1.极位夹角θADabd曲柄摇杆87e曲柄滑块机构的极位夹角摆动导杆机构的极位夹角e曲柄滑块机构的极位夹角摆动导杆机构的极位夹角882.急回运动

当曲柄等速回转的情况下，通常把从动件往复运动速度快慢不同的运动称为急回运动。DabdccabA主动件a时间：转角：运动：从动件c时间：转角：运动：从动件c的平均角速度：2.急回运动DabdccabA主动件a时间：转角：运动：从89通常把从动件往复运动平均速度的比值(大于1)称为行程速比系数，用K表示。3.行程速比系数K通常把从动件往复运动平均速度的比3.行程速比系数K90三、压力角和传动角压力角：力F的作用线与力作用点绝对速度V所夹的锐角α称为压力角。传动角：压力角的余角γ称为传动角三、压力角和传动角压力角：力F的作用线与力作用点绝对速度V所91在其它条件不变的情况下压力角α越小，作功W越大压力角是机构传力性能的一个重要指标，它是力的利用率大小的衡量指标。在其它条件不变的情况下压力角α越小，作功W越大压力角是机构传92ABCDabcdFFtFn曲柄摇杆机构的压力角ABCDabcdFFtFn曲柄摇杆机构的压力角93ABCDabcdFFtFnABCDabcdFFtFn94ababemn曲柄滑块机构的压力角ababemn曲柄滑块机构的压力角95四、机构的死点位置所谓死点位置就是指从动件的传动角等于零或者压力角等于90∘时机构所处的位置。1.死点位置DabdccabA如何确定机构的死点位置？分析B、C点的压力角四、机构的死点位置所谓死点位置就是指从动件的传动角等于零或者96曲柄摇杆机构（曲柄为主动件）的死点无死点存在DA曲柄摇杆机构（曲柄为主动件）的死点无死点存在DA97曲柄摇杆机构（摇杆为主动件）的死点AB与BC共线时或者机构有死点存在DA曲柄摇杆机构（摇杆为主动件）的死点AB与BC共线时或者机构有98曲柄滑块机构（曲柄为主动件）的死点ee无死点存在曲柄滑块机构（滑块为主动件）的死点有死点存在曲柄滑块机构（曲柄为主动件）的死点ee无死点存在曲柄滑块机构992.死点位置的应用飞机起落架夹具2.死点位置的应用飞机起落架夹具100火车轮2.避免死点位置的危害加虚约束的平行四边形机构火车轮2.避免死点位置的危害加虚约束的平行四边形机构101加虚约束的平行四边形机构加虚约束的平行四边形机构1023-4平面四杆机构的设计一、平面连杆设计的基本问题1.平面连杆机构设计的基本任务根据给定的设计要求选定机构型式；确定各构件尺寸，并要满足结构条件、动力条件和运动连续条件等。2.平面连杆机构设计的三大类基本命题满足预定运动的规律要求满足预定的连杆位置要求满足预定的轨迹要求3-4平面四杆机构的设计一、平面连杆设计的基本问题1.103（1）满足预定运动的规律要求要求两连架杆的转角能够满足预定的对应位置关系；要求在原动件运动规律一定的条件下，从动件能够准确地或近似地满足预定的运动规律要求。满足两连架杆转角的预定对应位置关系要求的机构示例——车门开闭机构设计时要求两连架杆的转角应大小相等，方向相反，以实现车门的起闭（1）满足预定运动的规律要求满足两连架杆转角的预定对应位置关104满足预定运动的规律要求机构示例——对数计算机构近似再现函数y=logx的平面四杆机构（2）满足预定的连杆位置要求设计时要求连杆能依次点据一系列的预定位置。(又称为导引机构的设计)机构示例——飞机起落架机构设计时要求机轮在放下和收起时连杆BC占据图示的两个共线位置。满足预定运动的规律要求机构示例——对数计算机构近似再现函数105（3）满足预定的轨迹要求设计时要求在机构运动过程中，连杆上某点能实现预定的轨迹。(又称为轨迹生成机构的设计)机构示例——鹤式起重机机构示例——搅拌机机构3.设计方法:1）图解法2）解析法3）实验法（3）满足预定的轨迹要求设计时要求在机构运动过程中，连杆上某106二、用图解法设计四杆机构

1.按给定的行程速比系数K设计四杆机构——实现给定运动要求2.按连杆预定位置设计四杆机构——实现给定连杆位置（轨迹）要求3.按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构——实现给定连架杆位置（轨迹）要求

1.按给定的行程速比系数K设计四杆机构◆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。

设计过程：计算极位夹角：选定机构比例尺，作出极位图：二、用图解法设计四杆机构1.按给定的行程速比系数K设计四107GF(除弧FG以外)??IMN90º-C1C2DPB1B2A联C1C2，过C2作C1MC1C2

；另过C1作C2C1N=90-射线C1N，交C1M于P点；以C1P

为直径作圆I，则该圆上任一点均可作为A铰链，有无穷多解。设曲柄长度为a，连杆长度为b，则:GF(除弧FG以外)??IMN90º-C1C2DPB10890º-PAE2aIIOaObIC1C2D欲得确定解，则需附加条件：(1)给定机架长度d；(2)给定曲柄长度a；(3)给定连杆长度b(1)给定机架长度d的解：(2)给定曲柄长度a的解：作图步骤：以Oa为圆心过C1、C2作圆Ⅱ，以c1为圆心2a为半径交圆Ⅱ于E点，连C1E交圆Ⅰ于A点。90º-PAE2aIIOaObIC1C2D欲得确定解109证明：证明：110(3)给定连杆长度b的解：I90º-PIIIE2bAC1C2DOaOb作图步骤：以Ob为圆心过C1、C2作圆Ⅲ，以c1为圆心2b为半径交圆Ⅲ于E点，连C1E交圆Ⅰ于A点。(3)给定连杆长度b的解：I90º-PIIIE2bAC111证明：证明：112摆动导杆机构的设计对于摆动导杆机构,由于其导杆的摆角φ

刚好等于其极位夹角θ，因此，只要给定曲柄长度LAB(或给定机架长度LAD)和行程速比系数K就可以求得机构。已知：机架长度d，K，设计此机构。φ=θmndADθφ=θBADB摆动导杆机构的设计对于摆动导杆机构,由于其导杆的摆角φ刚好113计算θ＝180(K-1)/(K+1)；任选D作∠mDn＝φ＝θ取A点，使得AD=d,则:a=dsin(φ/2)计算θ＝180(K-1)/(K+1)；任选D作∠mDn＝φ1142.按连杆预定位置设计四杆机构已知连杆上两活动铰链的中心B、C位置（即已知LBC）已知机架上固定铰链的中心A、D位置（即已知LAD）已知连杆在运动过程中的两个位置B1C1、B2C2

，设计四杆机构已知连杆上在运动过程中的三个位置B1C1、B2C2

、B3C3，设计四杆机构。已知连杆在运动过程中的两个位置E1F1、

E2F2

，设计四杆机构已知连杆上在运动过程中的三个位置E1F1、E2F2、E3F3，设计四杆机构2.按连杆预定位置设计四杆机构已知连杆上两活动铰链的中心B115已知连杆上两活动铰链的中心B、C位置（即已知LBC）已知连杆在运动过程中的两个位置B1C1、B2C2

，设计四杆机构c12设计步骤：b12设计分析：铰链Ｂ和Ｃ位置已知，固定铰链Ａ和Ｄ未知。铰链Ｂ和Ｃ轨迹为圆弧，其圆心分别为点Ａ和Ｄ。Ａ和Ｄ分别在B1B２和C1C２的垂直平分线上。DAB1C1C2B2联B1B２，作垂直平分线b12铰链Ａ联C1C２，作垂直平分线c12铰链D有无穷多解已知连杆上两活动铰链的中心B、C位置（即已知LBC）已知连杆116c23b23已知连杆上在运动过程中的三个位置B1C1、B2C2

、B3C3，设计四杆机构。b12c12AB1C1C2B2B3C3D唯一解c23b23已知连杆上在运动过程中的三个位置B1C1、B2C117已知机架上固定铰链的中心A、D位置（即已知LAD）已知连杆在运动过程中的两个位置E1F1、

E2F2

，设计四杆机构ADE1F1E2F2设计方法——采用转化机构法(或反转法)转化机构法或反转法——根据机构的倒置理论，通过取不同构件为机架，将活动铰链位置的求解转化为固定铰链的求解设计四杆机构的方法。已知机架上固定铰链的中心A、D位置（即已知LAD）已知连杆在118C2B2B