第二章平面機構1.熟悉平面四桿機構的基本形式及其演化方法。2.重點掌握平面四桿機構的基本知識:(1)曲柄存在的條件;(2)急回運動和行程速比系數;(3)傳動角和死點。3.熟練掌握四桿機構的基本設計方法。學習指導平面機構：空間機構：各構件的相對運動平面互相平行（常用的大多數機構為平面機構）。至少有兩個構件能在三維空間中相對運動。一、運動副及其分類第一節

平面機構的運動簡圖及其自由度一個做平面運動的自由的構件有三個自由度。注意：例如：軸頸與軸承、活塞與氣缸、相嚙合的兩齒輪輪齒間的聯接。約束：對構件間相對運動的限制。自由度隨著約束的引入而減少，不同運動副，引入不同的約束。運動副：由兩個構件直接接觸并能產生一定相對運動的聯接。（１）運動副是一種聯接；（２）運動副由兩個構件組成；（３）組成運動副的兩個構件之間有相對運動。運動副按接觸形式的不同分為兩大類1）低副兩構件通過面接觸所組成的運動副。移動副（兩構件相對移動）轉動副（兩構件相對轉動）2）高副兩構件通過點、線接觸組成的運動副。1.固定件（機架）；2.原動件----運動規律已知；二、機構中運動副的分類3.從動件----隨原動件的運動而運動的其余活動構件。1.定義：2.繪制：運動副轉動副：移動副：用規定的符號和線條按一定的比例表示構件和運動副的相對位置，并能完全反映機構特征的簡圖。三、平面機構的運動簡圖構件（桿）：高副：機構運動簡圖的繪制1）分析機構組成和運動情況，找出固定件、原動件和從動件；2）確定所有運動副的類型和數目；3）確定原動件位置（即能充分反映機構的特性）；4）選擇適當的比例尺：例：繪制沖床機構的運動簡圖機構的自由度：機構具有確定運動時所需外界輸入的獨立運動數目。

1、平面機構自由度計算四、機構的自由度

（設n個活動構件，個低副，個高副）F≤0，構件間無相對運動，不成為機構。F>0,原動件數=F，運動確定原動件數<F，運動不確定原動件數>F，機構破壞機構具有確定運動的條件2、計算平面機構自由度時應注意的幾個問題

（1）復合鉸鏈：由三個或三個以上的構件在一處組成的軸線

重合的多個轉動副。k

k-1包含機架例計算鋼板剪切機的自由度，并判斷其運動是否確定。自由度數等于原動件數所以機構具有確定的相對運動。（2）局部自由度

（不影響整個機構運動的局部的獨立運動）（3）虛約束：在特殊的幾何條件下，有些約束所起的限制作用是重復的，這種不起獨立限制作用的約束稱為虛約束。平面機構的虛約束常出現于下列情況：（1）轉動副軸線重合的虛約束（2）移動副導路平行的虛約束（3）機構對稱部分的虛約束(4)軌跡重合的虛約束第二節平面連桿機構的類型和應用由若干剛性構件用低副聯接而成的機構稱為連桿機構

連桿機構又稱為低副機構。連桿機構的優點：?低副是面接觸，故傳力時壓強低，磨損小，壽命長；?低副的接觸面為平面或圓柱面，制造方便，易獲得較高的精度；?兩構件之間的接觸靠幾何封閉實現；?實現多種運動規律和軌跡要求。連桿機構的缺點：

?低副中存在間隙，易引起運動誤差；

?設計復雜，不易精確實現各種運動規律和軌跡要求。

鉸鏈四桿機構機架連架桿連架桿連桿一、鉸鏈四桿機構連架桿---整周回轉為曲柄

---往復擺動為搖桿

（1）曲柄搖桿機構1.鉸鏈四桿機構的基本形式縫紉機踏板機構雷達調整機構（2）雙曲柄機構慣性篩機構攝影平臺升降機構機車車輪聯動機構車門啟閉機構反平行四邊形機構

（3）雙搖桿機構港口起重機飛機起落架收放機構◆最短桿與最長桿之和小于等于其它兩桿長度之和◆最短桿是連架桿或機架2.鉸鏈四桿機構形式的判別鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件：推論：a）最短桿為連架桿，得曲柄搖桿機構；

b）最短桿為機架，得雙曲柄機構；

c）最短桿為連桿，得雙搖桿機構；

d）不滿足桿長條件，無論誰為機架，都無曲柄存在，只能是雙曲柄機構。平面四桿機構的演化方式：(2)改變相對桿長；(3)選不同構件作機架。

改變運動副類型；轉動副移動副

二、鉸鏈四桿機構的演化1、曲柄滑塊機構曲柄搖桿機構對心曲柄滑塊機構偏置曲柄滑塊機構2、導桿機構的演化轉動導桿機構擺動導桿機構牛頭刨床主體機構3、搖桿機構搖塊機構運動簡圖自卸貨車4、定塊機構5、偏心輪機構正弦機構正切機構滑塊聯軸器橢圓儀沖床機構一、急回特性與行程速比系數

當曲柄等速回轉的情況下，通常把從動件往復運動速度快慢不同的運動稱為急回運動。時間：轉角：運動：時間：轉角：運動：第三節四桿機構的基本特性從動件c的平均角速度：極位夾角：當機構從動件處于兩極限位置時，主動件曲柄在兩相應位置所夾的角。ADabd曲柄搖桿機構的極位夾角通常把從動件往復運動平均速度的比值(大于1)稱為行程速比系數，用K表示。行程速比系數K二、壓力角和傳動角壓力角：力F的作用線與力作用點絕對速度v所夾的銳角

稱為壓力角。傳動角：壓力角的余角稱為傳動角。在其它條件不變的情況下壓力角

越大，作功W越大。壓力角是機構傳力性能的一個重要指標，它是力的利用率大小的衡量指標。曲柄搖桿機構的壓力角和傳動角偏置曲柄滑塊機構的最大壓力角出現的位置導桿機構的傳動角導桿機構具有最佳的傳動性能三、死點位置所謂死點位置就是指從動件的傳動角等于零或者壓力角等于90°時機構所處的位置。分析B、C點的壓力角AB與BC共線時，機構有死點存在。曲柄滑塊機構（曲柄為主動件時不存在死點）。曲柄滑塊機構（滑塊為主動件時存在死點）。

死點位置的應用夾具一、按照給定的行程速比系數設計四桿機構第四節平面四桿機構的設計二、按給定連桿位置設計四桿機構三、按給定的運動軌跡設計四桿機構四、按給定兩連架桿對應位置設計四桿機構1.用解析法設計四桿機構2.試驗法設計四桿機構

習題1.鉸鏈四桿機構演化成其他形式的四桿機構有四種方法，它們是

取不同構件為機架，轉動副轉化為移動副，擴大轉動副尺寸，桿狀與塊狀構件互換。2.在曲柄搖桿機構中，當曲柄與

機架兩次共線位之一時出現最小傳動角。3．在曲柄搖桿機構中，當

搖桿

為主動件，

曲柄