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第七章 平面连杆机构  一、定义： 所有构件间的相对运动均在平行平面内运动的连杆机构。 平面连杆机构是许多构件用低副（转动副和移动副）连接组成的平面机构。低副是面接触，耐磨损；加上转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面，制造简便，易于获得较高的制造精度。因此，平面连杆机构在各种机械和仪器中获得广泛应用。连杆机构的缺点是：低副中存在间隙，数目较多的低副会引起运动累积误差；而且它的设计比较复杂，不易精确地实现复杂地运动规律。 最简单地平面连杆机构是由四个构件组成，称为平面四杆机构。它的应用非常广泛，而且是组成多杆机构的基础。 铰链四杆机构 　　 所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的基本形式，其他四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而来的。选定其中一个构件作为机架之後，直接与机架链接的构件称为连架杆，不直接与机架连接的构件称为连杆，能够做整周回转的构件被称作曲柄，只能在某一角度范围内往复摆动的构件称为摇杆。如果以转动副连接的两个构件可以做整周相对转动，则称之为整转副，反之称之为摆转副。铰链四杆机构中，按照连架杆是否可以做整周转动，可以将其分为三种基本形式， 即 曲柄摇杆机构； 双曲柄机构； 双摇杆机构。 曲柄摇杆机构，两连架杆中一个为曲柄一个为摇杆的铰链四杆机构。 双曲柄机构，具有两个曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。其特点是当主动曲柄连续等速转动时，从动曲柄一般做不等速转动。在双曲柄机构中，如果两对边构件长度相等且平行，则成为平行四边形机构。这种机构的传动特点是主动曲柄和从动曲柄均以相同的角速度转动，而连杆做平动。 双摇杆机构。双摇杆机构是两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构。 曲柄存在的条件 已知：AB=a，BC=b，CD=c，AD=d,进行详细分析。 第一次共线时： AC1D构成一个三角形，有两边之和大于第三边。 即： b－a+c＞d a+d＜b+c； b－a+d＞c a+c＜b+d. 第二次共线时：AC2D构成一个三角形，有两边之和大于第三边。即：a+b＜c+d. 考虑到两次共线正好四杆都重合成一直线，有： （1）a+d≤b+c； （2）a+c≤b+d； （3）a+b≤c+d. 分析思考以上三式得出结论： a是最短杆； b、c、d中有一杆为最长杆； 三式中必然有一式是：最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和。 综上分析可得出曲柄存在的条件： 1.最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度 之和； 2.连架杆或机架中必有一是最短杆。 （通常称此为杆长和条件）。 *注意（三句话） 1.上述两条件同时满足必有曲柄存在； 2.满足其中一条件可能有曲柄存在； 3.如有一条件不满足，肯定没有曲柄存在。 我们可以通过第2句再来推断在可能有曲柄存在时候， 是有一个曲柄存在、还是两个曲柄存在、或者是没有曲 柄存在。 由此得到铰链四杆机构三种基本类型的组成条件： 杆长条件 ： （1）连架杆最短——曲柄摇杆机构； 最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和； 连架杆或机架中必有一是最短杆。 （2）机架最短 ——双曲柄机构； 在双曲柄机构中，若两对边构件长度相等且平行，则称为正平行四边形机构。（火车同步轮） （3）连杆最短 ——双摇杆机构。 最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和。此条件不满足曲柄存在的条件，所以无论何杆最短均只能得到双摇杆机构。 *由上面分析可知： 铰链四杆机构中，四根杆子的长度和哪根杆作为固定件都影响到铰链四杆机构可以形成哪种基本类型。而不同的形式有着不同的工作特点。 曲柄摇杆的特点及作用 1.急回特性 曲柄摇杆机构中，曲柄虽作等速转动，而摇杆摆动时空回行程的平均速度却大于工作行程的平均速度，这种性质称为机构的急回特性,（偏置曲柄滑块机构中也有这个特性） 作用：缩短非工作行程时间，提高效率。 2.死点位置 驱动力对从动件的有效回转力矩为零， 这个位置称为机构的死点位置，也就是机构中 从动件与连杆共线的位置称为机构的死点位置。 在图示曲柄摇杆机构中，若摇杆3为主动件，