9.2 铰链四杆机构的基本性质
1.急回特性,
— 摇杆的摆角, — 极位夹角 。
? ?
为描述从动摇杆的急
回特性，在此引入行
程速比系数 K，即,
K = 180 + ?
180 - ?
K值的大小反映了急回运动特性的显著程度。 K值的大
小取决于极位夹角, 角越大,K值越大，急回运动
特性越明显；反之，则愈不明显。当时, K=1,
机构无急回特性。 0??
? ?
若在设计机构时
先给定 K值，则,
1
1
180
?
?
???
K
K
?
在生产实际中，常利用机构的急回运动来缩
短非生产时间，提高生产率，如 牛头刨床,
往复式运输机 等。
9.2 铰链四杆机构的基本性质
2.压力角与传动角
c o stFF ??s i nnFF ??
压力角愈小，机构的传力效果愈好。所以，
衡量机构传力性能，可用压力角作为标志。
?
?
Cv
tF
nF
F
?
压力角：从动件
受力方向与受力
点线速度方向之
间所夹的锐角。
传动角,压力角
的余角即连杆与
从动件间所夹的
锐角。
在连杆机构中，为度
量方便，常用压力角
的余角即连杆与从动
件间所夹的锐角 (传
动角 )检验机构的传
力性能。
? ??? ?m i n
传动角愈大，机构的传力性能愈好，反之则不利于机构
中力的传递。机构运转过程中，传动角是变化的，机构
出现最小传动角的位置正好是传力效果最差的位置，也
是检验其传力性能的关键位置。
?
?
Cv
tF
nF
F
?
设计要求,
曲柄摇杆机构，以曲柄为原动件时，其
最小传动角发生在曲柄与机架两次共线
位置之一。
min?
A
B
C
D
9.2 铰链四杆机构的基本性质
3.死点状态
?? 0?
机构传动角 （即 ）的位置称
为死点位置。 ?? 90?
机构处于死点位置，从动
件会出现 卡死 （机构自锁）
或 运动方向不确定 的现象。
措施和应用
9.3平面四杆机构的设计
设计类型,
1.实现给定的运动规律,给定行程速
比系数以实现预期的急回特性、实现
连杆的几组给定位置等。
2.实现给定的运动轨迹,要求连杆上
某点沿着给定轨迹运动等。
设计目标,
根据给定的运动条件，选定机构的类
型，确定机构中各构件的尺寸参数。
设计方法, 图解法,实验法和解析法等。
1.按给定连杆两个位置设计铰链四杆机构
有无穷多个解。实际上，还应考虑几何、动力等辅助条
件，例如各杆所允许的尺寸范围、最小传动角或其他结
构上的要求，就可以合理选定 A,D两点的位置而得到确
定的解。 如果给定连杆三个、四个或五个位置呢？
例：设计一铰链四杆
机构作为加热炉炉门
的启闭机构。已知炉
门上两活动铰链 B,C
的中心距为 50。要求
炉门打开后成水平位
置，且热面朝下（如
虚线所示）。如果规
定铰链 A,D安装在炉
体的 y-y坚直线上，
其相关尺寸如图所示。
用图解法求此铰链四
杆机构其余三杆的尺
寸。
2.按给定的行程速比系数设计四杆机构
设计具有
急回特性
的四杆机
构，关键
是要抓住
机构处于
极限位置
时的几何
关系，必
要时还应
考虑其他
辅助条件。
?
?
?
例：已知摇杆长度 L=100，摆角 =50 和行程速比
系数 k=1.4，试设计曲柄摇杆机构。 ?
解,由给定的行程速比系
数求出极位夹角,
1
11 8 0
?
????
K
K? = 30
?
4l
D
C2 C1
?90-
?
?A
以 A为圆心,AC1为
半径作圆弧交 A与
E，平分 EC2得曲柄
长度 。再以 A
为圆心,为
半径作圆，交 C1A
的延长线和 C2A于
B1和 B2，连杆长度
,
AB
AB
2211 CBCBBC ??
E
B1
B2
1.急回特性,
— 摇杆的摆角, — 极位夹角 。
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回特性，在此引入行
程速比系数 K，即,
K = 180 + ?
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K值的大小反映了急回运动特性的显著程度。 K值的大
小取决于极位夹角, 角越大,K值越大，急回运动
特性越明显；反之，则愈不明显。当时, K=1,
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短非生产时间，提高生产率，如 牛头刨床,
往复式运输机 等。
9.2 铰链四杆机构的基本性质
2.压力角与传动角
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衡量机构传力性能，可用压力角作为标志。
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受力方向与受力
点线速度方向之
间所夹的锐角。
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传动角愈大，机构的传力性能愈好，反之则不利于机构
中力的传递。机构运转过程中，传动角是变化的，机构
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曲柄摇杆机构，以曲柄为原动件时，其
最小传动角发生在曲柄与机架两次共线
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9.2 铰链四杆机构的基本性质
3.死点状态
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机构传动角 （即 ）的位置称
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机构处于死点位置，从动
件会出现 卡死 （机构自锁）
或 运动方向不确定 的现象。
措施和应用
9.3平面四杆机构的设计
设计类型,
1.实现给定的运动规律,给定行程速
比系数以实现预期的急回特性、实现
连杆的几组给定位置等。
2.实现给定的运动轨迹,要求连杆上
某点沿着给定轨迹运动等。
设计目标,
根据给定的运动条件，选定机构的类
型，确定机构中各构件的尺寸参数。
设计方法, 图解法,实验法和解析法等。
1.按给定连杆两个位置设计铰链四杆机构
有无穷多个解。实际上，还应考虑几何、动力等辅助条
件，例如各杆所允许的尺寸范围、最小传动角或其他结
构上的要求，就可以合理选定 A,D两点的位置而得到确
定的解。 如果给定连杆三个、四个或五个位置呢？
例：设计一铰链四杆
机构作为加热炉炉门
的启闭机构。已知炉
门上两活动铰链 B,C
的中心距为 50。要求
炉门打开后成水平位
置，且热面朝下（如
虚线所示）。如果规
定铰链 A,D安装在炉
体的 y-y坚直线上，
其相关尺寸如图所示。
用图解法求此铰链四
杆机构其余三杆的尺
寸。
2.按给定的行程速比系数设计四杆机构
设计具有
急回特性
的四杆机
构，关键
是要抓住
机构处于
极限位置
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关系，必
要时还应
考虑其他
辅助条件。
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例：已知摇杆长度 L=100，摆角 =50 和行程速比
系数 k=1.4，试设计曲柄摇杆机构。 ?
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数求出极位夹角,
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长度 。再以 A
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半径作圆，交 C1A
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B1和 B2，连杆长度
,
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B2
