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机械原理第三章第1页，共38页，星期日，2025年，2月5日§3.4刚体导引机构的设计铰链四杆机构§3.4刚体导引机构的设计一、几何法设计刚体导引机构的基本原理二、实现连杆两位置的平面四杆机构设计三、实现连杆三位置的平面四杆机构设计第2页，共38页，星期日，2025年，2月5日1.转动极和半角一、几何法设计刚体导引机构的基本原理一、几何法设计刚体导引机构的基本原理2.等视角定理第3页，共38页，星期日，2025年，2月5日P12B1C1B2C2nB12nC12mB12刚体在平面中的位置可以用刚体上任何两点所连直线的位置来表示。1.转动极和半角1.转动极和半角转动极P12（极点）：刚体由位置B1C1绕P12转过角?12到达位置B2C2，点P12称为转动极。半角：线B1P12与nB12之间的夹角?12/2，称为半角。P12B1C1≌△P12B2C2第4页，共38页，星期日，2025年，2月5日ADB1C1nB12P12nC12B2C22.等视角定理视角概念：从P12至构件两铰链中心所作二射线（B1P12，C1P12）之间的夹角。2.等视角定理第5页，共38页，星期日，2025年，2月5日ADB1C1nB12P12nC12B2C22.等视角定理等视角定理：转动极对四杆机构中形成对边的铰链中心的视角分别相等或为互补第6页，共38页，星期日，2025年，2月5日已知连杆BC的两个位置B1C1和B2C2，试设计此铰链四杆机构。1.点B、C是连杆的铰链中心二、实现连杆两位置的平面四杆机构设计二、实现连杆两位置的平面四杆机构设计2.点B、C不是连杆的铰链中心第7页，共38页，星期日，2025年，2月5日AB1C1DB2C2nBnC已知连杆BC的两个位置B1C1和B2C2，点B、C是连杆的铰链中心，试设计此铰链四杆机构。显然此问题有无穷多个解1.点B、C是连杆的铰链中心1.点B、C是连杆的铰链中心第8页，共38页，星期日，2025年，2月5日B1C1C2B2nBnCm1n1m2n2E1F1P12AD2.点B、C不是连杆的铰链中心2.点B、C不是连杆的铰链中心此问题有无穷多个解第9页，共38页，星期日，2025年，2月5日1.点B、C是连杆的铰链中心三、实现连杆三位置的平面四杆机构设计三、实现连杆三位置的平面四杆机构设计2.点B、C不是连杆的铰链中心第10页，共38页，星期日，2025年，2月5日B2C2ADC3B3B1C1nB12nC12nB23nC23AB1C1D是所求机构此问题的解是唯一的1.点B、C是连杆的铰链中心1.点B、C是连杆的铰链中心第11页，共38页，星期日，2025年，2月5日C1B2B1C2B3C3P12P13m12n12m13n13m12n12m13n13E1F1ADnB12nC12nB13nC13有无穷多解实现连杆的三个给定位置的四杆机构动画2.点B、C不是连杆的铰链中心2.点B、C不是连杆的铰链中心第12页，共38页，星期日，2025年，2月5日§3.5函数生成机构的设计§3.5函数生成机构的设计一、机构的刚化反转法及相对转动极点二、实现两连架杆两组对应位置的铰链四杆机构的设计四、实现连架杆两对应位置的曲柄滑块机构的设计三、实现两连架杆三组对应位置的铰链四杆机构的设计第13页，共38页，星期日，2025年，2月5日?12?12AB1B2C1C2D一、机构的刚化反转法及相对转动极点一、机构的刚化反转法及相对转动极点第14页，共38页，星期日，2025年，2月5日B1ADC1R12B’2C’2D’B2C2-?12??相对转动极点R12（极点）：以A、D为顶点，按角位移的相反方向，从AD线起，分别作?12/2、?12/2的角度线AR12与DR12,其交点为相对转动极点R12一、机构的刚化反转法及相对转动极点第15页，共38页，星期日，2025年，2月5日已知：机架长度d，输入角?12输出角?12（均为顺时针方向）B1C1ADLBLCR12AB1C1DC2B2二、实现两连架杆两组对应位置的铰链四杆机构的设