第3章 平面連桿機構

3.1 概述

由若干構件用低副（轉動副、移動副、螺旋副、圓柱副、球面副及球銷副等）連接而構成的機構稱為連桿機構，又稱為低副機構。按構件間的相對運動關系，連桿機構分為平面連桿機構和空間連桿機構兩大類，組成平面連桿機構的各構件均在同一平面內或在相互平行的平面內運動。組成空間連桿機構的各構件不在同一平面內或不在相互平行的平面內運動。連桿機構常根據其所含的構件數而命名，四個構件以低副組成的機構則稱為四桿機構，五個構件以低副組成的機構則稱為五桿機構，以此類推。五個以上的構件以低副組成的連桿機構又稱多桿機構。本章主要討論平面四連桿機構的相關知識。

平面連桿機構廣泛應用于各種機械和儀表中，如內燃機中的曲柄滑塊機構（見圖3.1）、顎式破碎機（見圖3.2）和攪拌機（見圖3.3）中的曲柄搖桿機構、流量指示計中的雙搖桿機構（見圖3.4）等。平面連桿機構應用廣泛，它的主要傳動特點如下。

1．連桿機構的主要優(yōu)點

（1）運動副一般均為低副。低副中兩運動副元素為面接觸，壓強較小，故可承受較大的載荷；有利于潤滑，磨損較小；運動副元素的幾何形狀較簡單，便于加工制造，易獲得較高的制造精度；兩構件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來維系的，不像凸輪機構有時需利用彈簧等力封閉來保持接觸。

（2）可實現多種形式的運動變換和運動規(guī)律。在連桿機構中，當原動件的運動規(guī)律不變時，改變各構件的相對長度可使從動件得到不同的運動規(guī)律。

（3）具有豐富的連桿曲線。在連桿機構中，連桿上各點的軌跡是各種不同形狀的曲線（稱為連桿曲線），其形狀隨著各構件相對長度的改變而改變，可滿足不同軌跡的設計要求。

2．連桿機構的主要缺點

（1）傳遞運動的累積誤差比較大，機械效率低。由于連桿機構的運動必須經過中間構件進行傳遞，因而傳遞路線較長，易產生較大的誤差積累，同時，降低了機械效率。

（2）不適用于高速運動的場合。在連桿機構運動過程中，連桿及滑塊的質心都在作變速運動，所產生的慣性力難以用一般平衡方法加以消除，因而會增加機構的動載荷，容易使機構在運動中產生振動和沖擊，嚴重時還會影響機械產品的工作精度與壽命，所以連桿機構不適于高速運動的場合。

（3）機構設計復雜，難以實現精確的軌跡。雖然可以利用連桿機構來滿足一些運動規(guī)律和運動軌跡的設計要求，但其設計十分繁難，且一般只能近似地得以滿足。