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连杆机构的基本类型及应用
1、连杆机构及其传动特点
连杆机构:是由低副将若干刚性构件联接而成的，故又称为低副机构。
连杆机构的传动特点：运动副一般为低副；构件多呈现杆的形状；可实现多种运动变换和运动规律；连杆曲线形状丰富，可满足各种轨迹要求。运动链长，累积误差大，效率低；惯性力难以平衡，动载荷大，不宜用于高速运动；一般只能近似满足运动规律要求。
2、平面四杆机构的基本类型和应用
铰链四杆机构是平面四杆机构的基本型式，其它型式的四杆机构可以认为是它的演化型式。按照两连架运动形式的不同，铰链四杆机构又为三种型式：
（1）曲柄摇杆机构：雷达天线俯仰搜索机构，缝纫机踏板机构。
（2）双曲柄机构：惯性筛机构，机车车轮的联动平行四边形机构，车门开闭反平行四边形机构。
（3）双摇杆机构：鹤式起重机，汽车的前轮转向等腰梯形机构。
连杆机构的演化型式
除上述三种型式的铰链四杆机构之外，在机械中还广泛地采用着其他型式的四杆机构。这些型式的四杆机构可认为是由基本型式演化而来的。机构的演化，不仅是为了满足运动方面的要求，还往往是为了改善受力状况以及满足结构设计上的需要。各种演化机构的外形虽然各不相同，但它们的性质以及分析和设计方法却常常是相同的或类似的，这就为连杆机构的研究提供了方便。连杆机构的演化方法：
1、改变构件的形状及运动尺寸
将铰链四杆机构的摇杆改变成滑块形状，可得具有曲线导轨的曲柄滑块机构；再将摇杆杆长增大到无穷大，可得曲柄滑块机构（偏距为零时为对心曲柄滑块机构）。同理曲柄滑块机构还可进一步演化成双滑块四杆机构。
2、改变运动副的尺寸
将曲柄滑块机构中的曲柄与连杆的转动副扩大，使之超过曲柄长度演化成偏心轮机构，再将移动副的滑块尺寸扩大，使之超过整个偏心轮机构的尺寸而演化得到滑块内置式偏心轮机构。
3、选用不同的构件为机架
选对心曲柄滑块机构的曲柄为机架可得导杆机构（回转导杆、摆动导杆机构）。选对心曲柄滑块杆机构的连杆为机架可得曲柄摇块机构。选对心曲滑块杆机构的滑块为机架可得直动滑杆机构。
4、运动副元素的逆换
对于移动副来说，将移动副两元素的包容关系进行逆换，并不影响两构件之间的相对运动，但却能将摆动导杆机构演化成曲柄摇块机构。
平面四杆机构的基本知识
1、铰链四杆机构有曲柄的条件
（1）各杆的长度应满足杆长条件，即，最短杆长度与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和。
（2）其最短杆为连架杆或机架时。
当最短杆为连架杆时，机构为曲柄摇杆机构；当最短杆为机架时，则为双曲柄机构。
2、急回运动和行程速度变化系数
（1）在曲柄摇杆机构中，当主动件曲柄等速转动时，从动件摇杆摆回的平均速度大于摆出的平均速度，摇杆的这种运动特性称为急回运动。
（2）为了表明急回运动的急回程度，可用行程速度变化系数或称行程速比系数K来衡量，即：
当机构存在极位夹角θ时，机构便具有急回运动特性，θ角愈大，Ｋ值愈大，机构的急回运动特性也愈显著。
3、四杆机构的传动角
在曲柄摇杆机构中，由主动件曲柄经连杆传递到从动件摇杆上的力与受力点速度正向之间的夹角
称为机构在此位置时的压力角。而连杆和从动件之间所夹的锐角
称为连杆机构在此位置时的传动角。
互为余角。传动角愈大，对机构的传力愈有利。
在机构运动过程中，传动角的大小是变化的，为了保证机构传力性能良好，应使
；对于传力小或操纵机构，则可允许传动角小些，只要不发生自锁即可。
对于曲柄摇杆机构，
出现在主动曲柄与机架共线的两位置之一处。
4、死点
在曲柄摇杆机构中，设以摇杆为主动件，则当连杆与从动曲柄共线时，机构的传动角
，这时主动件摇杆通过连杆作用于从动件曲柄上的力恰好通过其回转中心，所以出现了不能使构件曲柄转动的“顶死”现象，机构的这种位置称为死点。
工程上，有些机构应避免死点位置（机车车轮联动机构、缝纫机踏板机构），有些机构还利用机构的死点工作（飞机起落架机构）。
5、连杆机构的运动连续性
所谓连杆机构的运动连续性，是指连杆机构在运动过程中，能否连续实现给定的各个位置。有错位不连续和错序不连续两种不连续问题。
在设计四杆机构时，必须检查所设计的机构是否满足运动连续性要求，即检查其是否有错位、错序问题，并考虑能否补救，若不能则必须考虑其他方案。
解析法设计平面四杆机构
1、连杆机构设计的基本问题
连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的型式，确定各构件的尺寸，同时还要满足结构条件、动力条件和运动连续条件等。
（1）满足预定的运动规律的要求
即满足两连架杆预定的对应位置要求（又称实现函数的问题)，满足给定行程速比系数K的要求等。
（2）满足预定的连杆位置要求
即要求连杆能占据一系列预定位置（又称刚体导引问题）。
（3）满足预定的轨迹要求（又称轨迹生成问题）
即要求在机构的运动过程中，连杆上某点的轨迹能满足预定的轨迹要求。
连杆机构的设计方法有：图解法、解析法和实验法。
2、 用解析法设计四杆机构
解析法设计四杆机构是通过建立机构的运动要求与机构尺寸参数之间的解析方程式，代入已知运动的条件，求解出连杆机构的尺度参数，应借助计算机求解。所能解决以下几类问题：
（1）按预定的运动规律设计
1）按预定的两连架杆对应的位置设计
2）按期望函数设计
（2）按预定的连杆位置设计
（3）按预定的运动轨迹设计
作图法设计四杆机构
根据几何学原理，用几何作图法求解连杆机构的尺寸参数。特点是直观、易懂，求解速度快，但精度不够高。在工程中也能以一定精度解决不少设计问题，也可作为高精度设计中尺寸的预选。图解法常用机构倒置法。所能解决以下几类问题：
1、按连杆预定的位置设计四杆机构
（1）已知活动铰链中心的位置
（2）已知固定铰链中心的位置
2、按两连架杆预定的对应角位移设计四杆机构
3、按给定的急回要求设计四杆机构