运用理论力学以及数学知识,从传动角、惯性力和极位夹角等方面入手,对四杆机构中的I、II型曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构以及双曲柄机构进行深入分析,提出并证明相关机构的一些特性,并指出相关特性的用途。

针对传统定义极位夹角所存在的一些问题,本文提出了一种可以解决实际问题的全新概念来定义。它的优点是更加清楚和方便。

分析了Ⅰ型曲柄摇杆机构极位夹角的可能取值：零度、锐角、直角和钝角,推导出上述各情况下杆长间的关系式。建立了最小传动角γ（min）与曲柄固定铰链中心A的位置角准和极位夹角θ的数理关系,对A点位置角准的可行域和极位夹角θ的最大值给出了量化描述。以Mathematica为工具,开发了曲柄摇杆机构设计系统,绘制出γ（min）-θ-准的三维曲面图。根据该图能迅速直观地获得最小传动角γ（min）为最大的曲柄固定铰链中心A的位置,快速完成传力性能最佳的具有急回特性的曲柄摇杆机构的尺度设计。

分析了平面连杆机构的运动特性,通过各杆之间的几何关系,确定了各杆杆长关系.在一些参数已知的情况下,联立方程组,通过计算机计算得出了各杆长度,进而绘制出曲柄一定、传动角逐渐增大的情况下摆角与铰链A点偏移劣弧程度的数据曲线.