4.1 铰链四杆机构的组成和分类

B
1 7
C
∵10+28<17+22
又∵最短杆AB固定作为机架 ∴此机构属于双曲柄机构 其中AB、CD都为曲柄
16
1 0
A
22 28
D
2.试判别下面二个图分别属于什么 类型并说明连架杆的名称？
B
20
C
∵13+24<20+19 又∵杆AD是最短杆相邻的杆件
1 3
A
1 9 24
D
∴此机构属于曲柄摇杆机构
6
平面连杆机构
§4—1 铰链四杆机构的组成与分类
• 基本型式
二杆
铰链四杆机构
三杆, 不可能.
• 平面连杆机构的基本型式是铰链四杆机构 • 其余四杆机构均是由铰链四杆机构演化而成的
7
知识链接
1、平面连杆机构是将 若干个构件 用 低副 连接 而组成的平面机构。
2、当平面四杆机构中的四根杆件均以转动副连 接时，该机构称为 铰链四杆机构 。
B
b d
b
C
c
D
a
A
与最短杆相邻的杆AD固定，此时为： 曲柄摇杆机构 最短杆AB固定，此时为 ：
C
B
a
A
c d
D
双曲柄机构
与最短杆相对的杆CD固定，此时为：
B
b d
C
a
A
c
D
双摇杆机构
13
2.当a+d>c+b时：
B
b d
C
a
A
c
D
无论哪根杆固定都为 双摇杆机构。
14
想一想：
在四杆机构中，曲柄存在的条件是什么？
双摇杆机构的应用一
飞机起落架机构
汽车前轮转向机构
36
双摇杆机构的应用二
鹤式起重机
37
• 双摇杆机构
例: 鹤式起重机的变速机构: CD(杆3)为原动件, 悬挂重 物的E 点在连杆上→保持E点运动轨迹在近似水平线上。 （平移货物→平稳、减小能量消耗）
38
学以致用
请同学们认真分析下列机构属于哪一类？
8
搅拌机构
9
平面连杆机构
一、铰链四杆机构的组成
• 结构特点：四个运动副均为转动副 • 组成：机架、连架杆、连杆
连架杆 连杆 2
C
3
连架杆
B
1 A 4 机架
曲柄
(周转副)
摇杆(摆杆)
(摆转副)
D
机架：固定不动的构件——AD 连架杆：直接与机架相连的构件——AB、CD 连杆：不与机架相连的构件—BC 曲柄：能作整周转动的连架杆 摇杆：不能作整周转动的连架杆
10
知识链接
• 曲柄:如果连架杆能作整周旋转，则称为曲 柄。
°
• 摇杆:如果连架杆能在某一角度（小于
180°）范围内摇摆，则称为摇杆。
11
二、铰链四杆机构的基本类型
曲柄摇杆机构 分类： 双曲柄机构 双摇杆机构
12
（一）铰链四杆机构基本类型的判别
1.当a+d≤c+b时： a为最短杆；d为最长杆
双摇杆机构； 2.根据分析1确定18mm为最短杆；
3.说明连杆要么是最长杆，要么45mm的杆为最长杆； 解：设连杆的长度为Xmm（属于“a+d≤c+b”的形式） ①当Ｘmm为最长杆时：即18+X≤40+45 ∴X ≤67 ②当45mm为最长杆时：即18+45≤40+x ∴X ≥23 ∴当23≤X ≤67时，该机构为曲柄摇杆机构
其中AB为曲柄、CD为摇杆 ∵11+26<15+25
25 26
D
B
1 5
C
1 1
A
又∵杆CD是最短杆相对的杆件 ∴此机构属于双摇杆机构 其中AD、BC均为摇杆
17
3.已知在四杆机构中，机架长40mm，两连架杆长度分别 为18mm和45mm，则当连杆的长度在什么范围内，该 机构为曲柄摇杆机构？
分析：1.连杆的长度不可能是最短杆，否则的话为
25
曲柄摇杆机构的应用二
26
（三）双曲柄机构
连架杆均为曲柄→ ┌主动曲柄: 匀速转动 └从动曲柄: 变速转动
包括：
● 不等长双曲柄机构 ● 平行双曲柄机构 ● 反向双曲柄机构
27
双曲柄机构
两个连架杆均为曲柄。
28
• 不等长双曲柄机构
等 两个曲柄的长度不相
29
• 平行双曲柄机构
连杆与机架的长度相等 且两个曲柄长度相等，曲柄 转向相同的双曲柄机构。
55
敬请批评指正
谢 谢!
56
答：四杆机构中，要有曲柄存在，必须同时满足下列 两个条件： 1.当最长杆和最短杆的长度之和小于等于其他两杆长度 之和； 2.最短杆为曲柄
15
• 课堂练习
1. 试判别下面二个图分别属于什么类型 并说明连架杆的名称？
B
20
C
1 5
A
1 8 30
D
∵15+30>20+18 ∴此机构属于双摇杆机构 其中AB、CD都为摇杆
39
曲柄摇杆机构
40
曲柄摇杆机构
41
曲柄摇杆机构
搅拌机
42
曲柄摇杆机构
43
曲柄摇杆机构
44
曲柄摇杆机构
45
惯性筛
不等长双曲柄机构
46
平行双曲柄机构
47
平行双曲柄机构
48
反向双曲柄机构
49
双摇杆机构
起重机
50
电风扇
双摇杆机构
51
同步检测
52
选择题
1、铰链四杆机构中，不与机架直接连接，且作平面 运动的杆件为（C）。 A、摇杆 B、连架杆 C、连杆 2、汽车雨刷采用的（C）机构。 A、双曲柄 B、双摇杆 C、曲柄摇杆 3、起重机采用的是（B）机构。 A、双曲柄 B、双摇杆 C、曲柄摇杆
2.已知四杆机构如图所示。四根杆的长度分别为LCD=500mm， LAD=240mm，LAB=600mm，LBC=400mm，试证明当取杆LAB 为机 架时有否曲柄存在？若分别以LBC和LAD为机架时各得到什么 机构？
20
二、铰链四杆机构的分类
（二）曲柄摇杆机构: 铰链四杆机构的两个连 架杆中，其中一个是曲柄，另一个是摇杆。 连架杆┌曲柄→(一般)原动件→匀速转动 └摇杆→(一般)从动件→变速往复摆动
机车车轮联动机构
30
• 反向双曲柄机构
连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度 相等，曲柄转向相反的双曲柄机构。
31
双曲柄机构的应用一
旋转式水泵
32
双曲柄机构的应用二
惯性筛
摄影平台升降机构
33
（四）双摇杆机构
— 铰链四杆机构中两连架 杆均为摇杆。
飞机起落架机构
34
双摇杆机构
两个连架杆均为摇杆。
35
• 按相对运动分类
4
平面连杆机构
按接触形式分类：
• 接触形式: 点、线、面 • 低副：面接触 • 高副：点、线接触
平面低副
空间低副
y
o
x
高副
高副
空间低副
平面低副
平面低副
5
平面连杆机构
按相对运动分类：
• 运动副的性质（即运动副引入的约束）确定了两构件的相 对运动 • 按相对运动分类： – 转动副：相对转动 ——回转副、铰链 – 移动副：相对移动 – 螺旋副：螺旋运动 – 球面副：球面运动
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• 总结
1.最长杆和最短杆之和小于等于其余两杆之和时：
与最短杆相邻的杆固定，此时为 曲柄摇杆机构。 最短杆固定，此时为
双曲柄机构。
与最短杆相对的杆固定，此时为 双摇杆机构。
2.最长杆和最短杆之和大于其余两杆之和时：
无论哪根杆固定都为 双摇杆机构。
19
作业
1.有一四杆机构，各杆的尺寸为：AB=130，BC=150，CD=50， AD=200，若取AD为机架，则此机构属于 ； 若以CD为机架，则此机构又属于 。
第二篇
常用机构
平面连杆机构
凸轮机构 间歇运动机构
1
内 燃 机
一台机器中包含 各种各样的机构
2
平面连杆机构
运动副
• 运动副: 两构件直接接触而形成的可动联接 • 运动副元素：构成运动副时直接接触的点、线、面部分 • 接触形式: 点、线、面
y
o
x
3
Hale Waihona Puke 平面连杆机构运动副分类
• 按接触形式分类
21
曲柄摇杆机构
特征：曲柄＋摇杆 作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。
雷达天线俯仰机构 (天线→摇杆)→调整天线 俯仰角的大小
22
曲柄摇杆机构
两连架杆一个是 曲柄（整周转）； 一个是摇杆（部 分转动）
23
曲柄摇杆机构的应用一
雷达调整机构 电影放映机驱片机构
24
曲柄摇杆机构的应用二
缝纫机的驱动机构——曲柄摇杆机构
53
判断题
1、铰链四杆机构中，能绕铰链中心作整周旋转的杆 件是摇杆.( × )
2、反向双曲柄机构中的两个曲柄长度不相等 （× ） 3、常把曲柄摇杆机构中的曲柄和连杆称为连架杆。 （ ×）
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畅谈收获
机架
组成
铰链四杆机构 的组成与分类
连杆 连架杆 曲柄摇杆机构
分类
双曲柄机构 双摇杆机构
不等长双曲柄机构 平行双曲柄机构 反向双曲柄机构