铰链四杆机构的组成与分类

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铰链四杆机构名词解释

铰链四杆机构名词解释

铰链四杆机构名词解释铰链四杆机构是一种具有高度的灵活性和耐久性的精密机构,它是运动学上重要的一种机构。

它能够实现精确的位置和姿态控制,并能够通过输出四自由度(X、Y、Z方向及旋转)精确地控制它的运动轨迹。

它的结构往往由四个杆件和大量的铰链组成,是一种可以极其灵活地实现不同的运动控制的机构,在应用中可以被用于数控机床、控制机器人、控制可编程机器等等。

结构上来说,铰链四杆机构由四个杆件和大量的铰链组成,其四杆件分别安装在铰链中,并加上关节连接在一起,这四杆件就构成了一个固定的体系。

其中铰链的数量可根据不同的应用而定,有些包括4-6条铰链、有些包括8-12条铰链,甚至有些可以包括16-18条铰链,其余件均按照铰链的设计和参数要求进行装配并安装好。

铰链四杆机构的主要优势就在于其灵活性高和耐久性强。

由于其采用了大量的连接杆件来构成,其运动轨迹非常灵活,且具有很好的耐久性。

此外,它的功率利用率也相对较高,可以产生大量的力,能够在较大的轨迹范围内进行良好的操作,因此也是一种理想的运动控制机构。

另外,由于铰链四杆机构的体积比较小,它可以被广泛用于多个用途,如它可以应用于机器人运动控制、家用和工业用电器、AV机器人控制、坐式控制机器人以及植物鉴定机等等。

同时,它可以应用于研发视觉系统、精密仪器和仪表控制,可以按照客户的要求定制,以满足不同环境下的应用要求。

此外,铰链四杆机构还具有优良的抗干扰能力,由于在其结构上采用了固定的夹紧结构,它可以有效地抵抗外界的干扰,以及在运动控制过程中出现的扰动,因此也比较适合应用于工业环境下的控制机构。

总的来说,铰链四杆机构是一种具有高度灵活性和耐久性的机构,它可以实现精确的位置控制,从而满足不同的应用需求。

它的结构简单易于安装,具有良好的抗干扰能力,能够在工业环境中发挥良好的性能。

铰链四杆机构的组成与分类

铰链四杆机构的组成与分类

三、双摇杆机构动画演示
(单击箭头进行播放)
三、双摇杆机构
定义:具有两个摇杆的铰链四杆机构成为双摇杆 机构 。 两摇杆可以分别为主 动件。 机构两极限位置:

B1C1D C2B2A
双摇杆机构的应用实例
港口起重机 吊运货物是利 用平面连杆机 构中的双摇杆 机构实现的
起重机机构
双摇杆机构的应用实例—起重机动画演示
反向双曲柄机构的应用实例有
车门启闭机构
3.不等长双曲柄机构动画演示
(单击箭头进行播放)
不等长双曲柄机构
如图所示,取曲柄AB 为主动件,当主动曲柄AB 顺时针回转180°到AB1位 置时,从动曲柄CD顺时针 回转到C1D,转过的角度 φ1 , 主动曲柄AB继续回 转180°,从动曲柄CD转 过的角度φ2 。 显然φ 1 > φ 2 运动特点:
曲柄摇杆机构应用—破碎机动画演示
二、双曲柄机构
定义:两连架杆都是曲柄(整周转)的铰链四杆机构。 类型:
不等长双曲柄机构
双曲柄机构
等长双曲柄机构
平行双曲柄机构 反向双曲柄机构
1.平行双曲柄机构动画演示
1.平行双曲柄机构
当不等长双曲柄机构中的主、从动曲柄长度相等,且始 终平行时,双曲柄机构则演化成平行双曲柄机构,又称 为平行四边形机构。 平行四边形机构运动特点: 平行四边形机构的 两曲柄旋转方向相 同,角速度也相同。 从动曲柄运动不确 定。
曲柄摇杆机构的应用实例
(1)曲柄为主动件,摇杆为从动件时,曲柄摇杆机 构可以把曲柄的整周回转转换成摇杆的往复摆动。利 用这一原理的实例有:
剪板机
雷达天线俯仰角度
的摆动装置
汽车雨刷
曲柄摇杆机构应用—剪板机动画演示

铰链四杆机构的组成及基本形式

铰链四杆机构的组成及基本形式

工作原理:通过电 机驱动铰链四杆机 构实现雷达天线的 调整
应用领域:军事、 航空、航海等领域 的雷达系统
特点:结构简单、 调整精度高、可靠 性强
缝纫机脚踏板机构
工作原理:脚踏板通过连杆 带动曲柄转动曲柄通过摇杆 带动缝纫机针头运动
组成:包括脚踏板、连杆、 曲柄、摇杆等部件
应用:广泛应用于各种缝纫 机中实现缝纫机的自动控制
死点位置的形成:当机构的两个连杆共线时机构无法继续运动形成死点位置。
死点位置的数量:铰链四杆机构有4个死点位置分别在机构的4个极限位置。
死点位置的影响:死点位置的存在会影响机构的运动性能需要避免或利用死点位置来优 化机构的设计。
Prt Five
铰链四杆机构的实 际应用
牛头刨床机构
牛头刨床是一 种常见的机械 加工设备主要 用于刨削平面
压力角和传动角的关系:压力角和传动角是铰链四杆机构运动特性的重 要参数它们之间的关系决定了机构的运动特性 压力角和传动角的应用:在设计铰链四杆机构时需要根据压力角和传动 角的关系来选择合适的机构形式以实现预期的运动特性
死点位置
死点位置:铰链四杆机构在运动过程中某些位置会导致机构无法继续运动这些位置被称 为死点位置。
铰链四杆机构的组成及 基本形式
,
汇报人:
目录
01 添 加 目 录 项 标 题 03 铰 链 四 杆 机 构 的 基
本形式
05 铰 链 四 杆 机 构 的 实
际应用
02 铰 链 四 杆 机 构 的 组 成
04 铰 链 四 杆 机 构 的 运 动特性
Prt One
单击添加章节标题
Prt Two
铰链四杆机构的组 成
特点:结构简单、操作方便、 易于维护

铰链四四杆机构的组成与分类

铰链四四杆机构的组成与分类

曲柄摇杆机构的应用
剪板机
雷达Biblioteka 汽车雨刷缝纫机踏板
2.双曲柄机构
双曲柄机构—铰链四杆机构中两连架

类型:

均为曲柄。
不等长双曲柄机构
平行双曲柄机构 反向双曲柄机构
不等长双曲柄机构


平行双曲柄机构
反向双曲柄机构
双曲柄机构的应用
惯性筛
天平
汽车车门启闭
3.双摇杆机构
铰链四杆机构中两连架杆均为摇杆。
双摇杆机构
§7-2
铰链四杆机构的组成与分类
铰链四杆机构的组成
曲柄—如果连架杆能作整周旋转, 则称为曲柄。 摇杆—如果连架杆仅能在某一角度 (小于180°)范围内摇摆, 则称为摇杆。
曲柄摇杆
铰链四杆机构的分类
1.曲柄摇杆机构
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。
曲柄摇杆机构
双摇杆机构的应用
电风扇摇头机构、起重机机构。
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称为( )。 C A.摇杆 B.连架杆 C.连杆 2.在铰链四杆机构中,能相对机架作整 周旋转的连架杆为(C )。 A 连杆 B 摇杆 C 曲柄 3.家用缝纫机踏板机构采用的是(A)机 构 。 A 曲柄摇杆 B 双摇杆 C 双曲柄
练习
判断 1.铰链四杆机构中,其中有一杆必为 连杆。(√ ) 2.铰链四杆机构中,能绕铰链中心作整 周旋转的杆件是摇杆。( ) × 3.反向双曲柄机构中的两个曲柄长度不 相等。( ) ×
作业
• 习题册38页 三、四题

铰链四杆机构

铰链四杆机构

铰链四杆机构1. 简介铰链四杆机构是一种常见的机械结构,由几个相互连接的四杆构成。

每个四杆通过铰链连接,形成一个闭合的链条。

铰链四杆机构具有多种应用领域,例如机械手臂、汽车悬挂系统和门窗等。

2. 构成元素铰链四杆机构由以下四个元素组成:2.1 铰链(Hinge)铰链是两个连接件通过一个固定的铰销相连的装置,可以实现两个连接件的旋转运动。

在铰链四杆机构中,多个铰链被用于连接四个杆件。

2.2 杆件(Link)杆件是构成铰链四杆机构的基本元素,通常是刚性材料制成的长条形物体。

每个杆件通过铰链连接到其他杆件,使整个机构能够进行运动。

2.3 驱动机构(Drive Mechanism)驱动机构是铰链四杆机构的动力来源,对机构进行驱动和控制。

常见的驱动机构包括电机、液压缸和气动马达等。

2.4 限位机构(Limiting Device)限位机构用于限制铰链四杆机构的运动范围,防止杆件超出可接受的运动范围。

常见的限位机构包括限位销和限位块等。

3. 工作原理铰链四杆机构的工作原理基于约束和运动连杆理论。

每个杆件都通过铰链与其他杆件连接,其中一个杆件作为固定支架,其他三个杆件可以进行旋转运动。

当驱动机构施加力或扭矩到其中一个杆件时,整个机构就会发生运动。

铰链四杆机构的运动可分为三个基本类型:3.1 平动平动是指铰链四杆机构中,连接杆件的铰链在运动时,机构表现为整体沿着一条直线移动。

这种运动适用于平移和夹紧操作。

3.2 翻转翻转是指铰链四杆机构中,连接杆件的铰链在运动时,机构表现为从一种位置翻转到另一种位置。

这种运动适用于平衡杆和力传递等操作。

3.3 旋转旋转是指铰链四杆机构中,连接杆件的铰链在运动时,机构表现为整体绕固定点旋转。

这种运动适用于电机驱动机构和夹具操作等。

4. 应用领域铰链四杆机构具有广泛的应用领域,包括但不限于以下几个方面:4.1 机械手臂铰链四杆机构可以用于构建机械手臂,实现复杂的运动和操作。

机械手臂广泛应用于工业生产线上,能够完成精密和重复的任务。

铰链四杆机构

铰链四杆机构

B2 C
1 3
A
4
D
铰链四杆机构中两连架杆均为摇杆 机构两极限位置:
B一C一D C二B二A
双摇杆机构
由于曲柄是连架杆整转副处于机架上才能形成曲柄 所以具有整转副的铰链四杆机构是否存在曲柄还应 根据选择何杆为机架来判断
铰链四杆机构类型的判断条件:
一在满足杆长和的条件下:
一取最短杆为机架时机架上有两个整转副该 机构为双曲柄机构 二取最短杆的邻边为机架时机架上只有一个整 转副该机构为曲柄摇杆机构. 三取最短杆的对边为机架时机架上没有整转副 该机构为双摇杆机构
不等长双曲柄机构
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
平行双曲柄机构
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
反向双曲柄机构
双曲柄机构的应用
惯性筛
天平汽Biblioteka 车门启闭火车驱动轮连动机构
三、双摇杆机构
两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机 构
两个连架杆中一个为曲柄另一个为摇杆则此铰链四 杆机构称为曲柄摇杆机构 曲柄一为原动件作匀速转动;摇杆三为从动件 作变速往复摆动
机构特性
曲柄摇杆机构的应用
剪板机 汽车雨刷
雷达 缝纫机踏板
雷达天线俯仰机构
曲柄摇杆机构的一些主要特性:
一、机构的急回运动特性:
动画演示
三、死点位置
摇杆处于左极限位置 C一D时连杆与从动件 曲 柄 的 共 线 位 置 C一 AB一
五、曲柄滑块机构及其演化形式 通过用移动副取代转动副、变更杆件长度变更机 架和扩大转动副等途径可得到铰链四杆机构的其 它演化形式
曲柄滑块机构:改变构件的形状和运动副

铰链四杆机构的三种基本形式特点

铰链四杆机构的三种基本形式特点

铰链四杆机构的三种基本形式特点
铰链四杆机构的三种基本形式:曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。

所有运动
副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构,它是平面四杆机构的基本形式,其他四杆机
构都可以看成是在它的基础上演化而来的。

1、曲柄摇杆机构的条件:连架杆之一为最短杆。

2、双曲柄机构的条件:机架为最长杆。

3、双摇杆机构的条件:连杆为最短杆。

铰链四杆机构中,按照连架杆与否可以搞整周旋转,可以将其分成三种基本形式,即
为曲柄摇杆机构,双曲柄机构和双摇杆机构。

所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构,它是平面四杆机构的基本形式,其他四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而来的。

选取其中一个构件做为机架之後,轻易与机架链接的构件称作连架杆,不轻易与机架
相连接的构件称作连杆,能搞整周调头的构件被称作曲柄,就可以在某一角度范围内往复
转动的构件称作摇杆。

如果以旋转副相连接的两个构件可以搞整周相对旋转,则称作整转副,反之称作摆转副。

铰链四杆机构基本类型的判别方法

铰链四杆机构基本类型的判别方法

铰链四杆机构基本类型的判别方法
关于铰链四杆机构基本类型的判别方法,我们可以在考虑杆的数目的同时,参照其各杆的相对长度以及拓扑结构进行分类与鉴别。

首先,我们将铰链四杆机构进行一种基本的分类,简单说来就是根据其构造形式可以将其分为循环铰链四杆机构,开链铰链四杆机构和闭链铰链四杆机构。

其中循环铰链四杆机构的特点是两个动杆之间存在虚拟中心,而开链铰链四杆机构一般由两个移动态和两个固定态构成,其特点是具有单一的输入和输出,闭链铰链四杆机构一般有一个固定杆、两个连杆和一个浮动杆组成,这种结构使得其在运动过程中具有很高的稳定性。

再者,铰链四杆机构的判别方法也可以通过凯尔特氏法则进行。

通过设定不同的动点,将机构转换为四边形,利用四边形对角线关系的性质,判断出四杆机构的类型。

凯尔特氏法则主要根据长杆和短杆与对角线作用的比例关系进行判定,使得人们能够更直观、便捷地了解到机构的状况。

此外,根据铰链四杆机构的六个不同的工作位置(即标准位置、罐筒位置、直排位置、倒排位置、异侧位置和同侧位置),也可进行进一步的判别。

例如,标准的循环链铰链四杆机构的工作位置是固定链接在两个最长链接之间。

以上,就是关于铰链四杆机构基本类型的判别方法的一些基本信息,需要注意的是,不同的判别方法适用于不同的情境,因此在实际操作过程中须结合具体情况进行选择。

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省技工院校优秀教学成果评比参评教案铰链四杆机构的组成与分类
作者:技师学院闵建
学生的自学能力、合作能力得到了锻炼和提高。

做游戏这一活动看似耽了
课堂时间,却使得课堂气氛一下子活跃起来,培养了学生团结协作的精神,
激发了学生的竞争意识,并通过励志教育和挫折教育,培养学生坚韧的品
质,为学生以后走上工作岗位夯实基础。

教学
环节教学容
教师活动
学生活动
设计
意图

识回
顾(5’)【知识回顾】
1、什么是运动副?有哪几类?什么
是机器、零件、机构、构件?
2、什么是四杆机构?平面四杆机
构?平面铰链四杆机构?
【知识应用】
以下哪个图中包含了铰链四杆机
构呢?
根据前面所学
容,提出相关问
题,为今天将要
学到的容打下
基础。

思考教师提出的
问题,各小组抢
答,巩固前面所
学知识。

师生共
同复习
巩固旧
知,为今
天新知
识的学
习做铺
垫。

新课导入(5’)
探索研【导入新课】
1.下列哪些地方用到了铰链四杆
机构?
2.这些机构由哪些部分组成呢?
他们是同一种类型吗?
任务一:铰链四杆机构的组成
1.观看动画,吸引学生的眼球。

铰链四杆机构由哪几部分组成?
情景导入:
为学生播放一
组视频,并提出
两个问题。

点评学生答
案,引导学生进
入新课
动画演示:
为学生播放动
画,并提出相应
问题。

巡回指导,并听
取各小组观点
观察教师播放的
视频,各小组抢
答,带着问题进
入新课,实现巧
妙的过度。

学生观察动
画,思考问题,
各小组抢答,表
达自己的观点
视频导
入和问
题驱动
进行开
篇,激发
学生学
习兴趣
小组抢
答活动
能够充
分调动
学生积
极性,活
跃课堂
气氛
提高学
生的总
结归纳,
合作探
究能力。

落实知



一(15’)2.分析动画,总结结论。

固定构件—机架3:固定不动的杆
连架杆2、4:以转动副与机架相连的杆
曲柄:能整圈旋转的连架杆。

摇杆:只能绕运动副轴线摆动的连架杆
连杆1:不与机架相连的杆,连接两连架

可动构件
3.知识应用,能力提升。

你能找出图中的机架、连架杆和连
杆吗?
任务二:铰链四杆机构的类型及
应用
1.铰链四杆机构的三种类型
带领学生共同
总结结论
为学生播放导
入环节中的视
频,并提出问
题。

听取、指正学生
答案。

动画演示:
为学生播放动
画,并提出相应
在教师的引导
下,分析动画,
与教师一起总结
出板书文字。

学生自主分析动
画,思考问题,
各小组抢答,解
决实际生活中的
案例。

识目标1
加深容
的理解,
使理实
相结合
动画演
示引入
课题,使
抽象的
知识变
得直观
简单
探索研究任

二(15’)动画演示:
连架杆的运动形式有哪几种?
问题引出铰链四杆机构的三种类
型:
1.曲柄摇杆机构
2.双曲柄机构
3.双摇杆机构
【小试身手】
问题
引导学生共同
总结结论
动画演示:
为学生播放动
画,并提出相应
问题,检验学生
对三种类型的
认识。

听取各小组结
论,并进行点评
观察动画,思考
提出的问题,根
据上一容的学
习,解决提出的
问题,归纳结论。

观察动画,各小
组抢答,其他同
学认真倾听并评
价正确与否,决
提出的问题。

加深对
三种类
型的理
解,解决
第一个
重点
教师采
取演示
法,讲解
法相结
合,在教
师分析
探索研究任务
机构是什么类型?
2.铰链四杆机构运动特点分析
该机构属于哪种类型的铰链四杆
机构?运动特点是什么?在生活中举
例说明。

剪切机
指正。

动画演示,引导
学生分析动画,
理清分析思路。

观看动画,学生
在教师的引导下
配合教师完成曲
柄摇杆机构的运
动特点及应用实
例的总结。

完后总
结结论,
让学生
进一步
明确知
识点,给
学生自
我评价
和自我
表现的
机会,提
高学生
合作探
究能力
学生自
主探究
和教师
二(10’)


缝纫机踏板机构
普通双曲柄播放动画,巡回
指导各小组分
析情况
观看动画,学生
自主分析动画,
各小组派代表阐
述本组观点。

讲解相
结合,提
高学生
总结归
纳能力
和自主
探究能
力,从而
解决了
本节课

第二个
重点,也
是本节
课的难

以曲柄为主动件:
将曲柄的回转运动转换成从动杆的往复摆动
剪切机破碎机
搅拌机雷达俯仰角
曲柄摇杆机构
以摇杆为主动件:
将摇杆的往复摆动转换成曲柄的回转运动
缝纫机踏板机构
曲柄摇杆机构

任务
二(10’)
探索
平行双曲柄
结论。

最终归纳出双曲
柄机构的运动特
点及应用实例。

通过学
生填写
表格,引
导学生
回忆运
动特点
及实例,
加强学
生记忆
1.两曲柄不等长
2.主动曲柄作等速运动时,从
动曲柄作变速运动。

惯性筛旋转式水泵
1.两曲柄等长,其余两
杆相等但平行。

2.两曲柄转向相反,转
速不相等。

车门启闭装置
双曲柄机构
研究



(10’)
反向双曲柄
鹤式起重机播放动画,巡回
指导各小组分
析情况
点评、指正学生
结论。

1.提出问题,画
出表格
2请学生起来填
写表格
观看动画,学生
自主分析动画,
各小组派代表阐
述本组观点。

聆听教师指导,
最终归纳出双摇
杆机构的运动特
点及应用实例。

三名同学起来填
写相关容,其他
同学认真倾听并
评价正确与否
1.两曲柄等长,其余两杆相等且平行。

2.两曲柄转向相同,转速相等。

机车主动轮联动装置
铲土机铲斗
双曲柄机构
1.两连架杆均为摇杆
自卸翻斗车鹤式起重机
飞机起落架
车辆前轮转向机构
双摇杆机构
【再试身手】
机构类型运动特点应用实例
曲柄摇杆
机构
双曲柄
机构
双摇杆
机构
课堂
练习
(10’)
该机构属于哪种类型的铰链四杆机构?它有哪些特点?
知识归纳(10’)1、学生通过竞赛题目对知识点进行总结。

2、教师通过对竞赛题目点评,完善学生知识结构。

3、教师对学生表现进行总结。

作业
观察生活中的汽车雨刮器、风扇摆头装置,看看哪些地方用到了铰链四杆机构?属于哪种类型的铰链四杆机构?
作业:铰链四杆机构的组成与分类一.填空
1、铰链四杆机构分为、、三种基本类型,是根据来划分的。

2、家用缝纫机踏板机构是机构,它是以为主动件。

3、双曲柄机构的运动形式是把运动转变成运动。

4、双摇杆机构的运动形式是把动转变成运动。

二.选择题
1下列属于双曲柄机构的是()
A、搅拌机
B、自动翻斗装置
C、港口起重机
D、汽车车门启闭机构
2.铰链四杆机构中的运动副属于()
A、高副
B、螺旋副
C、转动副
D、移动副
3.以下关于曲柄摇杆机构的叙述,正确的是()
A、只能以曲柄为主动件
B、摇杆不可以做主动件
C、主动件既可以做整周回转运动也可以往复移动
D、以上都不对
4.以下机构中不属于曲柄摇杆机构的是()
A、剪刀机
B、铲土机铲斗
C、搅拌机
D、雷达俯仰角摆动装置。

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