铰链四杆机构基本性质
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铰链四杆机构的基本性质
系数k为多少？ A）k=1 B）k>1 C）k≥1 D）k<1
（ A ）2.图示曲柄摇
杆机构，该机 构的行程速比 系数k为多少？
A）k=1 B）k>1 C）k=0 D）k<1
三、计算
如图所示，θ=30°，该机构的急回特性
系数k为多少？
空回行程
解： k= 180º+θ
180º-θ
工作行程 C
C1
C2
a≤b a≤c a≤d
C C2
ψ D
分析：
a+d≤b+c
a≤b
C1
a+c≤b+d
a≤c
a+b≤c+d
a≤d
θ
？最短杆为何杆 AB 。 B
B2
ω
φ1 A
？AB杆为何构件 连架杆 。
φ2
？四根杆长度之间有何大小关系。
C C2
ψ D
2、结论
（1）曲柄存在的条件
①连架杆与机架中必有一个是最短杆；
②最短杆与最长杆长度之和必小于 或等于其余两杆长度之和。
一铰链四杆机构中曲柄存在的条件及其判断方法二急回特性lminlmaxl1l2最短杆为连架杆曲柄摇杆机构最短杆为机架双曲柄机构最短杆为连杆双摇杆机构双摇杆机构yesnok180?180??作业
铰链四杆机构的基本性质
想一想
铰链四杆机构有哪三种类型?
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
右图为何机构？
一、曲柄存在的条件
作业：
如图铰链四杆机构中，
C 120
以不同的杆件作机架，
D
得到何种类型？ 150 130
以AB杆为机架，得双曲柄机构 。
（ A ）2.图示曲柄摇
杆机构，该机 构的行程速比 系数k为多少？
A）k=1 B）k>1 C）k=0 D）k<1
三、计算
如图所示，θ=30°，该机构的急回特性
系数k为多少？
空回行程
解： k= 180º+θ
180º-θ
工作行程 C
C1
C2
a≤b a≤c a≤d
C C2
ψ D
分析：
a+d≤b+c
a≤b
C1
a+c≤b+d
a≤c
a+b≤c+d
a≤d
θ
？最短杆为何杆 AB 。 B
B2
ω
φ1 A
？AB杆为何构件 连架杆 。
φ2
？四根杆长度之间有何大小关系。
C C2
ψ D
2、结论
（1）曲柄存在的条件
①连架杆与机架中必有一个是最短杆；
②最短杆与最长杆长度之和必小于 或等于其余两杆长度之和。
一铰链四杆机构中曲柄存在的条件及其判断方法二急回特性lminlmaxl1l2最短杆为连架杆曲柄摇杆机构最短杆为机架双曲柄机构最短杆为连杆双摇杆机构双摇杆机构yesnok180?180??作业
铰链四杆机构的基本性质
想一想
铰链四杆机构有哪三种类型?
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
右图为何机构？
一、曲柄存在的条件
作业：
如图铰链四杆机构中，
C 120
以不同的杆件作机架，
D
得到何种类型？ 150 130
以AB杆为机架，得双曲柄机构 。
4.铰链四杆机构
90-
E l4
A B2
D
B1
以A为圆心，AC1为 半径作圆弧交A与 E，平分EC2得曲柄 长度 AB 。再以A 为圆心， AB为 半径作圆，交C1A 的延长线和C2A于 B1和B2，连杆长度
B C B 1C 1B 2C 2 .
THANKS
设计要求：
min
曲柄摇杆机构，以曲柄为原动件时，其 最小传动角发生在曲柄与机架两次共线 位置之一。
C
min
B
A
D
9.2 铰链四杆机构的基本性质
3.死点状态
机构传动角
为死点位置。
0（即
90）的位置称
机构处于死点位置，从动 件会出现卡死（机构自锁） 或运动方向不确定的现象。
措施和应用
9.3平面四杆机构的设计
机构无急回特性。
若在设计机构时 先给定K值，则 :
180 K1
K1
在生产实际中，常利用机构的急回运动来缩 短非生产时间，提高生产率，如牛头刨床、 往复式运输机等。
9.2 铰链四杆机构的基本性质
2.压力角与传动角
Fn
F
Ft vC
压力角：从动件 受力方向与受力 点线速度方向之 间所夹的锐角。
传动角:压力角的 余角即连杆与从 动件间所夹的锐 角。
FnFsin Ft Fcos
压力角愈小，机构的传力效果愈好。所以， 衡量机构传力性能，可用压力角作为标志。
Fn
F
Ft vC
在连杆机构中，为度 量方便，常用压力角 的余角即连杆与从动 件间所夹的锐角(传 动角)检验机构的传 力性能。
传动角愈大，机构的传力性能愈好，反之则不利于机构 中力的传递。机构运转过程中，传动角是变化的，机构 出现最小传动角的位置正好是传力效果最差的位置，也 是检验其传力性能的关键位置。
机械基础教案§5-2铰链四杆机构的基本性质2(二)
【课堂练习】
1、 试用作图法画出图5-5所示曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，并指出死点位置。
分析：
AB是曲柄作整周转动，CD是摇杆作往复摆动
要找摇杆的极限位置，就要求找出C1、C2点
B1点共线时，AC1=B1C1-B1A
= BC-BA
B2点共线时，AC2=B2C2-B2A
= BC所示机构中滑块E的两个极限位置,并由作图判定滑块是否存在急回运动?急回运动的方向如何?
分析:只要找到C点的极限位置,就可以画出E点的两个极限位置.
【小结】
本节共有两大块内容，其中急回特性的判定为重点。
【作业】P7、8、12、13、14
这里有多种情况，可一一列出让学生判断
【教学后记】
重点
急回特性和死点位置的判定
难点
急回特性和死点位置的判定
教学内容
活动
【复习】
已知L1=45,L2=40,L3=30,L4=13,根据四杆的长度，如何可以得到曲柄摇杆机构？请画出以L2为机架的机构简图，猜一猜摇杆极限位置大约在哪里？
【导入】
【新课】
二、急回特性
在前一节我们介绍过插床的主运动机构和惯性筛。它们的往复速度是不相等的。我们把具有这种特性称为急回特性。那么它们为什么会具有急回特性呢？下面我们来分析一下：
1、分析
用自制教具演示
曲柄作匀速转动：
曲柄B2- B1φ1t1摇杆C2-C1t1
曲柄B1- B2φ2t2摇杆C1-C2t2
因为φ1>φ2 =ωt
=ωt1 =ωt2
所以t1>t2
那么摇杆v1= v2=
则v1<v2
通常速度慢的行程作为工作行程，速度快的作为空回行程。
意义：空回行程时间缩短，有利于提高生产率。
1、 试用作图法画出图5-5所示曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，并指出死点位置。
分析：
AB是曲柄作整周转动，CD是摇杆作往复摆动
要找摇杆的极限位置，就要求找出C1、C2点
B1点共线时，AC1=B1C1-B1A
= BC-BA
B2点共线时，AC2=B2C2-B2A
= BC所示机构中滑块E的两个极限位置,并由作图判定滑块是否存在急回运动?急回运动的方向如何?
分析:只要找到C点的极限位置,就可以画出E点的两个极限位置.
【小结】
本节共有两大块内容，其中急回特性的判定为重点。
【作业】P7、8、12、13、14
这里有多种情况，可一一列出让学生判断
【教学后记】
重点
急回特性和死点位置的判定
难点
急回特性和死点位置的判定
教学内容
活动
【复习】
已知L1=45,L2=40,L3=30,L4=13,根据四杆的长度，如何可以得到曲柄摇杆机构？请画出以L2为机架的机构简图，猜一猜摇杆极限位置大约在哪里？
【导入】
【新课】
二、急回特性
在前一节我们介绍过插床的主运动机构和惯性筛。它们的往复速度是不相等的。我们把具有这种特性称为急回特性。那么它们为什么会具有急回特性呢？下面我们来分析一下：
1、分析
用自制教具演示
曲柄作匀速转动：
曲柄B2- B1φ1t1摇杆C2-C1t1
曲柄B1- B2φ2t2摇杆C1-C2t2
因为φ1>φ2 =ωt
=ωt1 =ωt2
所以t1>t2
那么摇杆v1= v2=
则v1<v2
通常速度慢的行程作为工作行程，速度快的作为空回行程。
意义：空回行程时间缩短，有利于提高生产率。
铰链四杆机构的基本性质(急回特性)
为重要。
急回特性还可以改善机构的受力 状况，减小机构在空回行程中的 冲击和振动，提高机构的稳定性
和可靠性。
对未来研究的展望
01
虽然铰链四杆机构的急回特性已经得到了广泛的研究和应用，但仍有许多问题 需要进一步探讨。
02
如何优化机构的急回特性，提高机构的工作效率和稳定性，是未来研究的一个 重要方向。
03
降低噪音和振动
通过合理设计，利用急回特性可以降低机械运动过程中的噪音和振 动。
提高机械效率
合理利用急回特性可以提高机械效率，减少能量损失。
在其他领域的应用
机器人学
在机器人学中，急回特性也被广泛应用，以提高 机器人的运动效率。
车辆工程
在车辆工程中，利用急回特性可以提高车辆的动 力性能和燃油经济性。
航空航天
回特性的程度。
急回特性的产生与机构的杆长、曲柄长 度、连杆长度以及转动副半径等因素有 关，这些因素的综合作用决定了机构急
回特性的表现。
PART 02
铰链四杆机构的基本性质
REPORTING
WENKU DESIGN
曲柄摇杆机构
定义
01
曲柄摇杆机构是一种具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构。
运动特性
在航空航天领域，急回特性也被广泛应用于各种 飞行器的设计和优化中。
PART 05
结论
REPORTING
WENKU DESIGN
总结急回特性的重要性
急回特性是铰链四杆机构的一个 重要特性，它对于机构的工作性
能和运动特性具有重要影响。
急回特性的存在可以缩短空回行 程时间，提高机构的工作效率， 对于需要快速响应的机械系统尤
曲柄作主动件
曲柄作为主动件时，机构具有急回特 性。
急回特性还可以改善机构的受力 状况，减小机构在空回行程中的 冲击和振动，提高机构的稳定性
和可靠性。
对未来研究的展望
01
虽然铰链四杆机构的急回特性已经得到了广泛的研究和应用，但仍有许多问题 需要进一步探讨。
02
如何优化机构的急回特性，提高机构的工作效率和稳定性，是未来研究的一个 重要方向。
03
降低噪音和振动
通过合理设计，利用急回特性可以降低机械运动过程中的噪音和振 动。
提高机械效率
合理利用急回特性可以提高机械效率，减少能量损失。
在其他领域的应用
机器人学
在机器人学中，急回特性也被广泛应用，以提高 机器人的运动效率。
车辆工程
在车辆工程中，利用急回特性可以提高车辆的动 力性能和燃油经济性。
航空航天
回特性的程度。
急回特性的产生与机构的杆长、曲柄长 度、连杆长度以及转动副半径等因素有 关，这些因素的综合作用决定了机构急
回特性的表现。
PART 02
铰链四杆机构的基本性质
REPORTING
WENKU DESIGN
曲柄摇杆机构
定义
01
曲柄摇杆机构是一种具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构。
运动特性
在航空航天领域，急回特性也被广泛应用于各种 飞行器的设计和优化中。
PART 05
结论
REPORTING
WENKU DESIGN
总结急回特性的重要性
急回特性是铰链四杆机构的一个 重要特性，它对于机构的工作性
能和运动特性具有重要影响。
急回特性的存在可以缩短空回行 程时间，提高机构的工作效率， 对于需要快速响应的机械系统尤
曲柄作主动件
曲柄作为主动件时，机构具有急回特 性。
铰链四杆机构基本形式和特性
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3.４ 铰链四杆机构类型判别
３、案例分析
如图所示的铰链四杆机构ABCD中，已知各杆的长度 分别为：a=30，b=50，c=40，d=45。试确定该机构分别以
AD、AB、CD和BC为机架时，属于何种机构？（板书）
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3.４ 铰链四杆机构类型判别
案例分析
3.1 铰链四杆机构的类型
平面铰链四杆机构：构件间均用用转动副相连的平面四 杆机构。如：脚踏式脱粒机
脚踏式脱粒机
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3.1 铰链四杆机构的类型
二、铰链四杆机构组成
（1）机架：机构中固定不动的构件。 （2）连架杆：与机架连接的构架。
曲柄：若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。 摇杆：只能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆。 （3）连杆：不直接与机架相连的构件。
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3.2 平面四杆机构的特性-死点特性
(1)死点的概念
曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，当连杆与从动曲
柄共线时，机构的传动角γ＝0°，此时主动件CD 通过连杆 作用于从动曲柄AB上的力恰好通过其回转中心，所以出现了 不能使构件AB转动的顶死现象，机构的这种位置称为死点位
置或死点。
缝纫机的脚踏机构
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3.2 平面四杆机构的特性-死点特性
(3)克服死点的方法
（1）增大从动件的质量，利用惯性度过死点位置。 （2）在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性。 （3）采用相同的机构错位排列。
缝纫机的脚踏机构
火车车轮联动装置
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3.3 铰链四杆机构曲柄存在条件
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3.４ 铰链四杆机构类型判别
３、案例分析
如图所示的铰链四杆机构ABCD中，已知各杆的长度 分别为：a=30，b=50，c=40，d=45。试确定该机构分别以
AD、AB、CD和BC为机架时，属于何种机构？（板书）
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3.４ 铰链四杆机构类型判别
案例分析
3.1 铰链四杆机构的类型
平面铰链四杆机构：构件间均用用转动副相连的平面四 杆机构。如：脚踏式脱粒机
脚踏式脱粒机
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3.1 铰链四杆机构的类型
二、铰链四杆机构组成
（1）机架：机构中固定不动的构件。 （2）连架杆：与机架连接的构架。
曲柄：若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。 摇杆：只能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆。 （3）连杆：不直接与机架相连的构件。
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3.2 平面四杆机构的特性-死点特性
(1)死点的概念
曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，当连杆与从动曲
柄共线时，机构的传动角γ＝0°，此时主动件CD 通过连杆 作用于从动曲柄AB上的力恰好通过其回转中心，所以出现了 不能使构件AB转动的顶死现象，机构的这种位置称为死点位
置或死点。
缝纫机的脚踏机构
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3.2 平面四杆机构的特性-死点特性
(3)克服死点的方法
（1）增大从动件的质量，利用惯性度过死点位置。 （2）在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性。 （3）采用相同的机构错位排列。
缝纫机的脚踏机构
火车车轮联动装置
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3.3 铰链四杆机构曲柄存在条件
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连杆机构-4.铰链四杆机构
9.3平面四杆机构的设计
设计类型 ：
1.实现给定的运动规律：给定行程速 比系数以实现预期的急回特性、实现 连杆的几组给定位置等。 2.实现给定的运动轨迹：要求连杆上 某点沿着给定轨迹运动等。
设计目标 ：
根据给定的运动条件，选定机构的类 型，确定机构中各构件的尺寸参数。
设计方法 ：图解法、实验法和解析法等。
9.2 铰链四杆机构的基本性质
1.急回特性 :
—摇杆的摆角， —极位夹角。
为描述从动摇杆的急 回特性，在此引入行
K = 180 +
程速比系数 K，即：
180 -
K值的大小反映了急回运动特性的显著程度。K值的大
小取决于极位夹角 ，角越大，K值越大，急回运动 特性越明显；反之，则愈不明显。当时 0 ，K=1 ，
2.按给定的行程速比系数设计四杆机构
设计具有
急回特性
的四杆机
构，关键
是要抓住
机构处于
极限位置
时的几何
关系，必
要时还应
考虑其他
辅助条件。
例：已知摇杆长度L=100，摆角 =50 和行程速比
系数k=1.4，试设计曲柄摇杆机构。
解：由给定的行程速比系 数求出极位夹角 :
180 K1
K1
=
30
C1
Fn Fsin Ft Fcos
压力角愈小，机构的传力效果愈好。所以， 衡量机构传力性能，可用压力角作为标志。
Fn
F
Ft vC
在连杆机构中，为度 量方便，常用压力角 的余角即连杆与从动 件间所夹的锐角(传 动角)检验机构的传 力性能。
传动角愈大，机构的传力性能愈好，反之则不利于机构 中力的传递。机构运转过程中，传动角是变化的，机构 出现最小传动角的位置正好是传力效果最差的位置，也 是检验其传力性能的关键位置。
铰链四杆机构的基本性质(教案)
铰链四杆机构的基本性质教案授课日期课时1学时授课班级2011综高（3）任课教师朱根东课题§ 7—3 铰链四杆机构的基本性质教学目的掌握铰链四杆机构的基本性质重点难点铰链四杆机构三种基本类型的判别方法课的类型新课教具四杆机构模型、挂图、课件教学方法启发式讲解、演示教学环节教学内容调控与活动组织教学观察出席情况，做好课前准备复习提问1、什么是平面连杆机构？2、什么是铰链四杆机构？3、铰链四杆机构的基本类型及定义？学生回答、重点部分重述、实物演示（10分钟）导入新内容四杆机构为什么会有那样三种基本类型？通过学习下一节，四杆机构的基本性质便可得知启发提问讲述新课重述结论§7—3 铰链四杆机构的基本性质一、曲柄存在的条件强调曲柄能作整周圆周运动的重要性（在实际生产中用电机带动）a+b≤b+c由三角形任意两边和大于第三边推导出a+c≤b+da+b≤c+d整理上式得：a≤b a≤c a≤d由此得：（△）※铰链四杆机构中曲柄存在的条件：（△）（1）、连架杆与机架中必有一个是最短杆；（△）（2）、最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和。
强调：上述两条件必同时满足，否则铰链四杆机构中无曲柄存在。
（△）※根据曲柄存在条件，推出重要结论。
（△）铰链四杆机构三种基本类型的判别方法：（△）⑴若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和则：（△）①取最短杆为连架杆时，构成曲柄摇杆机构；（35分钟）课件或挂图展示通过诱导启发得出结论四杆机构实物演示语气强调此结论（△）②取最短杆为机架时，构成双曲柄机构；（△）③取最短杆为连杆时，构成双摇杆机构。
（△）⑵若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则无曲柄存在，只能构成双摇杆机构。
（△）二、急回特性（△）1、急回特性的推出：由挂图讲解摆过两个极限位置时曲柄转过的角度之差；曲柄由AB2转过角度φ1摇杆由C1D摆到C2D（两极限位置）摆过的角度ψ，设C的平均速度为V1所需要时间为t1；曲柄由AB2回到AB1转过角度φ2摇杆CD自C2D回到C1D，角度仍为ψ设C 的平均速度为V2，所需要的时间为t2，由图不难看出φ1＞φ2, t1＞t2即得V2＞V1，实际应用V1为工作行程，V2为空程。
铰链四杆机构的基本性质
（3）连杆为最短杆，构成双摇杆机构。 (取最短杆的相对杆为机架时)
两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构
双摇ห้องสมุดไป่ตู้机构
• 结构特点：两连架杆均 为摇杆（2和4） • 运动变换：摆动 摆动
1 A
双摇杆机构演化.pps
B
2
C
3
4
双摇杆机构
D
图20 双摇杆机构（流畅）_1280x720_2.00M_h.264.mp4
A
1 9 24
D
曲柄摇杆机构的应用
雷达 剪板机
缝纫机踏板 汽车雨刷
实 例
C 2 B 1 A
3 4 D
雷达天线俯仰机构
----曲柄主动
缝纫机踏板机构
----摇杆主动
B
20
C
1 3
A
1 9 24
D
双曲柄机构
（2）机架为最短杆，构成双曲柄构。 （取最短杆本身为机架时) 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构
双摇杆机构
3
二、导入新课：
• 1.为什么要研究曲柄存在的条件这个问题， 设疑提问， 怎样判断铰链四杆机构中是否 存在曲柄？ • 2.引导学生思考曲柄的存在必须满足一定的 条件（设置悬念）。 • 3.给出一个铰链四杆机构，我们怎样来判别 它属于哪种类型？
三、讲授新课：
• （—）曲柄存在条件： • 铰链四杆机构中是否存在曲柄，主要取决于机构 中各杆的相对长度和机架的选择 。理论分析得， 铰链四杆机构要存在曲柄，必须满足以下两个条 件： • 1、最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他 两杆长度之和。 • 2、连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
1 7
C
B
1 0
A
22 28
两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构
双摇ห้องสมุดไป่ตู้机构
• 结构特点：两连架杆均 为摇杆（2和4） • 运动变换：摆动 摆动
1 A
双摇杆机构演化.pps
B
2
C
3
4
双摇杆机构
D
图20 双摇杆机构（流畅）_1280x720_2.00M_h.264.mp4
A
1 9 24
D
曲柄摇杆机构的应用
雷达 剪板机
缝纫机踏板 汽车雨刷
实 例
C 2 B 1 A
3 4 D
雷达天线俯仰机构
----曲柄主动
缝纫机踏板机构
----摇杆主动
B
20
C
1 3
A
1 9 24
D
双曲柄机构
（2）机架为最短杆，构成双曲柄构。 （取最短杆本身为机架时) 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构
双摇杆机构
3
二、导入新课：
• 1.为什么要研究曲柄存在的条件这个问题， 设疑提问， 怎样判断铰链四杆机构中是否 存在曲柄？ • 2.引导学生思考曲柄的存在必须满足一定的 条件（设置悬念）。 • 3.给出一个铰链四杆机构，我们怎样来判别 它属于哪种类型？
三、讲授新课：
• （—）曲柄存在条件： • 铰链四杆机构中是否存在曲柄，主要取决于机构 中各杆的相对长度和机架的选择 。理论分析得， 铰链四杆机构要存在曲柄，必须满足以下两个条 件： • 1、最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他 两杆长度之和。 • 2、连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
1 7
C
B
1 0
A
22 28
铰链四杆机构的基本形式和特性
3）极位夹角θ>0。 在不计构件的重力、惯性力和运动副中的摩擦阻力的条件下:
四、双滑块机构： 改变构件的形状和运动副
当摇杆为主动件，连杆和曲柄共线时，过铰链中心A的力，对A点不产生力矩，不能使曲柄转动，机构的这种位置称为死点位置 。 曲柄摇杆机构的最小传动角出现在曲柄与机架共线（ ＝0º或 ＝180º）的位置。 铰链四杆机构类型的判断条件：
（3）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。
2）若不满足杆长和条件： 该机构只能是双摇杆机构。
注意： 铰链四杆机构必须满足四构件组成的
封闭多边形条件：最长杆的杆长<其余三杆
长度之和。
2
B
C
3
1
4
A
D
双曲柄机构
B 1
2 C
3
A
4
D
双摇杆机构
曲柄摇杆机构
§2—3 铰链四杆机构的演化
F2
C
γF α
δ F1 vc
D
F1 为有效分力 F1 = Fcosα , F1
在连杆设计中，为度量方便，习惯用传动角γ来判 断机构传力性能。 γ F1，机构传力性能越好，
反之，机构传力越费劲，传动效率越低。
机构运转时，传动角γ是变化的，为
了保证机构的正常工作，机构的传动角作出 如下规定（P23）
机构特性
雷达天线俯仰机构
曲柄摇杆机构的一些主要特性：
1、机构的急回运动特性：
铰链C的平均速度：
B
C1
θ
C C2
ψ 摆角
v1 =C⌒1C2/t1 v2 =C⌒1C2/t2
v1<v2
1
B2
它表明摇杆具
A
四、双滑块机构： 改变构件的形状和运动副
当摇杆为主动件，连杆和曲柄共线时，过铰链中心A的力，对A点不产生力矩，不能使曲柄转动，机构的这种位置称为死点位置 。 曲柄摇杆机构的最小传动角出现在曲柄与机架共线（ ＝0º或 ＝180º）的位置。 铰链四杆机构类型的判断条件：
（3）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。
2）若不满足杆长和条件： 该机构只能是双摇杆机构。
注意： 铰链四杆机构必须满足四构件组成的
封闭多边形条件：最长杆的杆长<其余三杆
长度之和。
2
B
C
3
1
4
A
D
双曲柄机构
B 1
2 C
3
A
4
D
双摇杆机构
曲柄摇杆机构
§2—3 铰链四杆机构的演化
F2
C
γF α
δ F1 vc
D
F1 为有效分力 F1 = Fcosα , F1
在连杆设计中，为度量方便，习惯用传动角γ来判 断机构传力性能。 γ F1，机构传力性能越好，
反之，机构传力越费劲，传动效率越低。
机构运转时，传动角γ是变化的，为
了保证机构的正常工作，机构的传动角作出 如下规定（P23）
机构特性
雷达天线俯仰机构
曲柄摇杆机构的一些主要特性：
1、机构的急回运动特性：
铰链C的平均速度：
B
C1
θ
C C2
ψ 摆角
v1 =C⌒1C2/t1 v2 =C⌒1C2/t2
v1<v2
1
B2
它表明摇杆具
A
《机械基础》项目教学教案二铰链四杆机构的基本性质
《机械基础》项目教学教案二铰链四杆机构的基本性质教学目标：1.了解铰链四杆机构的基本结构和工作原理；2.掌握铰链四杆机构的基本性质和运动特点；3.能够进行铰链四杆机构的运动分析；4.能够应用铰链四杆机构解决实际工程问题。
教学重点：1.铰链四杆机构的基本结构和工作原理；2.铰链四杆机构的运动特点；3.铰链四杆机构的运动分析。
教学难点：1.铰链四杆机构的运动分析；2.铰链四杆机构的应用。
教学过程：一、引入（5分钟）铰链四杆机构是一种常见的机械传动装置，它由四根连杆和若干个铰链连接而成。
在机械工程中，铰链四杆机构被广泛应用于各种机械装置中，如机械手臂、液压机械等。
今天我们就来学习铰链四杆机构的基本性质和运动特点。
二、铰链四杆机构的基本结构和工作原理（15分钟）1.铰链四杆机构的定义和分类；2.铰链四杆机构的基本结构和组成部分；3.铰链四杆机构的工作原理。
三、铰链四杆机构的基本性质和运动特点（25分钟）1.铰链四杆机构的自由度和约束性；2.铰链四杆机构的运动类型；3.铰链四杆机构的运动范围；4.铰链四杆机构的运动分析方法。
四、铰链四杆机构的运动分析（25分钟）1.铰链四杆机构的运动方程；2.铰链四杆机构的角度分析；3.铰链四杆机构的位移分析。
五、铰链四杆机构的应用（15分钟）1.铰链四杆机构在机械设计中的应用；2.铰链四杆机构在实际工程中的应用案例。
六、总结与展望（5分钟）通过今天的学习，我们了解了铰链四杆机构的基本结构和工作原理，掌握了铰链四杆机构的基本性质和运动特点，掌握了铰链四杆机构的运动分析方法。
希望大家能够继续深入学习机械基础知识，为将来的机械设计和研究打下坚实的基础。
以上是《机械基础》项目教学教案二，铰链四杆机构的基本性质。
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∴LBC≤150
•
•
（2）CD杆为最长杆时，
LAD + LCD ≤ LAB + LBC, 即 40+120≤70+ LBC • ∴ LBC ≥ 90 • BC杆的取值范围为：90≤ LBC≤150。
学生练习
• 书上P98页练习题的第1、2题
课堂小结
• 1、铰链四杆机构曲柄存在的条件 • 2、怎样判断四杆机构的类型
的平均速度。
急回特性
机构的急回特性可用行程速比系数K表示：
t1 180 K v1 t 2 180 v2
极位夹角θ越大，机构的急回特性越明显。
导入死点位置
缝纫机踏板机构如果操作不当，缝 纫机飞轮会出现倒转或卡死的现象。那
么，为什么会产生这种现象呢？
三、死点位置
摇杆处于左极限 位置C1D时,连杆与从 动件(曲柄)的共线位 置C1A B1。
架，据铰链四杆机构类型的判断方法知：该机构为双摇杆
机构。
【例2】铰链四杆机构各杆的长度如图所示。欲使
该机构称为双曲柄机构，试确定杆BC的取值范 围。
B 120 70 40 A D C
铰链四杆机构
【解】已知AD杆为机架，欲使该机构成为双曲柄机 构，则应满足以 下条件： （1）BC杆为最长杆时， LAD + LBC ≤LAB + LCD , 即 40+≤70+120
复习提问
• 判断下列四杆机构的类型
90 B 100 110 70 70 40 A D A D 90
C
B
50
C
铰链四杆机构各杆 的长度如图所示。 欲使该机构称为双 曲柄机构，试确定 杆BC的取值范围。
C B 120 70 40 A D
二、急回特性
极位夹角——摇杆在C1D、C2D两极 限位置时，曲柄与连杆共线，对应两位 置所夹的锐角，用θ表示。 急回特性：空 回行程时的平均速 度大于工作行程时
复习提问
1、说出下图四杆机构中的各部分名称
2、按连架杆性质不同铰链四杆机构的分 类是怎样的
§7－3
铰链四杆机构的基本性质
1. 掌握铰链四杆机构曲柄存在的条件。 2.了解机构的急回特性和死点位置的意义。
导入新课
观察图中的曲柄摇杆 机构，两个连架杆中 最短杆AB能做整周转 动而为曲柄，此时杆 AD为机架；如果把 CD杆固定为机架时， 机构就不存在曲柄， 为什么呢？
C
B
A
曲柄摇杆机构
D
一、曲柄存在条件
1．最短杆与最长杆的长度之和小于或等 于其他两杆长度之和。
2．连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
铰链四杆机构三种基本类型的判别方法
曲柄摇杆机构的条件：连架杆之一为最短杆
双曲柄机构的条件：机架为最短杆
双摇杆机构的条件：连杆为最短杆
当最长杆与最短杆长度之和大于其 余两杆长度之和时，无论取哪一杆件为 机架，机构均为双摇杆机构。
图。试判断各铰链四杆机构的类型。
90 C 50 B C B
110
100 90
70
40 A D A 70 D
a)
b)
【解】在图a中，由于 LAD+LBC≤LAB+LCD，有由于AD为机架， 且为最短杆，根据铰链四杆机构类型的判断方法知：该机 构为双曲柄机构。 在图b中，由于LBC+LCD≤ LAB+LAD，又由于AD杆为机
飞机起落架机构
教学小结
• 1、急回特性（四杆机构哪种具有） • 2、死点位置（优缺点、四杆机构哪种具有）
布置作业
• 1、复习本节内容 • 2、习题册上有关内容
C B
L’
Lmin Lmax
L”
图中LAD为最杆， LAB为最短杆，且
LAD LAB LBC LCD
A
D
双摇杆机构 当最长杆与最短杆长度之和大于其余两杆长度之和， 即Lmax+Lmin＞L＇+L〃时，无论取哪一杆件为机架
，机构均为双摇杆机构。
【例1】如图所示的铰链四杆机构，各杆的长度如
摇杆Байду номын сангаас于右极限位置 C2D时,连杆与从动件(曲柄) 的共线位置C2B2A。
死点位置
C1
F
C C1
C2
A b)
D
B B2 A D C1
F
B1
a)
B2
A
D
c)
曲柄摇杆机构的死点位置
死点位置的利用
钻床连杆式快速夹具 工件夹紧后，BCD成一直线，撤去外力F之后， 机构在工件反弹力T的作用下，处于死点位置。即使 反弹力很大工件也不会松脱，使夹紧牢固可靠。