四连杆机构原理
机械原理四连杆机构讲课文档
图4-11 起重机起重机构
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两摇杆长度相等的双摇杆机构，称为等 腰梯形机构。
图4-12所示，轮式车辆的前轮转向机 构就是等腰梯形机构的应用实例。
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图4-12 汽车前轮转向机构
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当车转弯时，与前轮轴固联的两个摇杆
此时移动方位线mm不通过曲柄回转中 心，故称为偏置曲柄滑块机构。曲柄转动中
心至其移动方位线mm的垂直距离称为偏距e， 当移动方位线mm通过曲柄转动中心A时 （即e=0），则称为对心曲柄滑块机构。
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2．导杆机构
图4-16a）所示为曲 柄滑块机构。
若取曲柄为机架， 则为演变为导杆机构， 如图4-16b）所示。
以l1、l2、l3、l4表示。为了保证曲柄1整周 回转，曲柄1必须能顺利通过与机架4共线 的两个位置AB’和AB’’。
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图4-13 曲柄存在的条件分析
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当曲柄处于AB’ 时，形成三角形B’C’D。 根据三角形两边之和必大于第三边，可得
l2≤（l 4- l 1）+ l 3 l 3≤（l 4-L1）+ l 2
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上述关系说明：曲柄存在的必要条件： （1） 在曲柄摇杆机构中，曲柄是最短杆；
（2） 最短杆与最长杆长度之和小于或等 于其余两杆长度之和。
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如何得到不同类型的铰链四杆机构？
根据以上分析可知：
当各杆长度不变时，取不同杆为机架 就可以得到不同类型的铰链四杆机构。
摆到极限位置C1D和C2D时，连杆2与曲柄1 共线，若不计各杆的质量，则这时连杆加 给曲柄的力将通过铰链中心A，即机构处
机械原理四连杆机构
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图4-11 起重 机起重 机构 (qǐ zhònɡ)
(qǐ zhònɡ)
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两摇杆长度相等的双摇杆机构，称为(chēnɡ wéi)等腰梯形机构。
C2D，摆角为；而当曲柄顺时针再转过 角度2=180-时，摇杆由C2D摆回C1D，其
摆角仍然是 。虽然摇杆来回摆动的摆角
相同，但对应的曲柄转角不等(12);当
曲柄匀速转动时,对应的时间也不等(t1>t2)， 从而反映了摇杆往复摆动的快慢不同。
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令摇杆自C1D摆至C2D为工作行程， 这时铰链C的平均速度是v1=C1C2/t1；摆 杆自C2D摆回至C1D为空回行程，这时C 点的平均速度是v2=C1C2/t2，v1<v2，表明
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上述关系说明：曲柄存在(cúnzài)的必要条件： （1） 在曲柄(qūbǐng)摇杆机构中，曲柄(qūbǐng)是最 短杆； （2） 最短杆与最长杆长度之和小于或等
于(děngyú)其余两杆长度之和。
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如何得到不同(bù tónɡ)类型的铰链四杆机构？ 根据(gēnjù)以上分析可知：
即机构处于压力角=90（传力角=0）的
位置时，驱动力的有效力为0。此力对A点 不产生力矩，因此不能使曲柄转动。机构 的这种位置称为死点。
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死点(sǐ diǎn)会使机构的从动件出现卡死或运 动不确定的现象。可以利用回转机构的惯性 或添加辅助机构来克服。如家用缝纫机中的 脚踏机构，图4-3a。
机械原理四连杆门座式起重机
03
四连杆门座式起重机的 运动原理
起重臂的伸缩运动
伸缩方式：采用多节箱型结构，通过液压缸的伸缩实现起重臂的伸缩 运动原理：起重臂的伸缩运动是通过改变臂架长度来实现吊装作业的 优点：可实现远距离作业，提高工作效率和安全性 应用场景：广泛应用于港口、码头、桥梁等大型工程项目的吊装作业
吊钩的升降速度与 门座的旋转速度相 关
平衡系统的调节
平衡系统的组成：配重、拉杆、滑 轮等部件
调节方式：手动或自动调节，以满 足不同作业需求
添加标题
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调节原理：通过改变配重和拉杆的 长度来平衡起重机的扭矩和倾覆力 矩
调节步骤：先确定配重的位置，再 调整拉杆的长度，最后进行测试和 调整
门座的旋转运动
门座的运动方式：通过四连杆机构实现旋转运动 旋转运动的原理：利用四连杆机构实现起重机门座的旋转 旋转运动的特点：可以实现大范围、高效率的旋转运动 旋转运动的应用：在港口、码头等场合广泛应用于货物装卸和搬运
吊钩的升降运动
吊钩通过连杆与门 座相连门座旋转时，连杆 带 Nhomakorabea吊钩升降
吊钩的升降运动实 现了重物的升降
适应性强，应用范围广
适应不同地形和作业需求，可在各种复杂环境下操作。 适用于多种货物装卸和搬运，如散货、集装箱等。 可用于港口、码头、货场、仓库等场所，提高作业效率。 结构紧凑，操作灵活，维护方便，可靠性高。
安全可靠，稳定性好
门座式起重机采用四连杆机构，具有较高 的稳定性和安全性，能够承受较大的载荷 和各种复杂的工作环境。
清洁工作：对设备进行定期清洁，防止污垢、杂物等对设备造成损坏。
维修工作：对损坏的部件进行及时维修或更换，保证设备的正常运转。
空间四连杆机构的等视角原理及应用
空间四连杆机构的等视角原理及应用莫灿林陈延生摘要（本文通过对空间四连杆机构的等视角原理、相对运动转换及相对转动极线确定方法和研究，找到按给定连架杆两组、三组、四组对应位置的空间四连杆机构的几何设计方法。
）1、空间四连杆机构的等视角原理：图1所示，AB杆在V面上绕过点A且垂直于V面的轴线Y A转动，DC杆在H面上绕过点D且垂直于H面的轴线Z D转动，AB1C1D、AB2C2D为空间四连杆机构ABCD运动的两个位置。
分别作线段B1B2、C1C2的中垂面M、N，它们的交线为L12。
根据空间两等长线段可绕一轴线旋转使它们重合的性质知，连杆BC的两位置B1C1、B2C2可绕直线L12作纯转动实现。
在此，可称直线L12为转动极线或极线。
现把图1换成图2的形式，极线L12垂直于平面P1B1B2、P2C1C2，连杆BC绕极线转过角φ12，则点B1、C1同时在极线L12的垂直面上绕L12转过角φ12，到达B2、C2，所以∠B1P1B2=∠C1P2C2=φ12。
⌒B1B2的交点，点C11为中垂面N与平面P2C1C2上⌒C1C2的交点。
由于中垂面M、N分别过Y A、Z D轴，所以∠B1P1B11=∠B11P1B2=φ12/2，∠C1P2C11=∠C11P2C2=φ12/2。
因为∠B1P1B11=∠C1P2C11=φ12/2，所以B1C1=B11C11，B1C1绕极线L12旋转φ12/2可与B11C11重合。
设点B11、C11、B1、C1与极线L12构成的平面分别为M1、N1、M2、N2，则二面角M1-L12-N1与二面角M2-L12-N2相等。
因点B11、C11分别在M、N上，故M1与M重合，N1与N重合。
因M、N分别过轴Y A、Z D，故点A、D分别在M、N上。
由此可得到以下的结论：由极线和连杆销轴中心所构成平面的夹角，与由极线和固定杆销轴中心所构成平面的夹角相等，由极线分别与两连架杆的销轴中心所构成的两个二面角相等。
四连杆机构原理
四连杆机构原理
四连杆机构是一种常见的机械结构，由四个连杆组成，其中两个为主动连杆，两个为从动连杆。
四连杆机构的原理和应用十分广泛，下面将对其原理进行详细介绍。
首先，四连杆机构的结构特点是由四个连杆组成的闭合链条，其中两个连杆被固定，另外两个连杆能够相对运动。
这种结构使得四连杆机构具有较为灵活的运动特性，可以用于各种机械装置中。
其次，四连杆机构的运动原理是通过主动连杆的运动来驱动从动连杆的运动。
主动连杆通过外部力或驱动装置进行运动，从而带动从动连杆做相应的运动。
这种结构使得四连杆机构能够实现复杂的运动轨迹和运动规律，可以用于各种需要复杂运动的机械装置中。
四连杆机构的运动规律可以通过运动分析和动力学分析来进行研究。
通过对各个连杆的长度、角度和速度等参数进行分析，可以得到四连杆机构的运动规律和特性。
这对于设计和优化四连杆机构具有重要意义，可以使得机构的运动更加稳定和高效。
在实际应用中，四连杆机构被广泛应用于各种机械装置中，如发动机、机械手臂、输送装置等。
其灵活的运动特性和复杂的运动规律使得四连杆机构能够满足各种复杂的工程需求，成为机械设计中常用的重要元件之一。
总之，四连杆机构是一种常见的机械结构，具有灵活的运动特性和复杂的运动规律。
通过对其结构和运动原理的深入研究，可以更好地应用于各种机械装置中，为工程设计和制造提供重要的支持和帮助。
机械原理四连杆机构 ppt课件
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12
1．急回运动
如图4-4所示为一曲柄摇杆机构， 其曲柄AB在转动一周的过程中，有两 次与连杆BC共线。在这两个位置，铰 链中心A与C之间的距离AC1和AC2分别 为最短和最长，因而摇杆CD的位置C1D 和C2D分别为其两个极限位置。摇杆在
两极限位置间的夹角称为摇杆的摆角。
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有时死点来实现工作，如图4-6所示
工件夹紧装置，就是利用连杆BC与摇杆
CD形成的死点，这时工件经杆1、杆2传
给杆3的力，通过杆3的传动中心D。此力
则这时连杆加给曲柄的力将通过铰链中
心A，即机构处于压力角=90（传力角 =0）的位置时，驱动力的有效力为0。
此力对A点不产生力矩，因此不能使曲柄 转动。机构的这种位置称为死点。
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死点会使机构的从动件出现卡死或 运动不确定的现象。可以利用回转机构 的惯性或添加辅助机构来克服。如家用 缝纫机中的脚踏机构，图4-3a。
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若BCD由锐角变钝角，机构运 动将在BCD(min)和BCD(max)位置两次 出现传动角的极小值。两者中较小的
一个即为该机构的最小传动角min。
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3．死点
对于图4-4所示的曲柄摇杆机构，如 以摇杆3 为原动件，而曲柄1 为从动件， 则当摇杆摆到极限位置C1D和C2D时，连 杆2与曲柄1共线，若不计各杆的质量，
非传动机构，<40，但不能过小。
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确 定 最 小 传 动 角 min 。 由 图 4-5 中
∆ABD和∆BCD可分别写出
BD2=l12+l42-2l1l4cos BD2=l22+l32-2l2l3cosBCD
四连杆机构原理
四连杆机构原理
四连杆机构是一种由四根连杆组成的机械结构，常见于各种机械设备和机器人中。
它的原理是通过四根连杆的连接和运动，实现了不同连杆之间的相对运动，并能够产生复杂的运动轨迹。
四连杆机构通常由两个铰接（或滑动）支点和两个固定支点组成。
其中两个固定支点被称为定点，而铰接（或滑动）支点被称为动点。
四连杆机构中的连杆的长度和连接方式可以根据具体需求进行设计和调整。
在四连杆机构中，最常见的运动方式是平面运动，即连杆运动仅存在于一个平面内。
每个连杆都有一个自由度，通过在仿真软件或实际装置中调整定点和动点的位置，可以实现四连杆的不同运动模式。
四连杆机构的原理可以通过连杆之间的连结关系来理解。
当两根连杆通过铰接点连接在一起时，它们可以围绕这个铰接点旋转或移动。
通过连接四根连杆，可以形成一个运动闭环，使得整个机构能够进行连杆之间的相对运动。
通过合理设计和调整连杆的长度和连接点的位置，可以实现四连杆机构的多种运动模式，例如直线运动、圆周运动和复杂的轨迹运动等。
这使得四连杆机构在各种机械设备和机器人中得到广泛应用，如车辆悬挂系统、工业机械装置和医疗设备等。
总之，四连杆机构由四根连杆组成，通过调整连杆的长度和连
接点的位置，实现了不同连杆之间的相对运动，产生各种复杂的运动轨迹，具有广泛的应用领域。
四连杆机构原理
四连杆机构原理1. 引言四连杆机构是一种常用的机械传动装置，由四个连杆构成，通过连接副将输入和输出转动运动传递给工作机构。
四连杆机构广泛应用于各种机械设备中，如发动机、汽车悬挂系统、摇臂式切割机等。
本文将详细解释四连杆机构的基本原理及其相关概念。
2. 基本概念在了解四连杆机构的原理之前，我们先来了解一些基本概念：•连杆：连接两个点的刚性杆件。
•转动副：两个连杆通过一个转动点连接而成的副。
•连接副：将两个转动副连接起来的装置。
•固定点：在运动过程中不发生位移和转动的点。
•输入连杆：与驱动源相连接的连杆。
•输出连杆：与工作机构相连接的连杆。
•运动学分析：研究物体位置、速度和加速度等运动特性的学科。
3. 四连杆机构结构四连杆机构由四个连杆和若干个转动副组成。
其中，一个连杆被固定在某个点上，称为固定连杆；另外一个连杆由输入源驱动，称为输入连杆；剩下的两个连杆连接在一起，并通过连接副与输入连杆和输出连杆相连接，称为连接连杆。
四连杆机构主要包括以下几个部分：•输入连杆：由输入源驱动，提供动力。
•输出连杆：与工作机构相连接，传递运动。
•连接连杆：将输入和输出连杆连接起来。
•转动副：连接各个连杆的转动点。
4. 四连杆机构的运动学分析四连杆机构的运动学分析是研究其位置、速度和加速度等运动特性的过程。
通过运动学分析可以确定机构的工作性能、优化设计以及预测机构的故障。
4.1 位置分析位置分析是研究机构各个部件在运动过程中的位置关系。
对于四连杆机构而言，我们需要确定各个转动副之间的相对位置关系。
在进行位置分析时，我们可以利用几何方法或向量方法。
其中，几何方法主要通过绘制示意图、利用三角函数等来求解；向量方法则利用向量运算来求解。
4.2 速度分析速度分析是研究机构各个部件在运动过程中的速度关系。
对于四连杆机构而言，我们需要确定各个转动副之间的相对速度关系。
在进行速度分析时，我们可以利用几何方法或向量方法。
其中，几何方法主要通过绘制示意图、利用三角函数等来求解；向量方法则利用向量运算来求解。
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四连杆机构原理
概述
四连杆机构是一种常见的机械传动机构，由四个连杆构成，通过各连杆之间的运动相互链接，实现特定的运动转换和力量传递。
四连杆机构具有简单的结构、高效的转换能力以及广泛的应用领域。
基本构造
四连杆机构包括一个固定连杆（或称为地面连杆）、一个连接连杆、一个曲柄连杆和一个活塞连杆。
地面连杆固定在地面上，连接连杆通过轴承与地面连杆相连接，曲柄连杆通过曲柄与连接连杆相连，活塞连杆通过活塞与曲柄连杆相连。
四个连杆组成了一个封闭的链条系统，形成一个四边形的平行四边形结构。
工作原理
四连杆机构的工作原理主要涉及到各连杆的运动规律和运动轨迹。
曲柄连杆通过旋转的轴承使连接连杆做直线往复运动，活塞连杆则通过连接连杆的直线运动来带动其做圆周运动。
整个机构的运动是通过输入转动的曲柄连杆来实现的。
运动分析
连杆运动规律
四连杆机构中，各连杆的运动规律可以通过连杆长度、角度以及输入曲柄的运动状态来确定。
使用运动学分析的方法，可以得到各连杆的角度、速度和加速度等运动参数。
运动轨迹
四连杆机构的运动轨迹可以通过连杆的几何关系来确定。
根据连杆之间的约束条件和几何关系，可以得到活塞连杆的运动轨迹和连接连杆的偏角规律。
功能特点
四连杆机构具有以下功能特点： 1. 运动传递：通过四连杆的连动，实现运动能量的传递和转换。
2. 运动转换：通过输入的旋转运动，实现直线运动和圆周运动之间的转换。
3. 运动控制：通过控制曲柄连杆的转动，可以实现输出连杆的特定运动方式和轨迹。
应用领域
四连杆机构广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面： 1. 发动机：作为内燃机中的活塞连杆机构，将曲轴的旋转运动转换为活塞的直线往复运动，从而实现气缸内燃气体的压缩、燃烧和排放过程。
2. 机械制造：用于传输和转换旋转运动和直线运动，实现各种机械装置的工作，例如机床、风力发电机组等。
3. 运动机构：用于各类运动机构、运动模型的仿真和实现，例如模型车辆的行驶系统、机器人的运动系统等。
优缺点分析
四连杆机构的优点和缺点如下： ### 优点 - 结构简单：四连杆机构由四个连杆组成，结构紧凑、简单易制造、装配和维修。
- 动力传递效率高：四连杆机构在能量传递过程中损耗少，传动效率高。
- 运动平稳：基于几何约束，四连杆机构能够实现稳定平滑的运动。
缺点
•约束条件复杂：四连杆机构的连杆长度和角度需要满足一定的几何约束，设计时需要考虑到各个连杆的关系。
•装配误差敏感：四连杆机构的运动性能容易受到装配误差的影响，需要精确的装配和调整。
发展趋势
随着工业技术的不断发展，四连杆机构也在不断演进和改进。
未来的发展趋势主要包括以下几个方面： 1. 先进制造技术的应用：利用先进的数控加工和成型技术，可以实现更高精度的四连杆机构制造。
2. 材料与润滑技术的提升：采用高强度和低摩擦材料，结合先进的润滑技术，可以提高四连杆机构的工作效率和使用寿命。
3. 仿真与优化设计：利用计算机仿真和优化设计技术，可以对四连杆机构进行性能分析和改进，提高其运动平稳性和工作效果。
结论
四连杆机构作为一种常见的机械传动机构，具有简单的结构、高效的转换能力和广泛的应用领域。
通过深入研究其原理和特点，可以更好地理解其工作原理和运动规律，为其设计和应用提供理论基础和技术支持。
随着工业技术的不断发展，四连杆机构将继续在各个领域发挥重要作用，并逐步实现更高精度和更高效率的应用。