判断铰链四杆机构的类型
铰链四杆机构类型
铰链四杆机构类型
铰链式四杆机构类型
铰链式四杆机构是机械运动控制中比较常见的机构之一，可用于构造二维，三维的空间运动系统。
它是由四根节点可以移动的直线杆构成的，其中，两根杆之间是由铰链连接的，由它构成的空间运动系统可以实现四维以上的复杂运动。
常见的铰链四杆机构类型有：
一、四根杆构成的双平移铰链四杆机构：由四根杆组成，其中，两根杆是等长的，并且使其两端分别与移动平面的定位点相连，另外两根杆的长度可以不等，这样就可以构成一个双平移的铰链四杆机构。
二、梁铰链四杆机构：由四根杆构成的，其中，两根杆的长度可以不等，而两杆的中点分别与移动平面定位的点相连接，形成一个梁状的铰链四杆机构。
这种机构由于其结构简单，因此它可以用于构成一个简单的空间运动系统。
三、双曲线铰链四杆机构：由四根杆构成，其中，两根杆的长度可以不等，且两根杆中间的四个端点分别与移动平面定位的点相连，可以构成一个双曲线的铰链四杆机构，这种机构可以实现三维空间运动。
四、蝶形铰链四杆机构：由四根杆构成，其中，两根杆长度相等，且两根杆的中间的四个端点分别与移动平面定位的点相连，可以构成一个蝶形的铰链四杆机构，这种机构可以实现四维或更高维度的空间运动。
如何判断铰链四杆机构的类型
如何判断铰链四杆机构的类型教学方案设计本次课使用的外语单词类型type曲柄Crank长度Length铰链四杆机构Four bar linkage mechanism 双曲柄机构Double crank mechanism双摇杆机构Double rocker mechanism曲柄摇杆机构Crank and rocker mechanism单元教学进度步骤教学内容及能力/知识目标教师活动学生活动时间（分钟）复习回顾1）铰链四杆机构的三种基本类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构，双摇杆机构。
2）铰链四杆机构各杆件的位置。
通过提问复习铰链四杆机构的三种基本类型。
铰链四杆机构各杆件的位置。
思考、在引导文上填写，回答提问。
1’1问题导入根据图片、动画和实物模型来判别铰链四杆机构的类型。
提问：如果没有运动仿真动画，也没有实物或模型可供观察，如何判断铰链四杆机构的类型？通过提问调动学生学习兴趣。
判断汽车前窗刮雨器和剪板机中铰链四杆机构的类型。
2’2分组模拟分组将自制的铰链四杆机构装配好，合作进行运动仿真填写关于杆长和类型的表格。
组织各组进行铰链四杆机构选择不同机架时，运动类型的演示。
分成将自制的铰链四杆机构用螺栓装配好，分别以不同杆件作为机架，进行运动仿真模拟，判断铰链四杆机构的类型并做好记录。
5’杆长条件Lmin +Lmax < L′+L〞类型长度（mm）70 180 200 250杆件位置机架连架杆连杆连架杆双曲柄机构连架杆机架连架杆连杆曲柄摇杆机构连杆连架杆机架连架杆双摇杆机构连架杆连杆连架杆机架曲柄摇杆机构杆长条件Lmin+Lmax＝L′+L〞类型长度（mm）70 140 180 250杆件位置机架连架杆连杆连架杆双曲柄机构连架杆机架连架杆连杆曲柄摇杆机构连杆连架杆机架连架杆双摇杆机构连架杆连杆连架杆机架曲柄摇杆机构杆长条件Lmin+Lmax >L′+L〞类型长度（mm）70 190 270 140杆件位置机架连架杆连杆连架杆双摇杆机构连架杆机架连架杆连杆双摇杆机构连杆连架杆机架连架杆双摇杆机构连架杆连杆连架杆机架双摇杆机构师生根据各组填写的表格数据，共同进行总结推理，得出曲柄存在的条件。
铰链四杆机构类型判断的方式
铰链四杆机构类型判断的方式
铰链四杆机构是一种常见的机械结构，用于转动或平移运动。
要判断铰链四杆机构的类型，可以从几个方面进行分析：
1. 运动副的类型，铰链四杆机构通常由铰链连接的四个杆件组成，通过观察各个连接处的运动副类型，可以判断机构的类型。
例如，如果存在旋转副和铰链副，那么这个四杆机构就是旋转-转动铰链机构；如果存在滑动副和铰链副，那么这个四杆机构就是平移-转动铰链机构。
2. 杆件的排列方式，观察四个杆件的排列方式，可以帮助判断铰链四杆机构的类型。
如果四个杆件呈矩形排列，两对对角杆件平行，这是典型的平行四杆机构；如果四个杆件呈菱形排列，这是典型的菱形四杆机构。
3. 运动特性，观察铰链四杆机构的运动特性也可以帮助判断其类型。
通过对机构进行手动模拟或进行运动学分析，可以得出机构的运动规律，从而确定其类型。
综上所述，判断铰链四杆机构的类型需要结合运动副类型、杆件排列方式和运动特性进行综合分析，以得出准确的结论。
铰链四杆机构类型的判别[优质课类]
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判
课堂内容
20
三、实例分析,练习巩固 10′
教师讲解例题
45
33
20
55
分析详尽
解题完整
课堂内容
21
三、实例分析,练习巩固 10′
85
学生练习
40
45
18
75 25
35 40
设计意图
巩固所学知识，教师从练习 中获得反馈信息，了解学生 掌握情况。
课堂内容
22
三、实例分析,练习巩固 10′
推论 有曲柄存在的条件
①Lmax + Lmin ≤ L′+ L″ ②连架杆或机架中必有一杆 为最短杆
课堂内容
23
四、以实证理，理实一体 12′
动手设计制作
课堂内容
24
五、评价小结,布置作业 5′
你学了。。。
查漏补缺
你学会了。。
你体会了。。
课堂内容
25
五、评价小结,布置作业 5′
学生互评
教师评价
学生自评
指标
标准
实验完成情况 能及时正确的按要求完成实验。
8
教法设计
“兴趣是最好的老师”——爱因斯坦
图示法 实验法
课堂内容
9
教法设计
“兴趣是最好的老师”——爱因斯坦
图示法 实验法 问题引导法
课堂内容
10
教法设计
“兴趣是最好的老师”——爱因斯坦
图示法 实验法 问题引导法 练习法
课堂内容
11
学法指导
合作学习 观察分析
分组实验 实例练习
自主探究
动手制作
课堂内容
能力拓展题
提高学生用所学知识解决实际问 题的能力，培养学生的工程意识。
铰链四杆机构三种基本类型的判断流程
铰链四杆机构三种基本类型的判断流程铰链四杆机构三种基本类型的判断流程如下：
铰链四杆机构有曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构3种基本类型。
首先以最短杆的相邻杆为机架,则最短杆为曲柄,而与机架相连的另一杆为摇杆,则该机构为曲柄摇杆机构。
其次以最短杆为机架,则其相邻两杆均为曲柄,故该机构为双曲柄机构。
最后以最短杆相对杆为机架,则无曲柄存在,因此该机构为双摇杆机构。
平面四杆机构
平面四杆机构是由四个刚性构件用低副链接组成的，各个运动构件均在相互平行的平面内运动的机构。
这种机构的传动特点是主动曲柄和从动曲柄均以相同的角速度转动，而连杆做平动。
在铰链四杆机构中，如果某个转动副能够成为整转副，则它所连接的两个构件中，必有一个为最短杆，并且四个构件的长度关系满足杆长之和条件。
此时，如果取最短杆为机架，则得到双曲柄机构；若取最短杆的任何一个相连构件为机架，则得到曲柄摇杆机构；如果取最短杆对面构件为机架，则得到双摇杆机构。
对心曲柄滑块机构无急回特性。
铰链四杆机构判断公式(一)
铰链四杆机构判断公式(一)铰链四杆机构判断公式1. 简介铰链四杆机构是一种常见的运动副类型，由四个刚性杆件通过铰链连接而成。
在设计和分析铰链四杆机构时，可以采用一些公式来判断其类型和性能。
2. 机构类型判断公式Grübler-Kutzbach准则Grübler-Kutzbach准则是判断铰链四杆机构自由度的经典方法之一。
根据准则，四杆机构的自由度（F）可以通过以下公式计算：F = 3(N-1) - 2J其中，N表示铰链的总数，J表示铰链的独立组数。
根据计算结果，可以判断机构的自由度及其类型，如单自由度、双自由度等。
函数组法函数组法是另一种常用的铰链四杆机构类型判断方法。
根据函数组法，可以通过以下公式计算得到函数组数（CG）：CG = 6 - F其中，F表示机构的自由度。
通过计算函数组数，可以判断机构的类型和特征。
3. 举例解释假设有一个铰链四杆机构，其中包含了6个铰链，通过观察机构图纸我们可以分析出4个独立的铰链组。
根据Grübler-Kutzbach准则的公式，可以计算得到该机构的自由度：F = 3(6-1) - 2(4) = 9 - 8 = 1根据计算结果可以得知，这个铰链四杆机构是单自由度的。
另一种方式是利用函数组法来判断机构类型。
根据函数组法的公式：CG = 6 - 1 = 5可以得到函数组数为5，符合单自由度的机构类型。
总结铰链四杆机构判断公式是在分析和设计铰链机构时非常有用的工具。
Grübler-Kutzbach准则和函数组法是常用的公式，通过这些公式可以快速判断机构的自由度和类型。
在实际工程中，合理使用这些公式能够提高机构设计的准确性和效率。
铰链四杆机构类型判断方法探究
铰链四杆机构类型判断方法探究作者：李岐峰来源：《课程教育研究》2018年第51期【摘要】铰链四杆机构是机械基础的一个重要内容，铰链四杆机构在生产生活中应用非常广泛；能正确、迅速地判断出铰链四杆机构的类型是考查学生对于铰链四杆机构知识掌握和应用能力的重要要求。
【关键词】铰链四杆机构步骤基本类型【中图分类号】TH112.1 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）51-0218-01铰链四杆机构是指构件间以四个转动副相连的平面四杆机构，铰链四杆机构是四杆机构的基本形式，也是其他多杆机构的基础。
按照两个连架杆运动形式的不同，铰链四杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本类型。
能够判断出铰链四杆机构的基本类型是考查学生对该知识掌握程度的一种重要手段。
在多年的教学中，我发现这部分知识一直是同学们学习时的一个难点，很多同学在铰链四杆机构基本类型的判断时思路混乱、经常出错，我觉得这还是因为他们没有真正领会判断要点而造成的。
为了帮助同学们能够准确、迅速地判断出铰链四杆机构基本类型，下面我们就来探讨一下判断铰链四杆机构基本类型的方法。
要想判断出铰链四杆机构的基本类型，首先要判断铰链四杆机构中是否存在着曲柄，不存在曲柄的肯定是双摇杆机构，有曲柄的再去判断是双曲柄机构还是曲柄摇杆机构。
而判断是曲柄摇杆机构还是双曲柄机构还需要根据曲柄的位置来判断；因此曲柄的判断是一项非常重要的内容。
根据机械基础教材可以知道，判断一个铰链四杆机构是否存在着曲柄，要求该机构必须同时满足以下两个条件：（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。
也就是说只有这两个条件同时都满足了，曲柄才会存在；都不满足或者只满足其中一个条件，曲柄是不会存在的。
这样的表述没有什么问题，但是在做题时很多同学都是先判断第一个条件，如果符合了再看第二个条件；这样判断起来用的时间长而且容易混淆，因此我在教学时给同学们重新整理了判定步骤。
铰链四杆机构类型的判定
铰链四杆机构类型的判定1. 什么是铰链四杆机构？铰链四杆机构是一种常见的机械传动装置，由四个连杆通过铰链连接而成。
它主要用于将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动。
铰链四杆机构由以下几个部分组成：•固定基座：提供支撑和固定机构的作用。
•两个连接杆：连接在基座上，通过铰链与其他连杆相连。
•输入连杆：通过铰链与基座和输出连杆相连。
•输出连杆：通过铰链与输入连杆相连，完成运动转换。
2. 铰链四杆机构的分类根据铰链四杆机构的结构和特点，可以将其分为以下三种类型：（1）平面平行四杆机构平面平行四杆机构中，输入连杆和输出连杆均为平行，并且位于同一平面上。
这种机构常用于需要保持物体水平移动的场合。
汽车后轮悬挂系统中的独立悬挂就是一种典型的平面平行四杆机构。
（2）空间平行四杆机构空间平行四杆机构与平面平行四杆机构相比，多了一个维度的自由度，可以在三维空间内进行运动。
输入连杆和输出连杆仍然是平行的，但它们不再位于同一平面上。
这种机构常用于需要进行复杂直线运动的场合。
（3）球面四杆机构球面四杆机构中，输入连杆和输出连杆不再是平行的，而是相交于一个固定点。
这种机构常用于需要将旋转运动转化为其他运动形式的场合。
汽车发动机中的曲轴连杆机构就是一种典型的球面四杆机构。
3. 铰链四杆机构类型的判定方法判定铰链四杆机构的类型可以通过以下步骤进行：（1）确定基座和铰链根据实际情况确定基座和铰链的位置。
基座通常是固定不动的，而铰链则连接各个连杆以实现运动传递。
（2）绘制连杆图根据已知信息，在纸上绘制出各个连杆的位置和长度。
可以使用CAD软件或者手工绘制。
（3）确定输入连杆和输出连杆根据机构的功能需求，确定哪根连杆是输入连杆，哪根连杆是输出连杆。
输入连杆通常与动力源相连，输出连杆则负责传递运动。
（4）判断平行关系通过观察绘制的连杆图，判断输入连杆和输出连杆是否平行。
如果它们平行且位于同一平面上，则为平面平行四杆机构；如果它们平行但不在同一平面上，则为空间平行四杆机构。
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偏心曲柄滑块机构
定义：曲柄回转中心至滑块移动导路中 心线存在垂直距离e（即有偏距）。
对心曲柄滑块机构
定义：曲柄回转中心与滑块移动导路中 心线无偏距，即e=0。
机构。
铰链四杆机构的演化及其应用
曲柄滑块机构
特点：曲柄摇杆机 构中的摇杆变为滑 块。 变化方式：将转动 副变成移动副 特例：偏心曲柄滑 块机构，对心曲柄 滑块机构
铰链四杆机构的演化及其应用
偏心轮机构
特点：曲柄为偏心轮的机构。 变化方式：将转动副的半径扩大至超过曲柄长度变 成圆盘（即叫偏心轮） 应用：剪床，冲床，膜片式汽油泵
铰链四杆机构三种基本形式
双曲柄机构
特征：两个曲柄 作用：将等速回转转变
为等速或变速回转。
双曲柄机构的运动特点
当两曲柄长度不相等时，主动曲柄作等速 转动，从动曲柄随之作变速运动。
双曲柄机构中，由于没有作反复运动的构 件，故无死点。
特例：平行双曲柄机构，反向双曲柄机构
平行双曲柄机构
定义：当两曲柄长度相等且平行时，称 为平行双曲柄机构。
双摇杆机构特性
双摇杆机构也有死点位置，但在实际使 用中如果需要避免死点位置，应限制摇 杆摆动的角度。
特例：等腰梯形机构
等腰梯形机构
定义：若双摇杆机构的两摇杆长度相等， 则称其为等腰梯形机构。
应用：前轮转向机构
D
A
EE
C
B
铰链四杆机构基本类型判别
对于铰链四杆机构来说，机架和连杆总 是存在的，因此可以按曲柄的存在情况， 分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双 曲柄机构和双摇杆机构。它们的根本区 别，就在于机构内有没有曲柄存在。
特点：平行双曲柄机构的两曲柄旋转方 向相同，转动速度也相等。
应用：火车轮
反向双曲柄机构
定义：双曲柄机构对边都相等，但互相 不平行，称为反向双曲柄机构。
特点：反向双曲柄机构旋转方向相反， 且角速度也不相等。
应用：大客车车门
铰链四杆机构三种基本形式
双摇杆机构
特征：两个摇杆
应用：双摇杆 式汽车离合器 操纵机构；载 重车自卸翻斗 装置；起重机； 雨刮器
平面连杆机构
特点：能方便地实现较为复杂的平面运动；运
动惯性力难以消除，因此不适用高速的运动场
合。
基本形式：铰链四杆机构
连杆
连架杆
2
C
B
3
连架杆
1
A
4
D
机架
铰链四杆机构三种基本形式
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。
曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构特性
急回特性：当曲柄匀速转动时，摇杆来 回摆动的速度不同，即摇杆摆动过来的 速度慢，摆动回去的速度快。
在实际生产中，对于某些往复运动的机 械，如牛头刨床，往复式运输机械等常 需要利用机构急回特性来缩短空回行程 的时间，在平面连杆机构中， 若以摇杆为主动件，当摇杆 在两极限位置时，连杆与曲 柄处于同一直线，此时摇杆 经连杆所施加的力必然通过 曲柄的回转中心，使其不能 获得转矩，机构处于静止状 态，不论驱动力多大，都不 能使机构起动。
曲柄存在条件
第一判定条件：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。
若不满足第一判定条件，则没有曲柄的 存在，该机构为双摇杆机构。
曲柄存在条件
第二判定条件：取那根杆为机架
（a）以最短杆的相邻杆作机架时，为曲柄摇 杆机构。
（b）以最短杆为机架时，为双曲柄机构。 （c）以最短杆的相对杆为机架时，为双摇杆