汽车常见四杆机构

其连架杆2和4均为曲柄 C
B
A
a
D
（3）最短杆的对边（杆3）为机架 （最短杆为连杆）
C
2
r
B
3
1
o
A
4
D
两连架杆2和4都不能整周转动
故图所示为双摇杆机构。
铰链四杆机构存在曲柄的必要条件
最短杆和最长杆长度之和小于或等于其余两杆长 度之和。
满足这个条件的机构究竟有一个曲柄、两个曲柄 或没有曲柄，还需根据取何杆为机架来判断。
对心曲柄滑块机构， e=0，滑块运动线与曲柄回 转中心共线；
特点：曲柄等速回转，滑块具有急 回特性。
Ｂ
Ｂ
１
２
１
２
３ 导杆 Ａ
３
Ａ
４
Ｃ
e Ｃ
滑块
应用： 活塞式内燃机，空气压缩机，冲床等。
• 曲柄滑块机构的应用：自动送料机构
2．导杆机构
图a）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b）所 示。
D
C2
B3
C'3
图5 平行四边形机构及其不确定性
利用错列机构克服平行四 边形机构不确定性状态
机车驱动轮联动机构
机车联动机构
利用辅助曲柄消除平 行四边形机构的运动
不确定状态
平行四边形机构的应用例子 车门启闭机构
图7 车门启闭机构
惯性筛
3、双摇杆机构
两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机 构。 功能:将一种摆动转换成另一种摆动。
平面连杆机构的应用：
实例1：机车车轮联动机构 实例2：汽车刮雨器 实例3：发动机活塞连杆机构
三、铰链四杆机构
当四杆机构中的运动副都是转动副时，称为铰链 四杆机构。如图1所示。
连杆
机 机架架 1
连杆2
连
连架架 杆
3
杆
图1
4
曲柄:能做整周转动的连架杆。 摇杆：仅能在某一角度摆动的连架杆。
铰链四杆机构基本型式：
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节目录
2.1 曲柄连杆机构 2.2 转向传动机构 2.3 四杆机构的特性
2.2 汽车常见四杆机构
本篇的学习目标
1）掌握汽车机械中常用传动机构的工作 原理、特点、选用及其设计计算方法。
2）具有运用标准、规范、手册、图册等 有关技术资料的能力。
3）了解使用、维护和管理机械设备的一 些基础知识。
导入：
图14 自卸卡车翻斗机构及其运动简图
( B)
4．定块机构 图a）所示曲柄滑块机构。
3
C 4
图3 缝纫机的踏板机构
曲柄为 从动件， 机构工 作时会 出现什 么现象？
2、双曲柄机构
两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄 机构。
固定轴 D
3
A
C 2
1 大齿轮
小齿轮
图4 插床双曲柄机构
平行四边形机构
在双曲柄中常见的是平行四边形机构，但平行 四边形会出现运动的不确定。
B1
2
C1
C3
1
3
A
B2
图8所示为起重机机构.
图8 港口起重机
2
B
3
E
D 1
A4
双摇杆机构应用实例： 飞机起落架
图9 飞机起落架
2 转向传动机构
两摇杆长度相等的双摇杆机构，称为等腰梯 形机构。
汽车前轮转向机构
汽车转向机构
方向盘是怎样把运动传递给 车轮的呢？
补充：一、铰链四杆机构类型的判别
铰链四杆机构中是否存在曲柄，取决于机构各 杆的相对长度和机架的选择。
按照连架杆是曲柄还是摇杆，将铰链四杆机构 分为三种基本型式：
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
1、曲柄摇杆机构:铰链四杆机构中，若两个连架杆， 一个为曲柄，另一个为摇杆。 功能：将转动转换为摆动，或将摆动转换为转动。
图2所示为调整雷达天线俯仰角的曲柄摇杆机构。 图3所示为缝纫机的踏板机构。
图2 雷达天线俯仰角调整机构
即：l 1+ l 2 ≤l 3+ l 4
l 1+ l 3≤l 2+ l 4
当曲柄处于AB”位置时，形成三角形B”C”D。
可写出以下关系式：
l 1+ l 4≤l2+ l3
将以上三式两两相加可得：
l 1≤l 2 l 1≤l 3 l 1≤l 4
曲柄存在的必要条件：
（1） 最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两 杆长度之和。
如图10各杆长度以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’’。
图10 曲柄存在的条件分析
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
a.若L1<L2，则为转动导杆机构。 b.若L1>L2，则为摆动导杆机构。
图13 牛头刨床的摆动导杆机构
实例
回转导杆机构 （简易刨床的主运动机构）
3．摇块机构
图a）所示的为曲柄滑块
机构。
若取杆2为固定件，即可 得图c）所示的摆动滑块 机构，或称摇块机构。
摇块机构广泛应用于摆动式内燃机和液压驱动 装置内。如图16所示自卸卡车翻斗机构及其运动简 图。在该机构中，因为液压油缸3绕铰链C摆动，故 称为摇块。
➢连杆机构应用广泛,而且是组成多杆机构的基 础。
最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的，简称
四杆机构 平面
。汽车的转向
机构和刮雨器机就是由平面连杆机构组成。
1 曲柄机构
一、平面连杆传动机构 是由若干个构件用低副联接并作平面运动的
机构。
二、平面连杆传动机构特点 运动副为低副，压强小、磨损轻、寿命较
长； 表面形状简单，易于加工、成本较低。
• 为什么汽车能转向自如？ • 为什么雨天刮雨器能把汽车前窗水滴刮干净？ • 为什么汽车转弯不与地面打滑？ • 为什么卡车能自卸翻斗？ • 为什么汽车车门能开关自如？ • 这就是汽车中存在许许多多的平面连杆机构。
概述
➢连杆机构——用低副联接构件组成的机构，
又称低副机构。
➢ 连杆机构用于：转动、摆动、移动等运动形 式之间的转换。
(2) 连架杆和机架中必有一个是最短杆。
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。
（1）取最短杆相邻的构件 （杆2或杆 4）为机架时：为曲柄摇杆机构
C 2
C
B A
3
B
1
r 3
4
பைடு நூலகம்
DA
4
图11
（2）取最短杆为机架为双曲柄机构。
当最短杆和最长杆长度之和大于其余两杆长度 之和时，则不论取哪个构件为机架，都无曲柄存在， 为双摇杆机构。
二、铰链四杆机构的演化
1. 回转副转化成移动副
曲柄摇杆机构回转副D→移动副 曲柄滑块机构
演化：
图12 曲柄滑块机构的演化
铰链四杆机构的演化：曲柄滑块机构类型
偏置曲柄滑块机构，e≠0，滑块运动线与曲柄回转 中心不共线；