铰链四杆机构的应用实例
铰链四杆机构的演化及应用教学设计
铰链四杆机构的演化及应用教学设计铰链四杆机构的演化及应用教学设计作为一名教学工作者，通常会被要求编写教学设计，教学设计是一个系统化规划教学系统的过程。
那么优秀的教学设计是什么样的呢？以下是小编精心整理的铰链四杆机构的演化及应用教学设计，希望对大家有所帮助。
《平面连杆机构》是中等职业学校《机械基础》中的重要内容，《铰链四杆机构的演化及应用》是该章中的重点和难点。
铰链四杆机构是平面连杆机构中最为典型的机构，它可以演化为“曲柄滑块机构、导杆机构”，多年教学发现，学生的基础不同，虽然在学习“铰链四杆机构的演化过程及应用”知识时表现出的困难程度有差别，但由于缺乏直观经验，学生在学习过程中均会存在一定的难度！笔者针对现在所任教的单招学生教学对象，设计了一堂课堂教学并进行了实施，本文对教学中的成功与不足等方面进行教学反思，以在今后教学中有所借鉴，提高教学效果！教情、学情分析：任教学生为“单招班”学生，他们的文化基础与学习态度较不是太好。
本节课是一堂复习课，在第一轮新课教学中主要采取传统教学方法，因学生对“机构的应用”缺少感性认识，理解时表现出一定的难度。
本节课运用“多媒体”教学手段（更加直观）、采用“课堂自主—研究学习”的教学方法，力图使学生对本节内容的理解更加深入，掌握更加透彻！“教学目的”的制定：1、掌握铰链四杆机构的演化过程及演化机构的结构组成及运动原理（认知目标）；2、培养学生的观察能力、概括能力和自学能力，使他们能在实习或生产中解决相关的技术问题（能力目标）；3、激发学生学习兴趣，增进师生互动、交流、达到“教学相长”的效果，进行热爱专业的思想教育，培养学生理论联系实际地学习（情感目标）。
教学方法及手段的选择：本节课采取课堂自主——研究的教学方法，课前让学生先进行自学，课堂上教师对总的教学目标进行细化，在讲解每个知识点时，采用“引导教学法”代替传统的“填鸭式”，先示出引导问题，让每个学生通过思考解决问题，层层递进，逐个解决问题，然后教师对学生的思维进行总结、训练和拓展；为弥补学生想像能力的欠缺、增强学生学习的直观性，对铰链四杆机构的演化过程可采用flash软件制作课件，对演化机构的应用（结构组成和运动原理）可从Internet上搜索多种教学素材（录像、实物等），提高教学效果！教学过程如下：一、思维引入：1．铰链四杆机构三种基本类型及判断方式？2．急回特性判定及其应用意义？3．曲柄摇杆机构死点产生条件、位置、克服方法、应用？4．列举实际生产生活中三种典型铰链四杆机构的应用实例？还存在哪些其他形式的四杆机构？二、思维启发演绎：（一）曲柄滑块机构演化通过演示，让学生观察，分析曲柄滑块机构是曲柄摇杆机构的演化形式。
铰链四杆机构的类型及应用
铰链四杆机构的类型及应用
铰链四杆机构的类型
由转动副联接四个构件而形成的机构，称为铰链四杆机构，奴图所示。
图中固定不动的构件AD是机架；与机架相连的构件AB、CD称
为连架杆；不与机架直接相连的构件BC称为连杆。
连架杆中，能作整周回转的称为曲柄，只能作往复摆动的称为摇杆。
根据两连架杆中曲柄(或摇杆)的数目，铰链四杆机构可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
一、曲柄摇杆机构
两连架杆中一为曲柄、一为摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。
曲柄摇杆机构的作用是将曲柄的回转运动转换成摇杆的往复摆动。
如图所示的雷达、汽车前窗刮雨器与搅拌机均为曲柄摇杆机构的应用。
雷达
缝纫机
二、双曲柄机构
两连架杆均为曲柄的四杆机构称为双曲柄机构。
如图所示的惯性筛即为双曲柄机构的应用。
双曲柄机构中，当两曲柄长度相等，连杆与机架的长度也相等时，称为平行双曲柄机构（平行四边形机构）。
如图所示的机车车轮联动机构，就是平行双曲柄机构的具体应用。
它能保证被联动的各轮与主动轮作相同的运动。
机车车轮联动机构
此外，还有反平行四边形机构。
如公共汽车车门启闭机构。
当主动曲柄AB转动时，通过连杆BC使从动曲柄CD朝相反方向转动，从而保证两扇车门同时开启和关闭。
公共汽车车门启闭机构
三、双摇杆机构
两连架杆均为摇杆的四杆机构称为双摇杆机构。
如图所示的起重机、飞机起落架即为双摇杆机构的应用。
举例说明铰链四杆机构的应用
举例说明铰链四杆机构的应用
铰链四杆机构是一种常见的机械结构，它由四个连杆和若干个铰链连接而成。
这种结构常用于机械设备和工业机器人等领域，下面以几个具体的例子来说明其应用。
1. 汽车车门
汽车车门通常采用铰链四杆机构来实现打开和关闭。
在车门的上、下、前、后四个角落分别安装一个铰链四杆机构，通过机构的运动，车门可以实现向内、向外打开和关闭的功能。
2. 工业机器人
工业机器人通常需要进行各种精细的运动控制，铰链四杆机构在这方面具有较高的精度和可靠性。
例如，在焊接机器人中，铰链四杆机构可以实现焊枪的精准控制，从而保证焊接的质量和效率。
3. 飞机起落架
飞机起落架也是一个重要的应用领域。
由于飞行过程中需要经历各种复杂的环境和振动，所以起落架的设计需要考虑到安全、结构合理和可靠性等因素。
铰链四
杆机构的结构简单，重量轻，可以满足这些要求。
总之，铰链四杆机构是一种结构简单、可靠性较高的机械结构，广泛应用于各种机械设备和工业机器人中。
机械原理典型例题(第四章连杆机构)10-12
2011.10
例1：铰链四杆机构，LBC=500，LCD=350， ：铰链四杆机构， ， ， LAD=300，AD为机架。问： 为机架。 ， 为机架 为曲柄， （1）若为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求LAB的最 ）若为曲柄摇杆机构， 为曲柄 的最小值；（ ；（3） 大值；（ ；（2）若为双曲柄机构， 大值；（ ）若为双曲柄机构，求LAB的最小值；（ ） 若为双摇杆机构， 的取值范围。 若为双摇杆机构，求LAB的取值范围。 (1)曲柄摇杆机构： 曲柄摇杆机构： 曲柄摇杆机构 AB为曲柄，LAB=Lmin 为曲柄， 为曲柄 满足杆长条件L 满足杆长条件 AB+LBC≦LCD+LAD (2)双曲柄机构： 双曲柄机构： 双曲柄机构 AD杆为最短，LAD=Lmin ， 杆为最短， 杆为最短 满足杆长条件 ①Lmax=LBC， LAB<LBC， LAD+LBC≦LAB+LCD ②Lmax=LAB，LAB>LBC LAD+LAB≦LBC+LCD
1.选择题 选择题: 选择题
(6)对于 型曲柄摇杆机构，摇杆慢行程摆动方向与曲柄转向 A 对于I型曲柄摇杆机构 摇杆慢行程摆动方向与曲柄转向_____。 对于 型曲柄摇杆机构， 。 A. 相同 B.相反 相反 (7)对于 型曲柄摇杆机构，最小传动角出现在曲柄与机架 B 对于II 对于 型曲柄摇杆机构，最小传动角出现在曲柄与机架______ 共线位置。 共线位置。 A. 重叠 B. 拉直 (8)曲柄摇杆机构 曲柄摇杆机构________存在急回特性。 存在急回特性。 曲柄摇杆机构 存在急回特性 B A . 一定 B. 不一定 C. 一定不 (9)平面四杆机构所含移动副的个数最多为 B 平面四杆机构所含移动副的个数最多为________。 平面四杆机构所含移动副的个数最多为 。 A. 一个 B. 两个
铰链四杆机构的应用实例
四杆机构演化定义
扩大转动副： 使转动副变为移动副。
• 从图中可以看出曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的摇杆长 度来决定的。
• 曲柄滑块机构可以分为两类：1偏置曲柄滑块机构，摇杆 长度大于e>0 如图所示
• 图示的滑块中心移动轨迹不通过曲柄中心时，存在急回特 性，滑块行程不是曲柄长度的两倍。
• 对心曲柄滑块机构 。摇杆长度大于e=0 如图所示
3 2
4 1
双曲柄机构的应用
惯性筛机构
C
23
B 1
4D A
6E
平行四边形机构实例1
天平
B
C
A
D
升降平台
火车轮
平行四边形机构实例2
C B
A
D
播种机料斗机构
反相平行四杆机构应用
车门开闭机构
双摇杆机构的应用
C
E
B
D
Q A
鹤式起重机
双摇杆机构特例：等腰梯形机构
A
D
E
B
C
汽车转向机构
曲柄滑块机构是有曲柄摇杆机构演化得来的 下图为曲柄滑块机构的示意图
曲柄摇杆机构在生产中应用很广泛，图示为一些应用实例。 图示的设备都是以曲柄为主动件，摇杆为从动件组成的机构。
曲柄摇杆机构应用
C
2
3
B1
4
D
A
雷达天线的俯仰机构
汽车刮雨器是一 个曲柄摇杆机构， 构件1（曲柄）做 等速转动通过连 杆2带动连架杆3 （摇杆）实现刮 雨效果。
3 1
2
汽车刮雨器
缝纫机踏板机构是以踏板（摇杆）为主动件的曲柄摇杆 机构，有死点位置
铰链四杆机构的应用
平面连杆机构的组成
铰链四杆机构的三种基本形式
铰链四杆机构的三种基本形式
铰链四杆机构可按有无曲柄、摇杆，分为以下三种基本型式。
1、曲柄摇杆机构
定义：在铰链四杆机构中，若两连架杆之一为曲柄，另一个是摇杆，此机构称为曲柄摇杆机构。
应用：在曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件时，可将曲柄的连续回转运动转换成摇杆的往复摆动。
如雷达天线俯仰角调整机构。
当摇杆为主动件时，可将摇杆的往复摆动转换成曲柄的连续回转运动，如缝纫机踏板机构。
2、双曲柄机构
定义：铰链四杆机构中，若两连架杆均为曲柄时，此机构称为双曲柄机构。
在双曲机构中，如果两曲柄的长度不相等，主动曲柄等速回转一周，从动曲柄变速回转一周，如惯性筛。
如果两曲柄的长度相等，且连杆与机架的长度也相等，称为平行双曲柄机构。
这种机构运动的特点是两曲柄的角速度始终保持相等，在机器中应用也很广泛，如机车车轮联动机构。
3、双摇杆机构
定义：铰链四杆机构中，若两连架杆均为摇杆时，此机构称为双摇杆机构。
在双摇杆机构中，两摇杆可分别为主动件，当主动摇杆摆动时，通过连杆带动从动摇杆作摆动运动。
如码头起重机中的双摇杆机构，当CD摇杆摆动时，连杆BC上悬挂重物的点M近似水平直线移动。
判定方法：杆长之和条件: 最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆长度之和。
满足杆长之和条件: ①最短杆为机架-----双曲柄机构; ②最短杆的相邻杆为机架----曲柄摇杆机构; ③最短杆的相对杆为机架-----双摇杆机构。
不满足杆长之和条件：无论以哪个杆作机架,均为双摇杆机构。
第二章_铰链四杆机构
A、曲柄摇杆机构
C、双摇杆机构
B、双曲柄机构
D、双曲柄机构或双摇杆机构
3．在铰链四杆机构中，（ C ）有无存在是机构基本形式的根本区别
A
机架
B
连杆
C
曲柄
4、若将曲柄摇杆机构中最短杆的对面杆改为机架，则得到（ B ） A 双曲柄机构 B 2-1 曲柄摇杆机构的基本性质
急回特性
飞机起落架
飞机起落架
汽车自卸翻斗装置
判断下图铰链四杆机构类型
小结
1、铰链四杆机构的组成
机架 连杆 连架杆 曲柄 摇杆
2、铰链四杆机构的分类
（按连架杆运动形式不同分）
曲柄摇杆机构
仰俯式雷达搜索机构 搅拌机 不等长双曲柄机构 惯性筛 火车轮 汽车车门启闭系统
双曲柄机构
平行双曲柄机构 反向双曲柄机构
本 节 重 点 之 二
A
1.当a+d≤c+b时： a为最短杆；d为最长杆
B
b d
b
C
c
D
a
与最短杆相邻的杆AD为机架，此时为： 曲柄摇杆机构
C
最短杆AB为机架，此时为 ： 双曲柄机构
B
a
A
c d
D
B
b d
C
a
A
c
D
与最短杆相对的杆CD为机架，此时为： 双摇杆机构
2.当a+d>c+b时：a为最短杆；d为最长杆
全部用转动副相 连的平面四杆机构。 它是平面四杆机构的 基本型式之一，其它 型式的四杆机构可看 作是在它的基础上通 过演化而成的。
2
B
3
A
1
O1
4
O2
铰链四杆机构
3. 机构类型： 低副机构
运动副
构件之间直接接触且 产生一定旳相对运动旳联接。
两个构件构成旳运动
副一般有三种形式联接起来， 即点接触、线接触和面接触。
转动副
低副
运
移动副
动
副
齿轮副
高副
凸轮副
常见运动副
转动副
移动副
凸轮副
齿轮副
螺旋副
4. 铰链四杆机构旳功能
（1）能实现复杂旳平面运动 （2）动力传递、变化运动旳形式
111 11
CC 3334
22 B
自卸卡车举升机构
(3)选不同旳构件为机架
B
1
2 3
B
1
2 3
A
4C
曲柄滑块机构
A
4C
摇块机构
B
1
2 3
A
4C
导杆机构
A1 B
42
C3
A
44A
1 B
2
3C
直动滑杆机构 手摇唧筒 这种经过选择不同构件作为机架以取得不同机构旳措施称为： ----机构旳倒置
例：选择双滑块机构中旳不同构件
B
飞机起落架
F
工件 A
B B2 C 2C γ=0
11
33
A
4 T
钻孔夹具
P P DD
2.平面四杆机构旳演化型式 (1) 变化构件旳形状和运动尺寸
曲柄摇杆机构 对心曲柄滑块机构
曲柄滑块机构
偏心曲柄滑块机构
s
φ
s=l sin φ
双滑块机构
正弦机构
(2)变化运动副旳尺寸
(3)选不同旳构件为机架
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
缝纫机踏板机构是以踏板（摇杆）为主动件的曲柄摇杆 机构，有死点位置
3 2 1 4
双曲柄机构的应用
6 C 2 3 B 4 D 1 A
E
惯 性 筛 机 构
平行四边形机构实例1
天平
B
C
火车轮 升降平台
D
A
平行四边形机构实例2
B
C
A
D
播种机料斗机构
反相平行四杆机构应用
车门开闭机构
双摇杆机构的应用
• 图示的滑块中心移动轨迹不通过曲柄中心时，存在急回特 性，滑块行程不是曲柄长度的两倍。 • 对心曲柄滑块机构 。摇杆长度大于e=0 如图所示
偏心轮机构
• 在曲柄滑块机构（曲柄摇杆机 构）中，若曲柄很短，可将转 动副B的尺寸扩大到超过曲柄长 度，则曲柄AB就演化成几何中 心B不与转动中心A重合的圆盘， 该圆盘称为偏心轮，含有偏心 轮的机构称为偏心轮机构。
C E
B
D
Q
A
鹤式起重机
双摇杆机构特例：等腰梯形机构
A
E B C
D
汽车转向机构
曲柄滑块机构是有曲柄摇杆机构演化得来的 下图为曲柄滑块机构的示意图
四杆机构演化定义
扩大转动副： 使转动副变为移动副。
• 从图中可以看出曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的摇杆长 度来决定的。 • 曲柄滑块机构可以分为两类：1偏置曲柄滑块机构，摇杆 长度大于e>0 如图所示
转ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ导杆机
应用
摆动导杆机构
• 2 摆动导杆机构就是固定了连杆为机架，滑块与曲柄直接 相连 。 如图所示：
应用：牛头刨床
移动导杆机构
• 移动导杆机构就是以滑块为固 定机架，演化来的。如图所示
应用：压力水井
曲柄摇块机构
• 曲柄摇块机构就是以连杆为固 定机架，滑块不曲柄直接相连。 如图所示
应用
铰链四杆机构的应用
高鹏 讲
平面连杆机构的组成
平面连杆机构：各构件是用销轴、滑道等方式连接起来 的，各构件间的相对运动均在同一平面内或互相平行的 平面内。最简单的平面连杆机构是由四个杆件组成的， 简称平面四杆机构。由四个构件通过转动铰链联结而成 的机构，称为铰链四杆机构。
曲柄摇杆机构的应用实例
1.曲柄滑块机构在内燃机中的应用
• 自卸汽车的卸料机构
曲柄摇杆机构在生产中应用很广泛，图示为一些应用实例。 图示的设备都是以曲柄为主动件，摇杆为从动件组成的机构。
曲柄摇杆机构应用
C 2 B 1 A 4 3 D
雷达天线的俯仰机构
汽车刮雨器是一 个曲柄摇杆机构， 构件1（曲柄）做 等速转动通过连 杆2带动连架杆3 （摇杆）实现刮 雨效果。
3 1 2
汽车刮雨器