机械基础(第四版)课件第三章 机 构
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（1）若最短杆为连架杆，则机构为曲柄摇杆机构。 （2）若最短杆为机架，则机构为双曲柄机构。 （3）若最短杆为连杆，则机构为双摇杆机构。 2.当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，
则不论取何杆为机架，机构均为双摇杆机构。
二、急回特性
急回特性 当曲柄作等速转动时，摇杆空回行程的平均
速度大于工作行程的平均速度，这种性质称为机构的急回
§3—1 铰链四杆机构的组成与分类 §3—2 铰链四杆机构的基本性质 §3—3 铰链四杆机构的演化 §3—4 凸轮机构的应用和分类 §3—5 凸轮机构的运动规律 实操训练
§3—1 铰链四杆机构的组成与分类
铰链四杆机构及其衍生机构在日常生活中极 其常见。
公共汽车车门
汽车前窗刮雨器
一、铰链四杆机构的组成
扳动手柄1，可以使活塞 杆（杆3）在唧筒（杆4） 内上下移动，从而完成抽 水的动作 。
§3—4 凸轮机构的应用和分类
内燃机配气机构
自动车床刀架进给机构
一、凸轮机构的组成及特点
凸轮机构由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。
凸轮机构的基本组成
凸轮机构的特点如下： （1）结构简单，只需改变凸轮的外廓形状，就可以
铰链四杆机构是平面连杆机构的一种形式，它由 四个杆件通过铰链互相连接而构成。
铰链四杆机构
二、铰链四杆机构的基本类型
铰链四杆机构一般分为三种类型：曲柄摇杆机构、 双曲柄机构和双摇杆机构。
1.曲柄摇杆机构及其应用
两连架杆中一个为曲柄另一个为摇杆的铰链四杆机 构，称为曲柄摇杆机构。
图示
剪 板 机
雷达 天线 俯仰 角摆 动机 构
2.双曲柄机构及其应用
两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构，称为双曲柄机构。
图示
惯性筛（不等长双曲柄机构）
双曲柄机构应用实例 简图
机构运动分析
主动曲柄AB 作匀速转动， 从动曲柄CD 作变速转动， 通过构件CE 使筛子产生变 速直线运动，筛子内的物 料因惯性而来回抖动
车门开闭机构（反向双曲柄 机构）
改变推杆的运动规律，容易实现复杂运动的要求，应用 比较广泛。
（2）凸轮外廓与推杆是点接触或线接触，容易磨损， 多用在传递动力不大的场合。
（3）可以高速起动，动作准确可靠。
二、凸轮机构的分类
凸轮机构的类型很多，通常按凸轮和从动件的几何形状 及运动类型分类。
1.按凸轮形状分类 按照凸轮的形状分为三种：盘形凸轮、圆柱凸轮和移动 凸轮。
汽 车 来自百度文库 刷 器
曲柄摇杆机构应用举例
简图
机构运动分析
曲柄AB 为主动件且匀速转动， 通过连杆BC 带动摇杆CD 往复 摆动，摇杆延伸端实现剪板机 上刃口的开合剪切动作
曲柄1转动，通过连杆2，使固 定在摇杆3上的天线作一定角 度的摆动，以调整天线的俯仰 角
主动曲柄AB 回转，从动摇杆 CD 往复摆动，利用摇杆的延 长部分实现刮水动作
特性。急回特性用急回特性系数K表示：
K= 从动件空回行程平均速 度
从动件工作行程平均速 度
=
v2 v1
=
t1 t2
180
= 180
θ=1800 K 1 K 1
当θ=0，K=1时，机构无急回特性；
三、死点位置
当从动件上的传动角等于零时，驱动力对从动件的 有效回转力矩为零，这个位置称为机构的死点位置，也 就是机构中从动件与连杆共线的位置称为机构的死点位 置。发生死点的条件是机构中往复运动构件主动，曲柄 从动；发生死点的位置为连杆与曲柄的平面连杆机构共 线位置。
死点位置对于传动机构的运动是有害的，但对于夹 紧等是有益的。
夹紧装置
飞机起落架机构
§3—3 铰链四杆机构的演化
一、曲柄滑块机构
曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。当扩 大转动副，使转动副变成移动副时，就变成了曲柄滑 块机构。
曲柄滑块机构
双摇杆机构应用实例 应用实例
机构简图
内燃机气缸（曲柄滑块机构）
凸轮形状
盘形凸轮 圆柱凸轮 移动凸轮
按凸轮的几何形状分类
图例
运动特点
是一种外缘或凹槽具有变化半 径的盘形构件，是凸轮的基本 形式，通过凸轮的转动，推动 从动件作往复直线运动
是一种在圆柱面上开有曲线凹 槽或在圆柱端面上制出曲线轮 廓的构件。
凸轮外形呈平板状，并作往复 直线运动，从而推动从动件作 往复运动
两曲柄的转向相反，角速度 也不相同。牵动主动曲柄AB 的延伸端E，能使两扇车门同 时开启或关闭
3.双摇杆机构及其应用
两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。 在双摇杆机构中，两摇杆可以分别为主动件。
双摇杆机构
双摇杆机构应用实例 图示
简图
汽车前轮
飞机起落架
机构运动分析
汽车前轮转向机构中，两摇杆的 长度相等，称为等腰梯形机构。 当汽车直线行驶时，机构保持为 等腰梯形；当汽车转弯时，两摇 杆摆过不同的角度，使两前轮同 时转动
2.按从动件端部结构形式和运动形式分类
根据从动件的端部结构形式，凸轮机构分为：尖顶、 滚子、平底三种类型。每种类型中从动件的运动形式又 分为移动和摆动两种。
从动件形式
尖顶
轮子
凸轮机构从动件的基本类型及特点
运动形式
运动形式 运动形式
机构中有无曲柄、有几个曲柄是铰链四杆机构的重要特 征。铰链四杆机构中是否有曲柄存在，取决于各构件的长 度之间的关系。曲柄存在的条件为：
（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。
（2）最短杆为机架或连架杆。
根据曲柄存在的条件，可得出铰链四杆机构基本类
型的判别，方法如下：
1.当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度 之和时：
飞机着陆前，着陆轮须从机翼（机 架）中推放至图中位置，AB与BC 共线。飞机起飞后，为了减小飞行 中的空气阻力，又须将着陆轮收回 机翼中。上述动作由主动摇杆AB通 过连杆BC驱动从动摇杆CD带动着 陆轮实现
§3—2 铰链四杆机构的基本性质
一、曲柄存在的条件和铰链四杆机构基本类型 的判别
1.曲柄存在的条件
冲压机（曲柄滑块机构）
运动分析
活塞（即滑块）的往复直线运动 通过连杆转换成曲轴（即曲柄） 的旋转运动
曲轴（即曲柄）的旋转运动转换成 冲压头（即滑块）的上下往复直线 运动，完成对工件的压力加工
二、偏心轮机构
颚式破碎机
三、导杆机构
导杆机构
导杆机构的应用 应用实例
机构简图
运动分析
主动件AB 作等速回转， 从动件导杆BC 作往复 摆动，带动滑枕作往复 直线运动
则不论取何杆为机架，机构均为双摇杆机构。
二、急回特性
急回特性 当曲柄作等速转动时，摇杆空回行程的平均
速度大于工作行程的平均速度，这种性质称为机构的急回
§3—1 铰链四杆机构的组成与分类 §3—2 铰链四杆机构的基本性质 §3—3 铰链四杆机构的演化 §3—4 凸轮机构的应用和分类 §3—5 凸轮机构的运动规律 实操训练
§3—1 铰链四杆机构的组成与分类
铰链四杆机构及其衍生机构在日常生活中极 其常见。
公共汽车车门
汽车前窗刮雨器
一、铰链四杆机构的组成
扳动手柄1，可以使活塞 杆（杆3）在唧筒（杆4） 内上下移动，从而完成抽 水的动作 。
§3—4 凸轮机构的应用和分类
内燃机配气机构
自动车床刀架进给机构
一、凸轮机构的组成及特点
凸轮机构由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。
凸轮机构的基本组成
凸轮机构的特点如下： （1）结构简单，只需改变凸轮的外廓形状，就可以
铰链四杆机构是平面连杆机构的一种形式，它由 四个杆件通过铰链互相连接而构成。
铰链四杆机构
二、铰链四杆机构的基本类型
铰链四杆机构一般分为三种类型：曲柄摇杆机构、 双曲柄机构和双摇杆机构。
1.曲柄摇杆机构及其应用
两连架杆中一个为曲柄另一个为摇杆的铰链四杆机 构，称为曲柄摇杆机构。
图示
剪 板 机
雷达 天线 俯仰 角摆 动机 构
2.双曲柄机构及其应用
两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构，称为双曲柄机构。
图示
惯性筛（不等长双曲柄机构）
双曲柄机构应用实例 简图
机构运动分析
主动曲柄AB 作匀速转动， 从动曲柄CD 作变速转动， 通过构件CE 使筛子产生变 速直线运动，筛子内的物 料因惯性而来回抖动
车门开闭机构（反向双曲柄 机构）
改变推杆的运动规律，容易实现复杂运动的要求，应用 比较广泛。
（2）凸轮外廓与推杆是点接触或线接触，容易磨损， 多用在传递动力不大的场合。
（3）可以高速起动，动作准确可靠。
二、凸轮机构的分类
凸轮机构的类型很多，通常按凸轮和从动件的几何形状 及运动类型分类。
1.按凸轮形状分类 按照凸轮的形状分为三种：盘形凸轮、圆柱凸轮和移动 凸轮。
汽 车 来自百度文库 刷 器
曲柄摇杆机构应用举例
简图
机构运动分析
曲柄AB 为主动件且匀速转动， 通过连杆BC 带动摇杆CD 往复 摆动，摇杆延伸端实现剪板机 上刃口的开合剪切动作
曲柄1转动，通过连杆2，使固 定在摇杆3上的天线作一定角 度的摆动，以调整天线的俯仰 角
主动曲柄AB 回转，从动摇杆 CD 往复摆动，利用摇杆的延 长部分实现刮水动作
特性。急回特性用急回特性系数K表示：
K= 从动件空回行程平均速 度
从动件工作行程平均速 度
=
v2 v1
=
t1 t2
180
= 180
θ=1800 K 1 K 1
当θ=0，K=1时，机构无急回特性；
三、死点位置
当从动件上的传动角等于零时，驱动力对从动件的 有效回转力矩为零，这个位置称为机构的死点位置，也 就是机构中从动件与连杆共线的位置称为机构的死点位 置。发生死点的条件是机构中往复运动构件主动，曲柄 从动；发生死点的位置为连杆与曲柄的平面连杆机构共 线位置。
死点位置对于传动机构的运动是有害的，但对于夹 紧等是有益的。
夹紧装置
飞机起落架机构
§3—3 铰链四杆机构的演化
一、曲柄滑块机构
曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。当扩 大转动副，使转动副变成移动副时，就变成了曲柄滑 块机构。
曲柄滑块机构
双摇杆机构应用实例 应用实例
机构简图
内燃机气缸（曲柄滑块机构）
凸轮形状
盘形凸轮 圆柱凸轮 移动凸轮
按凸轮的几何形状分类
图例
运动特点
是一种外缘或凹槽具有变化半 径的盘形构件，是凸轮的基本 形式，通过凸轮的转动，推动 从动件作往复直线运动
是一种在圆柱面上开有曲线凹 槽或在圆柱端面上制出曲线轮 廓的构件。
凸轮外形呈平板状，并作往复 直线运动，从而推动从动件作 往复运动
两曲柄的转向相反，角速度 也不相同。牵动主动曲柄AB 的延伸端E，能使两扇车门同 时开启或关闭
3.双摇杆机构及其应用
两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。 在双摇杆机构中，两摇杆可以分别为主动件。
双摇杆机构
双摇杆机构应用实例 图示
简图
汽车前轮
飞机起落架
机构运动分析
汽车前轮转向机构中，两摇杆的 长度相等，称为等腰梯形机构。 当汽车直线行驶时，机构保持为 等腰梯形；当汽车转弯时，两摇 杆摆过不同的角度，使两前轮同 时转动
2.按从动件端部结构形式和运动形式分类
根据从动件的端部结构形式，凸轮机构分为：尖顶、 滚子、平底三种类型。每种类型中从动件的运动形式又 分为移动和摆动两种。
从动件形式
尖顶
轮子
凸轮机构从动件的基本类型及特点
运动形式
运动形式 运动形式
机构中有无曲柄、有几个曲柄是铰链四杆机构的重要特 征。铰链四杆机构中是否有曲柄存在，取决于各构件的长 度之间的关系。曲柄存在的条件为：
（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。
（2）最短杆为机架或连架杆。
根据曲柄存在的条件，可得出铰链四杆机构基本类
型的判别，方法如下：
1.当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度 之和时：
飞机着陆前，着陆轮须从机翼（机 架）中推放至图中位置，AB与BC 共线。飞机起飞后，为了减小飞行 中的空气阻力，又须将着陆轮收回 机翼中。上述动作由主动摇杆AB通 过连杆BC驱动从动摇杆CD带动着 陆轮实现
§3—2 铰链四杆机构的基本性质
一、曲柄存在的条件和铰链四杆机构基本类型 的判别
1.曲柄存在的条件
冲压机（曲柄滑块机构）
运动分析
活塞（即滑块）的往复直线运动 通过连杆转换成曲轴（即曲柄） 的旋转运动
曲轴（即曲柄）的旋转运动转换成 冲压头（即滑块）的上下往复直线 运动，完成对工件的压力加工
二、偏心轮机构
颚式破碎机
三、导杆机构
导杆机构
导杆机构的应用 应用实例
机构简图
运动分析
主动件AB 作等速回转， 从动件导杆BC 作往复 摆动，带动滑枕作往复 直线运动