铰链四杆机构类型
铰链四杆机构的基本类型
铰链四杆机构的基本类型
一、铰链四杆机构的基本类型
1、双铰链四杆机构
双铰链四杆机构是由四杆，两个铰铁，两个链轮或内和外球头节组成的机构，它具有结构简单，刚度大，调整方便等特点。
它能够在四杆围绕固定轴线上进行旋转，实现多自由度的旋转，同时它也可以作为偏转角度机构。
2、四轴铰链机构
四轴铰链机构也称为双弧四杆机构，它由杆，通用四轴两个铰铁，两个链轮或内和外球头节组成，它能够在四杆围绕同一轴线作出连续旋转，实现更多的自由度，还可以作为斜移角度机构。
3、铰链对称四杆机构
铰链对称四杆机构也称为对称四杆机构，它由小球头，四杆，两个铰铁，两个链轮或内外球头节组成，它能够在四杆围绕同一轴线作出连续旋转，实现更多的自由度，还可以作为斜移角机构。
4、相向四杆机构
相向四杆机构由四杆，两个单向装置（由铰铁链轮组成），两个链轮或内外球头节组成，它可以在四杆围绕同一轴线作出连续旋转，实现更多的自由度，同时它还可以作为斜移角度机构。
5、转动铰链四杆机构
转动铰链四杆机构由四杆，两个铰铁，两个链轮或内外球头节组成，它可以在四杆围绕不同的轴线作出连续旋转，实现更多的自由度，
还可以作为偏转角度机构。
二、铰链四杆机构的应用
1、铰链四杆机构可以用于单点拖动，它可以实现空间任意方向的连续运动，并可以解决物体受力方向不用的问题，是常用的拖动机构。
2、铰链四杆机构可以用于连续回转，它可以实现任意方向的回转，并且速度可以进行精确的控制，可以实现复杂的运动。
3、铰链四杆机构可以用于调整机构，它可以实现任意角度的偏转，可以调整物体在任意空间位置的偏转，是可以调整机构的常用机构。
铰链四杆机构的分类
铰链四杆机构的分类
铰链四杆机构是一种机械结构，由三个链接杆和一个固定铰链组成。
根据其构造和运动学特点，铰链四杆机构可以分为三种类型：平行四杆机构、转动四杆机构和倒置四杆机构。
平行四杆机构是指四个链接杆在同一平面内排列，且相邻两个杆互相平行，通常用于工业机器人和精密机床等高精度机械装置中。
转动四杆机构是指四个链接杆的两端在同一平面内，但相邻两个杆不平行，通常被用于汽车悬挂系统和飞机起落架等复杂系统中。
倒置四杆机构是指四个链接杆的两端不在同一平面内，其中一个链接杆垂直于其他三个链接杆，通常被用于夹持装置和自动化生产线等应用中。
铰链四杆机构在工程应用中具有广泛的应用，可以实现复杂的运动轨迹，具有较高的精度和可靠性。
对于不同的应用场合，选择不同类型的铰链四杆机构可以更好地满足机械系统的设计需求。
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铰链四杆机构
转动导杆机构
应用——小型牛头刨床
小型牛头刨床
机械设计基础——平面连杆机构
2）摆动导杆机构：导杆做定轴摆动的导杆机构。
应用——牛头刨床刨刀切削机构
机械设计基础——平面连杆机构
3）曲柄摇块机构：一连架杆为曲柄，另一连架 杆为块状，且只能作定轴往复摆动的机构。
曲柄摇块机构
应用——自卸汽车卸料机构
自卸汽车
机械设计基础——平面连杆机构
4）移动导杆机构(定块机构）:以曲柄滑块机构中 的滑块作为机架，原机架在固定滑块中移动的机构。
移动导杆机构
应用：手动抽水机
手动压水机
机械设计基础——平面连杆机构
小结：导杆机构的演化
曲 柄 滑 块 机 构
转
曲
移
动
柄
动
导
摇
导
杆
块
杆
机
机
机
构
构
构
摆 动 导 杆 机 构
2.双摇杆机构 两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构。
应用——鹤式起重机、飞机起落架等
机械设计基础——平面连杆机构
3.1.2铰链四杆机构基本类型的判别 1.铰链四杆机构曲柄存在的条件
1）连架杆与机架中必有一个最短杆 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。
机械设计基础——平面连杆机构
铰链四杆机构，如果存在曲柄，那么取不同 的杆件为机架，得到不同的机构。
1）连架杆为最短杆——曲柄摇杆机构 2）机架为最短杆——双曲柄机构 3）连杆为最短杆——双摇杆机构
机械设计基础——平面连杆机构
3.1.3 铰链四杆机构的演化
曲柄摇杆机构
曲柄曲线滑块机构
偏置曲柄滑块机构
铰链四杆机构的基本类型
双摇杆机构
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铰链四杆机构的应
曲柄摇杆机两连架杆。
连杆
连架杆 曲柄
连架杆 摇杆
机架
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三、铰链四杆机构的基本类型
根据两连架杆的是曲柄还是摇杆， 将铰链四杆机构分为：
❖ 曲柄摇杆机构 ❖ 双曲柄机构 ❖ 双摇杆机构
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曲柄摇杆机构
主动曲柄等速转动,从动摇 杆变速摆动。
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双曲柄机构
主动曲柄等速回转, 从动曲 柄变速回转。
特殊的双曲柄机构： 正平行四边形 反平行四边形
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平行四边形机构
正平行四边形
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反平行四边形
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双摇杆机构
主、从动摇杆等速摆动。
鹤式起重机
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双摇杆机构
飞机起落架
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铰链四杆机构的应用
曲柄摇杆机构
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铰链四杆机构的应用
5、铰链四杆机构 构件间用四个转动副相连的平面四杆机构。
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以下是铰链四杆机构？
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以下是铰链四杆机构？
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二、铰链四杆机构的组成
固定构件--机架:固定不动的杆; 可动构件 连架杆:以转动副与机架相连的杆;
曲柄:能整圈旋转的连架杆;
摇杆:只能绕运动副轴线摆动的连架杆;
动、移动)
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一、概 述
缺点: •累积误差大，不易准确实现复杂运动； •运动产生的惯性力难以平衡，因此常用 于低速场合。
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铰链四杆机构
铰链四杆机构1. 简介铰链四杆机构是一种常见的机械结构，由几个相互连接的四杆构成。
每个四杆通过铰链连接，形成一个闭合的链条。
铰链四杆机构具有多种应用领域，例如机械手臂、汽车悬挂系统和门窗等。
2. 构成元素铰链四杆机构由以下四个元素组成：2.1 铰链（Hinge）铰链是两个连接件通过一个固定的铰销相连的装置，可以实现两个连接件的旋转运动。
在铰链四杆机构中，多个铰链被用于连接四个杆件。
2.2 杆件（Link）杆件是构成铰链四杆机构的基本元素，通常是刚性材料制成的长条形物体。
每个杆件通过铰链连接到其他杆件，使整个机构能够进行运动。
2.3 驱动机构（Drive Mechanism）驱动机构是铰链四杆机构的动力来源，对机构进行驱动和控制。
常见的驱动机构包括电机、液压缸和气动马达等。
2.4 限位机构（Limiting Device）限位机构用于限制铰链四杆机构的运动范围，防止杆件超出可接受的运动范围。
常见的限位机构包括限位销和限位块等。
3. 工作原理铰链四杆机构的工作原理基于约束和运动连杆理论。
每个杆件都通过铰链与其他杆件连接，其中一个杆件作为固定支架，其他三个杆件可以进行旋转运动。
当驱动机构施加力或扭矩到其中一个杆件时，整个机构就会发生运动。
铰链四杆机构的运动可分为三个基本类型：3.1 平动平动是指铰链四杆机构中，连接杆件的铰链在运动时，机构表现为整体沿着一条直线移动。
这种运动适用于平移和夹紧操作。
3.2 翻转翻转是指铰链四杆机构中，连接杆件的铰链在运动时，机构表现为从一种位置翻转到另一种位置。
这种运动适用于平衡杆和力传递等操作。
3.3 旋转旋转是指铰链四杆机构中，连接杆件的铰链在运动时，机构表现为整体绕固定点旋转。
这种运动适用于电机驱动机构和夹具操作等。
4. 应用领域铰链四杆机构具有广泛的应用领域，包括但不限于以下几个方面：4.1 机械手臂铰链四杆机构可以用于构建机械手臂，实现复杂的运动和操作。
机械手臂广泛应用于工业生产线上，能够完成精密和重复的任务。
铰链四杆机构类型的判定
A
D
判断图示四杆机构是什么机构？（单项选择题）
1、Байду номын сангаас
A 曲柄摇杆机构
B 双曲柄机构 C 双摇杆机构
2、
A 曲柄摇杆机构
B 双曲柄机构 C 双摇杆机构
3、
A 曲柄摇杆机构 B 双曲柄机构 C 双摇杆机构
4、
A 曲柄摇杆机构
B 双曲柄机构
C 双摇杆机构
1、铰链四杆机构中曲柄存在的条件
2、铰链四杆机构基本类型的判定方法
铰链四杆机构类型的判定
复 习 ：
1、铰链四杆机构中各杆的名称。
1、3——连架杆
2——连杆
4——机架
复2、铰链四杆机构的基本类型有哪些？ 习 ：
应用实例：
复 习 ：
应用实例：
复 习 ：
应用实例：
起重机
铰链四杆机构的三种基本类 型的区别在于机构中是否存在曲 柄，存在几个曲柄。 机构中是否存在曲柄与各构件相对长度以 及最短杆的位置 有关。
铰链四杆机构曲柄存在的条件如下：
条件一： 最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆 长度之和。 简称杆长和条件 即： Lmin +Lmax ≤ L‘+L‘‘ 条件二： 最短杆为连架杆或机架。 简称最短杆条件 即：最短杆不能为连杆
铰链四杆机构基本类型的判别准则：
a)当铰链四杆机构中最短杆与最长杆之和小于或等于其余两 杆的长度之和（即：满足杆长和条件）则：
例题讲解：
如图所示铰链四杆机构，请根据基本类型 判别准则，判定此机构属于什么机构。 解：分析题目给出的铰链四杆机构可 知，最短杆为AD=40，最长杆为 CD=110，其余两杆AB=70、BC=90。 因为 AD+CD=40+110=155 AB+BC=70+90=160≥Lmin +Lmax 满足曲柄存在的长度要求， 所以 当以AD为机架时，最短杆为机架， 故此机构为为双曲柄机构。
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。
铰链四杆机构基本形式和特性
3.４ 铰链四杆机构类型判别
３、案例分析
如图所示的铰链四杆机构ABCD中，已知各杆的长度 分别为：a=30，b=50，c=40，d=45。试确定该机构分别以
AD、AB、CD和BC为机架时，属于何种机构？（板书）
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3.４ 铰链四杆机构类型判别
案例分析
3.1 铰链四杆机构的类型
平面铰链四杆机构：构件间均用用转动副相连的平面四 杆机构。如：脚踏式脱粒机
脚踏式脱粒机
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3.1 铰链四杆机构的类型
二、铰链四杆机构组成
（1）机架：机构中固定不动的构件。 （2）连架杆：与机架连接的构架。
曲柄：若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。 摇杆：只能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆。 （3）连杆：不直接与机架相连的构件。
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3.2 平面四杆机构的特性-死点特性
(1)死点的概念
曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，当连杆与从动曲
柄共线时，机构的传动角γ＝0°，此时主动件CD 通过连杆 作用于从动曲柄AB上的力恰好通过其回转中心，所以出现了 不能使构件AB转动的顶死现象，机构的这种位置称为死点位
置或死点。
缝纫机的脚踏机构
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3.2 平面四杆机构的特性-死点特性
(3)克服死点的方法
（1）增大从动件的质量，利用惯性度过死点位置。 （2）在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性。 （3）采用相同的机构错位排列。
缝纫机的脚踏机构
火车车轮联动装置
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3.3 铰链四杆机构曲柄存在条件
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铰链四杆机构类型
一、什么是铰链四杆机构
铰链四杆机构是一种简单而又具有灵活性的机构，它由四根杆件组成，其中两根杆件之间由一个连接轴（或转动节点）组成，可以实现相对活动，进而改变杆件之间的相对位置。
二、铰链四杆机构的种类
1. 齐轴铰链四杆机构
齐轴铰链四杆机构是一种典型的机构形式，它由四根杆件和两个连接轴组成，其中两根杆件分别和两个连接轴连接，连接轴分别与两根杆件垂直，而两个连接轴之间的距离相等，因此，当两个转动节点同时转动时，受四杆机构稳定性的作用，杆件不会发生位移。
2. 偏心铰链四杆机构
偏心铰链四杆机构是一种特殊的机构形式，与齐轴铰链机构相比，它具有更大的活动范围，可以实现更多的位置改变。
它由四根杆件和两个连接轴组成，但与齐轴铰链四杆机构不同的是，两个连接轴之间的距离不相等，而是呈偏心状态，所以当两转动节点同时转动时，杆件会发生位移。
3. 偏心球铰链四杆机构
偏心球铰链四杆机构的结构与偏心铰链四杆机构类似，只是将连接轴替换为球节点，因此，它既具有机构的高灵活性，又能够提供更大的活动范围。
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