铰链四杆机构
合集下载
- 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)。
第五章
常用机构
§ 5—1 铰链四杆机构 § 5—2 凸轮机构 § 5—3 棘轮机构和槽轮机构
§ 5—1 铰链四杆机构
什么叫铰链？
一物体A套在另一物体B 的一部分C上,物 体A的运动受到C的限制，但A可以绕C在 平面或空间内（C为球形）转动，物体A 与B就构成铰链 ．
生活中的铰链
一、铰链四杆机构的组成及基本形式 定义：是由四个杆件通过联接而成的传 动机构，简称为四杆机构。 铰链四杆机构的画法：
急回特性的利用： 急回特性的利用 常利用摇杆的急回特性来缩短空行 程所用的时间，提高工作效率。 程所用的时间，提高工作效率。
（2）止点位置： ）止点位置：
在平面连杆机构中， 在平面连杆机构中，若 以摇杆或滑块为主动件， 以摇杆或滑块为主动件， 当其他两运动构件处于 同一直线时的位置时， 同一直线时的位置时， 不论驱动力多大,都不能 不论驱动力多大 都不能 此时摇杆 使机构起动 （此时摇杆 经连杆所施加的力必然 通过曲柄的回转中心， 通过曲柄的回转中心， 使其不能获得转矩， 使其不能获得转矩，机 构处于静止状态） 构处于静止状态）
摇杆： 摇杆：不能做整周运动的连架杆
2、铰链四杆机构的基本形式
曲柄摇杆：两个连架杆，一个为曲柄， 曲柄摇杆：两个连架杆，一个为曲柄， 一个为摇杆。 一个为摇杆。 双曲柄机构： 双曲柄机构：两个连架杆都为曲柄的机 构。 双摇杆机构：两个连架杆都为摇杆的机 双摇杆机构： 构。
二、曲柄摇杆机构
定义：两个连架杆，一个为曲柄，一个 两个连架杆，一个为曲柄， 两个连架杆 为摇杆。 为摇杆。 曲柄摇杆机构形成的条件： 曲柄摇杆机构形成的条件： （1）机构满足曲柄存在的杆长条件 ） （2）取最短杆的邻杆作为机架 ）
如何去克服机构的止点位置？
通常利用从动件本身或飞轮的运动惯性 来通过止点位置。（如缝纫机踏板机构）
三、双曲柄机构
定义：在铰链四杆机构中，若两个连架 杆均为曲柄时，称为双曲柄机构。 形成条件：将曲柄摇杆机构中的最短杆 固定为机架，即可形成双曲柄机构。 分类：不等长双曲柄机构，平行双曲柄 机构，反向双曲柄机构
如何避免双曲柄机构的运动不确定性
机车主动轮联 动装置， 动装置，增设 了辅助曲柄EF， 了辅助曲柄 ， 以免机构发生 运动不确定的 现象。 现象。
四、双摇杆机构
定义：铰链四杆机构中，两个连架杆均 定义 为摇杆的机构成为双摇杆机构。 形成双摇杆机构的条件：将曲柄摇杆机 形成双摇杆机构的条件 构中的最短杆的对干固定为机架时，即 形成双摇杆机构。（最短杆与最长杆的 长度之和大于其余两杆的长度之和，不 论以哪一杆为机架，均为双摇杆机构）
双摇杆机构的应用实例：
两摇杆往复 摆动， 摆动，连杆 外伸端部E 外伸端部 点的运动轨 迹近似水平， 迹近似水平， 能使重物平 稳移动。 稳移动。
车轮转向机构：
四杆件构成等腰 梯形， 梯形，按箭头方 向牵动摇杆AB 向牵动摇杆 的延伸端E， 的延伸端 ，可 使两摇杆AB， 使两摇杆 ， CD同向摆动并 同向摆动并 带动两轮同时转 向。
五、曲柄滑块机构及其演化形式
定义：是将曲柄摇杆机构中的摇杆转化 为滑块而形成的一种演化形式。
曲柄滑块机构的应用：
内燃机应用曲柄 滑块机构将活塞 相当于滑块） （相当于滑块） 的往复直线运动 转换为曲轴（相 转换为曲轴（ 当于曲柄） 当于曲柄）的旋 转运动
冲压机：
冲压机应用曲柄 滑块机构将曲轴 相当于曲柄） （相当于曲柄） 的旋转运动转换 为冲压头（相当 为冲压头（ 于滑块） 于滑块）的往复 直线运动
1、铰链四杆机构中各构件名称 、
固定不动的构件称为 机架。（四杆机构中， 。（四杆机构中 机架。（四杆机构中， 必须且仅能有一个机 架） 与机架直接相连的构 件称为连架杆。 件称为连架杆。 与机架不直接相连的 构件称为连杆。 构件称为连杆。
连架杆：
曲柄： 曲柄：能作整周运动的连架杆
（曲柄存在的杆长条件：最短杆与最 曲柄存在的杆长条件： 长杆的长度之和小于或等于其余两 杆的长度） 杆的长度）
3、移动导杆机构：
以曲柄滑块机构 中的滑块为机架 （原导轨转化为 移动导杆） 移动导杆）
D E E C
A
B
飞机起落架：
主动杆通过连杆带 动从动摇杆动作， 动从动摇杆动作， 实现起落架的收放。 实现起落架的收放。 当摇杆与连杆共线， 当摇杆与连杆共线， 机构处于止点位置， 机构处于止点位置， 可防止起落架自行 收回。 收回。
加紧机构：
手柄与连杆BC连为 手柄与连杆 连为 一体， 一体，扳动手柄可夹 紧或松开工件。 紧或松开工件。 图示状态，连杆BC 图示状态，连杆 与摇杆CD共线 共线， 与摇杆 共线，机 构处于止点位置， 构处于止点位置，可 提高工件夹紧的可靠 性。
双曲柄机构的分类：
双曲柄机构的应用实例：
主动曲柄AB匀速转 主动曲柄 匀速转 从动曲柄CD做 动，从动曲柄 做 变速转动并通过附加 连杆CE带动筛子作 连杆 带动筛子作 变速往复直线运动， 变速往复直线运动， 以使被筛物料获得较 好的筛分效果。 好的筛分效果。
天平：
利用平行双曲柄机构 双曲柄的旋转方向和 角度均相同的特性， 角度均相同的特性， 保证两天平盘始终保 持水平状态。 持水平状态
1、曲柄摇杆机构的基本形式：
2、曲柄摇杆机构的应用场合：
搅拌器
信号接收器：
压碎机和剪板机
刮雨器
3、曲柄摇杆机构的运动特性
（1）急回特性 急回特性： 急回特性 曲柄摇杆机构中，曲 柄虽作等速转动，而 摇杆摆动时空回行程 的平均速度却大于工 作行程的平均速度， 这种性质称为机构的 急回特性
送料机:
曲柄AB每转一 曲柄 每转一 滑块C就从 周，滑块 就从 料槽中取曲柄滑块机构 中的曲柄作机架， 中的曲柄作机架， 使原有连杆缩短 与机架并转化为 新的曲柄（原导 新的曲柄（ 轨转化为摆动导 杆）
2、摇块机构
取曲柄滑块 机构中的连 杆作机架 （原滑块转 化为摇块） 化为摇块）
汽车门启闭机构
四杆机构成反向双曲 柄机构。 柄机构。双曲柄的转 向相反， 向相反，角速度也不 相同。 相同。牵动主动曲柄 AB的延伸端 ，能使 的延伸端E， 的延伸端 两扇车门同时开启或 关闭。 关闭。
双曲柄机构的特点：
因曲柄做整周运动，所以机构无极限位 置存在，无止点位置 在四杆共线时，可能因为运动的不确定 性而向反向双曲柄机构转化。
常用机构
§ 5—1 铰链四杆机构 § 5—2 凸轮机构 § 5—3 棘轮机构和槽轮机构
§ 5—1 铰链四杆机构
什么叫铰链？
一物体A套在另一物体B 的一部分C上,物 体A的运动受到C的限制，但A可以绕C在 平面或空间内（C为球形）转动，物体A 与B就构成铰链 ．
生活中的铰链
一、铰链四杆机构的组成及基本形式 定义：是由四个杆件通过联接而成的传 动机构，简称为四杆机构。 铰链四杆机构的画法：
急回特性的利用： 急回特性的利用 常利用摇杆的急回特性来缩短空行 程所用的时间，提高工作效率。 程所用的时间，提高工作效率。
（2）止点位置： ）止点位置：
在平面连杆机构中， 在平面连杆机构中，若 以摇杆或滑块为主动件， 以摇杆或滑块为主动件， 当其他两运动构件处于 同一直线时的位置时， 同一直线时的位置时， 不论驱动力多大,都不能 不论驱动力多大 都不能 此时摇杆 使机构起动 （此时摇杆 经连杆所施加的力必然 通过曲柄的回转中心， 通过曲柄的回转中心， 使其不能获得转矩， 使其不能获得转矩，机 构处于静止状态） 构处于静止状态）
摇杆： 摇杆：不能做整周运动的连架杆
2、铰链四杆机构的基本形式
曲柄摇杆：两个连架杆，一个为曲柄， 曲柄摇杆：两个连架杆，一个为曲柄， 一个为摇杆。 一个为摇杆。 双曲柄机构： 双曲柄机构：两个连架杆都为曲柄的机 构。 双摇杆机构：两个连架杆都为摇杆的机 双摇杆机构： 构。
二、曲柄摇杆机构
定义：两个连架杆，一个为曲柄，一个 两个连架杆，一个为曲柄， 两个连架杆 为摇杆。 为摇杆。 曲柄摇杆机构形成的条件： 曲柄摇杆机构形成的条件： （1）机构满足曲柄存在的杆长条件 ） （2）取最短杆的邻杆作为机架 ）
如何去克服机构的止点位置？
通常利用从动件本身或飞轮的运动惯性 来通过止点位置。（如缝纫机踏板机构）
三、双曲柄机构
定义：在铰链四杆机构中，若两个连架 杆均为曲柄时，称为双曲柄机构。 形成条件：将曲柄摇杆机构中的最短杆 固定为机架，即可形成双曲柄机构。 分类：不等长双曲柄机构，平行双曲柄 机构，反向双曲柄机构
如何避免双曲柄机构的运动不确定性
机车主动轮联 动装置， 动装置，增设 了辅助曲柄EF， 了辅助曲柄 ， 以免机构发生 运动不确定的 现象。 现象。
四、双摇杆机构
定义：铰链四杆机构中，两个连架杆均 定义 为摇杆的机构成为双摇杆机构。 形成双摇杆机构的条件：将曲柄摇杆机 形成双摇杆机构的条件 构中的最短杆的对干固定为机架时，即 形成双摇杆机构。（最短杆与最长杆的 长度之和大于其余两杆的长度之和，不 论以哪一杆为机架，均为双摇杆机构）
双摇杆机构的应用实例：
两摇杆往复 摆动， 摆动，连杆 外伸端部E 外伸端部 点的运动轨 迹近似水平， 迹近似水平， 能使重物平 稳移动。 稳移动。
车轮转向机构：
四杆件构成等腰 梯形， 梯形，按箭头方 向牵动摇杆AB 向牵动摇杆 的延伸端E， 的延伸端 ，可 使两摇杆AB， 使两摇杆 ， CD同向摆动并 同向摆动并 带动两轮同时转 向。
五、曲柄滑块机构及其演化形式
定义：是将曲柄摇杆机构中的摇杆转化 为滑块而形成的一种演化形式。
曲柄滑块机构的应用：
内燃机应用曲柄 滑块机构将活塞 相当于滑块） （相当于滑块） 的往复直线运动 转换为曲轴（相 转换为曲轴（ 当于曲柄） 当于曲柄）的旋 转运动
冲压机：
冲压机应用曲柄 滑块机构将曲轴 相当于曲柄） （相当于曲柄） 的旋转运动转换 为冲压头（相当 为冲压头（ 于滑块） 于滑块）的往复 直线运动
1、铰链四杆机构中各构件名称 、
固定不动的构件称为 机架。（四杆机构中， 。（四杆机构中 机架。（四杆机构中， 必须且仅能有一个机 架） 与机架直接相连的构 件称为连架杆。 件称为连架杆。 与机架不直接相连的 构件称为连杆。 构件称为连杆。
连架杆：
曲柄： 曲柄：能作整周运动的连架杆
（曲柄存在的杆长条件：最短杆与最 曲柄存在的杆长条件： 长杆的长度之和小于或等于其余两 杆的长度） 杆的长度）
3、移动导杆机构：
以曲柄滑块机构 中的滑块为机架 （原导轨转化为 移动导杆） 移动导杆）
D E E C
A
B
飞机起落架：
主动杆通过连杆带 动从动摇杆动作， 动从动摇杆动作， 实现起落架的收放。 实现起落架的收放。 当摇杆与连杆共线， 当摇杆与连杆共线， 机构处于止点位置， 机构处于止点位置， 可防止起落架自行 收回。 收回。
加紧机构：
手柄与连杆BC连为 手柄与连杆 连为 一体， 一体，扳动手柄可夹 紧或松开工件。 紧或松开工件。 图示状态，连杆BC 图示状态，连杆 与摇杆CD共线 共线， 与摇杆 共线，机 构处于止点位置， 构处于止点位置，可 提高工件夹紧的可靠 性。
双曲柄机构的分类：
双曲柄机构的应用实例：
主动曲柄AB匀速转 主动曲柄 匀速转 从动曲柄CD做 动，从动曲柄 做 变速转动并通过附加 连杆CE带动筛子作 连杆 带动筛子作 变速往复直线运动， 变速往复直线运动， 以使被筛物料获得较 好的筛分效果。 好的筛分效果。
天平：
利用平行双曲柄机构 双曲柄的旋转方向和 角度均相同的特性， 角度均相同的特性， 保证两天平盘始终保 持水平状态。 持水平状态
1、曲柄摇杆机构的基本形式：
2、曲柄摇杆机构的应用场合：
搅拌器
信号接收器：
压碎机和剪板机
刮雨器
3、曲柄摇杆机构的运动特性
（1）急回特性 急回特性： 急回特性 曲柄摇杆机构中，曲 柄虽作等速转动，而 摇杆摆动时空回行程 的平均速度却大于工 作行程的平均速度， 这种性质称为机构的 急回特性
送料机:
曲柄AB每转一 曲柄 每转一 滑块C就从 周，滑块 就从 料槽中取曲柄滑块机构 中的曲柄作机架， 中的曲柄作机架， 使原有连杆缩短 与机架并转化为 新的曲柄（原导 新的曲柄（ 轨转化为摆动导 杆）
2、摇块机构
取曲柄滑块 机构中的连 杆作机架 （原滑块转 化为摇块） 化为摇块）
汽车门启闭机构
四杆机构成反向双曲 柄机构。 柄机构。双曲柄的转 向相反， 向相反，角速度也不 相同。 相同。牵动主动曲柄 AB的延伸端 ，能使 的延伸端E， 的延伸端 两扇车门同时开启或 关闭。 关闭。
双曲柄机构的特点：
因曲柄做整周运动，所以机构无极限位 置存在，无止点位置 在四杆共线时，可能因为运动的不确定 性而向反向双曲柄机构转化。