汽车常见四杆机构资料
四杆机构的组成
2 ) 双曲柄机构 如果铰链四杆机构中的两个连架杆都能作 360°整周回转，则这种机构称为双曲柄机构。 在双曲柄机构中，若两个曲柄的长度相等，机 架与连架杆的长度相等（，这种双曲柄机构称 为平行双曲柄机构。 蒸汽机车轮联动机构，是平行双曲柄机构的应 用实例。平行双曲柄机构在双曲柄和机架共线 时，可能由于某些偶然因素的影响而使两个曲 柄反向回转。机车车轮联动机构采用三个曲柄 的目的就是为了防止其反转。
上述两条件必须同时满足， 上述两条件必须同时满足，否则机构中无曲柄 存在。根据曲柄条件，还可作如下推论： 存在。根据曲柄条件，还可作如下推论： （ 1 ） 若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度 之和必小于或等于其余两杆长度之和， 之和必小于或等于其余两杆长度之和，则可能 有以下几种情况： 有以下几种情况： 以最短杆的相邻杆作机架时， a ． 以最短杆的相邻杆作机架时 ， 为曲柄摇杆 机构； 机构； 以最短杆为机架时，为双曲柄机构； b．以最短杆为机架时，为双曲柄机构； 以最短杆的相对杆为机架时， c ． 以最短杆的相对杆为机架时 ， 为双摇杆机 构。 (2) 若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之 和大于其余两杆长度之和， 和大于其余两杆长度之和，则不论以哪一杆为 机架，均为双摇杆机构。 机架，均为双摇杆机构。
铰链四杆机构的演化
1．曲柄滑块机构 在曲柄摇杆机构中，如果以一个移动副 代替摇杆和机架间的转动副，则形成的 机构称为曲柄滑块机构。 它能把回转运 动转换为往复 直线运动，或 作相反的转变
图6—14
2．导杆机构
a 曲柄摇杆机构 构
b 导杆机构
c 摆动滑块机构
d 固定滑块机
急回特性和行程速比系数
曲柄摇杯机构中， 当曲柄A B沿顺时针方向以等角速度转过φ1时，摇杆 CD自左极限位置C1D摆至右极位置C2D，设所需时间 为 t1，C点的明朗瞪为 V1； 而当曲柄AB再继续转过φ2时，摇杆CD自C2D摆回至 C1D，设所需的时间为 t2，C点的平均速度为 V2。 由于φ1＞φ2，所以 t1＞t2 ,V2＞Vl。由此说明：曲柄 由此说明： 由此说明 AB虽作等速转动 ， 而摇杆 虽作等速转动， 虽作等速转动 而摇杆CD空回行程的平均速度却 空回行程的平均速度却 大于工作行程的平均速度， 大于工作行程的平均速度 ， 这种性质称为机构的急回 特性。 特性。
第十一章 汽车典型机构的分析与应用(常见四杆机构)
课后练习
1、铰链四杆机构有哪几种基本类型？试举例说明其 应用。 2、什么叫曲柄？铰链四杆机构存在曲柄的条件是什 么？ 3、完成课后习题1~5。
惯性筛机构
在双曲柄机构中， 若相对的两杆长度分别 相等，则称为平行四边 形机构。它有如图6-5a 所示的正平行双曲柄机 构和如图6-5b所示的反 平行双曲柄机构两种形 式。前者的运动特点是 两曲柄的转向相同且角 速度相等，连杆作平动； 后者的运动特点是两曲 柄的转向相反且角速度 不等。
图6-6所示的机车驱动轮联动机 构是正平行双曲柄机构的应用实例。 图6-7所示为车门启闭机构，是反平 行双曲柄机构的一个应用，它使两 扇车门朝相反的方向转动，从而保 证两扇门能同时开启或关闭。
汽车发动机活塞动画
2）导杆机构 若将图6-9所示的曲柄滑块机构的构件作为机架，则 曲柄滑块机构就演化为导杆机构，连架杆对滑块的运 动起导向作用，称为导杆，它包括转动导杆机构和摆 动导杆机构两种形式。如图6-10所示，导杆均能绕机 架作整周转动，称为转动导杆机构。如图6-11所示， 导杆4只能在某一角度内摆动，称为摆动导杆机构。导 杆机构具有很好的传力性能，常用于插床、牛头刨床 和送料装置等机器中。
转动导杆机构动画
摆动导杆机构动画
3）摇块机构 若将图6-9所示曲柄滑块机构的构件作为机架，则 曲柄滑块机构就演化为如图6-12所示的摇块机构。构 件l作整周转动，滑块3只能绕机架往复摆动。这种机 构常用于摆缸式原动机和气、液压驱动装置中，如图 6-13所示的自动货车翻斗机构。
曲柄滑块动画
曲柄摇块机构动画
4）定块机构 若将图6-9所示曲柄滑块机构的滑块作为机架，则 曲柄滑块机构就演化为如图6-14所示的定块机构。这 种机构常用于抽油泵和手摇抽水唧筒（图6-15）。
汽车机械基础第六节常用机构
第六节常用机构6.1 平面连杆机构平面四杆机构是平面机构的基础，按其构件的运动形式不同，可分为铰链四杆机构和滑块四杆机构两大类，前者是平面四杆机构的基本形式，后者由前者衍生而成。
一、铰链四杆机构的基本形式及应用铰链四杆机构是指联接构件间，都是作回转运动的平面四杆机构。
如图3-64所示。
图3-64 平面四杆机构按两连架杆是曲柄还是摇杆的不同，可将铰链四杆机构分为以下三种形式。
1．曲柄摇杆机构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。
曲柄摇杆机构主要用以实现将曲柄的匀速转动变成摇杆的摆动，如图3-65所示的雷达天线俯仰角调整机构；或是将摇杆的往复摆动变成曲柄的整周转动，如图3-66所示的缝纫机脚踏板机构。
图3-65雷达天线俯仰角调整机构图3-66缝纫机脚踏板机构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。
双曲柄机构中，通常主动曲柄作匀速转动，从动曲柄作同向变速转动。
如图3-67所示的惯性筛机构，当曲柄AB作匀速转动时，曲柄CD作变速转动，通过构件CF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，从而达到筛选的目的。
图3-67 惯性筛机构在双曲柄机构中，若相对的两杆长度分别相等，则称为平行四边形机构。
它有如图3-68a 所示的正平行双曲柄机构和如图3-68b所示的反平行双曲柄机构两种形式。
前者的运动特点是两曲柄的转向相同且角速度相等，连杆作平动；后者的运动特点是两曲柄的转向相反且角速度不等。
图3-68 平行双曲柄机构图3-69所示的机车驱动轮联动机构是正平行双曲柄机构的应用实例。
图3-70所示为车门启闭机构，是反平行双曲柄机构的一个应用，它使两扇车门朝相反的方向转动，从而保证两扇门能同时开启或关闭。
在正平行双曲柄机构中，当各构件共线时，可能出现从动曲柄与主动曲柄转向相反的现象，即运动不梯形；当汽车转弯时，两摇杆摆过不同的角度，使两前轮转动轴线汇交于后轮轴线上的O点，以确保车辆转弯的每一瞬时，四个轮子与地面之间均绕O点作纯滚动。
常用机构(四连杆机构)
内 容 • 平面四杆机构的基本类型 • 平面四杆机构的演化 • 平面四杆机构的特点及设计
了解常用四杆机构的基本类型和应用。 对急回特性、传动角、压力角、死点位置等有明确概念。
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
一、铰链四杆机构
铰链四杆机构
• 平面连杆机构的基本型式是铰链四杆机构 • 其余四杆机构均是由铰链四杆机构演化而成的
b
2 2 2 2
2 2
C d c
b c 2 a d cosj a d cosd 平 2bc
面 连 杆 分析 机 构 j =0 cos j =1 cos d d
B a j d D
A
min
j =180° cos j = –1 cos d d max d min 或 d max 可能最小 曲柄摇杆机构,当曲柄主动时,在曲柄与机架共线的两个位置 之一,传动角最小.
——偏心轮机构
• 曲柄滑块机构 (扩大回转副) • 偏心轮机构
曲柄摇杆机构中，将曲柄上的 转动副B的半径扩大至超过曲柄 的长度，曲柄变成一个几何中 心与回转中心不重合的圆盘， 称为偏心轮。
提高偏心轴的强度和 刚度、简化结构
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
还如： 脚踏砂轮机构 颚式破碎机。
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构
二. 平面四杆机构的设计
设计类型 1.实现连杆给定位置
2.实现预定运动规律
例如:从动件的急回运动特性 3.实现预定运动轨迹
方法：解析法、作图法、实验法
1. 实现连杆给定位置机构
机 械 设 计 基 础 平 面 连 杆 机 构 例：飞机起落架机构: • 要求实现机轮放下和收 起两个位臵 铸造翻砂机构: • 要求实现两个翻转位臵
汽车机械基础-常用机构
图b所示为飞机起落架处于放下机轮的位置， 地面反力作用于机轮上使AB件为主动件，从 动件CD与连杆BC成一直线，机构处于止点， 只要用很小的锁紧力作用于CD杆即可有效
地保持着支撑状态。当飞机升空离地要收起 机轮时，只要用较小力量推动CD，因主动 件改为CD破坏了止点位置而轻易地收起机轮。
4.1 平面连杆机构
模块四常用机构
4.1
平面连杆机构
4.2
凸轮机构
4.1 平面连杆机构
平面连杆机构是由若干个刚性构件通过转动副或移动副连接而成 的机构，也称平面低副机构，组成平面连杆机构各构件的相对运动 均在同一平面或相互平行的平面内。
4.1 平面连杆机构
平面连杆机构的主要优点 ：
（1）各构件之间的运动副元素均为面接触，故这类运动中单位面积上的压力较 小，承受载荷大。 （2）润滑条件好，磨损较轻。 （3）结构简单、易于加工，能保证较高的制造精度。 （4）能方便地实现转动、摆动、移动等基本运动形式，以及相互之间的转换。 （5）能实现一些较复杂的平面规律，从而获得多种运动轨迹，以满足不同工作 的要求。
1—ห้องสมุดไป่ตู้轮 2—导筒 3—气门
4.2 凸轮机构
一、凸轮机构概述 1. 凸轮机构的组成与特点
凸轮机构主要由凸轮、从动杆、机架3个部分组成
凸轮为主动件，做定轴等速运动
从动件按一定规律做往复移动或摆动
特点：
（1）凸轮机构结构简单、紧凑，只需改变凸轮的外廓形状，就可改变从 动件的运动规律，容易实现复杂运动的要求。 （2）凸轮外廓与从动件是点接触或线接触，易磨损，多用在传递动力不 大的场合； （3）凸轮机构可以高速启动，动作准确可靠。
K=
4.1 平面连杆机构
三、平面四杆机构的性质 2.压力角和传动角
平面四杆机构的基本类型及应用
总结：平面连杆机构的演化
感谢下 载
可编辑
图 3－11
3、双摇杆机构
双摇杆机构:铰链四杆机构中的两连架杆均不能作 整周转动的机构。
如图3－12所示鹤式起重机的双摇杆机构ABCD， 它可使悬挂重物作近似水平直线移动，避免不 必要的升降而消耗能量。在双摇杆机构中，若 两摇杆的长度相等称等腰梯形机构，如图3— 13中的汽车前轮转向机构。
二、平面连杆机构的演化
铰链四杆机构可分为以下三种类型
1、曲柄摇杆机构
铰链四杆机构的两连架杆中一个能作整 周转动，另一个只能作往复摆动的机构。
2、双曲柄机构
铰链四杆机构的两连架杆均能作整周转 动的机构。
在双曲柄机构中，若相对两杆平行相 等，称为平行双曲柄机构（图3－9）。 这种机构的特点是其两曲柄能以相同 的角速度同时转动，而连杆作平行移 动。图3－10a所示机车车轮联动机构 和图3－10b所示的摄影平台升降机构 均为其应用实例。
前面介绍的三种铰链四杆机构， 还远远满足不了实际工作机械的 需要，在实际应用中，常常采用 多种不同外形、构造和特性的四 杆机构，这些类型的四杆机构可以看作是由铰链
四杆机构通过各种方法演化而来的。
这些演化机构扩大了平面连杆机构的应用，丰 富了其内涵。
1、改变相对杆长、转动副演化为移动副
在曲柄摇杆机构中，若摇杆的杆长增大至无穷长，则
其与连杆相联的转动副转化成移动副。 ——曲柄滑块机构
曲柄滑块机构——偏心轮机构
当曲柄的实际尺寸很 短并传递较大的动力 时，可将曲柄做成几 何中心与回转中心距 离等于曲柄长度的圆 盘，常称此机构为偏 心轮机构。
双滑块机构
若继续改变图3—14b中对心曲柄滑块机构中杆 2长度，转动副C转化成移动副，又可演化成双 滑块机构（图3－15）。该种机构常应用在仪 表和解算装置中。
常用机构(四连杆机构)
三、平面四杆机构的传动特性
急回特性 死点位置 压力角和传动角
急回特征
当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该机构具有急回特征
极位夹角： 对应从动杆的两个极限位置, 主动件两相应位置所夹锐
角.
急回特性分析： 1 = C 1 = 1 t1 =1800 + 2 = 1 t2 =1800 -
慢 快
(3) 传力特性
压力角和传动角
压力角 从动杆(运动输出件)受力点的力作用线与该点 速度方位线所夹锐角. (不考虑摩擦)
传动角
压力角的余角.(连杆轴线与从动杆轴线所夹锐角)
F
d
V
d
d
1800 d
传动不利，设计时规定 4050 通常，机构在运动过程中传动角是变化的，最小值在哪？
设计
已知活动铰点B、C中心位置，求固定铰链A、D 中心位置。
B1
C1
B2
A●
●D
C2
四杆机构 AB1C1D 为所求.
实现连杆给定的三个位置
C1 C2
B1 B2
B3 C3
D
A
四杆机构 AB1C1D 为所求.
2.具有急回特性的机构
按给定的 K 值,设计曲柄摇杆机构
1） 给定 K、y、LCD
① 分析.
(1) 曲柄存在条件
（以曲柄摇杆机构为例）
设 AB 为曲柄, 且 a<d . 由 △BCD :
b+c>f 、 b+f >c 、 c+f >b 以 fmax = a + d ， fmin = d - a 代入并整理得：
汽车机械基础4.常用机构
4.1 平面连杆机构
三、平面四杆机构的性质
3.死点位置
如图A，若摇杆为主动件，则当摇杆处于两个极限位置时，连杆与曲柄共线， 此时传动角γ =0°。 主动件摇杆CD通过连杆作用于从动曲柄AB上的力，恰好通过曲柄的回转中心A， 所以理论上不论作用多大的力，均不能使曲柄AB转动，因而产生“顶死”现象 如图b所示的偏置曲柄滑块机构，当滑块主动并处于极限位置（C1，C2）时， 机构的这种状态位置称为死点位置。
4.1 平面连杆机构
一、铰链四杆机构
最基本的是铰链四杆机构，即四个杆全部用铰链（转动副）连接的平面四杆机构 机架——机构中固定不动的杆，如图中的杆4。 连架杆——与机架直接连接的杆，如图中的杆1和杆3。 连杆——机构中不与机架直接连接的杆，如图的杆2。
在铰链四杆机构中，连杆通常做平面运动，连架杆1和3绕各自的回转中 心A和D转动。其中能做整周回转运动的连架杆称为曲柄；而仅能在一定 角度范围内摆动的连架杆称为摇杆。
4.1 平面连杆机构
一、铰链四杆机构
1. 曲柄摇杆机构 一个连架杆做循环整周运动，而另一连架杆做摆动
构件AB可作整圈的转动，构成曲柄；天 线3作为机构的另一连架杆可作一定范 围的摆动，构成摇杆；随着曲柄的缓缓 转动，天线仰角得到改变。
随着电动机带着曲柄AB 转动，刮雨胶与摇杆CD 一起摆动，完成刮雨功 能。
当两曲柄的长度相等且平行布置时，成为平行双曲柄机构
路灯检修车的载人升斗利用了平动的特点
车门的启闭机构利用了两曲柄反向转动的特点
4.1 平面连杆机构
一、铰链四杆机构
3.双摇杆机构 两根连架杆均只能在不足一周的范围内运动的铰链四杆机构称为双摇杆机构。
港口用起重机吊臂结构原理图 ABCD构成双摇杆机构，AD为机架，在主动摇杆AB的驱动下，随着机构 的运动连杆BC的外伸端点M获得近似直线的水平运动，使吊重Q能作水 平移动而大大节省了移动吊拌 爪与连杆一起作往复的摆动，爪 端点E作轨迹为椭圆的运动，实现 搅拌功能。 搅拌机
四杆机构的名词解释
四杆机构的名词解释四杆机构是一种常见的机械装置，也被称为四边杆机构。
它由四个连杆组成，这些连杆通过铰链连接在一起，形成一个闭合的结构。
四杆机构广泛应用于各种工程领域，如机械设计、机器人技术和汽车工业等。
本文将围绕四杆机构的定义、功能和应用展开讨论，并简要介绍一些常见的四杆机构类型。
首先，让我们来详细解释一下四杆机构的构成和原理。
四杆机构由四个连杆组成，这些连杆通过铰链连接在一起，形成一个闭合的结构。
其中，两个连杆位于机构的两侧，并且通常是较短的，被称为短连杆。
另外两个连杆则位于机构的上下，通常较长，被称为长连杆。
这种结构使得四杆机构能够实现一定的运动自由度。
四杆机构的运动可以通过其连杆的长度和关节位置来控制。
通过调整这些参数，可以使机构产生不同的运动轨迹和速度。
例如，如果将长连杆的两个端点连接到短连杆的中点，就可以实现一种简单的摇杆机构，其运动轨迹为直线。
而当连杆的长度不同或关节位置发生改变时，四杆机构的运动形态也会发生变化，从而实现不同的功能。
四杆机构的功能非常多样。
首先，它可以用作转换运动的装置。
通过将输入的旋转运动转换为线性运动或者是相反，四杆机构可以用来实现各种机械操作。
例如，在发动机的曲轴连杆机构中，旋转的曲轴运动被转换为活塞的直线运动，从而驱动汽缸内的燃烧过程。
此外，四杆机构还可以用于改变运动方向。
通过适当设计连杆长度和关节位置，可以将旋转运动的输入转换为与之垂直或斜交的输出运动。
除了上述的基本功能，四杆机构还可以实现更复杂的功能。
例如，通过引入额外的关节和驱动装置，可以实现四杆机构的控制。
这种控制可以用于精确定位和运动轨迹规划。
在机器人技术中，四杆机构常被用来设计并控制机器人的动作，实现精确的位置和姿态调节。
在实际应用中，四杆机构有多种类型。
最简单和最常见的是二十杆（二杆四件）机构。
它由两个长连杆和两个短连杆组成，形成一个封闭的矩形或平行四边形。
此外，还有更复杂的四杆机构类型，如六杆机构、双曲四杆机构等。
1、铰链四杆机构
•
飞机的“ 起落架 ”；
双摇杆机构
运动状态：（箭头朝上、右转；箭头朝下，左转）
飞机起落架
应用
5、其它名词：
• 1、急回特性；2、死点位置；3、压力角
• 极位夹角——
• 曲柄摇杆机构中，当从动摇杆处于左、 右
两极限位置时，主动曲柄两位置所夹的锐角 θ。
• 摇杆的摆角 • ——从动摇杆两极限位置间的夹角ψ。 • 急回特性
认识铰链四杆机构
一、概念： 全部用转动副组成的平面四杆机构称
为铰链四杆机构。
2、4个组成部分：
• 机架：固定不动； • 连杆：不与机架相连的构件； • 连架杆：与机架用转动副相连的杆 ；
（曲 柄
// 摇杆）
3、曲柄、摇杆的概念
• 曲柄：能绕转动副轴线整圈旋转的构件； • 摇杆：只能绕转动副轴线摆动的构件；
• ——当曲柄等速转动时，作往复摆动的摇 杆在空回程的平均速度大于工作行程的平均 速度的运动特性。
行程速比系数K——机构的从动件在正反行程的平均 速度之比 ；K>1
C2C1
K
v2 v1
t2
C1C 2
t1
t1 1 180 t2 2 180
180 K 1
K 1
压力角
压力角α——从动件受力方向与受力点线速度方向
4、三种基本的类型
1、曲柄摇杆机构 2、双曲柄机构（平行//反向） 3、双摇杆机构
曲柄连杆机构
• 汽车中的“ 雨 刮——刮水器 ”系统；
双曲柄机构
1、分类：平行双曲柄、反向双曲柄； 2、应用1：汽车的“ 车门 ”启闭系统
• 应用2：机车驱动轮联动机构
双摇杆机构
• 应用：汽车的“ 转向 ”系统；
铰链四杆机构名词解释
铰链四杆机构名词解释铰链四杆机构是汽车行业的一种技术，常被用来改进汽车的弹性性能。
其原理是利用四杆机构的自由度，来消除支撑系统在转向和行驶过程中的动摇。
四杆机构的机构构成十分复杂，其中包括四个主铰链、四个附铰链、八个杆件以及六个球节点。
主铰链由四条铰链构成，它们用来连接车轮与车架，一侧的四条铰链包含两个连接车轮的主铰链，另一侧的四条铰链则包含两个连接车架的主铰链。
每条铰链都有四个球节点，它们与活塞形成紧凑的机构。
附铰链由四条铰链构成，它们用来将车轮与车架相连，其中一侧包含两个连接车轮的附铰链，另一侧包含两个连接车架的附铰链。
它们由上、左、右、前、后各两条连接成一个总体，具有良好的弹性性能。
八个杆件是构成四杆机构的核心部分，包括车架上的顶部杆件、底部杆件、维护杆件以及前部杆件，以及车轮上的顶部杆件、底部杆件、维护杆件以及前部杆件。
它们的结构与主铰链和附铰链配合，构成四杆机构的动态支撑系统。
六个球节点是构成四杆机构的关键部分，每条铰链上都有两个球节点，它们与活塞形成紧凑的机构。
球节点的工作机制是：车轮和车架的运动过程中，一个球节点会被拉伸，另一个球节点则会受到压缩，从而有效地维持车轮和车架的运动状态。
四杆机构的主要作用是缓冲车轮的震动，它是由主铰链、附铰链、杆件以及球节点组成的紧凑机构，在转向和行驶过程中，可以有效地消除路面所带来的震动，使车辆行驶更加舒适。
此外，四杆机构还可以增强转向系统的整体强度，提高行车的安全性和平稳性，确保车辆的行驶的平稳可靠。
总之，铰链四杆机构是一种改善汽车行驶弹性性能的有效技术，由主铰链、附铰链、八个杆件以及六个球节点构成，其原理是利用四杆机构的自由度，来消除支撑系统在转向和行驶过程中的动摇，同时提高车辆行驶的平稳可靠性。
铰链四杆机构的特点
铰链四杆机构的特点
1 四杆机构
四杆机构，又称为四自由度机构，是指由四根坐标轴的机构。
它
由三个关节及一个铰链组成，其中两个关节通过铰链串在一起，构成
一个四杆机构。
四杆机构多用于汽车制动系统，液压传动装置，倒车
影像系统等。
2 四杆机构的主要特点
1. 全自由度机构：四杆机构是一种具有四个自由度（两个平面和
一个转动角度）的机构，可以实现多种运动，例如旋转、移动、延伸等。
2.紧凑轻巧：由于采用四根坐标轴，四杆机构结构紧凑轻便，占
用空间小，有效提高产品性能。
3.可靠性高：四杆机构通过安装特殊的密封圈和止动器，可以抵
抗腐蚀介质的冲击，动态响应稳定，使得机构可以长时间工作。
4.使用方便：四杆机构可以通过轴承和齿轮进行传动和传递运动，操作方便，可以很好的满足实际需求。
3 应用
四杆机构广泛用于汽车制动系统，液压传动装置，航空设备，搅
拌机，起重机等机械设备，是工业领域中一种重要的运动机构。
四杆机构具有自由度高，可靠性高，结构紧凑，占用空间小，维护方便等特点，可以实现多种复杂运动，因此在工业机器人中广泛应用。
严格按照产品质量要求制作成品，保证机构性能和可靠性，以满足工况要求，提高测量效率，使实际化学加工过程更加安全、高效。
2-3.汽车常见四杆机构
2.1 2.2 曲柄连杆机构 转向传动机构
2.3
四杆机构的特性
服务技术培训部
Service Technical Training
1
2.1
• • • • • •
曲柄连杆机构
机架：机构的固定构件； 连杆：不直接与机架连接的构件； 连架杆：与机架用转动副相连接的构件； 连架杆可分为： 曲柄：能绕机架作整周转动的连架杆； 摇杆：只能绕机架作小于360°的某一角度摆动的连架杆。
h
S
6. 下停程 (近休) 下停程角 (近休止角) s' 7. 转角、位移S 8. 行程 (升程)h
服务技术培训部
Service Technical Training
rb
s'
rLeabharlann ' s9
谢谢！ Thanks
服务技术培训部
Service Technical Training
10
连杆
B
曲柄
B 连杆
曲柄
C
摇杆 摇杆
B
连杆
C C
摇 杆
曲柄
A
A
服务技术培训部
机架
D
机架
D
A
机架
D
2
Service Technical Training
2.1
曲柄连杆机构
• 四杆机构的演化
服务技术培训部
曲柄滑块机构 广泛用 于内燃机、空气压缩机 和冲床等。
3
Service Technical Training
2.2
转向传动机构
• 转向传动机构就是典 型的四杆机构。
服务技术培训部
Service Technical Training
演示文稿常用机构四连杆机构
E6
• 全低副（面接触），承受冲击力，易润滑，不易磨损
• 运动副结构简单，易加工 • 运动规律多样化、点的运动轨迹多样化 • 运动副累积误差大，效率低 • 惯性力难以平衡，不宜用于高速
• 不能精确实现复杂的运动规律，设计计算较复杂
第二十九页，共41页。
二. 平面四杆机构的设计
设计类型 1.实现连杆给定位置 2.实现预定运动规律
4
2 B1
C C2
3 v1
v2 j
D
❖急回特性的应用例：牛头刨工作要求
慢 快
(3) 传力特性
压力角和传动角
压力角 从动杆(运动输出件)受力点的力作用线与该点速 度方位线所夹锐角. (不考虑摩擦)
传动角
压力角的余角. (连杆轴线与从动杆轴线所夹锐角)
F
d
V
d
d
1800 d
第二十二页，共41页。
入并整理得：
b+c >a+d 、 b+d >a+c 、 c+d >a+b 并可得: a<b 、 a<c 、 a<d .
B
a
A
b
f
d
C
c
D
曲柄存在的条件： (1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度和。
(2)曲柄是最短杆。
第十一页，共41页。
曲柄存在的条件： (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 (2)曲柄是最短杆。
D
2
BC = —A—C22—+A—C—1 曲柄摇杆机构 ABCD 为所求.
第三十六页，共41页。
LAB= mLAB = … 、 LBC= mLBC = … .
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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
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。
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。
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
C B
A
D
惯性筛机构
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。
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
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。
(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
DA
4
图11
（2）取最短杆为机架为双曲柄机构。
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。
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；
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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。
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。
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
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。
• 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。
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
当四杆机构中连的运杆 动副都是机架架 1
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：