第二章铰链四杆机构
铰链四杆机构pptPPT课件
9/12/2023
7
第7页/共14页
铰链四杆机构类型判定： （1）如果满足杆长和条件
以最短杆作连架杆，为曲柄摇杆机构，最短杆为曲柄； 以最短杆作机架，为双曲柄机构，有两个曲柄； 以最短杆作连杆，为双摇杆机构，没有曲柄 （2）如果不满足杆长和条件，则为双摇杆机构。
9/12/2023
8
第8页/共14页
第14页/共14页
图示四杆机构中，已知各构件长度LAB=55mm, LBC=40mm,
LCD=50mm, LAD=25mm,判断
（1）以AB为机架可以获得（ 曲柄摇杆 ）机构？ D （2）以AD为机架可以获得（ 双曲柄 ）机构？ 25 （3）以BC为机架可以获得（ 双摇杆 ）机构？ A
解：先判断杆长和条件：25+55≤40+50 符合此条件。 根据判定结论得到：
50 55
（1）以AB为机架，最短杆为连架杆， 为曲柄摇杆机构 （2）以AD为机架，最短杆为机架， 为双曲柄机构 （3）以BC为机架，最短杆为连杆， 为双摇杆机构
C 40 B
9/12/2023
6
第6页/共14页
按 下列各 图所注 出的尺 寸，分 析确定 各机构 的名称
双曲柄机构
曲柄摇杆机构 双摇杆机构 双摇杆机构
9/12/2023
10
第10页/共14页
1、搜集生活中的可用零件，做成各种类型的 铰链四杆机构的模型
2、做《习题集》上相关试题加以巩固练习
9/12/2023
11
第11页/共14页
9/12/2023
12
第12页/共14页
9/12/2023
13
第13页/共14页
感谢您的观看！
铰链四杆机构的常用机构
第二章常用机构学习目标1.了解和掌握铰链四杆机构的组成、基本类型及其特点和应用2.了解和掌握凸轮机构的组成、特点、分类、应用及其从动件常用运动规律3.了解棘轮机构和槽轮机构的组成、分类、特点和应用无论是在生活中，还是在生产中，种各样的机构都在为人们的生活和作服务。
例如，门窗、天平秤、铲机、火车一、运动副使两构件直接接触而又能产生一定相对运动的连接，称为运动副。
在工程上，人们把运动副按其运动范围分为空间运动副和平面运动副两大类。
在一般机器中，经常遇到的是平面运动副。
平面运动副根据组成运动副的两构件的接触形式不同，可分为低副和高副。
1.低副低副是指两构件之间作面接触的运动副（图2—1），包括转动副、移动副和螺旋副。
图 2—1高副 2.高副是指两构件之间作点或线接触的运动副（图 2—2）二、平面连杆机构平面连杆机构的各构件是用销轴、滑道（低副）等方式连接起来的，各构件间的相对运动均在同一平面或互相平行的平面内。
最简单的平面连杆机构是由4个杆件组成的，简称平面四杆机构，其结构简单，易于制造，工作可靠，因此应用非常广泛。
图2—3所示2 图 2—口港重物连摇构中的双为机铲土了保证铲斗平行移动，防止泥土流出，采用了平面连杆机构3—图 2—§21 铰链四杆机构所示；在日常生—63铰链（即转动副）的形式很多，机械设备中铰链的一般形式如图 2活中，门和家具上用的合叶（图—）也是铰链联接的具体应用。
44图 2—铰链四杆机构在生活、生产和工作中广泛用于动力的传递或者改变运动的形式，例如）的运动等都是利用铰链四杆—62公共汽车车门的开闭（图2—5）、汽车前窗刮雨器（图机构来完成工作任务的。
公共汽车车门上安装了铰链四杆机构，通过杆件的联动，使两侧车门实现同时开启、同时关闭的运动。
5 图2—当有雨水或雾气聚集在汽车前挡玻璃上挡住驾驶员的视线时，开启汽车前窗刮雨器，雨刮在电动机的带动下就会左右摆动刮去雨水或雾气。
雨刮为什么能将电动机的旋转运动转变为来回的摆动？这也是铰链四杆机构的作用。
铰链四杆机构
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？
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。
(整理)铰链四杆机构及其转换机构
第二章 平面连杆机构案例导入：通过雷达天线、汽车雨刮器、搅拌机等实际应用的机构分析引入四杆机构的概念，介绍四杆机构的组成、基本形式和工作特性。
第一节 铰链四杆机构一、铰链四杆机构的组成和基本形式1.铰链四杆机构的组成如图1-14所示，铰链四杆机构是由转动副将各构件的头尾联接起的封闭四杆系统，并使其中一个构件固定而组成。
被固定件4称为机架，与机架直接铰接的两个构件1和3称为连架杆，不直接与机架铰接的构件2称为连杆。
连架杆如果能作整圈运动就称为曲柄，否则就称为摇杆。
2.铰链四杆机构的类型铰链四杆机构根据其两个连架杆的运动形式的不同，可以分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本形式。
(1)曲柄摇杆机构。
在铰链四杆机构中，如果有一个连架杆做循环的整周运动而另一连架杆作摇动，则该机构称为曲柄摇杆机构。
如图2-1所示曲柄摇杆机构，是雷达天线调整机构的原理图，机构由构件AB 、BC 、固连有天线的CD 及机架DA 组成，构件AB 可作整圈的转动，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，成摇杆；随着曲柄的缓缓转动，天线仰角得到改变。
如图2-2所示汽车刮雨器，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。
如图2-3所示搅拌器，随电动机带曲柄AB 转动，搅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。
(2)双曲柄机构。
在铰链四杆机构中，两个连架杆均能做整周的运动，则该机构称为双曲柄机构。
如图2-4所示惯性筛的 图2-1 雷达天线调整机构 图2-2 汽车雨刮器图2-3 搅拌机工作机构原理，是双曲柄机构的应用实例。
由于从动曲柄3与主动曲柄1的长度不同，故当主动曲柄1匀速回转一周时，从动曲柄3作变速回转一周，机构利用这一特点使筛子6作加速往复运动，提高了工作性能。
当两曲柄的长度相等且平行布置时，成了平行双曲柄机构，如图2-5a ）所示为正平行双曲柄机构，其特点是两曲柄转向相同和转速相等及连杆作平动，因而应用广泛。
铰链四杆机构
• 曲柄滑块机构广泛应用于内燃机、 空压机 及冲床设备中 。
32
2.导杆机构
• 导杆机构可以看作是在曲柄滑块机构中选取不同 构件为机架演化而成 。
• 导杆——指在滑块中作相对移动的构件。 • 图1-28中，a：曲柄滑块机构
• 举例：雷达天线；缝纫机的踏板机构。
5
图1-17 雷达天线俯仰角调整机构
6
图1-18 缝纫机踏板机构
皮带轮
BA
C
踏板DBiblioteka 72. 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。
• 双曲柄机构的特点：能将等角速度转动变为周期 性变角速度转动 。 通常主动曲柄作等速转动，从 动曲柄作变速转动 。
课题二 常用设备的平面连杆机 构形式分析
一、铰链四杆机构的基本形式 二、 铰链四杆机构曲柄存在的条件 三、 铰链四杆机构的演化
1
一、铰链四杆机构的基本形式
• 全部由回转副组成的平面四杆机构称为铰 链四杆机构。
2
• 组成：
① 机架---机构的固定件 4 ； ② 连架杆--与机架用转动副相连接的杆 1 和杆 3 ； ③ 连杆---不与机架直接连接的杆 2 。
37
图 1-31 自卸卡车翻斗机构及其运动简图
38
4.定块机构
• 在图 1-28 （ a ） 所示曲柄滑块机构中，若 取杆 3 为固定件，即可得图 1-28 （ d ）所 示的固定滑块机构或称定块机构 。 这种机 构常用于如图 1-32 所示抽水唧筒等机构中 。
39
图 1-32 所示为抽水唧筒机构
第二章 铰链四杆机构
2．平面四杆机构的极限位置
曲柄摇杆机构、摆动导杆机构和曲柄滑块机构中，当曲柄为原 动件时，从动件作往复摆动或往复移动，存在左、右两个极限位置， 如图6-17所示。内燃机活塞连杆机构中活塞的上止点和下止点即曲 柄滑块机构的两极限位置。
3．压力角和传动角
在不计摩擦力，惯性力和重力时，从动件上受力点的速度方向与所 受作用力方向之间所夹的锐角，称为机构的压力角，用a表示。
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。
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。
A、曲柄 B、连杆 C、摇杆 D、机架
3、能够实现回转运动与直线往复运动转换的平面四杆机构是—— —— 。
A、曲柄摇杆机构 B、曲柄滑块机构 C、导杆机构 D、摇 块机构
4、曲柄滑块机构当以————为主动件时，会出现“死点”现象。
A、曲柄 B、滑块 C、连杆
5、将曲柄摇杆机构的————长度取无穷大时，曲柄摇杆机构 中的————将转化为沿直线运动的滑块，成为曲柄滑块机构。
曲柄滑块机构的演化过程：
曲柄滑块机构的性质：
曲柄滑块机构的应用：
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。
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
项目四汽车常用机构学习任务一 铰链四杆机构
曲柄摇杆机构的类型及判定条件
曲柄摇杆机构：由曲柄、 摇杆和连杆组成，其中 曲柄和摇杆的长度相等， 连杆的长度为曲柄和摇
杆长度之和。
双曲柄机构：由两个曲 柄和两个摇杆组成，其 中两个曲柄的长度相等， 两个摇杆的长度也相等。
双摇杆机构：由两个摇 杆和两个连杆组成，其 中两个摇杆的长度相等， 两个连杆的长度也相等。
挖掘机：双摇杆 机构用于挖掘机 的挖掘和旋转
感谢观看
汇报人：XX
双曲柄机构的类型及判定条件
双曲柄机构：由两个曲柄组成的机构
判定条件：两个曲柄的转动方向相反，且两个曲柄的转动角度相等 双曲柄机构的特点：两个曲柄的转动方向相反，且两个曲柄的转动角 度相等 双曲柄机构的应用：广泛应用于机械、汽车、航空等领域
双摇杆机构的类型及判定条件
双摇杆机构分为两种类型：曲柄摇杆机构和双曲柄机构 曲柄摇杆机构的判定条件：存在一个曲柄和一个摇杆 双曲柄机构的判定条件：存在两个曲柄和一个摇杆 双摇杆机构的判定条件：存在两个摇杆和一个曲柄
汽车发动机：双 曲柄机构用于控 制气门开闭
自行车：双曲柄 机构用于驱动后 轮
缝纫机：双曲柄 机构用于驱动 纫针上下运动
起重机：双曲柄 机构用于控制吊 臂升降
双摇杆机构的应用实例
汽车转向系统： 双摇杆机构用于 控制汽车转向
机械臂：双摇杆 机构用于机械臂 的抓取和移动
起重机：双摇杆 机构用于起重机 的升降和旋转
连杆是连接两 个构件的移动 副
铰链四杆机构 可以实现多种 运动形式，如 旋转、摆动、 平移等
组成部件名称及作用
铰链：连接两个构件，允许相对转动 连杆：连接两个构件，传递运动和力 滑块：在导轨上滑动，实现运动和力的传递 导轨：引导滑块运动，限制其运动方向
《铰链四杆机构》课件
曲柄摇杆机构在汽车悬挂系统中的应用非常广泛。
工业生产线
正交转动机构常用于工业生产线，提高生产效率。
机械手臂
双曲四杆机构是机械手臂中的重要组成部分。
铰链四杆机构的优缺点
优点
运动可靠、精度高 结构简单、成本低 维护保养方便
缺点
可调性差 受力不均，易产生磨损 运动汽 车悬挂系统等领域。
正交转动机构
运动稳定且精准，常见于工业 生产线上。
铰链四杆机构的运动特点
这种机构有几个重要的特点：
1 转化运动
能够将旋转运动转化为直线运动。
2 比例关系
旋转运动和直线运动的比例关系是固定的，且不同类型的铰链四杆机构具有不同的运动 特点。
铰链四杆机构的应用
《铰链四杆机构》PPT课 件
热烈欢迎大家来到今天的讲座！我们将一起探讨铰链四杆机构，这是一种非 常重要和常见的机械结构。让我们开始吧！
什么是铰链四杆机构
1 铰链四杆机构
是一种通过连接铰链的四杆机构。
2 应用广泛
通常用于运动机构中，将旋转运动转化为直线运动。
三种常见的铰链四杆机构
双曲四杆机构
具有复杂的运动特点，被广泛 应用于机械系统。
铰链四杆机构判断
铰链四杆机构:所有的运动副全部都是回转副，这种四杆机构叫铰链四杆机构。
形成条件结论：①最短杆与最长杆长度和小于或等于其余两杆长之和。
②整转副是由最短杆与其邻边组成的。
1、 取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，故得双曲柄机构βψϕ2、 取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副，故得曲柄摇杆机构γβγβψϕϕψγβγβψϕϕψ3、取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副，故得双摇杆机构齿轮的压力角渐开线上某点的法线（也就是压力方向线）与该点 速度方向线所夹的锐角αk 称为该点的压力角。
此概 念和平面连杆机构以及凸轮机构中确定的一样。
如果用r b 表示基圆半径∵ OB ⊥BK ， OK ⊥V k ∴ αk=∠BOKI对中曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构摆动导杆机构与转动导杆机构当l2 > l1时，β和ϕ都可以在0~360︒范围内变化，也就是说，杆2、杆4都可以作整周转动。
此时，导杆机构又叫做转动导杆机构。
当l1 > l2时，ϕ只能在<360︒的范围内变化，就是说，杆4只能往复摆动。
此时，导杆机构又称为摆动导杆机构。
（需要注意的一点是：导杆机构有一个很大的优点：γ≡ 90︒，传动角恒等于90︒。
因为滑块3作用在导杆4的力P始终垂直于导杆，始终与导杆的运动方向一致。
这样，α≡ 0，γ≡ 90︒421ABB摆块机构如果我们固定曲柄滑块机构中的杆2这个构件，不管AB作整周转动还是摆动，块3都是绕C点作往复摆动。
因此，这种机构就叫做摆动滑块机构，简称摆块机构。
B定块机构要是固定滑块3，这种机构就叫做定块机构。
1234A BC双滑块机构椭圆机构偏心轮机构l 1Al 2B CDl 2l 1l牛头刨床齿轮传动结论：渐开线齿轮的正确啮合条件是两轮的模数和压力角必须分别相等。
这样，传动比还可写成：2112121221''z z d d d d d d i b b =====ωω中心距 a = r 1'+r 2'= r 1+r 2 = m (z 1+z 2) /2。
铰链四杆机构课件
（1）曲柄摇杆机构
雷达
剪板机
缝纫机
任务二：请将相应答案的序号填入括号内。
1、以曲柄为主动件的是（ A ）和（ B ），把曲柄的整周回转运动转变为摇杆的往复
摆动的；以摇杆为主动件的是（ C ），把摇杆的往复摆动转变为曲柄的整周回转。
A 雷达
B 剪板机
C 缝纫机
2、连连看： 将机架与相应的机构连起来
应用实例：
牛头刨床
机车车轮
雷达
平面连杆机构的定义：
各构件用销轴、滑道（低副）连接起来，且各构件间的相对运 动均在同一平面内或互相平行的平面内的机构称为平面连杆机构。
二、铰链四杆机构
1、铰链四杆机构的组成
1）定义：由4个杆件通过铰链（转动副）链接而成的机构。 2）组成：机架、连架杆（曲柄或摇杆）、连杆。
2、如图所示铰链四杆机构中， 已知AB＝130mm，BC＝150mm， CD＝175mm，AD＝200mm，若取 AD为机架，试判断此机构属于哪一 种类型？
解：1、判断是否满足杆长条件：
AB＋AD＝330 ＞ BC＋CD＝325
则不满足杆长条件，所以此机构为 双摇杆机构
课堂小结
1．铰链四杆机构中曲柄存在的条件；
（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，则无曲柄存在即为双摇杆机构。
课堂练习（1、2必做，3选做）
1、如图1中，若a＝250mm，b＝600mm， c＝400mm，d＝550mm，取杆a为机架 时可得什么机构；取杆b为机架时可得什链四杆机构中，已知AB＝ 130mm，BC＝150mm，CD＝175mm， AD＝200mm，若取AD为机架，试判断此 机构属于哪一种类型？
铰链四杆机构
结合现代控制技术和传感器技 术，实现铰链四杆机构的自动
化和智能化操作。
新型铰链四杆机构的设计
1 2 3
新型连杆机构设计
通过改变连杆的形状和长度，以及运动副的配置 方式，设计出具有优异运动特性的新型铰链四杆 机构。
优化设计方法
采用现代设计方法和优化算法，对铰链四杆机构 进行参数优化和结构设计，以提高其性能和可靠 性。
材料与制造工艺选择
根据机构的工作需求和性能要求，选择合适的材 料和制造工艺，以确保机构的制造精度和使用寿 命。
新型铰链四杆机构的性能评估与优化
运动学分析
通过运动学分析，研究新型铰链四杆机构的 运动规律和特性，为机构的性能评估和优化 提供理论依据。
动力学分析
进行动力学分析，研究机构在动态工作过程中的受 力情况和运动稳定性，为机构的优化设计提供指导 。
工作原理
工作原理
通过改变杆件长度或相对位置，使得 机构在运动过程中满足一定的几何关 系，从而实现所需的运动。
几何关系
通常涉及角度、距离、平行、垂直等 几何要素，通过这些要素的变化和组 合，实现所需的运动轨迹。
应用领域
工业领域
在各种机械设备中广泛应用，如 缝纫机、纺织机、印刷机等，用
于实现各种复杂的运动轨迹。
双摇杆机构通常用于实现复杂的运动轨迹或调整机械系统的 位置。
03
铰链四杆机构的设计与 优化
机构设计
确定机构类型
确定转动副和移动副
根据工作需求，选择合适的铰链四杆 机构类型，如曲柄摇杆机构、双曲柄 机构或双摇杆机构。
根据机构类型和设计要求，确定各杆 件之间的转动副或移动副，并选择合 适的轴承和导轨。
05
铰链四杆机构的改进与 创新
第二章-曲柄摇杆机构、四杆机构设计-PPT
18
另外，具有整转副的铰链四杆机构是否存 在曲柄，还应根据选择何杆为机架来判断。 (1) 取最短杆为机架时，机架上有两个整转副， 故得双曲柄机构。
19
(2) 取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一 个整转副，故得曲柄摇杆机构。
共线。此时杆１与杆２的夹角β的变化范围为也是 0o ～360 0
杆３为摇杆，它与相邻两杆的夹角ψ 、γ 的 变化范围小于360°。
显然，Ａ、Ｂ为整转副， Ｃ、Ｄ不是整转副。
为了实现曲柄 １整周回转，AB杆 必须顺利通过与连 杆共线的两个位置 AB′和AB″。
15
当杆１处于AB′位置时，形成三角形 ACD 。
摇杆自C2D摆回至C1D是其空回行程，这时 Ｃ点的平均速度是v2=C1C2 ／t2，显然v1 < v2 ， 它表明摇杆具有急 回运动的特性。牛 头刨床、往复式输 送机等机械就利用 这种急回特性来缩 短非生产时间，提 高生产率。
4
急回运动特性可用行程速度变化系数（也称 行程速比系数）K 表示。
v2
பைடு நூலகம்
C1C2/t2
根据三角形任意两边之和必大于(极限情况下等于)
第三边的定理可得
l4≤(l2 －l1)＋l3
l3≤(l2 －l1)＋l4
即 l1＋l4≤l2＋l3 （2-4） l1＋l3≤l2＋l4 （2-5）
当杆１处于AB″位置
时，形成三角形ACD 。
可得
l1 ＋ l2 ≤l4 ＋ l3
（2-6）
16
将式(2-4)、(2-5)、(2-6)两两相加
l1＋l4≤l2＋l3
（2-4）
《机械设计基础》课程讲解课件第二章第一节铰链四杆机构及其演化
2.导杆机构
取曲柄滑块机构中的不同构件作为机架，可以得到以下 四种不同的机构。
曲柄滑块机构
转动导杆机构
定块机构
摇块导杆机构
应用
小型刨床机构
曲柄摆动导杆机构 (a)曲柄摆动导杆机构; (b)电气开关
卡车车厢自动翻转卸料机构
手动抽水机
3.偏心轮机构 扩大转动副
（a）等效曲柄滑块机构 （b）曲柄滑块机构 （c）等效曲柄摇杆机构 （d) 曲柄摇杆机构
摇杆为主动件时， 则可以将摇杆的摆动转换为 曲柄的整周回转运动。
应用举例：
①牛头刨床工作台横向进给机构 ②缝纫机的踏板机构
图 7-3 缝纫机踏板机构
牛头刨床进给机构
缝纫机踏板机构
(a)局部结构图 ; (b)曲柄摇杆机构运动简图 1—主动齿轮; 2—从动齿轮; 3—连杆; 4—摇杆（棘爪）;
5—棘轮; 6—丝杠 ; 7—机架
一、平面四杆机构的基本型式—铰链四杆机构
1．曲柄摇杆机构 2．双曲柄机构
3．双摇杆机构
运动副全是转动副
二、平面四杆机构的演化型式
1．曲柄滑块机构 2．导杆机构 3．偏心轮机构
一、平面四杆机构的基本型式
1.曲柄摇杆机构
☆ 两连架杆中一个为曲柄，另
一个为摇杆。
曲柄为主动件时， 可以实现由曲柄的整周回转 运动到摇杆往复摆动的运动 转换。
特点：容易加工； 工作时润滑条件和受力情况好； 可用于较重载荷的传动中。
应用举例：蒸汽机换气阀传动机构、冲压机传动机构等。
机械设计基础
第二章 平面连杆机构
第一节 铰链四杆机构及其演化 第二节 平面四杆机构的基本特性
概念
定义: 全由低副（转动副、移动副）构 成的平面机构称为平面连杆机构
- 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)。
不满足杆长之和条件
双摇杆机构
满足杆长之和条件
双曲柄机构
例题：如下图所示，判断铰链四杆机构属于哪种基本
形式？
ADmax=230mm, ABmin=130mm,
C
200
B
180
130 230
A
D
由已知可得： 230mm+130mm<200mm+180mm 即AD+ AB< BC+ CD 满足Lmax +Lmin≤L 1+L2
双曲柄插床
双摇杆机构 特点：
两个连架杆均为摇杆 。
车轮转向机构：
四杆件构成等 腰梯形，按箭 头方向牵动摇 杆AB的延伸 端E，可使两 摇杆AB，CD 同向摆动并带 动两轮同时转 向。
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
b
B
C
c
a
A
D
d
小结
1、铰链四杆机构的组成
刮雨器
公共汽车车门启闭机构
公共汽车车门启闭机构
铲土机为了保 证铲斗平行移动， 防止泥土流出， 采用了平面连杆 机构。
认识一 下吧
认识一下吧
本章要解决的问题
铰链四杆机构是如何改变或传递运动的？ 杆与杆之间是怎么连接的？ 它的工作特性是什么？
一、铰链四杆机构的组成
A1
O1
2
B
3
4
2.最长杆和最短杆的长度之和小于等于其 他两杆长度之和
曲柄存在的条件
bC
B
c
a
A dD
铰链四杆机构三种基本形式的判别方法
本 1.当a+d≤c+b时： a为最短杆；d为最长杆
节
重 点
与最曲柄摇杆机构
最短杆B AbB为机C 架，此时为 ：
L LLa双曲柄机c构
A
机车车轮联动装置
传动特点：主动曲柄和从动曲柄均以相同角速度转动。
No Image
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， 保证两天平盘始终保持水平状态。
挖掘机
汽车门启闭机构
四杆机构成反 向双曲柄机构。 双曲柄的转向 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。
第二章 铰链四杆机构
§2-1 铰链四杆机构的组成和分类
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
铰链四杆机构在生活、生产中广泛用于动力 的传递或改变运动的形式，例如公共汽车门 的开启，汽车前窗刮雨器等都是利用铰链四 杆机构来完成工作任务的。
取最短杆的对杆为机架 －－－双摇杆机构
取最短杆为机架 －－－双曲柄机构
应用： 搅拌机、汽车前窗刮雨器等。
以摇杆为主动件,曲柄为从动件。 运动形式： 把摇杆的往复摆动转化为曲柄的整周回转运动
雷达机构
颚式破碎机
剪刀机
2.双曲柄机构
特点：
连架杆
一为曲柄 一为曲柄
主动曲柄匀速转，从动曲柄变速转 。
O2
铰链四杆机构：
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。
机架 连杆 连架杆
机构的固定构件 不直接与机架连接的构件 与机架用转动副相连接的构件
2 3
1 4
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180°的 某一角度摆动的 连架杆
双摇杆机构
————————
三种基本类型，是根据
两连架杆
————————
的运动形式不同
——————————
来划分的。
2、家用缝纫机踏板机构是
曲柄摇杆 机构，它是以
———————
踏板
————
为主动件的。
3、下列属于双曲柄机构的是（ D ）
A 搅拌机
B 自动翻斗装置
C 港口起重机 D 汽车车门启闭机构
作业
二、铰链四杆机构的基本类型
根据两个连架杆能否成为曲柄，铰链四杆机构可分为三种 基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
1.曲柄摇杆机构
特点：
连架杆
一为曲柄 一为摇杆
将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。
取不同的构件为机架时，可得三种不同性质的铰 链四杆机构
取最短杆的邻杆为机架 －－－曲柄摇杆机构
主动曲柄AB 匀速转动， 从动曲柄 CD做变速 转动并通过 附加连杆CE 带动筛子作 变速往复直 线运动，以 使被筛物料 获得较好的 筛分效果。
惯性筛、挖掘机（平行四边形机构）、车门启闭机构 （反平行四边形机构）等。
火车驱动轮连动机构
平行双曲柄机构
连杆与机架的长度相等且两 曲柄长度相等，曲柄转向相 同的双曲柄机构
d
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
本 节 重 点 之 二
双无摇论杆哪机根构杆为机架都为:
归纳
最短杆邻杆为机架， 曲柄摇杆机构
最短杆为机架，
1 02 51 515 双曲柄机构
判
最短杆对杆为机架，
别
方
双摇杆机构
法
Lmin+Lmax>L1+L2
1.一般双曲柄机构（不等长双曲柄机构）
特点： 两曲柄不相等，主动曲柄等速转动，从动曲柄变速转动。
应用：惯性筛
2.平行双曲柄机构： 特点：两曲柄相等、同向，角速度相等。 应用：火车车轮联动装置
3.反向双曲柄机构：
特点：两曲柄相等、反向，角速度不相等。 应用：车门启闭机构。
双曲柄机构的应用实例：
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
双曲柄机构
平行双曲柄机构 火车轮 反向双曲柄机构 汽车车门启闭系统
双摇杆机构 起重机 飞机起落架
课堂练习
1、铰链四杆机构分为
曲柄摇杆机构 双曲柄机构
———————— 、—————————
只形成双摇杆机构
铰链四杆机构类型的判别
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
25
10
15
15
25
15251525
15
25 15
画出剪板机的机构简图
铰 曲柄摇杆机构
链 四
具有一个曲柄和一个摇杆的铰 链四杆机构
杆
机
构
的 双曲柄机构
三 种
具有两个曲柄的铰链四 杆机构
基
本 双摇杆机构
形 式
具有两个摇杆的铰链四杆机 构
本节重点之一
想一想：四杆机 构中，曲柄存在 的条件是什么？
四杆机构中，要有曲柄存在，必须同时满足下 列两个条件： 1.连架杆与机架中必有一个是最短杆；