机械基础——第四章第二节常用四杆机构
合集下载
相关主题
- 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)。
双摇杆机构
在铰链四杆机构中，已知l2= 30mm，l3=35mm， l4= 50mm，构件AD为机架，试问
(1) 若此机构为曲柄摇杆机构，且构件AB为曲柄，求l1max； (2) 若此机构为双曲柄机构，求l1man； (3) 若此机构为双摇杆机构，求l1取值范围。
作
业
P.95
3-2
3-3
复习题
1. 填空题 (5) 铰链四杆机构曲柄存在的条件是：
1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆； 2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两 杆长度之和。（称为杆长条件）
复习题
⒉ 选择题 (1) 平面连杆机构是由 D 组成的机构。
(A) 高副； (B) 高副和低副； (C) 转动副； (D) 低副。 (2) 平面连杆机构，构件的最少数量是 C 。
复习提问
一、填空
1、机械是 机器 和 机构 的总称。 2、 构件 是机器运动的单元； 零件 是机器的制造单元。 3、两构件通过 面 接触组成的运动副称为低副，低副又 分为 移动 副和 转动 副两种。 4、两构件通过点或线接触的运动副叫作 高副 。
复习提问
二、 选择题 （1）一个作平面运动的自由构件具有 C 自由度。
曲柄导杆机构
的平面四杆 曲柄摇块机构
机构
移动导杆机构
二、铰链四杆机构的基本类型及应用
由四个杆状构件及四个转动副组成。
C B
A
D
A
D
在此机构中：AD固定不动，称为机架； AB、CD两构件与机架组成转动副，称为连架杆； BC称为连杆。 在连架杆中，能作整周回转的构件称为曲柄，而只能在一定角度 范围内摆动的构件称为摇杆。
解决办法 c.增加第三个平行曲柄
应用 机车联动机构
车门启闭机构
摄影台升降机构
(三）双摇杆机构 两连架杆都是摇杆的铰链四杆机构。
双摇杆机构的应用
起重机变幅机构可实现货物水平移动，以减少功率消耗。
双摇杆机构的应用
飞机起落架
铸造翻箱机构
B’ C’ B C
D A
CC 电机
D
蜗轮 BBBA AA
条件：最长杆的杆长<其余三杆长度之和。
铰链四杆机构形式判别步骤：
1、先看最短杆与最长杆长度之和是否小于或等 于其余两杆长度之和；如不是，则是双摇杆机构； 如是，则进入下一步作进一步判断；
2、如机架是最短杆，则是双曲柄机构；如连架 杆是最短杆，则是曲柄摇杆机构；如连杆是最短 杆，则是双摇杆机构。
复习题
如最短杆与最长杆长度之和小于或等于另两杆长度 之和，则最短杆两端的转动副都可以整周转动，所以： （1）如最短杆为机架，则为双曲柄机构。 （2）如短杆的邻杆为机架，则为曲柄摇杆机构。 （3）如最短杆的对边为机架，则为双摇杆机构。
如果最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度 之和，则为双摇杆机构。 注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形
蜗蜗杆杆
风扇座
风扇摇头机构
汽车前轮转向机构 （等腰梯形机构）
（四）铰链四杆机构的类型判别
1、铰链四杆机构曲柄存在条件为：
1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆； 2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两 杆长度之和。（称为杆长条件）
上述两个条件必须同时满足，否则机构不存在曲柄
2、铰链四杆机构类型的判断方法
铰链四杆机构按两连架杆的运动形式不同分 为三种基本形式：
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
（一）曲柄摇杆机构
两连架杆中一个为曲柄而另一个为摇杆的机构。 当曲柄为原动件时，可将曲柄的连续转动转变为摇杆 的往复摆动。
曲柄摇杆机构应用 1）将转动变为摆动
搅拌机机构
黑色杆是什么？ 红色杆是什么？ 绿色杆是什么？ 蓝色杆是什么？
(A) 一个； (B) 二个； (C) 三个； (D) 四个。 （2）平面机构中的高副所引入的约束数目为 A 。
(A) 一个； (B) 二个； (C) 三个； (D) 四个。 （3）平面机构中的低副所保留的自由度数目为 A 。
(A) 一个； (B) 二个； (C) 三个； (D) 四个。
复习提问
三、 问答题 （1）机器与机构的主要区别是什么？
复习提问
三、 问答题 （3）机构具确定运动的条件是什么？
机构原动件个数应等于机构的自由度数目。
第二节 汽车常用四杆机构
一、概述
1.平面连杆机构：若干构件通过低副连接而组成 的平面机构。
2.平面连杆机构主要优点
1）低副压力小，制造简单，制造精度较高。 2）实现转动、摆动和移动等基本运动形式转换。 3）实现多种运动规律。
1. 填空题 （1）在铰链四杆机构中，与机架用转动副相连接的杆 称为 连架杆 。
(2) 铰链四杆机构基本类型有 曲柄摇杆机构 、 双曲柄机构 以及 双摇杆机构 三种。 （3）曲柄摇杆机构运动特是： 一个连架杆可整周转动，另一连架杆只能在一定范围内摆动。 双曲柄机构运动特性是：两个连架杆都可整周转动 。 双摇杆机构运动特性是： 两个连架杆都只能在一定范围。内摆动 （4）平行四边形机构属于 双曲柄 机构，当曲柄与连 杆共线时，会出现 运动不确定现象 。
机器是由各种机构所组成，可以完成能量的转换。 而 机构是由多种构件组成，仅仅是起着运动的传递和运动形成 转换的作用。
复习提问
三、 问答题 （2）何谓运动副？何谓高副和低副？每种运动副各引 入几个约束？ 两个构件间的可动连接称为运动副。 两构件通过点或线接触而构成的运动副称为高副；高副 引入一个约束。 两构件通过面与面接触而构成的运动副称为低副；低副 引入两个约束。
(A) 二件； (B) 三件； (C) 四件； (D) 五件。 (3) 汽车刮雨器机构属于 A 。
（A）曲柄摇杆机构； (B) 双曲柄机构； (C) 双摇杆机构 （4） 缝纫机踏板机构属于 A 。
（A）曲柄摇杆机构； (B) 双曲柄机构； (C) 双摇杆机构。 （5） 公共汽车门启闭机构属于 B 。
B
C
A
D
3.平面连杆机构主要缺点
1）低副存在间隙，产生运动误差。 2）不易精确实现复杂运动规律。
4.平面连杆机构的命名
四杆机构，五杆机构等。
本章主要讨论应用 最广、最基础的四杆 机构。
B A
C D
5、类型
曲柄摇杆机构
平
铰链四杆机 双曲柄机构 构(全转动副)
面
双摇杆机构
四
杆
曲柄滑块机构
机 构
含有移动副
（A）曲柄摇杆机构； (B) 双曲柄机构； (C) 双摇杆机构。 （6） 起重机变幅机构属于 C 。
（A）曲柄摇杆机构； (B) 双曲柄机构； (C) 双摇杆机构。
复习题
判断铰链四杆机构的类型
双曲柄机构
复习题
判断铰链四杆机构的类型
Leabharlann Baidu曲柄摇杆机构
复习题
判断铰链四杆机构的类型
双摇杆机构
复习题
判断铰链四杆机构的类型
两连架杆均为曲柄的四杆机构。
双曲柄机构应用
可将原动曲 柄的等速转动 转换成从动曲 柄的等速或变 速转动，如图 所示的惯性筛 驱动机构。
平行双曲柄 机构
正平行四边形 机构
共线时运动 不确定
反平行四边形 机构
解决办法
a.利用从动曲柄本身（或附加质量）的惯性来 导向。
解决办法
b.在主、从动曲柄上错开移动角度再安装一组 平行四边形机构
雷达天线俯仰角调整机构：天线固定在摇杆上，由 主动曲柄通过连杆使天线摆动以调整俯仰角度。
汽车前窗刮雨机构：主动曲柄AB回转时，从动摇杆作往复 摆动，利用摇杆的延长部分实现刮雨作用。
曲柄摇杆机构应用 2）摆动变换为转动 缝纫机踏板机构
将摇杆的往复摆动转变为曲柄的整周转动。
破碎机
（二）双曲柄机构
在铰链四杆机构中，已知l2= 30mm，l3=35mm， l4= 50mm，构件AD为机架，试问
(1) 若此机构为曲柄摇杆机构，且构件AB为曲柄，求l1max； (2) 若此机构为双曲柄机构，求l1man； (3) 若此机构为双摇杆机构，求l1取值范围。
作
业
P.95
3-2
3-3
复习题
1. 填空题 (5) 铰链四杆机构曲柄存在的条件是：
1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆； 2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两 杆长度之和。（称为杆长条件）
复习题
⒉ 选择题 (1) 平面连杆机构是由 D 组成的机构。
(A) 高副； (B) 高副和低副； (C) 转动副； (D) 低副。 (2) 平面连杆机构，构件的最少数量是 C 。
复习提问
一、填空
1、机械是 机器 和 机构 的总称。 2、 构件 是机器运动的单元； 零件 是机器的制造单元。 3、两构件通过 面 接触组成的运动副称为低副，低副又 分为 移动 副和 转动 副两种。 4、两构件通过点或线接触的运动副叫作 高副 。
复习提问
二、 选择题 （1）一个作平面运动的自由构件具有 C 自由度。
曲柄导杆机构
的平面四杆 曲柄摇块机构
机构
移动导杆机构
二、铰链四杆机构的基本类型及应用
由四个杆状构件及四个转动副组成。
C B
A
D
A
D
在此机构中：AD固定不动，称为机架； AB、CD两构件与机架组成转动副，称为连架杆； BC称为连杆。 在连架杆中，能作整周回转的构件称为曲柄，而只能在一定角度 范围内摆动的构件称为摇杆。
解决办法 c.增加第三个平行曲柄
应用 机车联动机构
车门启闭机构
摄影台升降机构
(三）双摇杆机构 两连架杆都是摇杆的铰链四杆机构。
双摇杆机构的应用
起重机变幅机构可实现货物水平移动，以减少功率消耗。
双摇杆机构的应用
飞机起落架
铸造翻箱机构
B’ C’ B C
D A
CC 电机
D
蜗轮 BBBA AA
条件：最长杆的杆长<其余三杆长度之和。
铰链四杆机构形式判别步骤：
1、先看最短杆与最长杆长度之和是否小于或等 于其余两杆长度之和；如不是，则是双摇杆机构； 如是，则进入下一步作进一步判断；
2、如机架是最短杆，则是双曲柄机构；如连架 杆是最短杆，则是曲柄摇杆机构；如连杆是最短 杆，则是双摇杆机构。
复习题
如最短杆与最长杆长度之和小于或等于另两杆长度 之和，则最短杆两端的转动副都可以整周转动，所以： （1）如最短杆为机架，则为双曲柄机构。 （2）如短杆的邻杆为机架，则为曲柄摇杆机构。 （3）如最短杆的对边为机架，则为双摇杆机构。
如果最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度 之和，则为双摇杆机构。 注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形
蜗蜗杆杆
风扇座
风扇摇头机构
汽车前轮转向机构 （等腰梯形机构）
（四）铰链四杆机构的类型判别
1、铰链四杆机构曲柄存在条件为：
1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆； 2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两 杆长度之和。（称为杆长条件）
上述两个条件必须同时满足，否则机构不存在曲柄
2、铰链四杆机构类型的判断方法
铰链四杆机构按两连架杆的运动形式不同分 为三种基本形式：
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
（一）曲柄摇杆机构
两连架杆中一个为曲柄而另一个为摇杆的机构。 当曲柄为原动件时，可将曲柄的连续转动转变为摇杆 的往复摆动。
曲柄摇杆机构应用 1）将转动变为摆动
搅拌机机构
黑色杆是什么？ 红色杆是什么？ 绿色杆是什么？ 蓝色杆是什么？
(A) 一个； (B) 二个； (C) 三个； (D) 四个。 （2）平面机构中的高副所引入的约束数目为 A 。
(A) 一个； (B) 二个； (C) 三个； (D) 四个。 （3）平面机构中的低副所保留的自由度数目为 A 。
(A) 一个； (B) 二个； (C) 三个； (D) 四个。
复习提问
三、 问答题 （1）机器与机构的主要区别是什么？
复习提问
三、 问答题 （3）机构具确定运动的条件是什么？
机构原动件个数应等于机构的自由度数目。
第二节 汽车常用四杆机构
一、概述
1.平面连杆机构：若干构件通过低副连接而组成 的平面机构。
2.平面连杆机构主要优点
1）低副压力小，制造简单，制造精度较高。 2）实现转动、摆动和移动等基本运动形式转换。 3）实现多种运动规律。
1. 填空题 （1）在铰链四杆机构中，与机架用转动副相连接的杆 称为 连架杆 。
(2) 铰链四杆机构基本类型有 曲柄摇杆机构 、 双曲柄机构 以及 双摇杆机构 三种。 （3）曲柄摇杆机构运动特是： 一个连架杆可整周转动，另一连架杆只能在一定范围内摆动。 双曲柄机构运动特性是：两个连架杆都可整周转动 。 双摇杆机构运动特性是： 两个连架杆都只能在一定范围。内摆动 （4）平行四边形机构属于 双曲柄 机构，当曲柄与连 杆共线时，会出现 运动不确定现象 。
机器是由各种机构所组成，可以完成能量的转换。 而 机构是由多种构件组成，仅仅是起着运动的传递和运动形成 转换的作用。
复习提问
三、 问答题 （2）何谓运动副？何谓高副和低副？每种运动副各引 入几个约束？ 两个构件间的可动连接称为运动副。 两构件通过点或线接触而构成的运动副称为高副；高副 引入一个约束。 两构件通过面与面接触而构成的运动副称为低副；低副 引入两个约束。
(A) 二件； (B) 三件； (C) 四件； (D) 五件。 (3) 汽车刮雨器机构属于 A 。
（A）曲柄摇杆机构； (B) 双曲柄机构； (C) 双摇杆机构 （4） 缝纫机踏板机构属于 A 。
（A）曲柄摇杆机构； (B) 双曲柄机构； (C) 双摇杆机构。 （5） 公共汽车门启闭机构属于 B 。
B
C
A
D
3.平面连杆机构主要缺点
1）低副存在间隙，产生运动误差。 2）不易精确实现复杂运动规律。
4.平面连杆机构的命名
四杆机构，五杆机构等。
本章主要讨论应用 最广、最基础的四杆 机构。
B A
C D
5、类型
曲柄摇杆机构
平
铰链四杆机 双曲柄机构 构(全转动副)
面
双摇杆机构
四
杆
曲柄滑块机构
机 构
含有移动副
（A）曲柄摇杆机构； (B) 双曲柄机构； (C) 双摇杆机构。 （6） 起重机变幅机构属于 C 。
（A）曲柄摇杆机构； (B) 双曲柄机构； (C) 双摇杆机构。
复习题
判断铰链四杆机构的类型
双曲柄机构
复习题
判断铰链四杆机构的类型
Leabharlann Baidu曲柄摇杆机构
复习题
判断铰链四杆机构的类型
双摇杆机构
复习题
判断铰链四杆机构的类型
两连架杆均为曲柄的四杆机构。
双曲柄机构应用
可将原动曲 柄的等速转动 转换成从动曲 柄的等速或变 速转动，如图 所示的惯性筛 驱动机构。
平行双曲柄 机构
正平行四边形 机构
共线时运动 不确定
反平行四边形 机构
解决办法
a.利用从动曲柄本身（或附加质量）的惯性来 导向。
解决办法
b.在主、从动曲柄上错开移动角度再安装一组 平行四边形机构
雷达天线俯仰角调整机构：天线固定在摇杆上，由 主动曲柄通过连杆使天线摆动以调整俯仰角度。
汽车前窗刮雨机构：主动曲柄AB回转时，从动摇杆作往复 摆动，利用摇杆的延长部分实现刮雨作用。
曲柄摇杆机构应用 2）摆动变换为转动 缝纫机踏板机构
将摇杆的往复摆动转变为曲柄的整周转动。
破碎机
（二）双曲柄机构