机械基础——第四章第二节常用四杆机构
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《机械基础》教学讲义 6、认识常用机构 2、认识平面四杆机构
演化的主要 听教师讲解。 型式。
4、铰链四杆机构及其演化的主要型式的对比
讲解重点：铰链四杆机构及其演化的主要型式。
五、曲柄摇杆机构的运动特性及止点位置
提问：曲柄摇杆机构的运动特性是什么？ 要求学生看教材，回答相应的问题。 讲解重点：急回特性。 提问：曲柄摇杆机构的止点位置在哪里？ 要求学生看教材，回答相应的问题。 讲解重点：1、压力角（ ）与传动角（ ）；2、曲柄摇 杆机构的止点位置。 提问：避免出现止点的方法有哪些？ 要求学生看教材，回答相应的问题。
学生活动
学生回顾分 析平面机构 及其运动简 图的知识，并 回答问题。
设计意图
培养学生复 习、归纳的学 习习惯。
提问：什么是机构示意图，有什么特点？ 提问：机构运动简图符号 一、平面四杆机构的基本型式 1、平面四杆机构的基本概念 提问：什么是平面连杆机构？什么又是平面四杆机构，有 哪些特点？ 要求学生看教材，回答相应的问题。 讲解重点：平面连杆机构的概念和特点。 二、铰链四杆机构 提问：铰链四杆机构有哪些组成部分？
看教材，自学 培 养 学 生 的
曲 柄 摇 杆 机 自学能力。认
构的运动特 识曲柄摇杆
性及止点位 机构的急回
置。
特性；认识压
力角、传动
听教师讲解。 角，曲柄摇杆
机构的止点
位置以及避
免出现止点
基本类型的 听教师讲生 的 曲 柄 滑 块 机 自学能力。认 构、导杆机 识曲柄滑块 构、摇块机构 机构、导杆机 和 定 块 机 构 构、摇块机构 的运动特点 和定块机构 及其类型；铰 的运动特点； 链 四 杆 机 构 了解其类型； 及其演化的 认识铰链四 主要型式。 杆 机 构 及 其
学生看教材， 培 养 学 生 的 自 学 平 面 连 自学能力。让 杆机构的概 学生掌握平 念和特点。 面 连 杆 机 构
4、铰链四杆机构及其演化的主要型式的对比
讲解重点：铰链四杆机构及其演化的主要型式。
五、曲柄摇杆机构的运动特性及止点位置
提问：曲柄摇杆机构的运动特性是什么？ 要求学生看教材，回答相应的问题。 讲解重点：急回特性。 提问：曲柄摇杆机构的止点位置在哪里？ 要求学生看教材，回答相应的问题。 讲解重点：1、压力角（ ）与传动角（ ）；2、曲柄摇 杆机构的止点位置。 提问：避免出现止点的方法有哪些？ 要求学生看教材，回答相应的问题。
学生活动
学生回顾分 析平面机构 及其运动简 图的知识，并 回答问题。
设计意图
培养学生复 习、归纳的学 习习惯。
提问：什么是机构示意图，有什么特点？ 提问：机构运动简图符号 一、平面四杆机构的基本型式 1、平面四杆机构的基本概念 提问：什么是平面连杆机构？什么又是平面四杆机构，有 哪些特点？ 要求学生看教材，回答相应的问题。 讲解重点：平面连杆机构的概念和特点。 二、铰链四杆机构 提问：铰链四杆机构有哪些组成部分？
看教材，自学 培 养 学 生 的
曲 柄 摇 杆 机 自学能力。认
构的运动特 识曲柄摇杆
性及止点位 机构的急回
置。
特性；认识压
力角、传动
听教师讲解。 角，曲柄摇杆
机构的止点
位置以及避
免出现止点
基本类型的 听教师讲生 的 曲 柄 滑 块 机 自学能力。认 构、导杆机 识曲柄滑块 构、摇块机构 机构、导杆机 和 定 块 机 构 构、摇块机构 的运动特点 和定块机构 及其类型；铰 的运动特点； 链 四 杆 机 构 了解其类型； 及其演化的 认识铰链四 主要型式。 杆 机 构 及 其
学生看教材， 培 养 学 生 的 自 学 平 面 连 自学能力。让 杆机构的概 学生掌握平 念和特点。 面 连 杆 机 构
机械工程基础第4章
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第２节 运动副及平面机构运动简图
• （２）由原动件开始，按照运动传递的顺序，分析各构件之间相对运 动的性质，从而确定组成该机构的构件（数目与形状）、运动副（数 目和类型）；
• （３）选择平行于构件运动的平面为视图平面，选定适当的比例尺；
• （４）用简单的线条和规定的构件及运动副符号，绘制机构运动简图。 绘制时应撇开与运动无关的构件复杂外形和运动副的具体构造。同时 应注意，选择恰当的原动件位置进行绘制。避免构件相互重叠或交叉。
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第２节 运动副及平面机构运动简图
• （１）转动副：组成运动副的两构件之间只能绕某一轴线作相对转动 的运动副。如图４－８（ａ）所示，通常转动副的具体形式是用铰链 连接，所以转动副也称作铰链。转动副使构件失去２个移动的自由度， 保留了１个转动的自由度。
• （２）移动副：组成运动副的两构件只能作相对直线移动的运动副。 如图４－８（ｂ） 所示，两构件互相限制了沿ｙ轴的移动和在ｘｙ 平面内绕任一点的转动，只允许沿ｘ轴移动。移动副使构件失去１个 移动和１个转动的自由度，只保留了１个移动的自由度。所以，平面 机构中的低副引入了两个约束，仅保留一个自由度。
• 一、机构的平行移动 • 机构在运动过程中，若其内任一直线始终平行于它的初始位置，则称
此种运动为机构的平行移动，简称为平动。机构平动时，若其上各点 的轨迹是直线，则称为直线平动；若其上各点的轨迹是曲线，则称为 曲线平动。
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第１节 机构的三种运动形式
• 图４－１所示为在直线道路上行驶车辆的运动，其上的直线ＡＢ在运 动过程中始终与它的初始位置平行，且轨迹线是一条水平直线，因此 是直线平动。图４－２所示摆式送料机料槽的运动，其上的直线ＡＢ 在运动过程中始终与它们的初始位置平行，但轨迹线是曲线，因此是 曲线平动。
第２节 运动副及平面机构运动简图
• （２）由原动件开始，按照运动传递的顺序，分析各构件之间相对运 动的性质，从而确定组成该机构的构件（数目与形状）、运动副（数 目和类型）；
• （３）选择平行于构件运动的平面为视图平面，选定适当的比例尺；
• （４）用简单的线条和规定的构件及运动副符号，绘制机构运动简图。 绘制时应撇开与运动无关的构件复杂外形和运动副的具体构造。同时 应注意，选择恰当的原动件位置进行绘制。避免构件相互重叠或交叉。
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第２节 运动副及平面机构运动简图
• （１）转动副：组成运动副的两构件之间只能绕某一轴线作相对转动 的运动副。如图４－８（ａ）所示，通常转动副的具体形式是用铰链 连接，所以转动副也称作铰链。转动副使构件失去２个移动的自由度， 保留了１个转动的自由度。
• （２）移动副：组成运动副的两构件只能作相对直线移动的运动副。 如图４－８（ｂ） 所示，两构件互相限制了沿ｙ轴的移动和在ｘｙ 平面内绕任一点的转动，只允许沿ｘ轴移动。移动副使构件失去１个 移动和１个转动的自由度，只保留了１个移动的自由度。所以，平面 机构中的低副引入了两个约束，仅保留一个自由度。
• 一、机构的平行移动 • 机构在运动过程中，若其内任一直线始终平行于它的初始位置，则称
此种运动为机构的平行移动，简称为平动。机构平动时，若其上各点 的轨迹是直线，则称为直线平动；若其上各点的轨迹是曲线，则称为 曲线平动。
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第１节 机构的三种运动形式
• 图４－１所示为在直线道路上行驶车辆的运动，其上的直线ＡＢ在运 动过程中始终与它的初始位置平行，且轨迹线是一条水平直线，因此 是直线平动。图４－２所示摆式送料机料槽的运动，其上的直线ＡＢ 在运动过程中始终与它们的初始位置平行，但轨迹线是曲线，因此是 曲线平动。
2汽车常见四杆机构
曲柄滑块机构演化为具有两个移动副的四杆机 构，称为双滑块机构。
在图示的曲柄滑块机构中，将转动副B扩大，则 图a所示的曲柄滑块机构，可等效为图b所示的机构。
将圆弧槽mm的半径逐渐增至无穷大，则图2b 所示机构就演化为图示的机构。此时连杆2转化为沿 直线mm移动的滑块2；转动副c则变成为移动副，滑 块3转化为移动导杆。
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。
max＝900时，＝0 →Ft=F 太小易自锁， 限制min，以 保证机构正常工作。
3)最小传动角的位置
曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。
F Ft vC
3)最小传动角的位置 曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。
平面四杆机构的最小传动角位置：
3．死点
在曲柄摇杆机构，如以摇杆3 为原动件，而曲 柄1 为从动件，连杆2与曲柄1共线，这种位置称为死 点。机构处于压力角=90（传力角=0）的位置时， 驱动力的有效力为0。此力对A点不产生力矩，因此 不能使曲柄转动。
➢死点
B
2
C
1
5
A
3
N
P D
利用死点夹紧工件的夹具
•
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。21. 1.1821. 1.18Mo nday , January 18, 2021
在图示的曲柄滑块机构中，将转动副B扩大，则 图a所示的曲柄滑块机构，可等效为图b所示的机构。
将圆弧槽mm的半径逐渐增至无穷大，则图2b 所示机构就演化为图示的机构。此时连杆2转化为沿 直线mm移动的滑块2；转动副c则变成为移动副，滑 块3转化为移动导杆。
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。
max＝900时，＝0 →Ft=F 太小易自锁， 限制min，以 保证机构正常工作。
3)最小传动角的位置
曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。
F Ft vC
3)最小传动角的位置 曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。
平面四杆机构的最小传动角位置：
3．死点
在曲柄摇杆机构，如以摇杆3 为原动件，而曲 柄1 为从动件，连杆2与曲柄1共线，这种位置称为死 点。机构处于压力角=90（传力角=0）的位置时， 驱动力的有效力为0。此力对A点不产生力矩，因此 不能使曲柄转动。
➢死点
B
2
C
1
5
A
3
N
P D
利用死点夹紧工件的夹具
•
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。21. 1.1821. 1.18Mo nday , January 18, 2021
汽车机械基础-第四章
泵
3、导杆机构
曲柄滑块机构中，当将曲柄改为机架时，就演化成导杆机构。
4、定块机构
曲柄滑块机构中，当将滑块改为机架时，就演化成定块机构。
第三节 凸轮机构
一、发动机配气机构的工作过程
按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求， 定时开启和关闭气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油机)或 空气(柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。 在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的 质量与在进气系统进口状态下充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃 混合气的质量之比。
汽车机械基础
——第四章 机构的组成及汽车常用机构
本 章 内 容
一、机构的组成与运动简图 二、汽车常用四杆机构
三、凸轮机构
四、螺旋机构
第一节
机构的组成与运动简图
第一节 机构的组成与运动简图
一、 机构的组成及相关概念
机械：机械和机构的统称 零件：制造单元体 构件：运动单元体 构件可由一个或 几个零件组成。
平行四边形机构运动有两个特性： ①原动从动曲柄的转动保持同步。 ②运动中两曲柄保持平行，连杆与“机架” 也保持平行。 它因此获得广泛应用，如火车车轮的联动机构。
平行双曲柄机构
(2) 双曲柄机构
1） 两曲柄等长且平行，ω1=ω2
(2) 双曲柄机构
反平行双曲柄机构 当两曲柄共线时，有可能成为反向双曲柄机构: ω1≠ω2
摇杆为原动件：脚踏缝纫机 脚踏脱粒机
图4-13 缝纫机踏板机构
脱粒机及其机构运动简图 a—脚踏脱粒机 b—机构运动简图
(2) 双曲柄机构
铰链四杆机构的两个连架杆均为曲柄，称为双 曲柄机构。 双曲柄机构中的任一个曲柄均可作为原动件，带 动从动曲柄旋转。
《机械基础(少学时)(第2版)》电子教案 第4章
• 1.凸轮机构的分类 • 凸轮机构的分类方法很多，可以按凸轮的形状分，也可以按从动件形
状及运动形式分，其类型及特点见表4-5。
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4.2 凸轮机构
• 2.凸轮机构的应用特点 • 与平面连杆机构相比，凸轮机构具有结构简单、紧凑、设计方便、便
于准确实现给定的运动规律和轨迹的特点；但由于凸轮轮廓与从动件 之间为点接触或线接触，易于磨损，所以多用于传力不大的机械、仪 表、控制机构中。
• 4.2.2 凸轮机构的工作特性及应用
• 1.凸轮机构的工作特性 • 凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作等速回转运动，从动件作往复
移动。如图4-19所示为最基本的对心外轮廓盘形凸轮机构。以凸轮轮 廓上最小半径所画的圆称为凸轮的基圆，其半径用r0表示。
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4.2 凸轮机构
• 图4-19中从动件位于最低位置，它的尖端与凸轮轮廓上点A（基圆与 曲线AB的连接点）接触。当凸轮按逆时针方向回转时，凸轮的从动 件按照一定的运动规律逐渐升到最高点B，这个过程称为推程。凸轮 转过的角度称为推程角Φ0。过B点凸轮继续回转，从动件在最高处停 止不动，直至C点处，此时走过的行程称为远停程。凸轮所转过的角 度称为远停角ΦS。过了C点，从动件按照一定的运动规律逐渐下降 至最低点D，这个行程称为回程。
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4.1 平面四杆机构
• 4.1.3 平面四杆机构的基本性质
• 1.曲柄存在的条件 • 平面四杆机构三种基本类型的主要区别，就在于连架杆是否为曲柄，
而连架杆能否成为曲柄，则取决于机构中各杆件的相对长度和最短杆 件所处的位置。铰链四杆机构存在曲柄，必须满足以下两个条件： • （1）连架杆与机架中必有一个是最短杆； • （2）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。 • 根据曲柄存在的条件，推出平面四杆机构的三种基本类型的判别方法 如下：
状及运动形式分，其类型及特点见表4-5。
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4.2 凸轮机构
• 2.凸轮机构的应用特点 • 与平面连杆机构相比，凸轮机构具有结构简单、紧凑、设计方便、便
于准确实现给定的运动规律和轨迹的特点；但由于凸轮轮廓与从动件 之间为点接触或线接触，易于磨损，所以多用于传力不大的机械、仪 表、控制机构中。
• 4.2.2 凸轮机构的工作特性及应用
• 1.凸轮机构的工作特性 • 凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作等速回转运动，从动件作往复
移动。如图4-19所示为最基本的对心外轮廓盘形凸轮机构。以凸轮轮 廓上最小半径所画的圆称为凸轮的基圆，其半径用r0表示。
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4.2 凸轮机构
• 图4-19中从动件位于最低位置，它的尖端与凸轮轮廓上点A（基圆与 曲线AB的连接点）接触。当凸轮按逆时针方向回转时，凸轮的从动 件按照一定的运动规律逐渐升到最高点B，这个过程称为推程。凸轮 转过的角度称为推程角Φ0。过B点凸轮继续回转，从动件在最高处停 止不动，直至C点处，此时走过的行程称为远停程。凸轮所转过的角 度称为远停角ΦS。过了C点，从动件按照一定的运动规律逐渐下降 至最低点D，这个行程称为回程。
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4.1 平面四杆机构
• 4.1.3 平面四杆机构的基本性质
• 1.曲柄存在的条件 • 平面四杆机构三种基本类型的主要区别，就在于连架杆是否为曲柄，
而连架杆能否成为曲柄，则取决于机构中各杆件的相对长度和最短杆 件所处的位置。铰链四杆机构存在曲柄，必须满足以下两个条件： • （1）连架杆与机架中必有一个是最短杆； • （2）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。 • 根据曲柄存在的条件，推出平面四杆机构的三种基本类型的判别方法 如下：
机械基础第4章
第4章 常用机构
3)
以杆3为机架, 便得到图(d)所示的曲柄摇块机构。
曲柄摇块机构 以BC 为机架 直动导杆机构 以滑块为机架
杆机构
BC )
为机架
＞
C
4
C
4
C
4
1
3 3 B 1 2 B 2 A A 1
A
c)
(d)
(e)
第4章 常用机构
图 4-20 汽车自动卸料机构
第4章 常用机构 4) 直动导杆机构：以滑块4为机架, 则导杆1只相对滑块4作 往复移动。
第4章 常用机构
铰链四杆机构有整转副的条件
一、铰链四杆机构 运动副A成为周转副的条件： 由△BCD可得：
l2 l2 l1
l1 l1 ll l 4 4 4
l2 l3 l3
l3
l1 l 4 l 2 l3 由△BCD可得：
+
同理，可得：
第 4章 § 2常用机构 －2 铰链四杆机构有整转副的条件
第4章 常用机构
图 4-5 曲柄摇杆机构
(1) 具有急回运动。 急回运动(Quick Return Motion)：主动件作匀速运动, 从动 件往复运动所需的时间不等的性质。 最大摆角：摇杆两极限位置的夹角φ。 在生产中, 利用机构的急回运动,将慢行程作为工作行程, 快 行程作为空回行程, 可提高生产效率。
第4章 常用机构
A
1 2 B
C 3
4
自卸卡车举升机构
第4章 常用机构
汽车转向机构
A A A E EE B B B
D D D C C C
第4章 常用机构 三、平面连杆机构的特点：
机械传动四杆机构
1、任何完整的机器，通常由三大部分组成，原 动机、传动部分、工作部分组成，对自动化机 械设备，可以有第四部分“自动控制部分”。
2
一、机器、机构、构件、零件、机械名词解释
2、机器三大部分的作用：
① 原动机：整个机器的动力部分，作用是实现能量的 转换，驱动机器运动作功。 ② 工作部分：作用是完成机械预定的动作，处于整个 传动的末端。
机构处于死点位置时，从动件或被卡住，或转向
不确定。
25
如何顺利通过死点位置？
1）利用机构的惯性作用，使机构通过死点位置，一般
借助于飞轮。 2）采用多组机构交错排列的方法； 3）多缸发动机。
26
2、机构急回特性
曲柄1为主动件作等速转动，摇杆3为从动件作往
复摆动。曲柄1在转动一周的过程中，两次与连杆2共 线，此时摇杆的两相应位置C1D、C2D为摇杆左右极限位 置，摇杆左右极限位置间的夹角ψ 称为摇杆的摆角。
举例2； 图8-15 飞机起落架
17
二、铰链四杆机构的几个基本问题
1、曲柄存在的条件
铰链四杆机构由上述三种型式， 问满足什么条件是曲柄摇杆机构？ 问满足什么条件是双曲柄机构？ 问满足什么条件是双摇杆机构？
18
要成为曲柄摇杆机构，必须满足下列条件；
① 曲柄是最短的构件； ② 最短构件与最长构件长度之和小于或等于其余两构 件的长度之和。 在满足上述条件得下列结论： ① 取最短杆相邻的构件为机架时，最短杆为曲柄，此 机构为曲柄摇杆机构； ② 取最短杆为机架时，两连架杆均为曲柄，此机构为 双曲柄机构； ③ 取最短杆相对的构件为机架时，两连架杆都不能作 整周旋转，此机构为双摇杆机构； ④ 若最短构件与最长构件长度之和大于其余两构件的 长度之和，无论取何杆为机架，均为双摇杆机构。
2
一、机器、机构、构件、零件、机械名词解释
2、机器三大部分的作用：
① 原动机：整个机器的动力部分，作用是实现能量的 转换，驱动机器运动作功。 ② 工作部分：作用是完成机械预定的动作，处于整个 传动的末端。
机构处于死点位置时，从动件或被卡住，或转向
不确定。
25
如何顺利通过死点位置？
1）利用机构的惯性作用，使机构通过死点位置，一般
借助于飞轮。 2）采用多组机构交错排列的方法； 3）多缸发动机。
26
2、机构急回特性
曲柄1为主动件作等速转动，摇杆3为从动件作往
复摆动。曲柄1在转动一周的过程中，两次与连杆2共 线，此时摇杆的两相应位置C1D、C2D为摇杆左右极限位 置，摇杆左右极限位置间的夹角ψ 称为摇杆的摆角。
举例2； 图8-15 飞机起落架
17
二、铰链四杆机构的几个基本问题
1、曲柄存在的条件
铰链四杆机构由上述三种型式， 问满足什么条件是曲柄摇杆机构？ 问满足什么条件是双曲柄机构？ 问满足什么条件是双摇杆机构？
18
要成为曲柄摇杆机构，必须满足下列条件；
① 曲柄是最短的构件； ② 最短构件与最长构件长度之和小于或等于其余两构 件的长度之和。 在满足上述条件得下列结论： ① 取最短杆相邻的构件为机架时，最短杆为曲柄，此 机构为曲柄摇杆机构； ② 取最短杆为机架时，两连架杆均为曲柄，此机构为 双曲柄机构； ③ 取最短杆相对的构件为机架时，两连架杆都不能作 整周旋转，此机构为双摇杆机构； ④ 若最短构件与最长构件长度之和大于其余两构件的 长度之和，无论取何杆为机架，均为双摇杆机构。
机械基础 第三版 教案 模块四 机械常用结构
机构的急回特性。
行程速比系数K表明急回运动的相对程度。
2.传力特性2.1压力角：作用于从动件上的力与其作用点C的绝对速度方向之间所夹的锐角，称为压力角。
压力角的余角称为传动角。
四杆机构体现了机构在运动中的配合关系，改变不同长度，可以实现不同状态的运动，引出学生要有配合，灵活的思想等速运动是从动件上升或下降的速度为一常数的运动规律。
2)等加速等减速运动规律从动件在推程(或回程)的前半段行程作等加速运动，后半段行程作等减速运动。
4.凸轮机构的传力特性凸轮机构的型线导致从动件运动规律的不同，可以引出不同的思路可以创造不同结知识点五螺旋机构一、螺纹的基本知识1根据压型分类2螺纹根据牙型可分三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等，其中三角形螺纹主要用于零件间连接，矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传递动力和运动。
3.按螺旋方向分类根据螺旋线绕行方向的不同，螺纹可分为右旋螺纹和左旋螺纹4.按形成螺纹线数分类螺纹有单线和多线之分，沿一条螺旋线形成的螺纹为单线螺纹，沿多条螺旋线形成的螺旋为多线螺纹，多线螺纹中，以双线螺旋较为常用5.按螺旋线形成的表面分类在圆柱体外表面上形成的螺纹称为外螺纹，在圆柱内表面形成的螺纹称为内螺纹6.螺纹的参数内、外螺纹总是成对使用的，只有当内、外螺纹的牙型、公称直径、螺距、线数和旋向五个要素完全一致时，才能正常地旋合。
二、螺旋机构的基本知识1.分类：传力螺旋、传动螺旋、调整螺旋2.螺旋机构的特点(1)当螺杆转过一周时，螺母只移动一个导程，而导程可以做得很小。
故螺旋机构可以得到很大的减速比。
(2)由于减速比大，当在主动件上施加一个不大的扭矩时，在从动件上可获得一个很大的推力，即螺旋机构具有很大的机械利益。
(3)选择合适的螺旋升角可以使螺旋机构具有自锁性。
(4)结构简单、传动平稳、无噪声等。
(5)滑动螺旋的效率较低，特别是自锁螺旋的效率都低于50%。
3.螺旋机构的运动形式4.滚动螺旋机构。
中职教育-《工程机械基础》课件：第四章 常用机构(人民交通出版社).ppt
2. 从动件的运动规律 (1)等速运动规律。 当凸轮作等角速度旋转时，从动件上升或下降的速度为一常数，这种运动规律称为 等速运动规律。 ① 位移曲线(Ｓ- δ 曲线)。 如图4-9所示，若从动件在整个升程中的总位移为ｈ，凸轮上对应的升程角为 δ０，那么由运动学可知，在等速运动中，从动件的位移Ｓ与时间ｔ的关系为 Ｓ＝ｖ·ｔ 凸轮转角 δ 与时间ｔ的关系为
位置所夹的锐角，用 θ 表示，如图４-３所示。
图４-３ 曲柄摇杆机构
急回特性指空回行程时的平均速度大于工作行程时的平均速度的特性。 机构的急回特性可用行程速比系数Ｋ表示。
K
v2 v1
t1 t2
180 180
极位夹角 θ 越大，机构的急回特性越明显。
曲柄摇杯机构中，当曲柄 AB 沿顺时针方向以等角速度 ω 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 点的平均速 度为 V１；而当曲柄 AB 再继续转过 ϕ２ 时，摇杆 C D 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 >Ｖ１ 。由此说明:曲柄ＡＢ虽作等速转动，而摇杆ＣＤ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。
图4-5 铰链四杆机构的死点应用 １-手柄 ;２-工件
第二节 凸轮机构
一、凸轮机构概述 凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成 (图４-６)。 凸轮是主动件，从动件的运 动规律由 凸轮轮廓决定。 凸轮机构是机械工程中广泛应用的一种高副机构。 凸轮机构常用于低速、轻载的自动机或自动机的控制机构。 图４-７所示为汽车内燃机的配气机构，当凸轮１ 转动时，依靠凸轮的轮廓， 可以迫使 从动件气阀２向下移动打开气门(借助弹簧的作用力关闭)，这样就可以 按预定时间打开 或关闭气门，以完成内燃机的配气动作。
机械基础——第四章第二节常用四杆机构
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
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？
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。
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
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？
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。
机械基础教案-常用机构
教师授课教案2016下-2017上学年一学期课程机械基础教学内容旧知复习：1.机器与机构的关系。
2.构件与零件的关系。
3.运动副的概念及分类。
讲授新课：项目一常用机构任务1 平面四杆机构一、平面四杆机构的结构平面连杆机构是由多个构件在同一平面或相互平行的平面内组合而成的。
平面连杆机构的运动特点是将主动杆件的连续匀速转动转换成从动杆件的变速移动、移动或摆动。
4个杆件经过4个铰链（即转动副）连接而成，称为铰链四杆机构。
1.曲柄摇杆机构如果铰链四杆机构中的两连架杆中有一个为曲柄，另一个为摇杆，则该机构称为曲柄摇杆机构。
图示为物料搅拌机，当曲柄1整周转动时，摇杆2做往复摆动，利用连杆3上的E点以实现物料搅拌的要求。
物料搅拌机课堂思考图1-7所示为缝纫机的踏板机构，结合生活实际，找找主动件和从动件。
课堂小结：教师授课教案2016下-2017上学年一学期课程机械基础双曲柄机构如果铰链四杆机构中的两连架杆都是能做整周转动的曲柄，则该机构称为双曲柄机构。
1 两曲柄不等如图1-8所示的惯性筛，ABCD 为双曲柄机构。
曲柄AB 和曲柄CD 的长度不相等，当主动曲柄AB 作等速转动时，从动曲柄CD 作变速转动，再通过连杆BC 和连杆CE 带动滑块E （筛）做水平往复移动。
这里的机构是由双曲柄机构添加了一个连杆和滑块所组成。
2、 两曲柄相等，同向转动双曲柄机构中，当两曲柄长度相等，连杆与机架的长度也相等时，称为平行双曲柄机构（平行四边形机构）。
如图所示的机车车轮联动机构中的ABCD 就是一个平行双曲柄机构，主动曲柄AB 与从动曲柄CD 做同速同向运动，连杆BC 则做平移运动。
在平行双曲柄机构的运动过程中，主动曲柄AB 转动一周，从动曲柄CD 将会出现两次与连杆BC 共线位置（C1和C2），这样会造成从动曲柄运动的不确定现象（即CD 可能顺时针转，也可能逆时针转）。
为避免这一现象。
可用增设辅助机构（如曲柄EF ）或将若干组相同机构错列等方法来解决。
常用机构(四连杆机构)ppt课件
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.
23
死点
• 死点:
• 传动角为零=0(连杆与从动件共线),机构顶死
C
C
C2
2
1
3
B
B
vF
B1 =00
1
A
B2
4
=00
A
B2
D
=00
B
=00
C１
C
C
1
F
2
v
24
克服死点的措施
B2
22
2 22
C 3
C 3
C
3
3
C
43 C44 4
4C4 4 44C
4 14 4
A
16
(3)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
• 曲柄滑块机构 (扩大回转副)
28
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
29
1. 实现连杆给定位置机构
如实现预定的连杆位置要求 机构能引导刚体（一般为连杆）通过一系列给定位置
例：飞机起落架机构: • 要求实现机轮放下和收
180 K 1
K 1
• K=1, 无急回特性
• ↑K↑急回特征越显著
B
1
1
A
1
四杆机构公开课图文
应用领域
01
02
03
04
自动化生产线
四杆机构广泛应用于自动化生 产线中，如输送带、机械手等 ，实现物料的输送、搬运和加 工。
农业机械
在农业机械中，四杆机构常用 于拖拉机、收割机等设备的传 动系统中，实现动力传递和运 动控制。
医疗器械
在医疗器械中，四杆机构可用 于手术器械、康复设备等，实 现精确的定位和操作。
效率
优化四杆机构的设计，提高其工作效率和性能。
稳定性
保证四杆机构在使用过程中稳定可靠，不易发生 故障。
成本
在满足功能和性能要求的前提下，降低四杆机构 的设计成本。
优化设计
结构优化
运动学优化
动力学优化
对四杆机构的结构进行 优化，使其更加紧凑、
轻便。
根据实际需求，对四杆 机构的运动学特性进行 优化，提高其运动性能。
材料与热处理
根据工作负载和运动特性，选 择合适的材料和热处理方式， 以提高四杆机构的承载能力和
使用寿命。
04
四杆机构实例分析
实例一：缝纫机
总结词
缝纫机中的四杆机构主要用于实现往复直线运动，确保针头上下摆动。
详细描述
缝纫机中的四杆机构由机架、摆杆、曲柄和导杆组成。通过曲柄的旋转运动，带 动摆杆做往复摆动，再通过导杆使针头进行上下往复直线运动，完成缝纫操作。
在装配过程中，需要使用适当的装配工具和技术，如螺丝、螺母、垫圈 等，确保各部件之间的连接牢固可靠。同时，还需要注意调整各部件之 间的相对位置和运动关系，确保机构的运动精度和稳定性。
四杆机构制作与调试 材料选择与加工
测试是验证四杆机构性能的关键环节，需要对其运动学和动力学 性能进行全面检测。
机械原理课件之四杆机构受力分析.
FR12
g
x
Fr
F R21 G 2
FR45
Fr
FR43
e
FI2
h
G5
b
FR65
Fb
FR61
1
B
G
FR21 F
b
c
i
A
x
FR6
三、 用解析法作机构的动态静力分析
1. 矢量方程解析法 在图4 – 6中,设为刚体上A点的作用 力，当该力对刚体上任意点0取矩时，则
故 以图4 – 7所示机构为例，
确定各运动副中的反力及需
S2 G2
3
E D
n FR 63
按F作力多边形 由力多边形得：
h3 FR4 3
n FR 12
h2
t FR 63
FR6 5
F
t
f
F nR12 F
n R63
f
R12
FR4 5
F S5 5
FI5
Fb F if FR 6 1 F hi
F tR63
a
G5
FR63
f
FR32 FI5
解 : 1）根据已知条件作
出各转动副处的摩擦
R23
圆(如图中虚线小圆
所示)。
R43
2）取二力杆连杆3为研究对象 构件3在B、C两运动副处分别受到R23及R43的作用
R23和R43分别切于该两处的摩擦圆外，且R23=-R43。
3）根据R23及R43的方向，定出R32 及R34的方向。 4）取滑块4为分离体
1) 可解性分析：在四杆机构中，共有四个低副，每个低副中的反力都有两个
未知要素 (即反力的大小及方向 )，此外，平衡力尚有一个力的未知要素， 所以在此机构中共有九个未知要素待定；而另一方面，在此机构中，对三
机械基础-四杆机构
二.铰链四杆机构的特性
1.曲柄摇杆机构
连架杆中，一个是曲柄另一个是摇杆的平面四杆机构称为 曲柄摇杆机构。 主要的运动特性有：1. 急回运动 2. 死点位置 3. 压力角 与传动角
1) 急回运动特性
(1) 急回运动:当曲柄AB为原动件时,从动件摇杆在空回行 程时产生急回。 (2) 极位夹角 (3) 行程速比系数K(描述急回运动特性)图2－4
d
D
C
B
摇杆运动区
A
d
D 摇杆非运动区
C
F
B
作用在从动件 CD上的力F
d
A
D
F沿从动件DC方向的投 影F——无效分力 C B
F
F
F
Vc
F沿C点速度Vc方向的 投影F——有效分力 A
d
D
F
F F Vc
C B
A
d
D
F=FCos ; , F F=FSin ; , F 的值可衡量机构 传力性能的好坏。 F F F Vc
2) 死点位置
1 死点位置的产生: 当摇杆CD为原动件时,从动 件曲柄会产生卡死或运动不确定现象。 2 死点位置的克服和应用。 图2－5、6
VB F
B
C
A
D
CD为主动件!!
C B
VB F
A
D
CD为主动件!!
VB
当连杆BC与从动件曲柄AB共线时，压 力角=900，传动角=0，机构不能运动， C 此位置称为死点位置。
B B
D C C D
D
D
死点位置的功能
分合闸机构—— 搬动手柄使触头 接上。 弹簧拉力 D
F
C A B
触头
机械基础——第二节常用四杆机构;第三节凸轮机构
复习题
一、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 。
（5） 公共汽车门启闭机构属于 B 。 （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：
曲柄摇杆机构
复习题
判断铰链四杆机构的类型：
曲柄滑块机构 定块机构 以滑块为机架
a：曲柄滑块机构 b：导杆机构 c：摇块机构 d：定块机构
第三节 凸轮机构
当要求某些机械的从动件按照预定的运动规 律变化，采用凸轮机构可精确地实现所要求的运 动，如内燃机配气机构。如果采用平面连杆机构， 一般只能近似地实现预定的运动规律，难以满足 要求，而且设计较为困难和复杂。
进排气门阻 力较大，发 动机的动力 性和高速性 均较差，逐 渐被淘汰。
目前国产的 汽车发动机 都采用气门 顶置式配气
机构。
气门侧置
气门顶置
凸轮轴的布置型式
内燃机配气机构
二、凸轮机构的组成及特点
凸轮传动是通过凸轮与从动件间的接触来传递运动和动力，是 一种常见的高副机构，结构简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线， 就可以使从动件实现任何预定的复杂运动规律。
一、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 。
（5） 公共汽车门启闭机构属于 B 。 （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：
曲柄摇杆机构
复习题
判断铰链四杆机构的类型：
曲柄滑块机构 定块机构 以滑块为机架
a：曲柄滑块机构 b：导杆机构 c：摇块机构 d：定块机构
第三节 凸轮机构
当要求某些机械的从动件按照预定的运动规 律变化，采用凸轮机构可精确地实现所要求的运 动，如内燃机配气机构。如果采用平面连杆机构， 一般只能近似地实现预定的运动规律，难以满足 要求，而且设计较为困难和复杂。
进排气门阻 力较大，发 动机的动力 性和高速性 均较差，逐 渐被淘汰。
目前国产的 汽车发动机 都采用气门 顶置式配气
机构。
气门侧置
气门顶置
凸轮轴的布置型式
内燃机配气机构
二、凸轮机构的组成及特点
凸轮传动是通过凸轮与从动件间的接触来传递运动和动力，是 一种常见的高副机构，结构简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线， 就可以使从动件实现任何预定的复杂运动规律。
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(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
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 。
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。
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。
解决机构
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。
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
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。
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）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
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
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
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
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 。
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
(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？
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
（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
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 。
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。
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。
解决机构
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。
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
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。
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）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
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
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
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
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 。
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
(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？
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