项目二：平面连杆机构的应用及类型.

一、铰链四杆机构的基本形式、特点和应用 基本概念
1、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，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、机架：机构的固定构件，如杆4 。 3、连杆：不直接与机架连接的构件，如杆2。 4、连架杆：与机架用转动副相连接的构件， 如杆1、3 。 连架杆可分为： 5、曲柄：能绕机架作整周转动的连架杆，如杆1； 6、摇杆：只能绕机架作小于360°的某一角度摆动 的连架杆，如3。
为转动导杆机构。
当l1>l2，杆2能作整周转动，杆4只能
往复摆动，称为摆动导杆机构。
当构件2和构件4均能作整周转动，小型刨床就是应用实例
当杆2的长度小于机架长度时，导秆4只能作来回摆动，又称为摆动导 秆机构，牛头刨中的主运动机构是他的应用实例
2）从动件能实现各种预期的运动规律。 3）连杆上各不同点的轨迹是各种不同形状 的，从而可以得到各种不同形状的曲线，我们 可以利用这些曲线来满足不同轨迹的要求。
4）有较长的运动链，使连杆机构产生较 大的积累误差，降低机械效率。 5）连杆及滑块的质心都在作变速运动， 它们所产生的惯性力难于用一般的平衡方法 加以消除，增加机构的动载荷。
B1
1
2 3
C1
B
C" 3 A C2 ˊ C 3 B ˊ 1
1
2 3
CHale Waihona Puke ˊ B B1AB2 B3
D
C ˊ 1
ˊ C
D
C1
为了消除这种运动不确定状态,可在主、从动曲 柄上错开一定角度再安装一组平行四边形机构。
机车驱动轮连动机构
公汽车门
3、双摇杆机构
两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇 杆机构。
分析：若l1能绕A整周相对转动，则存在两个特殊位置 在Δ AC'D中有： l4≤（l2- l1）+l3 l3≤（l2- l1）+l4
C' C
C"
l2
B
l 1+l 4 ≤l 2+l 3 l1+l3 ≤l2+l4
l3
B" A
(1) (2)
l1
B'
在Δ AC" D中有： l 1+l 2 ≤l 4+l 3 (3)
（2）整转副是由最短杆与其邻边组成。
由于曲柄是连架杆，整转副处于机架上，才能 形成曲柄。所以，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。
铰链四杆机构类型的判断条件：
1
在满足杆长和的条件下：
（1）取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，该 机构为双曲柄机构。 （2）取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整 转副，该机构为曲柄摇杆机构. （3）取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副， 该机构为双摇杆机构。
2）若不满足杆长和条件： 该机构只能是双摇杆机构。
注意： 铰链四杆机构必须满足四构件组成的 封闭多边形条件：最长杆的杆长<其余三杆 长度之和。
曲柄存在的条件结论
（1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。 （杆长和条件） （2）连架杆与机架中必有一杆为四杆中最短杆。
2 C 3
B 1
B 1 2 C 3 A
4
D
应用举例： 港口起重机、飞机起落架、车辆的前轮 转向机构
双摇杆机构应用实例
港口起重机 选择连杆上合适的点，轨迹为近似的水平直线
双摇杆机构应用实例
飞机起落架
双摇杆机构应用实例
风扇摇头
二、
铰链四杆机构曲柄存在的条件
1、整转副： 两构件能相对转动360°的转动副。 2、整转副存在的条件： 取决于各杆的长度。
项目二：平面连杆连杆机构的应用及类型
平面连杆机构：是由若干个构件通过低副（转 动副和移动副）连接而成的平面机构，也称平 面低副机构。 铰链四杆机构：全部由转动副相连的平面四杆 机构。
特点：
1）其运动副为低副面接触，压强较小， 可以承受较大的载荷。便于润滑，不易产生
大的磨损，几何形状较简单，便于加工制造。
5、双滑块机构： 改变构件的形状和运动副
1、曲柄滑块机构：改变构件的形状和运动尺寸
摇杆长 →∞ ββ →直线
摇杆3 →滑块 转动副D →移动副
曲柄滑块机构
运动特性：
偏置曲柄滑块机构
e—称为偏距
e≠0，偏置曲柄滑块机构 对心曲柄滑块机构 e=0， 对心曲柄滑块机构
2、偏心轮机构：扩大转动副
扩大转动副 B的半径
使之超过曲 柄的长度 杆1变为圆盘，其几何 中心为B，运动时，圆盘 绕偏心A转动，故称为偏 心轮。 A 、B之间的距离 称为偏心距e，即为曲柄的 长度。
1 4 3
2
2 3 1 4
3、导杆机构： 选用不同的构件为机架
杆4称为导杆 滑块3沿导杆 移动并绕C点 转动
4
当l1≤l2，杆2、杆4能作整周转动，称
l4
曲柄摇杆机构
D
将（1）、（2）、（3）式两两相加，得到以下关系式：
l1≤l2，
l1≤l3，
l1≤l4，
以上关系表明l1为最短杆。
l1+l4 ≤l2+l3 (1) l1+l3 ≤l2+l4 (2) l1+l2 ≤l4+l3 (3)
结论：
（1）整转副存在的条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等 于其它两杆长度之和。（杆长和条件）
雷达天线俯仰机构
曲柄摇杆机构应用实例
搅面机
曲柄摇杆机构应用实例
缝纫机
2、双曲柄机构
两个连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲 柄机构。
应用举例： 惯性筛、插床机构
特例：平行双曲柄机构
双曲柄机构应用实例
惯性筛
双曲柄机构应用实例
插床机构
平行双曲柄机构：其相对两杆平行且相等。 1、曲柄1为原动件，作等角速转动；从动件曲柄3 也以相同角速度转动。 2、当四个铰链中心处于同一直线上时，将出现运 动不确定状态。
在铰链四杆机构中，按两连架杆运 动形式，可将铰链四杆机构分为：
1、曲柄摇杆机构 2、双曲柄机构 3、双摇杆机构
1、曲柄摇杆机构
两个连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆， 则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。 曲柄1为原动件，作匀速转动；摇杆3为从动件， 作变速往复摆动。
应用举例： 惯性筛、插床机构
曲柄摇杆机构应用实例
B
2
C 3
1
A
4 D A 4 双摇杆机构
D
双曲柄机构
曲柄摇杆机构
取不同的构件为机架
铰链四杆机构判定举例
三、
铰链四杆机构的演化
通过用移动副取代转动副、变更杆件长度， 变更机架和扩大转动副等途径，可得到铰链四杆 机构的其它演化形式。
1、曲柄滑块机构： 改变构件的形状和运动副 2、偏心轮机构：扩大转动副 3、导杆机构： 选用不同的构件为机架 4、摇块机构和定块机构： 选用不同的构件为机架