平面铰链四杆机构讲解
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一种具有高度的灵活性和耐久性的精密机构，它是运动学上重要的一种机构。
它能够实现精确的位置和姿态控制，并能够通过输出四自由度（X、Y、Z方向及旋转）精确地控制它的运动轨迹。
它的结构往往由四个杆件和大量的铰链组成，是一种可以极其灵活地实现不同的运动控制的机构，在应用中可以被用于数控机床、控制机器人、控制可编程机器等等。
结构上来说，铰链四杆机构由四个杆件和大量的铰链组成，其四杆件分别安装在铰链中，并加上关节连接在一起，这四杆件就构成了一个固定的体系。
其中铰链的数量可根据不同的应用而定，有些包括4-6条铰链、有些包括8-12条铰链，甚至有些可以包括16-18条铰链，其余件均按照铰链的设计和参数要求进行装配并安装好。
铰链四杆机构的主要优势就在于其灵活性高和耐久性强。
由于其采用了大量的连接杆件来构成，其运动轨迹非常灵活，且具有很好的耐久性。
此外，它的功率利用率也相对较高，可以产生大量的力，能够在较大的轨迹范围内进行良好的操作，因此也是一种理想的运动控制机构。
另外，由于铰链四杆机构的体积比较小，它可以被广泛用于多个用途，如它可以应用于机器人运动控制、家用和工业用电器、AV机器人控制、坐式控制机器人以及植物鉴定机等等。
同时，它可以应用于研发视觉系统、精密仪器和仪表控制，可以按照客户的要求定制，以满足不同环境下的应用要求。
此外，铰链四杆机构还具有优良的抗干扰能力，由于在其结构上采用了固定的夹紧结构，它可以有效地抵抗外界的干扰，以及在运动控制过程中出现的扰动，因此也比较适合应用于工业环境下的控制机构。
总的来说，铰链四杆机构是一种具有高度灵活性和耐久性的机构，它可以实现精确的位置控制，从而满足不同的应用需求。
它的结构简单易于安装，具有良好的抗干扰能力，能够在工业环境中发挥良好的性能。
平面四杆机构的基本知识构的基本知识
例: 偏置曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构有曲柄的条件 偏置曲柄滑块机构有曲柄的条件： ① 连架杆长度＋偏距≤连杆的长度； 连杆的长度 ② 连架杆为最短杆。 对心曲柄滑块机构有曲柄的条件 对心曲柄滑块机构有曲柄的条件： ① 连架杆长度≤连杆的长度 连杆的长度； ② 连架杆为最短杆。
2.急回运动和行程速度变化系数 （1）急回运动 当主动件曲柄等速转动时，从动件摇杆摆回的平均速度大于 从动件摇杆摆回的平均速度大于 摆出的平均速度，摇杆的这种运动特性称为 摇杆的这种运动特性称为急回运动。 （2）行程速度变化系数K
（1）克服死点的方法 1）利用安装飞轮加大惯性的方 利用安装飞轮加大惯性的方 法，借惯性作用使机构闯过死点。 。 2）采用将两组以上的同样机构组合使用 采用将两组以上的同样机构组合使用， 且使各组机构的死点位置相互错开排列的方法 且使各组机构的死点位置相互错开排列的方法。
（2）死点的应用 飞机起落架收放机构 折叠式桌的折叠机构 夹具
平面四杆机构的基本知识
Basic Knowledge of Planar Four Basic Knowledge of Planar Fourbar Linkages 1.铰链四杆机构有曲柄的条件 （1）周转副的条件 ① 最短杆长度＋最长杆长度 最长杆长度≤其余两杆长度之和； ② 组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆 组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。 其中第一个条件称为 其中第一个条件称为杆长条件。
q = 180 °
k - 1 k + 1
v 2 K = v 1
° θ 180 ＋ = 180 ° θ －
结论 当机构存在极位夹角θ θ 时，机构便具有急回运动特性； 且θ 角越大，K值越大，机构的急回性质也越显著 机构的急回性质也越显著。 牛头刨床机构 对心曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构
铰链四杆机构简图工作原理
铰链四杆机构简图工作原理
铰链四杆机构是一种常用于机械传动和运动变换的连杆机构，由四个连杆和若干个铰链连接而成。
简图工作原理如下：
1. 四个连杆由多个铰接点连接起来，整个机构可以自由地旋转和移动。
2. 其中两个连杆称为主动连杆，另外两个则称为从动连杆。
3. 主动连杆通过某种动力源（例如电机或手动摇把）提供动力，使其运动。
4. 主动连杆的运动被传递到从动连杆上，从而实现机构的工作。
5. 运动方式可以是旋转、直线运动或复杂的曲线运动，根据实际需求进行设计。
6. 通过合理的设计和调整铰链四杆机构的连杆参数，可以实现各种不同的运动要求和工作效果。
铰链四杆机构的工作原理基于连杆的运动传递和约束，通过不同的铰链布置和参数调整，可以实现多种不同的运动模式和功能。
这种简图工作原理可以被应用在各种不同的机械装置中，如机械臂、自动门、汽车悬挂系统等。
平面铰链四杆机构分类
平面铰链四杆机构分类1. 介绍平面铰链四杆机构是一种常见的机械结构，由四个杆件和若干个铰链连接而成。
它具有简单、可靠、可控性好等特点，在机械设计中得到广泛应用。
本文将对平面铰链四杆机构进行分类，并介绍每种分类的特点和应用。
2. 分类2.1 单自由度四杆机构单自由度四杆机构是指只有一个活动连接件（也称为驱动件）的四杆机构。
这种机构可以实现一个自由度的运动，常见的有曲柄滑块机构和双曲柄滑块机构。
2.1.1 曲柄滑块机构曲柄滑块机构由一个旋转的曲柄和一个直线运动的滑块组成。
通过改变曲柄的旋转角度，可以实现滑块的往复直线运动。
曲柄滑块机构广泛应用于发动机、压力机等领域。
2.1.2 双曲柄滑块机构双曲柄滑块机构是指两个曲柄与一个滑块组成的机构。
与曲柄滑块机构相比，双曲柄滑块机构可以实现更复杂的运动轨迹，具有更广泛的应用。
双曲柄滑块机构常用于绘图仪、印刷机等设备中。
2.2 多自由度四杆机构多自由度四杆机构是指有多个活动连接件（驱动件）的四杆机构。
这种机构可以实现多个自由度的运动，常见的有平行四杆机构和串联四杆机构。
2.2.1 平行四杆机构平行四杆机构是指由两个平行排列的驱动件和两个平行排列的从动件组成的机构。
它可以实现平面内任意点的直线运动，并且具有较高的精度和刚性。
平行四杆机构广泛应用于工业生产线上，用于传输、装配等工作。
2.2.2 串联四杆机构串联四杆机构是指由一个驱动件和三个从动件组成的机构。
它可以实现复杂的运动轨迹，并且具有较高的自由度。
串联四杆机构常用于医疗器械、机器人等领域，用于实现复杂的运动任务。
3. 应用3.1 工业生产线平面铰链四杆机构在工业生产线上广泛应用。
曲柄滑块机构常用于压力机、冲床等设备中，用于实现往复运动；平行四杆机构常用于传输线上，用于实现物料的输送和装配。
3.2 机器人平面铰链四杆机构在机器人领域也有着重要的应用。
串联四杆机构可以用于实现机器人的手臂运动，使其能够完成复杂的操作任务；双曲柄滑块机构可以被应用在机器人的关节传动中。
铰链四杆机构的基本类型
所以此机构为曲柄摇杆机构
小结：
1、铰链四杆的组成
曲柄
1机架、1连杆、2连架杆
摇杆
2、铰链四杆机构的基本类型及应用
曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构
3、曲柄存在的条件
①长度和条件 ②最短杆条件
4、铰链四杆机构类型判别方法
一算长度和、二看最短杆、三判断
铰链四杆机构的基本类型
技工部：崔晓玲 冀中能源技师学院
教学目标：
1、了解铰链四杆机构的组成 2、掌握铰链四杆机构的基本类型 3、掌握铰链四杆机构类型的判别方法
重点： 1、铰链四杆机构的类型及运动特点 2、曲柄存在的条件
难点： 铰链四杆机构类型的判别方法
案例导入
一、 铰链四杆机构的组成
1、定义：由四个杆件通过铰链（转动副） 连接而成的平面四杆机构
一、 铰链四杆机构的组成
2、表示方法
直线段---杆件 圆圈---铰链（转动副） 阴影线---固定不动
一、 铰链四杆机构的组成
3、组成
连杆
连架杆
机架
机架 ---- 固定不动的杆 ，AD杆 连架杆---与机架以铰链相连的杆，AB杆、 CD杆 连杆-----与机架不相连的杆，BC杆
一、 铰链四杆机构的组成
两曲柄长度相等且平行 转向相同，转速相等
双曲柄机构---
3、应用三：公交车门启闭系统
反向双曲柄机构 两曲柄长度相等但不平行
转向相反，转速不相等
双摇杆机构—
1、定义：两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构。
2、运动特点：摆动 摆动
双摇杆机构---
3、应用一：飞机起落架
飞机起飞后，主动摇杆3通过连杆2带动从动摇 杆1作往复摆动，使机轮收起；飞机着陆前，使机 轮放下。
第8章第5讲平面四杆机构的设计——解析法
第8章第5讲平面四杆机构的设计——解析法平面四杆机构是机械工程中常用的一种机构，它由4个连接杆组成，通过连接杆与铰链的连接方式，能够实现不同形式的运动。
平面四杆机构的设计可以采用解析法，该方法通过解析机构的运动学性质和机构参数，来确定机构的设计参数和结构尺寸。
在平面四杆机构的解析法设计中，首先需要确定机构的运动类型。
根据机构的运动要求和工作环境，可以选择不同的运动类型，如平行移动、旋转、复杂曲线轨迹等。
运动类型的选择将对机构的结构设计和参数确定产生重要影响。
接下来，需要确定机构的工作原理和结构特点。
根据机构的运动类型，可以选择不同的结构形式，如平行四杆机构、向心四杆机构、菱形四杆机构等。
不同的结构形式具有不同的运动学特性和工作原理，需要根据实际需求进行选择。
确定机构的杆件长度和角度。
在机构设计中，杆件的长度和角度是关键的设计参数。
杆件的长度决定了机构的尺寸和工作范围，而杆件的角度决定了机构的运动轨迹和运动特性。
通过分析机构的运动学方程和几何方程，可以确定机构的杆件长度和角度。
确定机构的铰链位置。
铰链的位置决定了杆件之间的连接方式和机构的运动特性。
通过分析机构的力学平衡条件和运动学方程，可以确定机构的铰链位置，使机构能够实现所需要的运动要求。
最后，进行机构的参数优化和结构优化。
根据机构的运动学性能和工作要求，可以对机构的结构参数进行优化，使机构的运动特性更加优秀。
同时，还需要对机构的结构进行优化，提高机构的强度和刚度，确保机构在工作过程中的可靠性和稳定性。
通过解析法进行平面四杆机构的设计，可以使机构的结构和性能更加合理和可靠。
这种设计方法具有简单易行、工程实用性强的特点，是一种常用的机构设计方法。
在实际的机械设计中，可以根据具体的需求和实际情况，采用解析法进行平面四杆机构的设计，以提高机构的性能和工作效果。
平面铰链四杆机构分类
平面铰链四杆机构分类一、引言平面铰链四杆机构是一种常见的机械传动结构，由四个杆件通过铰链连接而成。
它具有简单、可靠、刚性好等优点，在机械领域有着广泛的应用。
本文将对平面铰链四杆机构进行分类和分析，以期更好地了解和应用这一机构。
二、分类平面铰链四杆机构可以根据其杆件的链接关系和机构的运动方式进行分类。
2.1 根据杆件链接关系分类•对称四杆机构：四个杆件两两对称连接，形成一个对称的结构。
常见的具有对称结构的平面铰链四杆机构有平行四杆机构和梯形四杆机构。
•非对称四杆机构：四个杆件之间没有对称关系，形成一个非对称的结构。
常见的非对称平面铰链四杆机构有双曲线四杆机构和椭圆四杆机构。
2.2 根据机构的运动方式分类•旋转运动四杆机构：机构中至少有一个连杆可以绕铰链进行旋转运动。
例如，摇杆机构和滑块机构都属于旋转运动四杆机构。
•平动运动四杆机构：杆件只能以平动的方式运动，不能绕铰链进行旋转运动。
典型的平动运动四杆机构有单滑块机构和双滑块机构。
三、对称四杆机构3.1 平行四杆机构四杆机构中的两个杆件平行于彼此，并且与另外两个杆件相互垂直。
平行四杆机构有两组平行链接的杆件，因此具有对称的结构。
其机构特点是：•杆件a和b平行，杆件c和d平行；•杆件a和d通过铰链连接，形成了机构的链接框架；•杆件b和c通过其他的铰链连接。
3.2 梯形四杆机构四杆机构中的两个杆件不平行，而是呈现出梯形的形状。
梯形四杆机构同样具有对称结构，其机构特点是：•杆件a和b不平行，杆件c和d不平行；•杆件a和d通过铰链连接，形成了机构的链接框架；•杆件b和c通过其他的铰链连接。
四、非对称四杆机构4.1 双曲线四杆机构四杆机构中的杆件连接形成一个双曲线的形状，因此称为双曲线四杆机构。
其机构特点是：•杆件a和b彼此相交，杆件c和d彼此相交；•杆件a和d通过铰链连接，形成了机构的链接框架；•杆件b和c通过其他的铰链连接。
4.2 椭圆四杆机构四杆机构中的杆件连接形成一个椭圆的形状，因此称为椭圆四杆机构。
铰链四杆机构类型的判定
A.曲柄摇杆机构 B。双曲柄机构 C.双摇杆机构D. 以上答案均不对
练一练：
1、在图5-3中构成双曲柄机构的是（ A ）。
练一练：
1、如图所示铰链四杆机构构成曲柄摇杆机构时，须固定（ B ）。
A、杆AD B、杆AB或杆CD C、杆BC
D、杆AD或构
BC为机架——曲柄摇杆机构
CD为机架——双摇杆机构
AD为机架——曲柄摇杆机构
练一练：
1、铰链四杆机构的最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆的长度之和时，机构
__A___ 。
A.有曲柄存在 B。不存在曲柄 C. 有时有曲柄，有时没曲柄 D. 以上答案均不对
2、平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之
是否满足曲柄存在的条件
满足 不满足
最短杆位置 连架杆 机架 连杆
基本类型 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 双摇杆机构
练一练：
1.铰链四杆机构的基本形式有哪几种？如图所示，已知铰链四杆机构各构件的长度分别
为 a=240mm，b=600mm，c=400mm，d=500mm。试问当分别取AB.BC.CD.AD为机架时，将各
铰链四杆机构各杆的长度（mm）如下，取杆BC为机架，构成双曲柄 机构的是（ C ）。 A、AB=130,BC=150,CD=175,AD=200 B、AB=150,BC=130,CD=165,AD=200 C、AB=175,BC=130,CD=185,AD=200 D、AB=200,BC=150,CD=165,AD=130
第二步：铰链四杆机构类型的判定
1、取最短杆为连架杆
曲柄摇杆机构
1、取最短杆为机架
双曲柄机构
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。
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？
铰链四杆机构基本类型的判别方法
铰链四杆机构基本类型的判别方法以铰链四杆机构基本类型的判别方法为标题，本文将详细介绍铰链四杆机构的基本类型以及如何进行判别。
铰链四杆机构是一种常见的机械结构，由四个杆件和若干个铰链连接而成。
根据杆件的布置和连接方式的不同，铰链四杆机构可分为平面机构和空间机构两种类型。
平面机构是指所有杆件都在一个平面内运动的机构。
在平面机构中，杆件与杆件之间通过铰链连接，使得机构能够进行转动。
根据平面机构中铰链的数量和布置方式的不同，又可以将平面机构分为单闭链机构和多闭链机构。
单闭链机构是由一个闭合的杆件链构成的机构，其中的铰链数量为3n（n为杆件数量）。
常见的单闭链机构有四杆机构、双摇杆机构等。
四杆机构由四个杆件和四个铰链连接而成，杆件之间的连接方式决定了四杆机构的类型。
四杆机构分为平行四杆机构和类平行四杆机构两种类型。
平行四杆机构是指四个杆件中的两个平行杆件通过两个平行铰链连接，而另外两个杆件通过两个非平行铰链与平行杆件连接。
平行四杆机构的特点是能够实现直线运动或近似直线运动。
类平行四杆机构是指四个杆件中的两个平行杆件通过两个平行铰链连接，而另外两个杆件通过两个非平行铰链与平行杆件连接。
类平行四杆机构的特点是能够实现特定曲线运动。
多闭链机构是由多个闭合的杆件链构成的机构，其中的铰链数量大于3n。
常见的多闭链机构有六杆机构、双摇杆机构等。
六杆机构由六个杆件和六个铰链连接而成，杆件之间的连接方式也决定了六杆机构的类型。
六杆机构分为平行六杆机构和非平行六杆机构两种类型。
平行六杆机构是指六个杆件中的三对杆件通过三对平行铰链连接，而另外两个杆件通过两个非平行铰链与平行杆件连接。
平行六杆机构的特点是能够实现直线运动。
非平行六杆机构是指六个杆件中的三对杆件通过三对非平行铰链连接，而另外两个杆件通过两个非平行铰链与非平行杆件连接。
非平行六杆机构的特点是能够实现特定曲线运动。
空间机构是指杆件在三维空间内运动的机构。
空间机构中的杆件和铰链数量较多，运动轨迹更加复杂，常见的空间机构有球面机构、万向节机构等。
02平面四杆机构
反向双曲柄机构
两曲柄旋转方向相 反，且角速度不相 等
公共车门自动启闭 机构
三、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。
造型机翻箱机构
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。 一、曲柄滑块机构： 改变构件的形状和运动副 二、导杆机构： 选用不同的构件为机架 三、摇块机构和定块机构: 选用不同的构件为 机架 四、双滑块机构： 改变构件的形状和运动副 五、偏心轮机构：扩大转动副
2、死点位置：（主动件条件）
当摇杆为主动件，连杆和曲柄共线时，过铰链中心A 的力，对A点不产生力矩，不能使曲柄转动，机构的 这种位置称为死点位置 。
B F
A
B C F A C D D
1、机构停在死点位置，不能起动。运转时， 靠 惯性冲过死点。可加飞轮增大惯性
2、利用死点实例
飞机起落架机构
工件夹紧机构
雷达天线俯仰机构 还有剪刀机，破碎机，搅拌机等
曲柄摇杆机构的应用
曲柄摇杆机构的应用
3
3 2 1 4 摇杆主动
2
4 1
缝纫机踏板机构
曲柄摇杆机构的应用
剪刀机
曲柄摇杆机构的应用
牛头刨床刨刀进给机构
曲柄摇杆机构的一些主要特性：
1、机构的急回运动特性：
当曲柄转动一时， 有两次曲柄与连杆共 线。
这两个位置就是极限 位置，简称极位
4
B
手摇唧筒
四、双滑块机构： 改变构件的形状和运动副 双滑块机构是具有两个移动副的四杆机 构。
2 1 3 H A ф 4 H D l1 D A C B 2
ф
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；
5.铰链四杆机构基本类型
为能定量描述急回运动，将回程平均速度V2 与工作行程平均
速度V1之比定义为行程速度变化系数 K
t1 C1C2 t2 V2 180 K t2 C1C2 t1 V1 180
只要极位夹角θ ≠ 0 ， 就有 K>1。 而且θ越大，K值越大，机构的急回性质越明显。 因此，可通过分析机构中是否存在θ 及其大小，来判断机 构是否具有急回运动，以及急回的程度。 设计时往往先给定 K 值，再计算θ，即
特征：有一作平面运动的构件，称为连杆。
优点：
平面连杆机构的类型、特点和分类
▲采用低副，面接触、承载大、便于润滑、不易磨损 形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。 ▲改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。 ▲连杆曲线丰富。可满足不同要求。 缺点： ▲构件和运动副多，累积误差大，运动精度和效率 较低。 ▲产生动载荷（惯性力），不适合高速。 ▲设计较复杂，难以实现精确的轨迹。 本章重点介绍四杆机构。
•例 铰链四杆机构ABCD的各杆长度如图2-10所示。 请根据基本类型判别准则，说明机构分别以AB、BC、 CD、AD各杆为机架时属于何种机构。
解：分析题目给出铰链四杆机构知，最短杆为AD = 20，最长 杆为CD = 55，其余两杆AB = 30、BC = 50。 因为 AD＋CD = 20＋55 = 75 AB＋BC = 30＋50 = 80 ＞ Lmin＋Lmax 故满足曲柄存在的第一个条件。 1)以AB或CD为机架时，即最短杆AD 成连架杆，故为曲柄摇杆机构； 2)以BC为机架时，即最短杆成连杆， 故机构为双摇杆机构； 3)以AD为机架时，即以最短杆为机架， 机构为双曲柄机构。
（2）双曲柄机构 特征：两个曲柄 作用：将等速回转转变为 等速或变速回转。
平面四杆机构设计介绍
第三章 平面四杆机构的设计§3—1 平面连杆机构的特点、类型及应用1.1 概 述连杆机构：各构件之间用低副和刚性构件连接起来实行运动传递的机构。
如图2-1 分为平面连杆机构和空间连杆机构 。
连杆机构由连架杆，连杆和机架组成。
平面连杆机构的特点：1.2平面连杆机构的基本类型和结构特点：由于连杆机构的构件一般呈杆状，也以其构件的数量称为多杆机构。
平面杆机构是最基本最常用的连杆机构。
1．2．1 平面连杆机构的基本类型：1) 曲柄摇杆机构 2）双曲柄机构 3）双摇杆机构 1．2．2 平面连杆机构演化 1) 转动副转化为移动副 2）取不同的构件为机架 3）变换构件的形态 4）扩大转动副的尺寸§3—2 平面连杆机构的运动特性2.1平面连杆机构的运动特性：（1Grashoff 定理（简称曲柄存在条件）：如图示a + d ≤b + cb ≤ d – a +c c ≤d – a + b a ≤ c a + b ≤ c + da ≤b a +c ≤ b +d a ≤ d a + d ≤ b + c在全铰链四杆机构中，如果最短杆与最长杆杆长之和小于或等于其余两杆杆长之和，则必然存在作整周转动的构件。
若不满足上述条件，即最短杆与最长杆杆长之和大于其余两杆杆长之和，则不存在作整周转动的构件。
（2）四杆机构从动件的急回特性：如图示四杆机构从动件的回程所用时间小于工作行程所用的时间，称为该机构急回特性。
急回特性用行程速比系数K 表示。
212112ϕϕ===t t v v K极位夹角θ—— 从动摇杆位于两极限位置时，原动件两位置所夹锐角。
θ越大，K 越大，急回特性越明显。
§3—3 平面连杆机构的传力特性3．1． 传动角与压力角：如图示在机构处于某一定位置时，从动件上作用力与作用点绝对速度方向所夹的锐角 α 称为压力角。
压力角的余角 γ（ γ = 90°— α） 作为机构的传力特性参数，故称为传动角。
平面四杆机构ppt课件
摄影三脚架中的平面四杆机 构通常由三根支撑杆和若干 个连接杆组成。
三根支撑杆通常具有较好的 弹性和韧性，可以适应不同 地形和环境，提供稳定的支 撑效果。连接杆则将三根支 撑杆连接在一起，形成稳定 的三角形结构。
挖掘机机构
挖掘机是一种广泛应用于建筑、道路 、矿山等领域的工程机械设备。它的 主要功能是通过挖掘斗的升降、旋转 和移动来实现挖掘作业。
作用
03
连杆在机构中起到传递运动和动力的作用，还可以改变运动的
方向。
转动副
定义
转动副是平面四杆机构的基本组成之一，是一种 连接两个构件的相对转动的运动副。
特点
转动副由两个构件组成，一个构件作为固定轴， 另一个构件围绕固定轴旋转。
作用
转动副在机构中起到传递运动和动力的作用，同 时也可以改变运动的方向。
双摇杆机构
由两个摇杆和两个连架杆组成的平面四杆机构。双摇杆机构中，两个摇 杆长度相等且平行，连架杆相对摇杆做往复摆动，可以实现将摇杆的往 复摆动转换为连架杆的往复摆动。
平面四杆机构的应用
实例1
缝纫机踏板机构。当脚踏板低速转动时，通过一个曲柄摇杆 机构将脚踏板的往复摆动转换为缝针的上下摆动；当脚踏板 快速转动时，通过一个双曲柄机构将脚踏板的往复摆动转换 为缝针的上下摆动。
利用计算机辅助设计软件进行 数值仿真，通过对机构参数的
调整，实现最优设计。
基于实验设计的优化
通过实验测试机构的性能，利 用实验设计方法对机构进行优 化。
基于人工智能的优化
利用人工智能算法，如神经网 络、遗传算法等，对机构的参 数进行优化。
多学科优化方法
综合考虑机构的多学科因素， 如结构、运动、动力学等，实
转向机构是汽车底盘的一个重要组成部分，它的 主要功能是控制汽车的行驶方向，使车辆能够按 照驾驶员的意愿进行转弯或者改变行驶方向。
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。
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a图 1曲柄 3摇杆
b图 2曲柄 4曲柄
23 14
c图 1曲柄 3摇杆
d图 2摇杆 4摇杆
思考：把四个结果分成三类，怎么分？
一、铰链四杆机构的三种基本形式
根 1、曲柄摇杆机构
据
一根连架杆作整周
两
转动，另一根连架杆
连
作小于360度摆动。
架 杆
2、 双曲柄机构
运
连接机架的两连架
动
杆都能作整周转动
形 式
铰链四杆机构的组成与分类
孙玉霞
开场
汽车雨刷 缝纫机 ……
第七章平面连杆机构
本章节教学目的及要求 ◆认识连杆机构的特点 ◆掌握平面铰链四杆机构的组成、 类型及应用
◆理解平面连杆机构的基本性质
◆了解平面四杆机构的演化形式
本讲内容
一 掌握铰链四杆机构的组成 二 熟悉铰链四杆机构的基本形式三 了铰链四杆机构的应用关键词
连架杆 机架
固定不动
与机架相连
不与机架相连
火眼金睛找
不同：两个 连架杆的不 同之处
想一想
曲柄—如果连架杆（1红色）能作 整周旋转则称为曲柄
摇杆—如果连架杆（3蓝色）仅能 在某一角度（小于180度）范围内 摇摆则称为摇杆
请问:把1、2、3、4杆分别作机架，它 们的转动效果又是怎样的呢？
a图4号杆为机架 b图1号杆为机架 c图2号杆为机架 d图3号杆为机架
3、双摇杆机构
不
连接机架的两连
同
架杆都不能作整周
转动
要求：
1.每组组长领材料——长条4个、图钉4个,表格1； 2.在每个长条上标上数字——1、2、3、4； 3.合作完成制作铰链四杆机构——组长负责分工；
长 条
作铰链用的4颗图钉
机架 1
2
3
4
连杆
连架杆_
连架杆_
类型
填表说明：第二行空白处填数字；第三行下划线处填数字，空 白处填曲柄或摇杆;第四行填三种类型中的一种。
重点 铰链四杆机构的组成、类型
从实例中判断类型
难点
§7-2 铰链四杆机构的组成与分类
仔细观察
哪个杆固定不动？哪个转动？哪个 摆动？哪个与不动的杆不相连？
一．铰链四杆机构的组成
机架：固定不动的杆
连杆
铰
链
四 连架杆：与机架用转动副连接的杆 杆 件 的
23 14
组 成 连杆：不与机架直接连接的杆
连架杆
公共汽车车门启闭机构
课堂知识总结
§7-2铰链四杆机构的组成与分类
光荣榜
组 成
机架—固定不动 连架杆—与机架相连
连杆 ---不与机架相连
类 型
曲柄摇杆机构 双曲柄机构
双摇杆机构
——判断——应用
课后思考
为什么选取不同的构件为 机架，效果会不同呢？
谢谢各位，敬请指导！
谢谢各位，敬请指导！
(一)、曲柄摇杆机构的应用
铰链四杆机构的两个连架杆中，其中一个是曲柄，另一个是摇 杆的称为曲柄摇杆机构
铰链四杆机构的两个连架杆中，两连架杆均 为曲柄的称为双曲柄机构
双曲柄机构又分三种：
1、双曲柄相等同向 2、双曲柄相等反向 3、双曲柄不等
机动车主动轮联动装置（中间增设一个曲柄） 以防止平行双曲柄变为反向双曲柄机构。