铰链四杆机构的应用实例
铰链四杆机构的演化及应用教学设计
铰链四杆机构的演化及应用教学设计铰链四杆机构的演化及应用教学设计作为一名教学工作者，通常会被要求编写教学设计，教学设计是一个系统化规划教学系统的过程。
那么优秀的教学设计是什么样的呢？以下是小编精心整理的铰链四杆机构的演化及应用教学设计，希望对大家有所帮助。
《平面连杆机构》是中等职业学校《机械基础》中的重要内容，《铰链四杆机构的演化及应用》是该章中的重点和难点。
铰链四杆机构是平面连杆机构中最为典型的机构，它可以演化为“曲柄滑块机构、导杆机构”，多年教学发现，学生的基础不同，虽然在学习“铰链四杆机构的演化过程及应用”知识时表现出的困难程度有差别，但由于缺乏直观经验，学生在学习过程中均会存在一定的难度！笔者针对现在所任教的单招学生教学对象，设计了一堂课堂教学并进行了实施，本文对教学中的成功与不足等方面进行教学反思，以在今后教学中有所借鉴，提高教学效果！教情、学情分析：任教学生为“单招班”学生，他们的文化基础与学习态度较不是太好。
本节课是一堂复习课，在第一轮新课教学中主要采取传统教学方法，因学生对“机构的应用”缺少感性认识，理解时表现出一定的难度。
本节课运用“多媒体”教学手段（更加直观）、采用“课堂自主—研究学习”的教学方法，力图使学生对本节内容的理解更加深入，掌握更加透彻！“教学目的”的制定：1、掌握铰链四杆机构的演化过程及演化机构的结构组成及运动原理（认知目标）；2、培养学生的观察能力、概括能力和自学能力，使他们能在实习或生产中解决相关的技术问题（能力目标）；3、激发学生学习兴趣，增进师生互动、交流、达到“教学相长”的效果，进行热爱专业的思想教育，培养学生理论联系实际地学习（情感目标）。
教学方法及手段的选择：本节课采取课堂自主——研究的教学方法，课前让学生先进行自学，课堂上教师对总的教学目标进行细化，在讲解每个知识点时，采用“引导教学法”代替传统的“填鸭式”，先示出引导问题，让每个学生通过思考解决问题，层层递进，逐个解决问题，然后教师对学生的思维进行总结、训练和拓展；为弥补学生想像能力的欠缺、增强学生学习的直观性，对铰链四杆机构的演化过程可采用flash软件制作课件，对演化机构的应用（结构组成和运动原理）可从Internet上搜索多种教学素材（录像、实物等），提高教学效果！教学过程如下：一、思维引入：1．铰链四杆机构三种基本类型及判断方式？2．急回特性判定及其应用意义？3．曲柄摇杆机构死点产生条件、位置、克服方法、应用？4．列举实际生产生活中三种典型铰链四杆机构的应用实例？还存在哪些其他形式的四杆机构？二、思维启发演绎：（一）曲柄滑块机构演化通过演示，让学生观察，分析曲柄滑块机构是曲柄摇杆机构的演化形式。
铰链四杆机构的类型及应用
铰链四杆机构的类型及应用
铰链四杆机构的类型
由转动副联接四个构件而形成的机构，称为铰链四杆机构，奴图所示。
图中固定不动的构件AD是机架；与机架相连的构件AB、CD称
为连架杆；不与机架直接相连的构件BC称为连杆。
连架杆中，能作整周回转的称为曲柄，只能作往复摆动的称为摇杆。
根据两连架杆中曲柄(或摇杆)的数目，铰链四杆机构可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
一、曲柄摇杆机构
两连架杆中一为曲柄、一为摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。
曲柄摇杆机构的作用是将曲柄的回转运动转换成摇杆的往复摆动。
如图所示的雷达、汽车前窗刮雨器与搅拌机均为曲柄摇杆机构的应用。
雷达
缝纫机
二、双曲柄机构
两连架杆均为曲柄的四杆机构称为双曲柄机构。
如图所示的惯性筛即为双曲柄机构的应用。
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，就是平行双曲柄机构的具体应用。
它能保证被联动的各轮与主动轮作相同的运动。
机车车轮联动机构
此外，还有反平行四边形机构。
如公共汽车车门启闭机构。
当主动曲柄AB转动时，通过连杆BC使从动曲柄CD朝相反方向转动，从而保证两扇车门同时开启和关闭。
公共汽车车门启闭机构
三、双摇杆机构
两连架杆均为摇杆的四杆机构称为双摇杆机构。
如图所示的起重机、飞机起落架即为双摇杆机构的应用。
举例说明铰链四杆机构的应用
举例说明铰链四杆机构的应用
铰链四杆机构是一种常见的机械结构，它由四个连杆和若干个铰链连接而成。
这种结构常用于机械设备和工业机器人等领域，下面以几个具体的例子来说明其应用。
1. 汽车车门
汽车车门通常采用铰链四杆机构来实现打开和关闭。
在车门的上、下、前、后四个角落分别安装一个铰链四杆机构，通过机构的运动，车门可以实现向内、向外打开和关闭的功能。
2. 工业机器人
工业机器人通常需要进行各种精细的运动控制，铰链四杆机构在这方面具有较高的精度和可靠性。
例如，在焊接机器人中，铰链四杆机构可以实现焊枪的精准控制，从而保证焊接的质量和效率。
3. 飞机起落架
飞机起落架也是一个重要的应用领域。
由于飞行过程中需要经历各种复杂的环境和振动，所以起落架的设计需要考虑到安全、结构合理和可靠性等因素。
铰链四
杆机构的结构简单，重量轻，可以满足这些要求。
总之，铰链四杆机构是一种结构简单、可靠性较高的机械结构，广泛应用于各种机械设备和工业机器人中。
机械原理典型例题(第四章连杆机构)10-12
2011.10
例1：铰链四杆机构，LBC=500，LCD=350， ：铰链四杆机构， ， ， LAD=300，AD为机架。问： 为机架。 ， 为机架 为曲柄， （1）若为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求LAB的最 ）若为曲柄摇杆机构， 为曲柄 的最小值；（ ；（3） 大值；（ ；（2）若为双曲柄机构， 大值；（ ）若为双曲柄机构，求LAB的最小值；（ ） 若为双摇杆机构， 的取值范围。 若为双摇杆机构，求LAB的取值范围。 (1)曲柄摇杆机构： 曲柄摇杆机构： 曲柄摇杆机构 AB为曲柄，LAB=Lmin 为曲柄， 为曲柄 满足杆长条件L 满足杆长条件 AB+LBC≦LCD+LAD (2)双曲柄机构： 双曲柄机构： 双曲柄机构 AD杆为最短，LAD=Lmin ， 杆为最短， 杆为最短 满足杆长条件 ①Lmax=LBC， LAB<LBC， LAD+LBC≦LAB+LCD ②Lmax=LAB，LAB>LBC LAD+LAB≦LBC+LCD
1.选择题 选择题: 选择题
(6)对于 型曲柄摇杆机构，摇杆慢行程摆动方向与曲柄转向 A 对于I型曲柄摇杆机构 摇杆慢行程摆动方向与曲柄转向_____。 对于 型曲柄摇杆机构， 。 A. 相同 B.相反 相反 (7)对于 型曲柄摇杆机构，最小传动角出现在曲柄与机架 B 对于II 对于 型曲柄摇杆机构，最小传动角出现在曲柄与机架______ 共线位置。 共线位置。 A. 重叠 B. 拉直 (8)曲柄摇杆机构 曲柄摇杆机构________存在急回特性。 存在急回特性。 曲柄摇杆机构 存在急回特性 B A . 一定 B. 不一定 C. 一定不 (9)平面四杆机构所含移动副的个数最多为 B 平面四杆机构所含移动副的个数最多为________。 平面四杆机构所含移动副的个数最多为 。 A. 一个 B. 两个
铰链四杆机构的应用实例
四杆机构演化定义
扩大转动副： 使转动副变为移动副。
• 从图中可以看出曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的摇杆长 度来决定的。
• 曲柄滑块机构可以分为两类：1偏置曲柄滑块机构，摇杆 长度大于e>0 如图所示
• 图示的滑块中心移动轨迹不通过曲柄中心时，存在急回特 性，滑块行程不是曲柄长度的两倍。
• 对心曲柄滑块机构 。摇杆长度大于e=0 如图所示
3 2
4 1
双曲柄机构的应用
惯性筛机构
C
23
B 1
4D A
6E
平行四边形机构实例1
天平
B
C
A
D
升降平台
火车轮
平行四边形机构实例2
C B
A
D
播种机料斗机构
反相平行四杆机构应用
车门开闭机构
双摇杆机构的应用
C
E
B
D
Q A
鹤式起重机
双摇杆机构特例：等腰梯形机构
A
D
E
B
C
汽车转向机构
曲柄滑块机构是有曲柄摇杆机构演化得来的 下图为曲柄滑块机构的示意图
曲柄摇杆机构在生产中应用很广泛，图示为一些应用实例。 图示的设备都是以曲柄为主动件，摇杆为从动件组成的机构。
曲柄摇杆机构应用
C
2
3
B1
4
D
A
雷达天线的俯仰机构
汽车刮雨器是一 个曲柄摇杆机构， 构件1（曲柄）做 等速转动通过连 杆2带动连架杆3 （摇杆）实现刮 雨效果。
3 1
2
汽车刮雨器
缝纫机踏板机构是以踏板（摇杆）为主动件的曲柄摇杆 机构，有死点位置
铰链四杆机构的应用
平面连杆机构的组成
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
铰链四杆机构
设计：潘存云
Q
Q A
搅拌机构
E
鹤式起重机 要求连杆上E点的轨 迹为一条水平直线 要求连杆上E点的轨 迹为一条卵形曲线
给定的设计条件： 1)几何条件（给定连架杆或连杆的位置） 2)运动条件（给定K）
3)动力条件（给定γmin）
设计方法：图解法、解析法、实验法
一、按给定的行程速比系数K设计四杆机构 C2 1) 曲柄摇杆机构 已知：CD杆长，摆角φ及K， E 设计此机构。步骤如下： θ φ ①计算θ＝180°(K-1)/(K+1); ②任取一点D，作等腰三角形 A 腰长为CD，夹角为φ; ③作C2P⊥C1C2，作C1P使 ∠C2C1P=90°－θ,交于P;
第2章 平面连杆机构
§2－1 铰链四杆机构的基本型式和特性 §2－2 铰链四杆机构有整转副的条件 §2－3 铰链四杆机构的演化 §2－4 平面四杆机构的设计
§2－1 铰链四杆机构的基本型式和特性
应用实例： 内燃机、鹤式吊、火车轮、手动冲床、牛头刨床、椭圆 仪、机械手爪、开窗户支撑、公共汽车开关门、折叠伞、 折叠床、 牙膏筒拔管机、单车制动操作机构等。 定义：由低副（转动、移动）连接组成的平面机构。 特征：有一作平面运动的构件，称为连杆。 特点： ①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。 ②改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。 ③连杆曲线丰富。可满足不同要求。
设计：潘存云
φ=θ
D
3) 曲柄滑块机构 已知K，滑块行程H，偏 距e，设计此机构 。 ①计算: θ ＝180°(K-1)/(K+1); ②作C1 C2 ＝H
H C1
90°-θ
C2
90°-θ
A
铰链四杆机构(汽车机械基础教案)
3．摇块机构： 摇块机构： 若将图6-9所示曲 柄滑块机构的构件作 为机架，则曲柄滑块 机构就演化为如图612所示的摇块机构。 构件l作整周转动，滑 块3只能绕机架往复摆 动。这种机构常用于 摆缸式原动机和气、 液压驱动装置中，如 图6-13所示的自动货 车翻斗机构。
4．定块机 构： 若将图6-9 所示曲柄滑块机 构的滑块作为机 架，则曲柄滑块 机构就演化为如 图6-14所示的定 块机构。这种机 构常用于抽油泵 和手摇抽水唧筒 （图6-15）。
四、平面多杆机构简介* 平面多杆机构简介*
如图6-20所示的手动冲床机构就是由双摇杆机构ABCD和滑块机构 DCEG组成，这两个四杆机构共有一个机架，实际上只有六个构件，称 为六杆机构。
2．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 中，通常主动曲柄作匀速转动，从动曲柄作同向变速转动。如图6-4所 示的惯性筛机构，当曲柄AB作匀速转动时，曲柄CD作变速转动，通过构 件CF使筛子产生变速直线运动，筛子内的物料因惯性而来回抖动，从而 达到筛选的目的。
在双曲柄机构中， 若相对的两杆长度分别 相等，则称为平行四边 形机构。它有如图6-5a 所示的正平行双曲柄机 构和如图6-5b所示的反 平行双曲柄机构两种形 式。前者的运动特点是 两曲柄的转向相同且角 速度相等，连杆作平动； 后者的运动特点是两曲 柄的转向相反且角速度 不等。
按两连架杆是曲柄还是摇杆的不同，可将铰链四杆机构分为以下三种 形式。 1．曲柄摇杆机构 两连架杆中一个为曲柄另一个为摇杆的铰链四杆机构，称为曲柄摇杆 机构。曲柄摇杆机构主要用以实现将曲柄的匀速转动变成摇杆的摆动，如 图6-2所示的雷达天线俯仰角调整机构；或是将摇杆的往复摆动变成曲柄的 整周转动，如图6-3所示的缝纫机脚踏板机构。
四连杆机构及其设计
连杆机构定义
连杆机构的分类
连杆机构是由一系列刚性连杆连接而 成的多自由度机械系统，通过连杆的 相对运动实现机械能转换和传递。
根据连杆机构的运动形式和结构特点， 可以分为平面连杆机构和空间连杆机 构两大类。
连杆机构的应用
连杆机构广泛应用于各种机械和设备 中，如内燃机、压缩机、搅拌机、纺 织机械等。
四连杆机构的组成与分类
可以加强四连杆机构与其他机 构的集成和复合研究，以实现 更复杂的运动轨迹和功能要求 ，推动机械系统向智能化和柔 性化方向发展。
THANKS
感谢观看
构的设计参数和性能指标。
优化算法选择
根据优化目标和约束条件，选 择合适的数学优化算法，如遗 传算法、模拟退火算法等。
参数优化
利用优化算法对四连杆机构的 参数进行优化，寻找最优设计 方案。
方案评估与验证
对优化后的设计方案进行评估 和验证，确保其满足设计要求
和性能指标。
06
结论与展望
研究结论
本文通过对四连杆机构的基本原理、设 计方法和应用领域进行深入研究，得出 了以下几点结论
研究目的和意义
研究四连杆机构及其设计，有助于深入了解其运动特性和工作原理，为实际应用提 供理论支持。
通过优化四连杆机构的设计，可以提高机械系统的性能和效率，降低能耗和磨损， 延长使用寿命。
此外，研究四连杆机构及其设计还有助于推动机械工程领域的技术进步和创新发展。
02
四连杆机构的基本原理
连杆机构概述
05
四连杆机构的优化设计
优化设计的方法和原则
1 2
基于数学模型的优化方法
通过建立四连杆机构的数学模型，利用数学优化 算法，如遗传算法、模拟退火算法等，寻找最优 设计方案。
铰链四杆机构和应用实例ppt课件.ppt
3.最小传动角的位置
铰链四杆机构在曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。
对于曲柄滑块机构，当主动件为曲柄时， 最小传动角出现在曲柄与机架垂直的位 置。
当摇杆CD由C1D摆动到C2D 位置时，所需时间为t1 ,
曲柄AB以等角速度顺时针从AB1, 转到AB2，转过角度为：1＝180°+θ，
当摇杆CD由C2D摆回到C1D位置时，所需时间为t2， 曲柄AB以等角速度顺时针从AB2转到AB1，转过的角度为：2＝180°-θ，
由于曲柄AB等角速度转动, 所以 1>2，t1>t2, 因此， v2>v1
(6) 因极限位置处曲柄与连杆共线。故AC1＝L2＋L1，从而得曲柄长度L1＝（AC2－ AC1）/2。再以A为圆心和以L1为半径作圆，交C1A的延线于B1，交C2A于B2，即得 B1C1＝B2C2＝L2及AD＝L4。
由于A点是△C1PC2外接圆上任选的点，所以若仅按行程速比系数K设计，可得无穷 多的解。A点位置不同，机构传动角的大小也不同。如欲获得良好的传动质量， 可按照最小传动角最优或其他辅助条件来确定A点的位置。
任务导入
• 设计汽车刮雨器或 单缸内燃机中的曲 柄滑块机构
• 动手操制作： 四杆机构的制作
新知识点简介 • 熟悉铰链四杆机构的类型及
应用 • 掌握铰链四杆机构有曲柄存
在的条件 • 了解铰链四杆机构的演化形
式 • 掌握机构压力角、传动角的
概念及物理意义 • 掌握急回特性、死点位置的
特性和应用
一、相关知识
铰链四杆机构的应用实例
W
18
转动导杆机
W
19
应用
W
20
摆动导杆机构
• 2 摆动导杆机构就是固定了连杆为机架，滑块与曲柄直接 相连 。 如图所示：
W
21
应用：牛头刨床
W
22
移动导杆机构
• 移动导杆机构就是以滑块为固 定机架，演化来的。如图所示
W
23
应用：压力水井
W
24
曲柄摇块机构
• 曲柄摇块机构就是以连杆为固 定机架，滑块不曲柄直接相连。 如图所示
1.曲柄滑块机构在内燃机中的应用
W
3
曲柄摇杆机构在生产中应用很广泛，图示为一些应用实例。 图示的设备都是以曲柄为主动件，摇杆为从动件组成的机构。
W
4
曲柄摇杆机构应用
C
2
3
B1
4
D
A
雷达天线的俯仰机构
W
5
汽车刮雨器是一 个曲柄摇杆机构， 构件1（曲柄）做 等速转动通过连 杆2带动连架杆3 （摇杆）实现刮 雨效果。
W
3 1
2
汽车刮雨器
6
缝纫机踏板机构是以踏板（摇杆）为主动件的曲柄摇杆 机构，有死点位置
3 2
4 1
W
7
双曲柄机构的应用
C
23
B 1
4D A
6E
惯性筛机构
W
8
平行四边形机构实例1
天平
B
C
火车轮
A
D
升降平台
W
9
平行四边形机构实例2
C B
A
D
播种机料斗机构
W
10
反相平行四杆机构应用
车门开闭机构
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
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缝纫机踏板机构是以踏板（摇杆）为主动件的曲柄摇杆 机构，有死点位置
3 2 1 4
双曲柄机构的应用
6 C 2 3 B 4 D 1 A
E
惯 性 筛 机 构
平行四边形机构实例1
天平
B
C
火车轮 升降平台
D
A
平行四边形机构实例2
B
C
A
D
播种机料斗机构
反相平行四杆机构应用
车门开闭机构
双摇杆机构的应用
• 图示的滑块中心移动轨迹不通过曲柄中心时，存在急回特 性，滑块行程不是曲柄长度的两倍。 • 对心曲柄滑块机构 。摇杆长度大于e=0 如图所示
偏心轮机构
• 在曲柄滑块机构（曲柄摇杆机 构）中，若曲柄很短，可将转 动副B的尺寸扩大到超过曲柄长 度，则曲柄AB就演化成几何中 心B不与转动中心A重合的圆盘， 该圆盘称为偏心轮，含有偏心 轮的机构称为偏心轮机构。
C E
B
D
Q
A
鹤式起重机
双摇杆机构特例：等腰梯形机构
A
E B C
D
汽车转向机构
曲柄滑块机构是有曲柄摇杆机构演化得来的 下图为曲柄滑块机构的示意图
四杆机构演化定义
扩大转动副： 使转动副变为移动副。
• 从图中可以看出曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的摇杆长 度来决定的。 • 曲柄滑块机构可以分为两类：1偏置曲柄滑块机构，摇杆 长度大于e>0 如图所示
转ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ导杆机
应用
摆动导杆机构
• 2 摆动导杆机构就是固定了连杆为机架，滑块与曲柄直接 相连 。 如图所示：
应用：牛头刨床
移动导杆机构
• 移动导杆机构就是以滑块为固 定机架，演化来的。如图所示
应用：压力水井
曲柄摇块机构
• 曲柄摇块机构就是以连杆为固 定机架，滑块不曲柄直接相连。 如图所示
应用
铰链四杆机构的应用
高鹏 讲
平面连杆机构的组成
平面连杆机构：各构件是用销轴、滑道等方式连接起来 的，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。最简单的平面连杆机构是由四个杆件组成的， 简称平面四杆机构。由四个构件通过转动铰链联结而成 的机构，称为铰链四杆机构。
曲柄摇杆机构的应用实例
1.曲柄滑块机构在内燃机中的应用
• 自卸汽车的卸料机构
曲柄摇杆机构在生产中应用很广泛，图示为一些应用实例。 图示的设备都是以曲柄为主动件，摇杆为从动件组成的机构。
曲柄摇杆机构应用
C 2 B 1 A 4 3 D
雷达天线的俯仰机构
汽车刮雨器是一 个曲柄摇杆机构， 构件1（曲柄）做 等速转动通过连 杆2带动连架杆3 （摇杆）实现刮 雨效果。
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汽车刮雨器