汽车常见四杆机构分析

a
） 结 构 示 意
机 车 主 动 轮
b
联பைடு நூலகம்
）动
机装
构置
简
图
3 双摇杆机构
在四杆机构中，如果两个臂均为摇杆，则此 机构称为双摇杆机构。
双摇杆机构
a
） 结 构 示 意起
重 机 ） 机 构 简 图
b
四、铰链四杆机构中曲柄存在的条件：
1、曲柄存在的条件： 1）连架杆与机架中必有一杆是最短杆； 2）最短杆与最长杆之和小于或等于其他两杆长度
在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，当连杆与从动曲
柄共线时，此时主动件CD 通过连杆作用于从动曲柄AB上的力 恰好通过其回转中心，所以出现了不能使构件AB转动的顶死现
象，机构的这种位置称为死点位置或死点。
(2)死点的缺陷 对于传动机构，存在死点位置是一个缺
陷:从动件曲柄可能产生不确定情况 可能顺时针旋转、可能逆时针旋转
2.导杆机构、摇块机构和定块机构
曲
柄
4
滑
块
1
机
构
的
演
变
a为曲柄滑块机构:
若改杆1为机架则演化为b导杆机构（4为导杆，2为主动件， 滑块既沿4移动又随4一起绕A转动或摆动）。
若改杆2为机架，则演化为c曲柄摇块机构它能将曲柄的整周 转动转换为摇块的往复摆动。
若以滑块3为机架，曲柄滑块机构则演化成了d直动导杆机构 （杆1为原动件，杆2可绕铰链C往复摆动，杆4在固定滑块的导 槽中直线移动，杆1则作平面复合运动）。
转 动 导 杆 机 构
摆 动 导 杆 机 构 实 例 － 牛 头 刨 床
自动翻斗机构
六、平面四杆机构的性质
1.急回特性 曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度
不相同，这种运动称为曲柄摇杆机构的急回运动。
机件的急回特性常用行程比系数K表示：
K= = =
=
①当⊙=0时，K=1： 机件无急回特性； ②当⊙＞0时，K ＞1：机件有急回特性。
§1. 构件常识 §2. 汽车常见四杆机构 §3. 内燃机配气机构 §4. 驻车制动锁止机构
学习目标：
1. 了解铰链四杆机构的概念 2. 掌握铰链四杆机构的基本类型 3. 熟悉平面四杆机构的性质 4. 了解铰链四杆机构的演化 5. 具有分析汽车常见四杆机构运动的能力
一、概述
1.平面连杆机构: 构件间全部由低副连接而成的机构。
①飞机起落架；
在机轮放下时，连杆BC 杆与从动杆CD杆成一直 线，机构处于死点位置， 使降落更加安全可靠。
②工件夹紧机构
工件被夹紧后，土 黄色构件与分红色 从动构件成一直线， 即机构在工件反力 的作用下处于死点， 可保证在加工时， 工件不会松脱。
练习
• 1、铰链四杆机构的基本形式有哪几种？
曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构
（K越大急回特性越明显）
2．压力角和传动角 • 压力角α:作用于从动件上的力与其作用点C 对速度方向之间所夹的锐角。
• 传动角γ:压力角的余角称为。
若连杆2为二力构件
注意
在机件运动过程中，传动角γ是不断变化的； γ =90°- α， γ越大， α越小，机件的动力
性能越好。
3.死点位置
(1)死点的概念
• 2、下列机构中具有急回特性的是（ ）。 A、曲柄摇杆机构 B、双曲柄机构 C、双摇杆机构 D、对心曲柄滑块机构
A 当曲柄为主动件时，可能存在急回特性
3、在曲柄摇杆机构中，曲柄和连杆共线的位置就是
止点位置。
（）
不对，当摇杆为主动件时才存在止点位置。
• 4、图示筛子应用的是？ A、曲柄摇杆机构 A B、双曲柄机构 C、双摇杆机构 D、平行四边形机构
三、铰链四杆机构的类型：
1.曲柄摇杆机构
铰链四杆机构的两个连架杆，一杆为曲柄，另 一杆为摇杆。
缝纫机踏板
雷达天线机构
汽车刮水器
a
）
机
床牛
外头
观刨
床
b
） 进 给 机 构
的 进 给 机 构
简
图
2 双曲柄机构
在四杆机构中的两个连架杆都是曲柄。 例如：惯性筛 、门等。
平行双曲柄机构和反向双曲柄机构 a）平行双曲柄机构 b）反向双曲柄机构
之和。
2、曲柄存在时，则：
1）取与最短杆相邻的杆为机架时，此机构为曲柄 摇杆机构； 2）取最短杆为机架时，此机构为双曲柄机构； 3）取与最短杆相对的杆为机架时，此机构为双摇杆 机构；
最短杆与最长杆之和大于其他两杆长
度之和无曲柄存在，为双摇杆机构，可取 任意为机架
铰链四杆机构基本形式的判别
ａ＋ｄ≤ｂ＋ｃ
2.平面四杆机构: 由4个构件组成的平面连杆机构。
主要包括铰链四杆机构和滑块四杆机构两大类 。
二、铰链四杆机构
1.铰链四杆机构是将四个构件用四个转动副组成的 机构。
铰链的结构和简化画法 a）外观 b）组成 c）简化画法
①
如果连架杆能绕 A或D点作整周的连续 旋转，则此杆称为曲 柄，
②
如果不能作整周 的连续旋转，只能来 回摇摆一个角度，则 此杆称为摇杆。
（3）解决死点的措施 ①利用系统的惯性； ②利用特殊机构。
例：
对于连续运转的机器，可采用装飞轮 (flywheel)加大惯性的方法，利用从动件的 惯性闯过死点。
如：
缝纫机角踏板机构中，从动曲柄轴上安 装了兼有飞轮作用的大带轮，可利用惯性通 过死点。
(4)死点的利用
在工程中也常常应用死点位置实现工作要 求。如快速夹具、飞机起落架等。
• 5、缝纫机应用的是（ A ），起重吊车机构应用 的是（ C ）， 手压抽水机应用的是（ D ）。 A、曲柄摇杆机构 B、双曲柄机构 C、双摇杆机构 D、移动导杆机构
任务实施：分析汽车前轮转向机构
ａ＋ｄ＞ｂ＋ｃ
双曲柄机构 曲柄摇杆机构
双摇杆机构
双摇杆机构
最短杆固定
与最短杆相邻的杆 固定
与最短杆相对的杆 固定
任意杆固定
注：ａ—最短杆长度；ｄ—最长杆长度；ｂ、ｃ—其余两杆长度。
五、铰链四杆机构的演化
1.曲柄滑块机构
曲柄滑块机 构是由曲柄 摇杆机构演 变而来。右 图的动画是 演变过程的 示意图
2. 曲柄滑块机构有以下两种形式：
• 图示的滑 块中心移 动轨迹通 过曲柄中 心时，没 有急回特 性，滑块 行程是曲 柄长度的 两倍。
• 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
曲柄滑块机构应用实例
• 下左图所示的自动送料装置，是以曲柄为主动 件的曲柄滑块机构。下右图所示的内燃机是以 滑块为主动件的曲柄滑块机构。