汽车平面四杆机构
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
平面四杆机构根据其是否含有移 动副，可分为铰链四杆机构和滑块四 杆机构两大类。
一、 铰链四杆机构
平面连杆机构
平面四杆机构 四个构件通过低副联接而成的机构
铰链四杆机构 所有低副均为转动副
一、 铰链四杆机构
1.铰链四杆机构的基本类型和特点
全部用转动副相连的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构，
简称铰链四杆机构。
汽车发动机上的曲柄连杆机构
2．导杆机构
a）曲柄滑块机构
b) 导杆机构
c) 摇块机构
曲柄滑块机构演化的机构
d) 定块机构
2．导杆机构
摆动导杆机构
3．摇块机构和定块机构
曲柄滑块机构
定块机构
抽水唧筒
铰链四杆机构的演化
摇块机构
4. 偏心轮机构
偏心轮机构
三、四杆机Leabharlann Baidu的基本特性
1．急回运动 曲柄等速转动时，摇杆来回摆动的速度不相同，返回时
雷达调整机构
搅拌机构
（2）双曲柄机构
在铰链四杆机构中，若两连架杆均为曲柄，则称为双曲柄机构。 在双曲柄机构，两个曲柄可以分别为主动件。
双曲柄机构
（2）双曲柄机构
机车车辆机构 车门启闭机构
（3）双摇杆机构
在铰链四杆机构中，若两连架杆均为摇杆则称为双摇杆机构。
双摇杆机构
风扇摇头机构
（3）双摇杆机构
（2）极位夹角θ越大，K值越大，急回特性就越显著；
（3）θ=0、K=1时，无急回特性。 急回特性的作用：
可以缩短非生产时间，提高生产率。
惯性筛
2．压力角和传动角
压力角α
从动件上某点的受力方 向与从动件上该点速度方向 的所夹的锐角。
传动角γ：在数值上等于压力角的余角
经常用传动角γ衡量机构的传动质量,压力角越小，传动角越
小结
是
L短+L长≤∑其余L
否 双摇杆机构
以最短杆的邻边做机架 曲柄摇杆机构
以最短杆做机架 考虑机架
双曲柄机构
以最短杆的对边做机架
双摇杆机构
学中做 做中学
试根据图中所注明的尺寸判断各铰链四杆机构的类型。
二、滑块四杆机构
平
曲柄滑块机构 偏心轮机构
面 四
平面连杆机构
杆 机
曲柄摇杆 导杆机构
转动导杆机构
构 机构
摇块机构
摆动导杆机构
铰 链
双曲柄机构 移动导杆机构
四
杆
机 构
双摇杆机构
铰链四杆机构的演化
思考: 此机构由何种机构演化而来?
铰链四杆机构的演化
思考: 此机构由何种机构演化而来?
二、滑块四杆机构
1．曲柄滑块机构
a) 铰链四杆机构
b)状态演化 曲柄滑块机构的演化过程
c)曲柄滑块机构
1．曲柄滑块机构
任务二 平面四杆机构
1
任务目标
2
工作任务
3
任务分析
4
相关知识
任务目标
1 知道平面四杆机构的类型及特点； 2 掌握平面四杆机构的基本特性； 3 熟知平面四杆机构在汽车上的运用。
2
工作任务：
请观察汽车的前档风窗刮雨器的工作情况，请观察汽车的前档风窗 刮雨器是如何实现将前档风窗的雨水刮干净的。
汽车前档风窗刮水器传动机构工作过程
大，机构传力性能越好。
Pt P cos
Pn P sin
3．死点位置
曲柄摇杆机构中，若以摇 杆为原动件，当连杆与从动件 （曲柄）共线时的位置称死点 位置。这时机构的传动角γ=0， 压力角α=90°，即连杆对从 动曲柄的作用力恰好通过其回 转中心A，不能推动曲柄转动。
3．死点位置 死点位置存在的条件：
3
任务分析：
汽车前风窗刮水器传动机构是由一个机架杆4和三个活动构 件杆1、2、3通过四个转动副A、B、C、D连接组成的一个平面 四杆机构，当杆1在电动机的带动下绕A旋转时，刮雨片则能在 杆3的带动下持续往复摆动，实现对档风窗玻璃表面的擦拭。
4
相关知识：
平面连杆机构是许多构件用低副 （转动副和移动副）连接组成的平面 机构。最简单的平面连杆机构是由四 个构件组成的，称为平面四杆机构。 在机械中广泛应用。
各杆名称：
固定不动
机架
与机架相连 连架杆
与机架相对 连杆
作整周回转 曲柄
只能摆动
摇杆
按照连架杆是否有曲柄存在，把铰链四杆机构分为三种基本
类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
（1）曲柄摇杆机构
在铰链四杆机构中，若两个连架杆，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。通常曲柄为原动件，并作匀速 转动；而摇杆为从动件，作变速往复摆动。
连杆与从动件共线。 当摇杆为原动件，有2个死点位置； 当曲柄为原动件，没有死点位置。
死点的利弊：
利：工程上利用死点进行 工作。如快速夹具、 飞 机起落架等。
飞机起落架机构
3．死点位置
弊：机构有死点，从动件将出现卡死或运动方向不确定 现 象，对机构传动不利。
渡过死点位置的方法？ ①利用飞轮及构件自身的惯性作用； ②对曲柄施加外力。
学生设计方案：
鹤式起重机 汽车前轮转向机构
2.铰链四杆机构有曲柄存在的条件
图示曲柄摇杆机构中： 在极限位置１时 △AC2D成立． 在极限位置２时 △AC1D成立． 三角形两边之 和大于第三边
2.铰链四杆机构有曲柄存在的条件
同时考虑四个杆件同时共线的情况，可得 曲柄存在的条件： 1. 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。 2. 最短杆或其邻杆为机架。 根据有曲柄的条件可得推论： （1）当最长杆与最短杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时： 1）最短杆为机架时得到双曲柄机构； 2）最短杆的相邻杆为机架时得到曲柄摇杆机构； 3）最短杆的对面杆为机架时得到双摇杆机构。 （2）当最长杆与最短杆的长度之和大于其余两杆长度之和时，只能 得到双摇杆机构。
速度较快，机构的这种性质称为曲柄摇杆机构的急回特性。
1．急回运动
极位夹角θ
当曲柄ＡＢ为原动件并作等速回转时，摇杆ＣＤ为从动件 作往复摆动，曲柄ＡＢ回转一周的过程中有两次与连杆ＢＣ共 线，这时摇杆ＣＤ分别处在两个极限位置，此两极限位置时曲 柄所在直线之间所夹的锐角θ称为极位夹角。
1．急回运动
分析： （1）机构有极位夹角，就有急回特性；
一、 铰链四杆机构
平面连杆机构
平面四杆机构 四个构件通过低副联接而成的机构
铰链四杆机构 所有低副均为转动副
一、 铰链四杆机构
1.铰链四杆机构的基本类型和特点
全部用转动副相连的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构，
简称铰链四杆机构。
汽车发动机上的曲柄连杆机构
2．导杆机构
a）曲柄滑块机构
b) 导杆机构
c) 摇块机构
曲柄滑块机构演化的机构
d) 定块机构
2．导杆机构
摆动导杆机构
3．摇块机构和定块机构
曲柄滑块机构
定块机构
抽水唧筒
铰链四杆机构的演化
摇块机构
4. 偏心轮机构
偏心轮机构
三、四杆机Leabharlann Baidu的基本特性
1．急回运动 曲柄等速转动时，摇杆来回摆动的速度不相同，返回时
雷达调整机构
搅拌机构
（2）双曲柄机构
在铰链四杆机构中，若两连架杆均为曲柄，则称为双曲柄机构。 在双曲柄机构，两个曲柄可以分别为主动件。
双曲柄机构
（2）双曲柄机构
机车车辆机构 车门启闭机构
（3）双摇杆机构
在铰链四杆机构中，若两连架杆均为摇杆则称为双摇杆机构。
双摇杆机构
风扇摇头机构
（3）双摇杆机构
（2）极位夹角θ越大，K值越大，急回特性就越显著；
（3）θ=0、K=1时，无急回特性。 急回特性的作用：
可以缩短非生产时间，提高生产率。
惯性筛
2．压力角和传动角
压力角α
从动件上某点的受力方 向与从动件上该点速度方向 的所夹的锐角。
传动角γ：在数值上等于压力角的余角
经常用传动角γ衡量机构的传动质量,压力角越小，传动角越
小结
是
L短+L长≤∑其余L
否 双摇杆机构
以最短杆的邻边做机架 曲柄摇杆机构
以最短杆做机架 考虑机架
双曲柄机构
以最短杆的对边做机架
双摇杆机构
学中做 做中学
试根据图中所注明的尺寸判断各铰链四杆机构的类型。
二、滑块四杆机构
平
曲柄滑块机构 偏心轮机构
面 四
平面连杆机构
杆 机
曲柄摇杆 导杆机构
转动导杆机构
构 机构
摇块机构
摆动导杆机构
铰 链
双曲柄机构 移动导杆机构
四
杆
机 构
双摇杆机构
铰链四杆机构的演化
思考: 此机构由何种机构演化而来?
铰链四杆机构的演化
思考: 此机构由何种机构演化而来?
二、滑块四杆机构
1．曲柄滑块机构
a) 铰链四杆机构
b)状态演化 曲柄滑块机构的演化过程
c)曲柄滑块机构
1．曲柄滑块机构
任务二 平面四杆机构
1
任务目标
2
工作任务
3
任务分析
4
相关知识
任务目标
1 知道平面四杆机构的类型及特点； 2 掌握平面四杆机构的基本特性； 3 熟知平面四杆机构在汽车上的运用。
2
工作任务：
请观察汽车的前档风窗刮雨器的工作情况，请观察汽车的前档风窗 刮雨器是如何实现将前档风窗的雨水刮干净的。
汽车前档风窗刮水器传动机构工作过程
大，机构传力性能越好。
Pt P cos
Pn P sin
3．死点位置
曲柄摇杆机构中，若以摇 杆为原动件，当连杆与从动件 （曲柄）共线时的位置称死点 位置。这时机构的传动角γ=0， 压力角α=90°，即连杆对从 动曲柄的作用力恰好通过其回 转中心A，不能推动曲柄转动。
3．死点位置 死点位置存在的条件：
3
任务分析：
汽车前风窗刮水器传动机构是由一个机架杆4和三个活动构 件杆1、2、3通过四个转动副A、B、C、D连接组成的一个平面 四杆机构，当杆1在电动机的带动下绕A旋转时，刮雨片则能在 杆3的带动下持续往复摆动，实现对档风窗玻璃表面的擦拭。
4
相关知识：
平面连杆机构是许多构件用低副 （转动副和移动副）连接组成的平面 机构。最简单的平面连杆机构是由四 个构件组成的，称为平面四杆机构。 在机械中广泛应用。
各杆名称：
固定不动
机架
与机架相连 连架杆
与机架相对 连杆
作整周回转 曲柄
只能摆动
摇杆
按照连架杆是否有曲柄存在，把铰链四杆机构分为三种基本
类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
（1）曲柄摇杆机构
在铰链四杆机构中，若两个连架杆，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。通常曲柄为原动件，并作匀速 转动；而摇杆为从动件，作变速往复摆动。
连杆与从动件共线。 当摇杆为原动件，有2个死点位置； 当曲柄为原动件，没有死点位置。
死点的利弊：
利：工程上利用死点进行 工作。如快速夹具、 飞 机起落架等。
飞机起落架机构
3．死点位置
弊：机构有死点，从动件将出现卡死或运动方向不确定 现 象，对机构传动不利。
渡过死点位置的方法？ ①利用飞轮及构件自身的惯性作用； ②对曲柄施加外力。
学生设计方案：
鹤式起重机 汽车前轮转向机构
2.铰链四杆机构有曲柄存在的条件
图示曲柄摇杆机构中： 在极限位置１时 △AC2D成立． 在极限位置２时 △AC1D成立． 三角形两边之 和大于第三边
2.铰链四杆机构有曲柄存在的条件
同时考虑四个杆件同时共线的情况，可得 曲柄存在的条件： 1. 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。 2. 最短杆或其邻杆为机架。 根据有曲柄的条件可得推论： （1）当最长杆与最短杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时： 1）最短杆为机架时得到双曲柄机构； 2）最短杆的相邻杆为机架时得到曲柄摇杆机构； 3）最短杆的对面杆为机架时得到双摇杆机构。 （2）当最长杆与最短杆的长度之和大于其余两杆长度之和时，只能 得到双摇杆机构。
速度较快，机构的这种性质称为曲柄摇杆机构的急回特性。
1．急回运动
极位夹角θ
当曲柄ＡＢ为原动件并作等速回转时，摇杆ＣＤ为从动件 作往复摆动，曲柄ＡＢ回转一周的过程中有两次与连杆ＢＣ共 线，这时摇杆ＣＤ分别处在两个极限位置，此两极限位置时曲 柄所在直线之间所夹的锐角θ称为极位夹角。
1．急回运动
分析： （1）机构有极位夹角，就有急回特性；