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1、关于关于铰链四杆机构基本形式和特性四杆机构基本形式和特性第一张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ平面连杆机构平面连杆机构铰链四杆机构形式及应用铰链四杆机构形式及应用 1铰链四杆铰链四杆机构的特性机构的特性2四杆机构的曲柄存在条件四杆机构的曲柄存在条件3第二张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ教学目标教学目标u了解平面四杆机构的基本类型、应用。u熟练掌握铰链四杆的类型的判断。u理解平面四杆的工作特性。教学重点和难点教学重点和难点u铰链四杆机构类型的判断。u平面四杆机构的基本特性。教学目标、教学目标、重难点重难点第三张，PPT共三十三
2、页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ平面连杆机构平面连杆机构特点特点一、平面连杆机构特点一、平面连杆机构特点 定义定义:全由低副（转动副、移动副）构成的平面机构全由低副（转动副、移动副）构成的平面机构 特点：特点：面接触，承载能力强，耐磨损；面接触，承载能力强，耐磨损；易于制造和获得较高的制造精度；易于制造和获得较高的制造精度；能实现多种运动规律。能实现多种运动规律。缺点：缺点：效率低；效率低；累计运动误差较大；累计运动误差较大；高速运转时不平衡动载荷较大，且难于消除。高速运转时不平衡动载荷较大，且难于消除。第四张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ
3、3.1 铰链四杆机构的类型铰链四杆机构的类型 平面铰链四杆机构：构件间均用用转动副相连的平面四平面铰链四杆机构：构件间均用用转动副相连的平面四杆机构。如：杆机构。如：脚踏式脱粒机脚踏式脱粒机 脚踏式脱粒机脚踏式脱粒机第五张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ二、铰链四杆机构组成二、铰链四杆机构组成 （1 1）机架：机架：机构中固定不动的构件。机构中固定不动的构件。（2 2）连架杆连架杆：与机架连接的构架。：与机架连接的构架。曲柄：曲柄：若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。摇杆摇杆：只能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆：只
4、能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆。（3 3）连杆连杆：不直接与机架相连的构件。：不直接与机架相连的构件。3.1 铰链四杆机构的类型铰链四杆机构的类型第六张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ三、三、基本形式及其应用基本形式及其应用 在铰链四杆机构中，按连架杆在铰链四杆机构中，按连架杆能否作整周转动能否作整周转动，可将铰链四杆机，可将铰链四杆机构分为构分为：铰链四铰链四杆机构杆机构双曲柄双曲柄机构机构曲柄摇杆机曲柄摇杆机构构双摇杆双摇杆机构机构3.1 铰链四杆机构的类型铰链四杆机构的类型第七张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ1 1
5、、曲柄摇杆机构、曲柄摇杆机构 （1 1）概念概念：铰链四杆机构的两个连架杆中，若一个是曲：铰链四杆机构的两个连架杆中，若一个是曲柄，另一个是摇杆，则称为柄，另一个是摇杆，则称为曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构。（2 2）作用）作用：回转运动与往复摆动转换。：回转运动与往复摆动转换。雷达天线俯仰机构雷达天线俯仰机构 汽车雨刮机构汽车雨刮机构搅拌器中搅拌机构搅拌器中搅拌机构 应用举例应用举例3.1 铰链四杆机构的类型铰链四杆机构的类型第八张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ搅拌机构搅拌机构雨刮机构雨刮机构雷达天线俯仰机构雷达天线俯仰机构 3.1 铰链四杆机构的类型铰链四杆机
6、构的类型第九张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ2 2、双曲柄机构、双曲柄机构 （1 1）概念：）概念：具有两个曲柄的铰链四杆机构。具有两个曲柄的铰链四杆机构。（2 2）作用）作用：转动转动-转动，通常二转速不相等转动，通常二转速不相等 惯性筛机构惯性筛机构平行双曲柄机构平行双曲柄机构反平行双曲柄机构反平行双曲柄机构 应用举例应用举例3.1 铰链四杆机构的类型铰链四杆机构的类型第十张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ惯性筛惯性筛3.1 铰链四杆机构的类型铰链四杆机构的类型第十一张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRi
7、ght ZDJ平行双曲柄机构（运动不确定性）平行双曲柄机构（运动不确定性）3.1 铰链四杆机构的类型铰链四杆机构的类型第十二张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ图图3-113-11车门启闭机构（车门启闭机构（反向双曲柄机构）反向双曲柄机构）a)1a)1、33曲柄曲柄22连杆连杆44机架机架b)1b)1、33车门车门22连杆连杆3.1 铰链四杆机构的类型铰链四杆机构的类型第十三张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ3 3、双摇杆机构、双摇杆机构 （1 1）概念）概念：铰链四杆机构的两个连架杆若都是摇杆。：铰链四杆机构的两个连架杆若都是
8、摇杆。（2 2）作用）作用：将一种摆动转换为另一种摆动。：将一种摆动转换为另一种摆动。飞机起落架飞机起落架港口起重机变幅机构港口起重机变幅机构反前轮转向机构反前轮转向机构 应用举例应用举例3.1 铰链四杆机构的类型铰链四杆机构的类型第十四张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ飞机起落架飞机起落架起重机变幅机构起重机变幅机构3.1 铰链四杆机构的类型铰链四杆机构的类型第十五张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ汽车前轮转向机构汽车前轮转向机构3.1 铰链四杆机构的类型铰链四杆机构的类型第十六张，PPT共三十三页，创作于2022年6月Co
9、pyRight ZDJ3.2 平面四杆机构的特性平面四杆机构的特性-急回特性急回特性一、相关一、相关名词名词 极极位位夹夹角角 机机构构从从动动件件处处于于两两极极限限位位置置时时，主主动动件件在在对对应应位位置置所夹的锐角。所夹的锐角。极限位置极限位置1连杆与曲柄拉伸共线连杆与曲柄拉伸共线极限位置极限位置2连杆与曲柄重叠共线连杆与曲柄重叠共线 最大摆角最大摆角：摇杆在两个：摇杆在两个极限位置间的夹角极限位置间的夹角B2C2 B1C1AD 180-180+第十七张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ B2C2 B1C1AD 180-180+急回特性急回特性：当主动
10、件：当主动件等速转动，作往复运动的从等速转动，作往复运动的从动件在空回行程的平均速度动件在空回行程的平均速度大于工作行程平均速度的特大于工作行程平均速度的特性。性。3.2 平面四杆机构的特性平面四杆机构的特性-急回特性急回特性第十八张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ 常用行程速度变化系数行程速度变化系数K K来衡量急回运动的相对程度。B2C2 B1C1AD 180-180+讨论：0K1有急回特性，K 急 回特 性越显著。=0K=1，无急回特性。3.2 平面四杆机构的特性平面四杆机构的特性-急回特性急回特性第十九张，PPT共三十三页，创作于2022年6月Copy
11、Right ZDJ1、压力角、压力角 从动件上的作用力从动件上的作用力F F与该点速度与该点速度v vc c所夹锐角所夹锐角称为机构称为机构的压力角。的压力角。F F 的两个分力：的两个分力：有害分力有害分力 有效分力有效分力压力角越小，有效分力越大。压力角越小，有效分力越大。3.2 平面四杆机构的特性平面四杆机构的特性-传动传动特性特性第二十张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ2、传动角、传动角（1 1）定义：）定义：压力角压力角的余角即的余角即+=90=90称为传动角。称为传动角。讨论讨论:（）FnFn传力性能差。传力性能差。（）FnFn传力性能好。传力性能
12、好。（2 2）设计要求）设计要求 传动角愈大，机构的传力性能愈好，反之则不利于机构传动角愈大，机构的传力性能愈好，反之则不利于机构中力的传递。机构运转过程中，传动角是变化的，机构出现中力的传递。机构运转过程中，传动角是变化的，机构出现最小传动角的位置正好是传力效果最差的位置。最小传动角的位置正好是传力效果最差的位置。3.2 平面四杆机构的特性平面四杆机构的特性-传动传动特性特性第二十一张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ在在ABD和和BCD中，分别有中，分别有联立求解得联立求解得（3 3）最小传动角确定）最小传动角确定 可能发生在主动曲柄与机架两次共线（可能发生
13、在主动曲柄与机架两次共线（ABAB，ABAB）的位置之一处，即的位置之一处，即 处。处。3.2 平面四杆机构的特性平面四杆机构的特性-传动传动特性特性第二十二张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ (1)(1)死点的概念死点的概念 曲曲柄柄摇摇杆杆机机构构中中，当当摇摇杆杆为为主主动动件件时时，当当连连杆杆与与从从动动曲曲柄柄共共线线时时，机机构构的的传传动动角角00，此此时时主主动动件件CD CD 通通过过连连杆杆作作用用于于从从动动曲曲柄柄ABAB上上的的力力恰恰好好通通过过其其回回转转中中心心，所所以以出出现现了了不不能能使使构构件件ABAB转转动动的的顶顶
14、死死现象，机构的这种位置称为现象，机构的这种位置称为死点位置或死点死点位置或死点。3.2 平面四杆机构的特性平面四杆机构的特性-死点特性死点特性第二十三张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ(2)(2)死点位置的利弊死点位置的利弊 利利：在工程中也常常应用死点位置实现工作要求。如快：在工程中也常常应用死点位置实现工作要求。如快速夹具、折叠椅机构、飞机起落架等。速夹具、折叠椅机构、飞机起落架等。夹具机构夹具机构3.2 平面四杆机构的特性平面四杆机构的特性-死点特性死点特性第二十四张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ 弊：机构有死点，从
15、动件出现卡死或运动方向不确定弊：机构有死点，从动件出现卡死或运动方向不确定现象，对传动不利，如缝纫机的脚踏机构。现象，对传动不利，如缝纫机的脚踏机构。缝纫机的脚踏机构缝纫机的脚踏机构3.2 平面四杆机构的特性平面四杆机构的特性-死点特性死点特性第二十五张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ(3)(3)克服死点的方法克服死点的方法 （1 1）增大从动件的质量，利用惯性度过死点位置。增大从动件的质量，利用惯性度过死点位置。（2 2）在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性。）在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性。（3 3）采用相同的机构错位排列。）采用相同的机构错
16、位排列。火车车轮联动装置火车车轮联动装置缝纫机的脚踏机构缝纫机的脚踏机构3.2 平面四杆机构的特性平面四杆机构的特性-死点特性死点特性第二十六张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ3.3 铰链四杆机构曲柄存在条件铰链四杆机构曲柄存在条件 在在 中中 在在 中中整理得整理得 将式将式、中的三个不等中的三个不等式两两相加，化简后得式两两相加，化简后得、曲柄存在条件、曲柄存在条件 最短杆与最长杆长之和小于或等于其余两杆长之和；最短杆与最长杆长之和小于或等于其余两杆长之和；连架杆与机架中必有一杆为最短杆。连架杆与机架中必有一杆为最短杆。第二十七张，PPT共三十三页，创作于
17、2022年6月CopyRight ZDJ2 2、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（1 1）满足杆长和条件，即）满足杆长和条件，即若以最短构件相邻边为机架时，机构为曲柄摇杆机构；若以最短构件为机架，则机构为双曲柄机构；若以最短构件对边为机架，则机构为双摇杆机构。（2 2）不满足杆长和条件，则无论取哪个构件为机架均为双摇）不满足杆长和条件，则无论取哪个构件为机架均为双摇杆机构。杆机构。3.铰链四杆机构类型铰链四杆机构类型判别判别第二十八张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ、案例分析、案例分析如图所示的铰链四杆机构如图所示的铰链四杆机构A
18、BCD中，已知各杆的长度中，已知各杆的长度分别为：分别为：a=30，b=50，c=40，d=45。试确定该机构分别以。试确定该机构分别以AD、AB、CD和和BC为机架时，属于何种机构？（板书）为机架时，属于何种机构？（板书）3.铰链四杆机构类型铰链四杆机构类型判别判别第二十九张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ 案例分析案例分析如图所示缝纫机踏板机构，已知如图所示缝纫机踏板机构，已知AB=4cm、AD=11cm、BC=16cm，若，若BC为机构的最长构件，请问缝纫机踏板机构为机构的最长构件，请问缝纫机踏板机构中中CD、构件应满足什么条件，缝纫机踏板机构才能为曲柄
19、摇、构件应满足什么条件，缝纫机踏板机构才能为曲柄摇杆机构？杆机构？3.铰链四杆机构类型铰链四杆机构类型判别判别第三十张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ想一想想一想 练一练练一练 请判断图所示各机构属于何类铰链四杆机构？请判断图所示各机构属于何类铰链四杆机构？课堂练习课堂练习第三十一张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ、四杆机构基本类型判断及应用、四杆机构基本类型判断及应用三种基本类型应用曲柄存在条件四杆机构基本类型判断2、铰链四杆机构三种特性、铰链四杆机构三种特性急回传动特性死点特性总结总结第三十二张，PPT共三十三页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看第三十三张，PPT共三十三页，创作于2022年6月