机械基础——第四章第二节常用四杆机构

1、1 1、机械是、机械是 和和 的总称。的总称。2 2、 是机器运动的单元；是机器运动的单元； 是机器的制造单元。是机器的制造单元。3 3、两构件通过、两构件通过 接触组成的运动副称为低副，低副又接触组成的运动副称为低副，低副又分为分为 副和副和 副两种。副两种。4 4、两构件通过点或线接触的运动副叫作、两构件通过点或线接触的运动副叫作 。 复习提问复习提问面面移动移动转动转动高副高副机器机器机构机构构件构件零件零件一、填空一、填空 二、二、 选择题选择题 （1 1）一个作平面运动的自由构件具有）一个作平面运动的自由构件具有 自由度。自由度。 (A) (A) 一个；一个； (B) (B) 二个；

2、二个； (C) (C) 三个；三个； (D) (D) 四个。四个。 （2 2）平面机构中的高副所引入的约束数目为）平面机构中的高副所引入的约束数目为 。 (A) (A) 一个；一个； (B) (B) 二个；二个； (C) (C) 三个；三个； (D) (D) 四个。四个。 （3 3）平面机构中的低副所保留的自由度数目为）平面机构中的低副所保留的自由度数目为 。 (A) (A) 一个；一个； (B) (B) 二个；二个； (C) (C) 三个；三个； (D) (D) 四个。四个。C CA AA A复习提问复习提问 三、三、 问答题问答题 （1 1）机器与机构的主要区别是什么？）机器与机构的主要区

3、别是什么？ 机器是由各种机构所组成，可以完成能量的转换。机器是由各种机构所组成，可以完成能量的转换。 而而机构是由多种构件组成，仅仅是起着运动的传递和运动形成机构是由多种构件组成，仅仅是起着运动的传递和运动形成转换的作用。转换的作用。复习提问复习提问 三、三、 问答题问答题 （2 2）何谓运动副？何谓高副和低副？每种运动副各引）何谓运动副？何谓高副和低副？每种运动副各引入几个约束？入几个约束？ 两个构件间的可动连接称为运动副。两个构件间的可动连接称为运动副。 两构件通过点或线接触而构成的运动副称为高副；高副两构件通过点或线接触而构成的运动副称为高副；高副引入一个约束。引入一个约束。 两构件通过

4、面与面接触而构成的运动副称为低副；低副两构件通过面与面接触而构成的运动副称为低副；低副引入两个约束。引入两个约束。复习提问复习提问 三、三、 问答题问答题 （3 3）机构具确定运动的条件是什么？）机构具确定运动的条件是什么？ 机构原动件个数应等于机构的自由度数目。机构原动件个数应等于机构的自由度数目。 复习提问复习提问第二节第二节 汽车常用四杆机构汽车常用四杆机构1.1.平面连杆机构：平面连杆机构：若干构件通过低副连接而组成若干构件通过低副连接而组成的平面机构。的平面机构。2.2.平面连杆机构主要优点平面连杆机构主要优点A AD DC CB B1 1）低副压力小，制造简单，制造精度较高。）低副

5、压力小，制造简单，制造精度较高。2 2）实现转动、摆动和移动等基本运动形式转换。）实现转动、摆动和移动等基本运动形式转换。3 3）实现多种运动规律。）实现多种运动规律。一、概述一、概述1 1）低副存在间隙，产生运动误差。）低副存在间隙，产生运动误差。2 2）不易精确实现复杂运动规律。）不易精确实现复杂运动规律。四杆机构，五杆机构等。四杆机构，五杆机构等。A AD DC CB B 本章主要讨论应本章主要讨论应用最广、最基础的四用最广、最基础的四杆机构。杆机构。3.3.平面连杆机构主要缺点平面连杆机构主要缺点4.4.平面连杆机构的命名平面连杆机构的命名5 5、类型、类型平平面面四四杆杆机机构构铰链

6、四杆机铰链四杆机构构( (全转动副全转动副) )含有移动副含有移动副的平面四杆的平面四杆机构机构 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 双曲柄机构双曲柄机构 双摇杆机构双摇杆机构 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 曲柄导杆机构曲柄导杆机构 曲柄摇块机构曲柄摇块机构 移动导杆机构移动导杆机构 由四个杆状构件及四个转动副组成。由四个杆状构件及四个转动副组成。A AD DC CB B二、铰链四杆机构的基本类型及应用二、铰链四杆机构的基本类型及应用 在连架杆中，能作整周回转的构件称为在连架杆中，能作整周回转的构件称为曲柄曲柄，而只能在一定角度，而只能在一定角度范围内摆动的构件称为范围内摆动的构件称为摇杆摇杆。A ADD

7、在此机构中：在此机构中：ADAD固定不动，称为固定不动，称为机架机架；ABAB、CDCD两构件与机架组成转动副，称为两构件与机架组成转动副，称为连架杆连架杆；BCBC称为称为连杆连杆。 铰链四杆机构按两连架杆的运动形式不同分铰链四杆机构按两连架杆的运动形式不同分为三种基本形式：为三种基本形式：曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构双摇杆机构双摇杆机构两连架杆中一个为曲柄而另一个为摇杆的机构。两连架杆中一个为曲柄而另一个为摇杆的机构。（一）曲柄摇杆机（一）曲柄摇杆机构构 当当曲柄为原动件曲柄为原动件时，可将曲柄的连续转动转变为摇时，可将曲柄的连续转动转变为摇杆的往复摆动。杆的往复摆动。 曲

8、柄摇杆机构应用曲柄摇杆机构应用1 1）将转动变为摆动）将转动变为摆动黑色杆是什么？黑色杆是什么？红色杆是什么？红色杆是什么？绿色杆是什么？绿色杆是什么？蓝色杆是什么？蓝色杆是什么？搅拌机搅拌机机构机构 雷达天线俯仰角调整机构雷达天线俯仰角调整机构：天线固定在摇杆上，由：天线固定在摇杆上，由主动曲柄通过连杆使天线摆动以调整俯仰角度。主动曲柄通过连杆使天线摆动以调整俯仰角度。 汽车前窗刮雨机构汽车前窗刮雨机构：主动曲柄：主动曲柄ABAB回转时，从动摇杆作往回转时，从动摇杆作往复摆动，利用摇杆的延长部分实现刮雨作用。复摆动，利用摇杆的延长部分实现刮雨作用。 曲柄摇杆机构应曲柄摇杆机构应用用2 2）摆

9、动变换为转动摆动变换为转动 缝纫机踏板机构缝纫机踏板机构 将摇杆的往复摆动转变为曲柄的整周转动。将摇杆的往复摆动转变为曲柄的整周转动。破碎机破碎机 两连架杆均为曲柄的四杆机构。两连架杆均为曲柄的四杆机构。（二）双曲柄机构（二）双曲柄机构 可将原动可将原动曲柄的等速转曲柄的等速转动转换成从动动转换成从动曲柄的等速或曲柄的等速或变速转动，如变速转动，如图所示的惯性图所示的惯性筛驱动机构。筛驱动机构。 双曲柄机构应用双曲柄机构应用平行双曲柄平行双曲柄机构机构正平行四边形正平行四边形机构机构共线时运动共线时运动不确定不确定反平行四边形反平行四边形机构机构解决办法解决办法a.a.利用从动曲柄本身（或附加

10、质量）的惯性来利用从动曲柄本身（或附加质量）的惯性来导向。导向。解决办法解决办法b b.在主、从动曲柄上错开移动角度再安装一组在主、从动曲柄上错开移动角度再安装一组平行四边形机构平行四边形机构解决办法解决办法c.c.增加第三个平行曲柄增加第三个平行曲柄应用应用机车联动机构机车联动机构车门启闭机构车门启闭机构摄影台升降机构摄影台升降机构( (三）三）双摇杆机构双摇杆机构 两连架杆都是摇杆的铰链四杆机构。两连架杆都是摇杆的铰链四杆机构。双摇杆机构的应用双摇杆机构的应用起重机变幅机构起重机变幅机构可实现货物水平移动，以减少功率消耗。可实现货物水平移动，以减少功率消耗。飞机起落架飞机起落架双摇杆机构的

11、应用双摇杆机构的应用ABDCBC风扇摇头机构风扇摇头机构ABDC风扇座风扇座蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆电机电机电机电机ABDC风扇座风扇座蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆电机电机ABDC风扇座风扇座蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆铸造翻箱机构铸造翻箱机构 汽车前轮转向机构汽车前轮转向机构（等腰梯形机构）（等腰梯形机构）（四）铰链四杆机构的类型判别（四）铰链四杆机构的类型判别1 1、铰链四杆机构曲柄存在条件为：、铰链四杆机构曲柄存在条件为：1 1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆；）连架杆和机架中必有一杆是最短杆；2 2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。（称为杆长条件）杆长度之和。

12、（称为杆长条件）上述两个条件必须同时满足，否则机构不存在曲柄上述两个条件必须同时满足，否则机构不存在曲柄2 2、铰链四杆机构类型的判断方法、铰链四杆机构类型的判断方法注意注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：条件：最长杆的杆长最长杆的杆长 其余三杆长度之和其余三杆长度之和。 如最短杆与最长杆长度之和小于或等于另两杆长度如最短杆与最长杆长度之和小于或等于另两杆长度之和，之和，则则最短杆两端的转动副都可以整周转动，所以最短杆两端的转动副都可以整周转动，所以：（1 1）如）如最短杆为机架最短杆为机架，则为双曲柄机构。，则为双曲柄机构。（2

13、2）如）如短杆的邻杆为机架短杆的邻杆为机架，则为曲，则为曲柄摇杆机构柄摇杆机构。（3 3）如）如最短杆的对边为机架最短杆的对边为机架，则为双摇杆机构。，则为双摇杆机构。 如果最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度如果最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，之和，则为双摇杆机构。则为双摇杆机构。铰链四杆机构形式判别步骤：铰链四杆机构形式判别步骤：1 1、先看最短杆与最长杆长度之和是否小于或等、先看最短杆与最长杆长度之和是否小于或等于其余两杆长度之和；如不是，则是双摇杆机构；于其余两杆长度之和；如不是，则是双摇杆机构；如是，则进入下一步作进一步判断；如是，则进入下一步作进一步判断；2 2、如机

14、架是最短杆，则是双曲柄机构；如连架、如机架是最短杆，则是双曲柄机构；如连架杆是最短杆，则是曲柄摇杆机构；如连杆是最短杆是最短杆，则是曲柄摇杆机构；如连杆是最短杆，则是双摇杆机构。杆，则是双摇杆机构。1. 1. 填空题填空题（1 1）在铰链四杆机构中，与机架用转动副相连接的杆）在铰链四杆机构中，与机架用转动副相连接的杆称为称为 。 (2) (2) 铰链四杆机构基本类型有铰链四杆机构基本类型有 、 以及以及 三种。三种。（3 3）曲柄摇杆机构运动特是：）曲柄摇杆机构运动特是： 双曲柄机构运动特性是：双曲柄机构运动特性是： 。 双摇杆机构运动特性是：双摇杆机构运动特性是： 。 （4 4）平行四边形机

15、构属于）平行四边形机构属于 机构，当曲柄与连机构，当曲柄与连杆共线时，会出现杆共线时，会出现 。两个连架杆都可整周转动两个连架杆都可整周转动双摇杆机构双摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构连架杆连架杆一个连架杆可整周转动，另一连架杆只能在一定范围内摆动。一个连架杆可整周转动，另一连架杆只能在一定范围内摆动。两个连架杆都只能在一定范围内摆动两个连架杆都只能在一定范围内摆动双曲柄双曲柄运动不确定现象运动不确定现象复习题复习题1. 1. 填空题填空题 (5) (5) 铰链四杆机构曲柄存在的条件是：铰链四杆机构曲柄存在的条件是：1 1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆；）连架杆和机架中必

16、有一杆是最短杆；2 2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。（称为杆长条件）杆长度之和。（称为杆长条件）复习题复习题 选择题选择题 (1) (1) 平面连杆机构是由平面连杆机构是由 组成的机构。组成的机构。 (A) (A) 高副；高副； (B) (B) 高副和低副；高副和低副； (C) (C) 转动副；转动副； (D) (D) 低副。低副。 (2) (2) 平面连杆机构，构件的最少数量是平面连杆机构，构件的最少数量是 。(A) (A) 二件；二件； (B) (B) 三件；三件； (C) (C) 四件；四件； (D) (D) 五件。五件。 (

17、3) (3) 汽车刮雨器机构属于汽车刮雨器机构属于 。 （A A）曲柄摇杆机构；）曲柄摇杆机构； (B) (B) 双曲柄机构；双曲柄机构； (C) (C) 双摇杆机构双摇杆机构（4 4） 缝纫机踏板机构属于缝纫机踏板机构属于 。 （A A）曲柄摇杆机构；）曲柄摇杆机构； (B) (B) 双曲柄机构；双曲柄机构； (C) (C) 双摇杆机构。双摇杆机构。（5 5） 公共汽车门启闭机构属于公共汽车门启闭机构属于 。 （A A）曲柄摇杆机构；）曲柄摇杆机构； (B) (B) 双曲柄机构；双曲柄机构； (C) (C) 双摇杆机构。双摇杆机构。（6 6） 起重机变幅机构属于起重机变幅机构属于 。 （A A）曲柄摇杆机构；）曲柄摇杆机构； (B) (B) 双曲柄机构；双曲柄机构； (C) (C) 双摇杆机构。双摇杆机构。复习题复习题DCAABC判断铰链四杆机构的类型判断铰链四杆机构的类型双曲柄机构双曲柄机构复习题复习题曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构复习题复习题判断铰链四杆机构的类型判断铰链四杆机构的类型双摇杆机构双摇杆机构复习题复习题判断铰链四杆机构的类型判断铰链四杆机构的类型双摇杆机构双摇杆机构复习题复习题判断铰链四杆机构的类型判断铰链四