汽车机械基础课件：3 单元2平面连杆机构

汽车机械基础模块三汽车常用机构分析学习目标1.知识目标(1)掌握常见平面连杆机构的类型、特点及应用。(2)掌握平面连杆机构曲柄存在的条件及类型判别方法。(3)了解平面连杆机构的演化形式及应用。(4)理解平面连杆机构的传动特性。2.能力目标(1)能够正确分析常用机构的类型(2)能够正确分析常用机构的运动特性任务引入生活中我们常常可以看到，汽车车窗玻璃的雨刮器开启后，能够通过左右摆动刮走玻璃上的雨水（图7-1（a）），载重汽车的车厢能自动升起完成卸货（图7-1（b））；公交车门在开启按钮后能自动开启和关闭（图7-1（c））。那么，这些机械装置是怎么工作的呢？单元一平面连杆机构目录01任务一铰链四杆机构02任务二铰链四杆机构的演化03任务三平面四杆机构的特性目录01任务一铰链四杆机构02任务二铰链四杆机构的演化03任务三平面四杆机构的特性概述根据各构件之间的相对运动为平面运动还是空间运动，连杆机构分为平面连杆机构和空间连杆机构。平面连杆机构是由若干构件和低副连接组成的平面机构。这种机构可以实现预期的运动规律及位置、轨迹等要求；低副为面接触，易于润滑，便于加工。平面连杆机构是由多个构件在同一个平面或相互平行的平面内组合而成的，最常见的平面连杆机构为平面四杆机构，其中，全部运动副为转动副的铰链四杆机构和含有一个移动副的四杆机构应用最为广泛。概述机架：固定不动的构件4。连杆：不与机架直接相连的构件2。连架杆：与机架相连的构件1、3。

曲柄：

360°转动

摇杆：一定角度摆动概述铰链四杆机构的类型1.曲柄摇杆机构

如果铰链四杆机构中的两连架杆中有一个为曲柄,另一个为摇杆,则该机构称为曲柄摇杆机构

当曲柄做连续等速整周转动时,摇杆将在一定角度内做变速的往复摇动。

曲柄摇杆机构能将主动件的整周回转运动转换成从动件的往复摇动。铰链四杆机构的类型曲柄摇杆机构应用

铰链四杆机构的类型曲柄摇杆机构应用

铰链四杆机构的类型曲柄摇杆机构应用

铰链四杆机构的类型曲柄摇杆机构应用

推论曲柄摇杆机构运动特点：摆动等速转动曲柄摇杆机构应用铰链四杆机构的类型2.双曲柄机构

如果铰链四杆机构中的两连架杆都是能做整周转动的曲柄,则该机构称为双曲柄机构

当其中一个曲柄做等速整周转动时,另一个从动曲柄也将做整周转动，如果两曲柄的长度不等,则从动曲柄只能做变速转动

如果两曲柄长度相等且平行,称该双曲柄机构为平行双曲柄机构,其从动曲柄也做等速转动。

铰链四杆机构的类型双曲柄机构应用

惯性筛机构ABDC1234E631铰链四杆机构的类型双曲柄机构应用

特例1：平行四边形结构ABDC铰链四杆机构的类型双曲柄机构应用

特例1：平行四边形结构两曲柄同向同速转动两连架杆等长且平行，连杆作平动平行四边形机构特征ABCDAB=CDBC=ADB’C’铰链四杆机构的类型双曲柄机构应用

特例2：反向平行四边形结构铰链四杆机构的类型双曲柄机构应用

特例2：反向平行四边形结构铰链四杆机构的类型双曲柄机构推论ABCDAB=CDBC=ADB’C’双曲柄机构双曲柄机构的运动特点：普通双曲柄机构

主动曲柄等速转动从动曲柄变速转动平行双曲柄机构两曲柄转动的角速度始终相等反向双曲柄机构双曲柄的转向相反，且长度也相等铰链四杆机构的类型3.双摇杆机构如果铰链四杆机构中的两连架杆都为摇杆,该机构称为双摇杆机构。铰链四杆机构的类型双摇杆机构应用QABCDE鹤式起重机铰链四杆机构的类型双摇杆机构应用飞机起落架铰链四杆机构的类型双摇杆机构应用特例：等腰梯形机构ABDCE铰链四杆机构的类型双摇杆机构应用双摇杆机构运动特点：摆动

摆动（摆幅相等或不相等）铰链四杆机构类型的判别铰链四杆机构中是否存在曲柄，取决于个构件长度之间的关系。连架杆成为曲柄必须满足下列两个条件：最长杆与最短杆长度之和，小于或等于其余两杆长度之和。与机架两者之一为最短杆。若lmin+lmax≤其余两杆长度和最短杆为机架双曲柄机构最短杆的为连架杆

曲柄摇杆机构最短杆为连杆双摇杆机构N，无整转副Y，存在整转副机构类型的判断铰链四杆机构类型的判别例1：已知各构件的尺寸如图所示，试断下列机构的类型?讨论铰链四杆机构类型的判别解：（a）40+110<70+90，最短杆AD为机架，故为双曲柄机构

（b）45+120<70+100，最短杆AB为连架杆，故为曲柄摇杆机构

（c）50+100>70+60，不存在曲柄，故为双摇杆机构

（d）50+100<70+90，最短杆BC为连杆，故为双摇杆机构一、铰链四杆机构存在曲柄的条件：（1）最短杆与最长杆的长度之和，小于或等于其余两杆长度之和；

（2）连架杆和机架中必有一个是最短杆。二、根据上述曲柄存在条件可得以下推论：

杆长条件存在，则

a.取最短杆的相邻杆为机架时，得曲柄摇杆机构；

b.取最短杆为机架时，得双曲柄机构；

c.取与最短杆相对的杆为机架时，得双摇杆机构。

杆长条件不存在，则只能得双摇杆机构。铰链四杆机构类型的判别目录01任务一铰链四杆机构02任务二铰链四杆机构的演化03任务三平面四杆机构的特性铰链四杆机构的演化铰链四杆机构除了上面三种类型之外，在实际的机器中还广泛的应用着其他多种形式的四杆机构。这些形式的四杆机构，可以认为是通过改变铰链四杆机构中某些固定的形状和相对尺寸，或改变某些运动副形式，或选择不同构件作为机架的办法，由铰链四杆机构的基本形式演变而成。铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化1.曲柄滑块机构当摇杆的长度为无限长时,摇杆的左,右极限位置的夹角将变成零,摇杆的摇动变成了滑动,曲柄摇杆机构将转化成曲柄滑块机构铰链四杆机构的演化1.曲柄滑块机构曲柄滑块机构按曲柄转动中心与滑块是否在同一条直线上,分为对心曲柄滑块机构和偏心曲柄滑块机构两种铰链四杆机构的演化1.曲柄滑块机构曲柄滑块机构的功能是：将主动滑块的往复直线运动，经连杆转换为从动曲柄的连续转动铰链四杆机构的演化1.曲柄滑块机构曲柄滑块机构的功能是：主动曲柄的连续转动，经连杆转变为从动滑块的往复直线运动，如冲压机、往复式液体泵、自动送料机、手动冲孔钳等。铰链四杆机构的演化2.导杆机构曲柄转动导杆机构导杆4作转动铰链四杆机构的演化2.导杆机构曲柄转动导杆机构的功能是：将曲柄的匀速圆周运动转换为导杆的变角速度运动。例如，简易刨床的主运动机构就利用了曲柄转动导杆机构。铰链四杆机构的演化2.导杆机构曲柄摆动导杆机构4导杆作往复摆动运动铰链四杆机构的演化2.导杆机构曲柄摆动导杆机构的功能是：将曲柄的圆周运动转换为导杆的往复摆动。例如，插床、牛头刨床的主运动机构就利用了曲柄摆动导杆机构。铰链四杆机构的演化3.摇杆滑块机构

在曲柄滑块机构中，如果仅将滑块3作为机架，BC杆作为绕铰链C摆动的摇杆，AC杆在滑块中作往复移动，则该机构就称为摇杆滑块机构（或称定块机构）。铰链四杆机构的演化3.摇杆滑块机构摇杆滑块机构的功能是：将连杆的往复摆动转换为导杆的往复移动。例如，手压抽水机机构就利用了摇杆滑块机构。铰链四杆机构的演化4.曲柄摇块机构在曲柄滑块机构中，如果将连杆BC作为机架，曲柄AB作整周转动，滑块只能绕铰链C摆动，导杆AC杆在滑块中作往复摆动，则该机构就称为曲柄摇块机构（或称摇块机构）。铰链四杆机构的演化4.曲柄摇块机构曲柄摇块机构的功能是：将曲柄的整周转动（或往复摆动）转换为滑块的往复摆动。例如，自卸汽车的翻斗机构就利用了曲柄摇块机构。目录01任务一铰链四杆机构02任务二铰链四杆机构的演化03任务三平面四杆机构的特性平面四杆机构的基本特性1.急回特性当曲柄做匀

速转动时，摇

杆来回摆动的速度不相等。摆动回来的速度快,摆动过去的速度慢,摇杆快速摆回的特性称为急回特性。应用曲柄摇

杆机构的急回特性可以减少摇杆回程的工作时间,提高工作效率！平面四杆机构的基本特性1.急回特性运动特性分析K=1没有急回特性K>1有急回特