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课件网) 机 构 篇 课题三 变速和变向机构 课题二 凸轮机构 课题一 铰链四杆机构 3 2 1 目录 学习目标 知识目标： 1．掌握铰链四杆机构的组成和基本类型； 2．掌握铰链四杆机构的特性； 3．了解铰链四杆机构的演变。 能力目标： 具有判定铰链四杆机构的基本类型的能力。 课题一 铰链四杆机构 图 2-1-1 所示为铰链四杆机构，已知 LAB=130mm，LBC=150mm，LCD=175mm，LAD=200mm。若取AD为机架，该机构属于哪一种类型？ 图2-1-1 连杆传动是利用常用的低副传动机构进行的传动，连杆传动能方便地实现转动、摆动、移动等运动形式的转换。其中最基本的是铰链四杆机构，即四个杆全部用铰链（转动副）连接的平面四杆机构，因此本课题着重讨论铰链四杆机构的基本类型、性质及演变。 一、铰链四杆机构的组成和基本类型 铰链四杆机构的组成如图2-1-2所示。 图2-1-2 铰链四杆机构的组成 机架：机构的固定构件； 连杆：不直接与机架连的构件； 连架杆：与机架用转动副连接的构件； 连架杆可分为曲柄和摇杆。 曲柄：能绕机架做整周转动的连架杆； 摇杆：只能绕机架做小于360°的某一角度摆动的连架杆。 铰链四杆机构有3种类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，如图2-1-3所示。 图2-1-3 铰链四杆机构的基本类型 1．曲柄摇杆机构 特点：一连架杆为曲柄，另一连架杆为摇杆，曲柄摇杆机构如图2-1-4所示。 （a）雷达 （b）缝纫机 （c）汽车雨刮器 （d）搅拌机 图2-1-4 曲柄摇杆机构 2．双曲柄机构 特点：两连架杆均为曲柄。有正平行双曲柄机构和反平行双曲柄机构。 正平行双曲柄机构：对边平行且相等，主、从动曲柄匀速且相等。如机车车轮，如图2-1-5（a）所示。 反平行双曲柄机构：对边平行但不相等。如公交车车门启闭机构，如图2-1-5（b）所示。 （a）机车车轮 （b）公交车车门启闭机构 图2-1-5 双曲柄机构 3．双摇杆机构 特点：两连架杆都是摇杆（摆动）。如起重机吊臂结构，如图2-1-6所示。 图2-1-6 起重机吊臂结构 二、铰链四杆机构存在曲柄的条件 类型的判别关键在于机构中有无曲柄，有几个曲柄。有无曲柄可由机构中各构件的相对位置及最短杆所处的位置判断。 如图2-1-7所示的曲柄摇杆机构中，设各杆长依次为L1、L2、L3、L4，且L1
L1+L2；如图2-1-7（c）所示，在AC2D中有：L2-L1+L4>L3，L2-L1+L3>L4。考虑共线的情况，如图2-1-7（d）所示，整理得：L1+L2≤L3+L4，L1+L3≤L2+L4，L1+L4≤L2+L3。 则得出：L1≤L2，L1≤L3，L1≤L4。 结论： （1）铰链四杆机构存在曲柄的条件如下。 ① 最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和； ② 机架或连架杆为最短杆。 （a） （b） （c） （d） 图2-1-7 曲柄存在的条件推论 （2）铰链四杆机构存在两个曲柄的条件如下。 ① 最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和； ② 曲柄为最短杆。 （3）铰链四杆机构存在一个曲柄的条件如下。 ① 最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和； ② 连架杆为最短杆。 根据曲柄存在的条件，还可以做出如下推论： ① 以最短杆相邻的杆做机架时，该机构为曲柄摇杆机构； ② 以最短杆做机架时，该机构为双曲柄机构； ③ 以最短杆相对的杆做机架时，该机构为双摇杆机构。 如果铰链四杆机构中最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆的长度之和，则无论以哪一杆件为机架，均为双摇杆机构。 三、铰链四杆机构的急回运动特性 如图2-1-8所示，急回运动特性可用行程速比系数（或行程速度变化系数）K表示 式中，θ为摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄所夹的锐角称为极位夹角（∠C2AC1）。曲柄摇杆机构的极 ... ... 
