铰链四杆机构基本形式与特性

1、关于铰链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平面连杆机构铰链四杆机构形式及应用 1铰链四杆机构的特性2四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教学目标了解平面四杆机构的基本类型、应用。熟练掌握铰链四杆的类型的判断。理解平面四杆的工作特性。教学重点和难点铰链四杆机构类型的判断。平面四杆机构的基本特性。 教学目标、重难点第三张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ平面连杆机构特点一、平面连杆机构特点 定义: 全由低副（转动副、移动副）构成的平面机构 特点：面

2、接触，承载能力强，耐磨损； 易于制造和获得较高的制造精度； 能实现多种运动规律。 缺点：效率低； 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。 第四张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ3.1 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杆机构。如：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 （1）机架：机构中固定不动的构件。 （2）连架杆：与机架连接的构架。 曲柄：若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。 摇杆：只能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆

3、。 （3）连杆：不直接与机架相连的构件。 3.1 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、基本形式及其应用 在铰链四杆机构中，按连架杆能否作整周转动，可将铰链四杆机构分为：铰链四杆机构双曲柄机构曲柄摇杆机构双摇杆机构3.1 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、曲柄摇杆机构 （1）概念：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，则称为曲柄摇杆机构。 （2）作用：回转运动与往复摆动转换。 雷达天线俯仰机构 汽车雨刮机构搅拌器中搅拌机构 应用举例3.1 铰链四杆机构的类型第八

4、张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ搅拌机构雨刮机构雷达天线俯仰机构 3.1 铰链四杆机构的类型第九张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ2、双曲柄机构 （1）概念：具有两个曲柄的铰链四杆机构。 （2）作用：转动-转动，通常二转速不相等 惯性筛机构平行双曲柄机构反平行双曲柄机构 应用举例3.1 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3.1 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CopyRight ZDJ平行双曲柄机构（运动不确定性）3.1 铰链四杆

5、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3-11车门启闭机构（反向双曲柄机构）a)1、3曲柄2连杆4机架b)1、3车门2连杆3.1 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、双摇杆机构 （1）概念：铰链四杆机构的两个连架杆若都是摇杆。 （2）作用：将一种摆动转换为另一种摆动。 飞机起落架港口起重机变幅机构反前轮转向机构 应用举例3.1 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飞机起落架起重机变幅机构3.1 铰链四杆机构的类型第十五张，PPT共三

6、十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ汽车前轮转向机构3.1 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CopyRight ZDJ3.2 平面四杆机构的特性-急回特性一、相关名词 极位夹角 机构从动件处于两极限位置时，主动件在对应位置所夹的锐角。极限位置1连杆与曲柄拉伸共线极限位置2连杆与曲柄重叠共线 最大摆角：摇杆在两个极限位置间的夹角B2C2B1C1AD180-180+第十七张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ B2C2B1C1AD180-180+ 急回特性：当主动件等速转动，作往复运动的从动件在空回行程的平均速度大于

7、工作行程平均速度的特性。3.2 平面四杆机构的特性-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K来衡量急回运动的相对程度。B2C2B1C1AD180-180+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-急回特性第十九张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ1、压力角 从动件上的作用力F与该点速度vc所夹锐角称为机构的压力角。 F 的两个分力： 有害分力 有效分力压力角越小，有效分力越大。 3.2 平面四杆机构的特性-传动特性第二十张，PPT共三十三

8、页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ2、传动角（1）定义：压力角的余角即+=90称为传动角。 讨论:（） Fn传力性能差。 （） Fn传力性能好。（2）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。 3.2 平面四杆机构的特性-传动特性第二十一张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ在ABD和BCD中，分别有联立求解得（3）最小传动角确定 可能发生在主动曲柄与机架两次共线（AB，AB）的位置之一处，即 处。 3.2 平面四杆机构的特性-传动特性第二

9、十二张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ (1)死点的概念 曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，当连杆与从动曲柄共线时，机构的传动角0，此时主动件CD 通过连杆作用于从动曲柄AB上的力恰好通过其回转中心，所以出现了不能使构件AB转动的顶死现象，机构的这种位置称为死点位置或死点。3.2 平面四杆机构的特性-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)死点位置的利弊 利：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。 夹具机构3.2 平面四杆机构的特性-死点特性第二十四张，PPT共三十三页，

10、创作于2022年6月CopyRight ZDJ 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。缝纫机的脚踏机构3.2 平面四杆机构的特性-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)克服死点的方法 （1）增大从动件的质量，利用惯性度过死点位置。 （2）在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性。 （3）采用相同的机构错位排列。火车车轮联动装置缝纫机的脚踏机构3.2 平面四杆机构的特性-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 在 中 在

11、中整理得 将式、中的三个不等式两两相加，化简后得 、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； 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2022年6月CopyRight ZDJ2、铰链四杆机构基本类型的判别方法（1）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）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。3. 铰链四杆机构类型判别第二十八张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ、案例分析如图所示的铰链四杆机构ABCD中，已知各杆的长度分别为：a=30，b=50，c=40，d=45。试确定该机构分别以AD、AB、CD和BC为机架时，属于何种机构？（板书）3. 铰链四杆机构类型判别第二十九张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ 案例分析如图所示缝纫机踏板机构，已知AB=4cm、AD =11cm、BC =16cm，若BC为机构的最长构件，请问缝纫机踏板机构中CD、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？ 3. 铰链四杆机构类型判别第三十张，PPT共三十三页，创作于2022年6月CopyRight ZDJ想