汽车机械基础（第4版）课件 项目1 任务1.2 铰链四杆机构制作

汽车机械基础项目1汽车常用机构认知任务1.2铰链四杆机构制作汽车风窗刮水器汽车前轮转向机构汽车车门启闭机构【任务描述】不同的平面四杆机构具有不同的工作原理。铰链四杆机构是平面四杆机构中基本的形式。要掌握不同平面四杆机构的工作原理，会制作平面四杆机构，必须要学习铰链四杆机构相关知识。一、平面连杆机构

平面连杆机构是由一些刚性构件用回转副和移动副相互连接而组成的机构。平面连杆机构能进行多种运动的变换及实现一些简单的运动规律和运动轨迹。运动副都是低副，是面接触，不易磨损，使用寿命长。

低副的接触表面是圆柱面和平面，易于加工，成本较低。

低副中存在间隙，将不可避免地引起机构的运动误差。

数目较多的低副会引起运动累积误差，降低运动精度。

低副不容易精确地实现复杂的运动规律。

在各种运动精度要求不高、运动规律不复杂的机械和仪器中获得广泛使用。

优点：

缺点：

应用范围：

铰链四杆机构：全部用回转副相连的平面四杆机构，简称铰链四杆机构。由四个构件组成的平面连杆机构称为平面四杆机构。平面四杆机构

铰链四杆机构

滑块四杆机构：凡含有移动副的平面四杆机构，简称滑块四杆机构。

滑块四杆机构连架杆：与机架相连的构件1、3连杆：不与机架相连的构件2机架：机构固定不动的构件4曲柄：作整周转动的连架杆1摇杆：作往复摆动的连架杆31.铰链四杆机构的组成1234铰链2.铰链四杆机构的基本类型（1）曲柄摇杆机构（2）双曲柄机构（3）双摇杆机构曲柄连杆摇杆连架杆连架杆机架（1）曲柄摇杆机构主要用途：改变运动形式。

应用：雷达天线俯仰机构将转动变为摆动！应用：缝纫机踏板机构将摆动变为转动！应用：搅拌机机构实现所需的运动轨迹！应用：汽车风窗刮水器（2）双曲柄机构主要用途：改变运动速度。

应用：惯性筛机构改变运动速度！

双曲柄机构中有两种特殊机构：正平行双曲柄机构和反平行双曲柄机构。

反平行双曲柄机构：两曲柄转向相反，角速度不等。

正平行双曲柄机构：两曲柄转向相同，角速度始终相等。应用：机车车轮联动机构被联动的各轮与主动轮作相同的运动！应用：汽车车门启闭机构（3）双摇杆机构主要用途：改变

摆角。应用：港口起重机应用：飞机起落架双摇杆机构有一种特殊机构：等腰梯形机构（两摇杆长度相等）。

等腰梯形机构运动时，两个摇杆AB与CD的摆角不等，使其与机架AD所夹的角度也不相同。应用：汽车前轮转向机构最长杆最短杆a.若最短杆为连架杆，该机构一定是曲柄摇杆机构；b.若最短杆为机架，该机构一定是双曲柄机构；c.若最短杆为连杆，该机构一定是双摇杆机构。①

当最短杆+最长杆≤其余两杆之和。②

当最短杆+最长杆＞其余两杆之和。不论取哪一杆为机架，均为双摇杆机构。二、铰链四杆机构类型的判别③

当构件的长度具有特殊的关系，如不相邻的杆长度两两分别相等。不论取哪一杆为机架，均为双曲柄机构。最长杆最短杆综上，铰链四杆机构存在曲柄的条件是：①最短杆与最长杆的长度之和≤其他两杆长度之和；②连架杆和机架中必有一杆是最短杆。

最短杆AB与最长杆BC之和与其他两杆之和的关系为：例1-5图示铰链四杆机构中，杆AB长L1=70mm，杆BC长L2=160mm，杆CD长L3=120mm，杆AD长L4=170mm，试判断其类型。解：L1+L4=240mm又因为最短杆AB为连架杆，所以，该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。L2+L3=280mmL1+L4

＜L2+

L3三、铰链四杆机构的基本性质曲柄摇杆机构急回特性曲柄摇杆右极限:连杆与曲柄拉伸共线左极限:连杆与曲柄重叠共线正行程（推程、慢行程）：曲柄转过：180º

；反行程（回程、快行程）：曲柄转过：180º

。

极位夹角

：从动件处于两极限位置时，曲柄在对应位置所夹的锐角。1.急回特性行程速比系数K：有效分力

Ft

Fcos

Fsin

有害分力

Fn

Fsin

Fcos

压力角

—作用在从动件上的力的方向与受力点的绝对速度之间所夹锐角。

传动角

—压力角的余角。2.压力角与传动角

角越大，Ft越大，Fn越小，对机构的传动越有利。连杆机构中，常用传动角的大小及变化情况来衡量机构传力性能的优劣。

不管在主动件上作用多大的驱动力，都不能在从动件上产生有效分力的机构位置，称为机构的死点位置。连杆与曲柄在两个共线位置时，主动件摇杆通过连杆作用于从动件曲柄上的力F通过其回转中心，

0°，曲柄不能转动。3.死点位置死点位置有其不利的一面，也有其有利的一面。死点位置有其不利的一面，也有其有利的一面。1.曲柄滑块机构曲柄摇杆机构中一个回转副转化为移动副。四、铰链四杆机构的演化形式对心曲柄滑块机构

偏置曲柄滑块机构

应用：内燃机中的曲柄滑块机构2.曲柄摇块机构曲柄滑块机构中，当将连杆改为机架时，就演化成曲柄摇块机构。

应用：自卸车