《汽车机械基础》课件 3.1 认识汽车中的铰链四杆机构

汽车机械基础认识汽车中的铰链四杆机构人品立身技能立业机构的组成1.构件

若由一个或几个零件刚性地连接在一起，作为一个整体而运动，则这一个整

体就称为一个构件。这些刚性地连接在一起的零件之间不能产生任何相对运动。

显然，从运动的观念来看，构件是一个运动单元。机械密封机构的组成2.运动副

两构件直接接触并能保持一定形式的相对运动的连接称为运动副。由于运动副中两构件间的接触形式不同，运动副又分为低副和高副两种。

两构件间以面接触的运动副称为低副。低副可分为转动副、移动副和螺旋副三类。

两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。高副有凸轮接触、齿轮接触等形式。知识拓展1.自由度

自由度是物理学中描述物体空间位置所需的独立坐标数目，其数值等于确定系统位置所需的最小独立变量个数。例如火车车厢沿轨道运动具有1个自由度，汽车需要3个坐标描述位置，飞机则需要6个自由度（3个平动、3个转动）。知识拓展2.相对运动

相对运动是物理学中的一个核心概念，指的是某一物体相对于另一物体（或参照物）的位置随时间发生变化的现象。物体的运动是相对的，依赖于所选的参照系，不同的参照系会导致对同一物体运动状态的不同描述。行星相对运动机构的组成2.运动副

两构件直接接触并能保持一定形式的相对运动的连接称为运动副。由于运动副中两构件间的接触形式不同，运动副又分为低副和高副两种。

两构件间以面接触的运动副称为低副。低副可分为转动副、移动副和螺旋副三类。

两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。高副有凸轮接触、齿轮接触等形式。机构的组成3.机构

构件是组成机构的基本要素，但只有构件没有运动副，也不能构成一个完整

的机构，所以说运动副也是组成机构的要素。因此可以说，机构是指能实现预期

的机械运动的各构件的基本组合体混沌摆铰链四杆机构

平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副或移动副相互连接而组成的，在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。铰链四杆机构是平面连杆机构的一种形式，由四个杆件通过铰链（转动副）互相连接而成。组成机架：机构中固定不动的构件。连杆：机构中不与机架相连的构件。连架杆：机构中与机架用低副相连的构件。其中，连架杆根据其运动形式不同又可以分为曲柄和摇杆。铰链四杆机构分类铰链四杆机构应用（1）汽车前风窗刮水器

图中杆件AD为机架，杆件BC为连杆，杆件AB为连架杆，做主动件且旋转，杆件CD为连架杆，做从动件且摆动，则杆件AB为曲柄，杆件CD为摇杆，该机构应用了曲柄摇杆机构。铰链四杆机构应用（2）公交车门启闭机构

图中当主动曲柄AB转动时，通过连杆BC使从动曲柄CD向反方向转动，从而保证两车门能同时开闭至预定位置，该机构应用了两个曲柄长度相等的双曲柄机构中的反向双曲柄机构。铰链四杆机构应用（3）汽车前轮转向操纵机构

图中主动摇杆AB摆动时，通过连杆BC使从动摇杆CD随之摆动，从而保证两车轮同时左转或右转，该机构应用了两个摇杆长度相等的双摇杆机构即等腰梯形双摇杆机构。铰链四杆机构判断方式

从铰链四杆机构三种基本类型中可知，它们的根本区别就在于连架杆是否为

曲柄。而连架杆能否成为曲柄，则取决于机构中各杆件的相对长度和最短杆所处

的位置。可按下述方法判断铰链四杆机构的类型：1.当最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和，则：

（1）取最短杆为连架杆时，构成曲柄摇杆机构；（2）取最短杆为机架时，构成双曲柄机构；（3）取最短杆为连杆时，构成双摇杆机构。2.若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，则无曲柄存在，只能构成双摇杆机构。铰链四杆机构的演化曲柄滑块机构

当曲柄摇杆机构中的摇杆转化为作往复运动的滑块时，就演化为曲柄滑块机

构。曲柄滑块机构的滑块与导轨之间构成的运动副是移动副。如发动机活塞连杆

机构就是应用了曲柄滑块机构。铰链四杆机构的演化导杆机构

当曲柄滑块中的曲柄为机架时，就演化为导杆机构。当AB﹥BC时，主动件BC做整周旋转，构件1只能作不足一周的回转，称摆动导杆机构。当AB﹤BC时，主动件BC做整周旋转，构件1能够作整周的回转，称转动导杆机构。铰链四杆机构的演化曲柄摇块机构

当曲柄滑块机构中的连杆为机架时，就演化