判断铰链四杆机构的类型

铰链四杆机构的类型及应用
铰链四杆机构的类型
由转动副联接四个构件而形成的机构，称为铰链四杆机构，奴图所示。

图中固定不动的构件AD是机架；与机架相连的构件AB、CD称
为连架杆；不与机架直接相连的构件BC称为连杆。

连架杆中，能作整周回转的称为曲柄，只能作往复摆动的称为摇杆。

根据两连架杆中曲柄(或摇杆)的数目，铰链四杆机构可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

一、曲柄摇杆机构
两连架杆中一为曲柄、一为摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。

曲柄摇杆机构的作用是将曲柄的回转运动转换成摇杆的往复摆动。

如图所示的雷达、汽车前窗刮雨器与搅拌机均为曲柄摇杆机构的应用。

雷达
缝纫机
二、双曲柄机构
两连架杆均为曲柄的四杆机构称为双曲柄机构。

如图所示的惯性筛即为双曲柄机构的应用。

双曲柄机构中，当两曲柄长度相等，连杆与机架的长度也相等时，称为平行双曲柄机构（平行四边形机构）。

如图所示的机车车轮联动机构，就是平行双曲柄机构的具体应用。

它能保证被联动的各轮与主动轮作相同的运动。

机车车轮联动机构
此外，还有反平行四边形机构。

如公共汽车车门启闭机构。

当主动曲柄AB转动时，通过连杆BC使从动曲柄CD朝相反方向转动，从而保证两扇车门同时开启和关闭。

公共汽车车门启闭机构
三、双摇杆机构
两连架杆均为摇杆的四杆机构称为双摇杆机构。

如图所示的起重机、飞机起落架即为双摇杆机构的应用。

《机械技术基础》形考作业（三）答案一、单选题（每题1分，共30分)1、曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时,(c）死点位置。

A．曲柄与连杆共线时为B．摇杆与连杆共线时为C．不存在D．曲柄与机架共线时为2、曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，（b)死点位置.A．不存在B．曲柄与连杆共线时为C．摇杆与连杆共线时为D．任意位置3、对于铰链四杆机构,当满足杆长之和的条件时，若取（b)为机架,一定会得到曲柄摇杆机构.A．最长杆B．与最短杆相邻的构件C．最短杆D．与最短杆相对的构件4、对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取（c）为机架，将得到双曲柄机构。

A．最长杆B．与最短杆相邻的构件C．最短杆D．与最短杆相对的构件5、一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600，c=200,d=700；当取c 杆为机架时,它为何种具体类型（a）？A．双曲柄机构B．双摇杆机构C．曲柄摇杆机构D．都可以6、在双曲柄机构中，已知三杆长度为a=80mm，b=150mm,c=120mm,则d 杆长度为（d）.A．＜110mm B．≤190mmC．≥190mm D．110mm≤d≤190mm7、平面四杆机构无急回特性时(c），行程速比系数（c）A．压力角α=0 ，k=1 B．传动角β=0，k＜1C．极位夹角θ=0，k=1 D．传动角β=0 ,k＞18、曲柄摇杆机构中,曲柄为主动件，则传动角是（b）。

A．摇杆两个极限位置之间的夹角B．连杆与摇杆之间所夹锐角C．连杆与曲柄之间所夹锐角D．杆与机架之间所夹锐角9、为保证平面四杆机构良好的传力性能，(b）不应小于最小许用值。

A．压力角B．传动角C．极位夹角D．啮合角10、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮的（d）所决定的。

A．压力角B．滚子C．形状D．轮廓曲线11、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是（c）A．移动副B．转动副C．高副D．低副12、凸轮机构中，基圆半径是指凸轮转动中心到(c）半径。

铰链四杆机构类型判断的方式
铰链四杆机构是一种常见的机械结构，用于转动或平移运动。

要判断铰链四杆机构的类型，可以从几个方面进行分析：
1. 运动副的类型，铰链四杆机构通常由铰链连接的四个杆件组成，通过观察各个连接处的运动副类型，可以判断机构的类型。

例如，如果存在旋转副和铰链副，那么这个四杆机构就是旋转-转动铰链机构；如果存在滑动副和铰链副，那么这个四杆机构就是平移-转动铰链机构。

2. 杆件的排列方式，观察四个杆件的排列方式，可以帮助判断铰链四杆机构的类型。

如果四个杆件呈矩形排列，两对对角杆件平行，这是典型的平行四杆机构；如果四个杆件呈菱形排列，这是典型的菱形四杆机构。

3. 运动特性，观察铰链四杆机构的运动特性也可以帮助判断其类型。

通过对机构进行手动模拟或进行运动学分析，可以得出机构的运动规律，从而确定其类型。

综上所述，判断铰链四杆机构的类型需要结合运动副类型、杆件排列方式和运动特性进行综合分析，以得出准确的结论。

铰链四杆机构三种基本类型的判断流程铰链四杆机构三种基本类型的判断流程如下：
铰链四杆机构有曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构3种基本类型。

首先以最短杆的相邻杆为机架,则最短杆为曲柄,而与机架相连的另一杆为摇杆,则该机构为曲柄摇杆机构。

其次以最短杆为机架,则其相邻两杆均为曲柄,故该机构为双曲柄机构。

最后以最短杆相对杆为机架,则无曲柄存在,因此该机构为双摇杆机构。

平面四杆机构
平面四杆机构是由四个刚性构件用低副链接组成的，各个运动构件均在相互平行的平面内运动的机构。

这种机构的传动特点是主动曲柄和从动曲柄均以相同的角速度转动，而连杆做平动。

在铰链四杆机构中，如果某个转动副能够成为整转副，则它所连接的两个构件中，必有一个为最短杆，并且四个构件的长度关系满足杆长之和条件。

此时，如果取最短杆为机架，则得到双曲柄机构；若取最短杆的任何一个相连构件为机架，则得到曲柄摇杆机构；如果取最短杆对面构件为机架，则得到双摇杆机构。

对心曲柄滑块机构无急回特性。

铰链四杆机构类型判别的简易方法摘要：无论是在生活中，还是在生产中，各种各样的机构都在为人们的生活和工作服务。

了解和熟悉各种常用机构的概念、应用特点、种类对生产的指导作用意义重大。

其中，铰链四杆机构是最常用的机构，且可演化成其他很多常用机构，因此学懂学好这部分知识内容对生产具有非常重大的指导作用。

但近年来职业学校招收的学生素质普遍下降，多是一些升学无望的学生，他们中间很大一部分学生学习态度不明确、学习能力有限、学习动力不足，因此，用浅显的语言讲清、讲透主要知识点，使学生听懂学会就显得至关重要，介绍了一种简单易懂的判别铰链四杆机构的方法。

关键词：铰链四杆机构；分类；方法；学生一、铰链四杆机构的概念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成，在同一平面或相互平行平面内运动的结构。

它能够实现某些较为复杂的平面运动，广泛用于传递动力和改变运动形式。

平面连杆机构中的移动副都是低副，因此平面连杆机构是低副机构。

最常用的平面连杆机构是具有四个构件（包括机架）的低副机构，称为平面四杆机构。

构件间以四个转动副相连的平面四杆机构称为平面铰链连杆机构，简称铰链四杆机构。

铰链四杆机构是四杆机构的基本形式，也是其他多杆机构的基础，熟悉和掌握铰链四杆机构的相关知识对生产具有重大的指导作用。

二、铰链四杆机构的分类如上图所示，在铰链四杆机构中，固定不动的构件4称为机架，不与机架直接相连的构件2称为连杆，与机架相连的构件1、3称为连架杆。

在连架杆中，能绕转动副轴线作整周旋转的称为曲柄，不能绕转动副轴线作整周旋转的称为摇杆。

这样铰链四杆机构按两连架杆的运动形式不同，可分为曲柄摇杆结构、双曲柄结构和双摇杆机构三种基本类型。

三、铰链四杆机构类型的判别方法曲柄是能作整周旋转的连架杆，只有这种能作整周旋转的构件才能用电动机等连续转动的装置来带动，所以，能作整周旋转的构件在结构中具有重要地位，即曲柄是结构中的关键构件。

铰链四杆机构中是否存在曲柄，主要取决于机构中各杆的相对长度和机架的选择。

判断铰链四杆机构类型的几点原则铰链四杆机构是一种常见的机构类型，其结构具有简单、可靠等
特点，并被广泛应用于各种机械装置中。

要判断铰链四杆机构类型，
需要遵循以下几点原则。

1.根据铰链位置判断：铰链四杆机构是由铰链、连杆、定杆和推
杆等组成的，其中铰链是连接连杆和定杆的关键部件。

铰链位置的不同，可以判断铰链四杆机构的类型。

例如，在铰链位于连杆端部的情
况下，机构为简单的铰链四杆机构；而如果铰链位于定杆或推杆的中
间部位，则属于具有平移振动的铰链四杆机构。

2.根据连杆数量判断：铰链四杆机构的连杆数量有时也可以作为
判断的依据。

如果连杆的数量为2，那么铰链四杆机构为最简单的形式，称为单铰链四杆机构；而如果连杆数量为3，则构成三连杆铰链四杆机构。

3.根据相对运动类型判断：铰链四杆机构的运动类型可以分为转
动运动和平移运动两种类型。

如果机构的输出部件是以转动方式运动，则为旋转式铰链四杆机构；而如果输出部件的运动方式是平移，则属
于平移式铰链四杆机构。

总之，铰链四杆机构的类型可根据铰链位置、连杆数量和相对运
动类型等多种因素来判断。

这些原则不仅有助于对铰链四杆机构结构
的了解，也对于机械工程师在设计与选择铰链四杆机构时具有一定的
指导意义。

第五单元常用机构练习题一、名词解释1．运动副构件与构件之间既保持直接接触和制约，又保持确定的相对运动的可动连接称为运动副。

2．低副构件之间通过面接触所形成的运动副称为低副。

3．转动副如果组成运动副的两构件在接触处只允许相对转动，则这种运动副称为转动副（或称为铰链）。

4．移动副如果组成运动副的两构件在接触处只允许相对移动，则这种运动副称为移动副。

5．螺旋副如果组成运动副的两构件在接触处只允许做确定关系的转动和移动的复合运动，则这种运动副称为螺旋副。

6．高副两构件之间通过点（或线）接触形成的运动副称为高副。

7．平面连杆机构平面连杆机构是将若干构件用低副（转动副和移动副）连接起来并作平面运动的机构，也称为低副机构。

8．铰链四杆机构如果平面四杆机构中的运动副都是转动副时，此类机构称为铰链四杆机构。

9．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。

10．双曲柄机构如果铰链四杆机构中的两连架杆都是能作整周转动的曲柄，则该机构称为双曲柄机构。

11．双摇杆机构如果铰链四杆机构中的两连架杆都是摇杆，则该机构称为双摇杆机构。

12．滑块机构含有移动副的四杆机构，称为滑块四杆机构，简称滑块机构。

13．曲柄滑块机构由曲柄、连杆、滑块和机架组成的机构称为曲柄滑块机构。

14．凸轮机构凸轮机构是指由凸起（或凹槽）轮廓形状的凸轮、从动件和机架所组成的高副机构。

15．间歇运动机构能够将主动件的连续匀速转动转换为从动件的周期性间歇运动的机构称为间歇运动机构。

16．棘轮机构棘轮机构是由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。

17．槽轮机构槽轮机构是由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构，又称马尔他机构。

二、填空题1．机构按其运动空间进行分类，可分为平面机构和空间机构。

2．机构中的构件分为固定件（机架）、原动件和从动件三类。

3．平面运动副包括低副和高副。

4．根据有无移动副进行分类，平面四杆机构可分为铰链四杆机构和滑块四杆机构两大类。

《机械设计基础习题解》D1.4 请计算图示各机构的自由度。

友情提示：（a）存在局部自由度和两个高副；（b）注意焊接符号和复合铰链；（c）曲柄滑块机构＋杆组、虚约束较多；（d）（e）（f）存在复合铰链。

1.5 请计算图示各机构的自由度。

友情提示：（a）A处存在复合铰链；（b）B、C、D处存在复合铰链。

3.1 根据杆长条件和机架判断铰链四杆机构的类型，分别为双曲柄、双摇杆、双摇杆、不符合机架条件的双摇杆机构。

3.2 液压泵机构。

左为曲柄摇块机构，右为曲柄滑块机构。

图3.23.3 压力机的机构属于曲柄滑块机构。

图3.33.4 请运用四杆机构存在广义曲柄的条件，推导图示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件。

（提示：转动导杆机构可视为双曲柄机构）解：该机构可视为偏置曲柄滑块机构改换机架的演化机构，D 在无穷远处，根据存在广义曲柄的条件，如果BC > AB + e ，则AB 为广义曲柄，该机构为转动导杆机构。

3.8 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，要求踏板CD 在水平位置上下各摆10度，且500CDl mm =、1000ADl mm=。

（1）请用图解法求曲柄AB 和连杆BC的长度；（2）计算该机构的最小传动角。

解：（1）根据机构在极限位置时曲柄与连杆共线的特点，可得出两者的差与和的长度，从而得出结果。

()()22202220100050021000500cos100100050021000500cos80AB BCAB BC l l l l +=+-⨯⨯⨯-=+-⨯⨯⨯图3.8（2）在从动曲柄与连杆共线的位置处，传动角为0度，压力角为90度；在连杆BC 与B 点轨迹相切的位置处，传动角为90度，传动角为0度。

3.9 设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆长度3100l mm=，摆角030ψ=，摇杆的行程速比系数K 为1.2。

（1）用图解法确定其余三杆的尺寸；（2）确定机构最小传动角min γ（若0min35γ<，则应另选铰链A 的位置，重新设计）。

铰链四杆机构类型的判定一、引言铰链四杆机构是一种常见的机械传动装置，由四个杆件和若干个铰链连接而成。

它具有结构简单、运动自由度少等特点，被广泛应用于机械工程领域。

本文将深入探讨铰链四杆机构的类型判定方法。

二、铰链四杆机构的基本概念铰链四杆机构由四个杆件和若干个铰链连接而成。

其中，铰链是指两个杆件通过一个固定转动中心连接。

根据杆件之间的连接方式和运动特点，铰链四杆机构可以分为以下几种类型。

三、类型一：平面四杆机构平面四杆机构是指四个杆件都在同一个平面内运动的机构。

它的特点是运动自由度为1，即只能实现平面内的直线运动或旋转运动。

1. 平面四杆机构的判定条件•杆件数量：平面四杆机构由四个杆件构成。

•铰链数量：平面四杆机构至少有四个铰链连接杆件。

•运动自由度：平面四杆机构的运动自由度为1，即只能实现平面内的直线运动或旋转运动。

2. 平面四杆机构的实例•摇杆机构：由一对相互平行的摇杆和两个铰链连接构成。

常用于发动机的气门传动系统。

四、类型二：空间四杆机构空间四杆机构是指四个杆件不在同一个平面内运动的机构。

它的特点是运动自由度为3，即可以实现空间内的任意运动。

1. 空间四杆机构的判定条件•杆件数量：空间四杆机构由四个杆件构成。

•铰链数量：空间四杆机构至少有四个铰链连接杆件。

•运动自由度：空间四杆机构的运动自由度为3，即可以实现空间内的任意运动。

2. 空间四杆机构的实例•机械手臂：由多个杆件和铰链连接构成，用于工业生产线上的物料搬运和装配操作。

五、类型三：平面与空间结合的四杆机构平面与空间结合的四杆机构是指四个杆件中有部分在同一个平面内运动，有部分在不同平面内运动的机构。

1. 平面与空间结合的四杆机构的判定条件•杆件数量：平面与空间结合的四杆机构由四个杆件构成。

•铰链数量：平面与空间结合的四杆机构至少有四个铰链连接杆件。

•运动自由度：平面与空间结合的四杆机构的运动自由度为介于1和3之间，可以实现平面内的直线运动或旋转运动，同时还可以实现空间内的部分运动。

如何判断铰链四杆机构的类型教学方案设计本次课使用的外语单词类型type曲柄Crank长度Length铰链四杆机构Four bar linkage mechanism 双曲柄机构Double crank mechanism双摇杆机构Double rocker mechanism曲柄摇杆机构Crank and rocker mechanism单元教学进度步骤教学内容及能力/知识目标教师活动学生活动时间（分钟）复习回顾1）铰链四杆机构的三种基本类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构，双摇杆机构。

2）铰链四杆机构各杆件的位置。

通过提问复习铰链四杆机构的三种基本类型。

铰链四杆机构各杆件的位置。

思考、在引导文上填写，回答提问。

1’1问题导入根据图片、动画和实物模型来判别铰链四杆机构的类型。

提问：如果没有运动仿真动画，也没有实物或模型可供观察，如何判断铰链四杆机构的类型？通过提问调动学生学习兴趣。

判断汽车前窗刮雨器和剪板机中铰链四杆机构的类型。

2’2分组模拟分组将自制的铰链四杆机构装配好，合作进行运动仿真填写关于杆长和类型的表格。

组织各组进行铰链四杆机构选择不同机架时，运动类型的演示。

分成将自制的铰链四杆机构用螺栓装配好，分别以不同杆件作为机架，进行运动仿真模拟，判断铰链四杆机构的类型并做好记录。

5’杆长条件Lmin +Lmax < L′+L〞类型长度（mm）70 180 200 250杆件位置机架连架杆连杆连架杆双曲柄机构连架杆机架连架杆连杆曲柄摇杆机构连杆连架杆机架连架杆双摇杆机构连架杆连杆连架杆机架曲柄摇杆机构杆长条件Lmin+Lmax＝L′+L〞类型长度（mm）70 140 180 250杆件位置机架连架杆连杆连架杆双曲柄机构连架杆机架连架杆连杆曲柄摇杆机构连杆连架杆机架连架杆双摇杆机构连架杆连杆连架杆机架曲柄摇杆机构杆长条件Lmin+Lmax >L′+L〞类型长度（mm）70 190 270 140杆件位置机架连架杆连杆连架杆双摇杆机构连架杆机架连架杆连杆双摇杆机构连杆连架杆机架连架杆双摇杆机构连架杆连杆连架杆机架双摇杆机构师生根据各组填写的表格数据，共同进行总结推理，得出曲柄存在的条件。

一、教学安排1、复习铰链四杆机构的三种基本类型并引出新课题。

1.上述三副图中机构运动形式一致吗？2.各根杆件的运动形式一样吗？3.有曲柄存在吗？4.它们各以什么作为机架的？5.它们又各是何种机构？6.能说出实例的名称吗§5－2铰链四杆机构的基本性质一、铰链四杆机构的组成：（通过观察动画、图片对应的指出各杆件的名称）1、机架——固定不动的杆2、连架杆——与机架以铰链相连的杆曲柄：能绕其回转中心做整周转动的连架杆。

摇杆：仅能在小于360的某一角度内摆动的连架3、连杆——不与机架相连杆连架杆二、铰链四杆机构的基本类型利用图片、动画引导学生观察、分析、讨论、总结四杆机构的连架杆可能有几种情况？从而归纳出铰链四杆机构的基本类型存在曲柄且满足杆长之和条件的四杆机构有以下三种类型何种类型 存在条件 曲柄摇杆机构 以最短杆为连架杆 双曲柄机构 以最短杆为机架 双摇杆机构 以最短杆为连杆四、例题讲解例：如图所示四杆机构中，以不同的杆件作机架，得到何种类型？ 解：由杆长得45+100<70+90满足B 情况，所以AB 是最短杆，AD 为最长杆。

以AB 杆为机架是双曲柄机构。

以BC 或DA 杆为机架是曲柄摇杆机构。

以CD 杆为机架是双摇杆机构。

五、课堂练习 1、判别下图分别属于什么机构？ （1） （2） （3） （4）45A B1009070DC三、教学反思1、执行结果：本次课较成功地按教学计划完成了授课任务。

2、设计理念：以实例为载体，教师为主导，学生为主体，合作交流、动手操作为手段，能力提高为目的。

突出了启发、引导、动手、实践、类比等多种教学方法的，通过课件动态与实物演示，为学生创造条件，引导学生探究铰链四杆机构的定义、分类、运动特性、判别方法。

重视概念的提取过程，知识的形成过程，分析的探索过程，情感的体验过程，让教师真正成为一个组织者、引导者、合作者。

3实施感受：教学过程中，学生在教师的启发与点拨下，能自主展开。