判断铰链四杆机构的类型[知识研究]

简述铰链四杆机构基本类型的判别方法铰链四杆机构是一种特殊的机械机构,由四个刚性杆件组成,能够实现平衡和运动控制。

由于其具有灵活性和可扩展性,广泛应用于航空航天、汽车、机器人等领域。

在铰链四杆机构中,四个杆件的运动状态可以通过以下方法进行判别:
1. 分离式运动状态:当四个杆件分离时,机构处于平衡状态。

例如,在平衡车中,车轮和车把之间的分离式运动状态可以实现平衡控制。

2. 合并式运动状态:当四个杆件合并时,机构处于不平衡状态。

例如,在汽车刹车系统中,当刹车片与刹车盘合并时,车辆处于静止状态,但乘客仍然可以通过手臂控制车辆的运动。

3. 旋转式运动状态:当四个杆件在旋转过程中合并或分离时,机构处于不平衡状态。

例如,在陀螺仪中,陀螺仪的旋转可以控制它的运动状态。

4. 摆动式运动状态:当四个杆件在摆动过程中合并或分离时,机构处于不平衡状态。

例如,在摆动器中,摆动器的摆动可以控制它的运动状态。

除了以上方法外,还可以通过观察机构的外观和特征来确定其运动状态。

例如,在平衡车中,如果车轮和车把之间的分离式运动状态可以清晰地看到,那么就可以确定机构处于平衡状态。

铰链四杆机构具有灵活性和可扩展性,广泛应用于航空航天、汽车、机器人等领域。

通过不同的运动状态判别方法,可以根据不同的应用场景选择不同的机构设计。

《铰链四杆机构类型判别》说课稿济宁高新区职业中专各位评委各位老师：您们好！我说课的题目是：《铰链四杆机构类型判别》。

下面我将从教材分析，教法设计，学法指导和教学过程五个方面实行阐述。

首先是我对教材的分析。

一、教材分析1、教材的出处及地位本节课选自高教出版社李世维老师主编《机械基础》第六章第一节《平面连杆机构》中的内容-----《铰链四杆机构类型判别》。

平面连杆机构是一种常用机构，而最简单的平面连杆机构就是铰链四杆机构，本节介绍铰链四杆机构类型判别，所以，本节既是本章知识基础，又是本书的重点内容。

2、学情分析本课程的教学对象是中职机电专业一年级学生。

他们对生活中的一些相关机械结构有一定的了解，具备一定的感性理解基础。

对抽象的理论推导缺少兴趣，学习缺少主动性。

但善于观察，喜欢动脑思考，有一定的求知欲望。

3、教材处理结合学生的实际情况，我对教材做了如下处理教学内容组织思路：（1）让学生亲自操作自制的模型或观察运动着的机构简图，引导学生掌握铰链四杆机构的组成和类型。

⑵在感性理解的基础上，以任务驱动为线索，引导学生探索铰链四杆机构的特点，继而总结类型判别方法。

⑶在掌握曲柄摇杆机构和双曲柄机构特点的基础上，引导学生探索曲柄存有的条件。

具体措施：在讲授“曲柄存有的前提”（Lmin+Lmax≤L′+L″）时，把“利用数学知识，实行理论推导”的方法，换成“观察多个生活实例，发现总结规律”的方法,符合学生的现状和认知需求。

4、教学目标基于以上教材的分析，我确定了如下教学目标：（1）知识目标：1）掌握铰链四杆机构的类型及曲柄存有条件2）熟悉铰链四杆机构类型的判别方法（2）水平目标：1）培养学生观察思考的水平。

2）培养学生归纳总结规律的水平（3）情感目标： 1）激发学生的求知欲，养成积极主动地思考习惯。

2）培养学生理论联系实际的学习作风。

5.教学重点、难点确定结合教材内容和学生当前掌握的知识水平，我确立了如下教学重点和难点重点1：掌握曲柄存有的条件确立理由：因为只有准确把握了曲柄的存有条件，才能真正理解四杆机构的基本形式。

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。

铰链四杆机构的三种基本形式特点
铰链四杆机构的三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。

所有运动
副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的基本形式，其他四杆机
构都可以看成是在它的基础上演化而来的。

1、曲柄摇杆机构的条件：连架杆之一为最短杆。

2、双曲柄机构的条件：机架为最长杆。

3、双摇杆机构的条件：连杆为最短杆。

铰链四杆机构中，按照连架杆与否可以搞整周旋转，可以将其分成三种基本形式，即
为曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构。

所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的基本形式，其他四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而来的。

选取其中一个构件做为机架之後，轻易与机架链接的构件称作连架杆，不轻易与机架
相连接的构件称作连杆，能搞整周调头的构件被称作曲柄，就可以在某一角度范围内往复
转动的构件称作摇杆。

如果以旋转副相连接的两个构件可以搞整周相对旋转，则称作整转副，反之称作摆转副。

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。

练身器（视频）
①根据视频、动画观察该机构运动时有何特点(强调平面运动或相互平行平面运动
②动画中机构中的构件之间的运动副有何特点
双曲柄机构
下面两实例的工作原理留给学生自己探索。

汽车前窗刮雨器（动画）
搅拌机（动画）
雷达俯仰角度装置（动画）
（动画）（动画）
踏板（摇杆）为主动件，当脚蹬踏板时，通过连杆使带轮作整周转动。

（叫一个成绩一般的学生分析给其他学生听。

动画
车轮装置（动画）
（动画）
（动画）自卸载货汽车的翻斗：
杆向右伸出，
推动右边的摇杆摇动，
二、板书设计
铰链四杆机构的组成、分类与特性
一、铰链四杆机构的基本定义、组成。

以曲柄为主动件特性
曲柄摇杆机构应用
特性
以摇杆为主动件应用
特性
二、铰链四杆机构的类型应用
双曲柄机构平行双曲柄特性
应用
等长双曲柄特性
反向双曲柄应用
双摇杆机构特性
应用。

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。

铰链四杆机构:所有的运动副全部都是回转副，这种四杆机构叫铰链四杆机构。

形成条件结论：①最短杆与最长杆长度和小于或等于其余两杆长之和。

②整转副是由最短杆与其邻边组成的。

1、 取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，故得双曲柄机构βψϕ2、 取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副，故得曲柄摇杆机构γβγβψϕϕψγβγβψϕϕψ3、取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副，故得双摇杆机构齿轮的压力角渐开线上某点的法线（也就是压力方向线）与该点 速度方向线所夹的锐角αk 称为该点的压力角。

此概 念和平面连杆机构以及凸轮机构中确定的一样。

如果用r b 表示基圆半径∵ OB ⊥BK ， OK ⊥V k ∴ αk=∠BOKI对中曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构摆动导杆机构与转动导杆机构当l2 > l1时，β和ϕ都可以在0~360︒范围内变化，也就是说，杆2、杆4都可以作整周转动。

此时，导杆机构又叫做转动导杆机构。

当l1 > l2时，ϕ只能在<360︒的范围内变化，就是说，杆4只能往复摆动。

此时，导杆机构又称为摆动导杆机构。

（需要注意的一点是：导杆机构有一个很大的优点：γ≡ 90︒，传动角恒等于90︒。

因为滑块3作用在导杆4的力P始终垂直于导杆，始终与导杆的运动方向一致。

这样，α≡ 0，γ≡ 90︒421ABB摆块机构如果我们固定曲柄滑块机构中的杆2这个构件，不管AB作整周转动还是摆动，块3都是绕C点作往复摆动。

因此，这种机构就叫做摆动滑块机构，简称摆块机构。

B定块机构要是固定滑块3，这种机构就叫做定块机构。

1234A BC双滑块机构椭圆机构偏心轮机构l 1Al 2B CDl 2l 1l牛头刨床齿轮传动结论：渐开线齿轮的正确啮合条件是两轮的模数和压力角必须分别相等。

这样，传动比还可写成：2112121221''z z d d d d d d i b b =====ωω中心距 a = r 1'+r 2'= r 1+r 2 = m (z 1+z 2) /2。

简述铰链四杆机构三种基本类型的判别方法1. 铰链四杆机构的三种基本类型铰链四杆机构是一种广泛应用的机构。

为了方便设计与应用，它被分为三种基本类型：平面连杆机构、空间连杆机构和球面连杆机构。

对于不同类型的铰链四杆机构，在判别时采用不同的方法。

1.1 平面连杆机构的判别方法平面连杆机构是最简单的类型，由四个杆件和三个旋转副组成。

其特点是所有杆件都位于同一平面内，因此判别较为简单。

可以通过以下方法进行判别：- 所有连续杆件组成的角度之和为360度，即满足若干杆件成为一闭合回路。

- 通过数学建模计算四个杆件的面积，如果其面积之和等于零，即满足平面关系。

1.2 空间连杆机构的判别方法空间连杆机构是杆件不在同一平面内的机构，也是常见的一种类型。

对于这类机构，需要采用更为复杂的判别方法，主要包括：- 通过数学建模计算机构的封闭度，如果该机构能形成一个封闭图形，则符合空间关系。

- 分别记录机构中的两个旋转副和一个平移副，计算它们的自由度之和是否等于机构的总自由度，如果相等即满足空间关系。

1.3 球面连杆机构的判别方法球面连杆机构是约束杆件在球面上移动的机构，广泛应用于机械手臂和车辆转向系统等领域。

其判别方法包括：- 对于以任意一个固定点为球心，有且只有一个旋转副的机构，即满足球面约束条件。

- 通过计算机构中三个杆件所在的球面的面积来判断是否符合球面条件。

2. 结语铰链四杆机构是一类重要的机构类型，在机械设计和工程实践中得到广泛应用。

不同类型的铰链四杆机构具有不同的特点和应用条件，判别方法也不尽相同。

对于机构设计人员来说，掌握这些判别方法是必要的技能之一，能够在设计和调试过程中起到重要的指导作用。

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。

铰链四杆机构的分类
铰链四杆机构是由四个连续铰接的杆件构成的机构，其中两个杆件通过一对相互垂直的铰链连接，形成了一个二级杆架。

根据配置和运动轨迹的不同，铰链四杆机构可以分为四类：滑块机构、正逆曲线机构、双摇杆机构和平面四杆机构。

滑块机构是指其中一个杆件为滑块，它可以在线性方向上运动。

正逆曲线机构是指其中一个杆件的运动轨迹为正曲线，另一个杆件的运动轨迹为逆曲线。

双摇杆机构是指其中两个杆件为摇杆，它们通过两个铰链相连。

平面四杆机构是指其中四个杆件都在同一平面内运动。

这些不同类型的铰链四杆机构在机械设计中有着广泛的应用。

- 1 -。

浅析铰链四杆机构曲柄存在的条件及类型判别教学方法作者：夏莉来源：《教师·下》2010年第10期在现代教学模式的研究中,教学者越来越重视引进现代科学技术的新理论、新成果。

绝大多数的教学模式已经开始注意利用电脑等先进的科学技术的成果,充分利用可提供的教学条件设计教学模式。

比如在中职“机械基础”这门课中,铰链四杆机构是其他四杆机构的基础,其中的曲柄摇杆机构可演化为曲柄滑块机构及导杆机构,在常用机构中占有重要地位。

然而学生对此部分内容缺乏感性认识,没有动感,缺乏一定的想象能力,很多学生都不能很好地掌握。

本人就这类课的教学方法谈谈自己的感受和想法。

一、采用目标教学模式,创新教学方法所谓目标教学就是把人认识目标的过程,按照逻辑思维发展的先后顺序划分成不同阶段应用于教学。

人认识目标按照逻辑思维发展的先后顺序可分为感知、理解、巩固、应用、反馈五个阶段。

运用布卢姆掌握学习理论,从教学目标为中心,通过以群体教学为主,采用适当频次的反馈,矫正措施,辅之以个别指导和帮助的教育形式,使绝大多数学生达到掌握的目标。

据此,按“示标—达标—测标—补标—结标”的教学步骤,运用示范法、谈话法、讨论法、分组法等,由松散型转为系统型,并配合多媒体现代化教学手段进行教育。

(1)趣味引入牛头刨床的工作过程,从典型生动的实例中引入机构的概念,使学生对机构产生了学习的兴趣。

(2)通过生活实际中应用的机构模拟运动过程,激发学生思维,真正体现教师的主导作用和学生的主体作用。

二、多管齐下,改进学生的学习方法(1)培养学生主动参与意识,给每个个体提供体验成功的机会。

获得成功的体验是增强学生参与意识,使其有效投入学习的根本动因,这就要求教师创设一定的情境,让每位学生积极参与并给予认可,进一步增强学生学习自信心。

(2)坚持理论联系实际。

通过学生在日常生活中碰到的修理小玩具过程中遇到的实际问题,教会学生如何研究其中的机构,最后找到解决问题的方法,增强学生对此节内容的学习兴趣。