铰链四杆机构的组成及分类

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。

§铰链四杆机构的组成与分类一、铰链四杆机构的组成平面连杆机构是由一些刚性构件有转动副和移动副相互连接而组成的在同一平面或相互平行平面内运动的机构。

它是低副机构。

由四个构件组成的平面连杆机构叫四杆机构。

而构件间用四个转动副相连的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构，简称铰链四杆机构。

关于铰链四杆机构的术语：1．机架（静件、固定件）：固定不动的构件。

2．连杆：机构中不与机架相连的构件。

3．连架杆：机构中与机架用低副相连的构件。

连架杆按其运动特征可分成曲柄和摇杆两种。

连架杆曲柄——能绕转动副轴线整圈旋转的连架杆。

摇杆——只能绕转动副轴线摆动的连架杆。

二、铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构1．曲柄摇杆机构——具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构。

对于曲柄摇杆机构，当曲柄为主动件时，能将曲柄的整圈旋转转换成摇杆的往复摆动；当摇杆为主动件时，能将摇杆的往复摆动转换成曲柄的整圈旋转运动。

举例说明。

2．双曲柄机构——具有两个曲柄的铰链四杆机构。

其特点为：主动曲柄匀速回转一周，从动曲柄随之变速回转一周。

双曲柄机构1．平行四边形机构：连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度相等，两曲柄转向相同。

其运动特点：两曲柄的回转方向相同，角速度相等。

2．反向平行双曲柄机构：连杆与机架的长度相等、两曲柄长度相等但转向相反。

其运动特点：两曲柄的回转方向相反，角速度不等。

运动的不确定现象: 主动曲柄回转方向不变，而从动曲柄可能顺时针回转，也可能逆时针回转，而使机构变成反向平行双曲柄机构，导致不能正常传动的现象。

怎样避免运动不确定现象？（1）利用从动曲柄本身的质量或附加一转动惯量较大的飞轮，依靠其惯性作用来导向；（2）增设辅助构件；（3）采取多组机构错列。

举例说明。

如机车车轮联动装置，采用车轮错列机构及车门启闭机构等。

3．双摇杆机构——具有两个摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。

双摇杆机构中，两个连架杆均为摇杆，两摇杆可以分别为主动件，故有两个死点位置。

江苏省XY中等专业学校2022-2023-1教案编号：备课组别机械上课日期主备教师授课教师课题：§7—1 铰链四杆机构的组成与分类教学目标1.认识平面连杆机构；2.了解铰链四杆机构的组成与分类；重点掌铰链四杆机构的组成与分类；难点铰链四杆机构的组成与分类；教法讨论、讲授和练习；教学设备多媒体；教学环节教学活动内容及组织过程个案补充教学内容一、组织教学：安定课堂秩序二、新课引入折叠椅、天平秤和铲土机是怎样工作的？折叠椅天平秤铲土机三、新课讲授（一）平面连杆机构概述平面连杆机构——是将若干构件用低副连接而组成的平面机构。

教学内容铰链四杆机构滑块四杆机构（二）铰链四杆机构的组成和分类1．铰链四杆机构的组成机架：固定不动的构件4。

连杆：不与机架直接相连的构件2。

连架杆：与机架相连的构件1、3。

铰链四杆机构2．铰链四杆机构的分类（1）曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构：铰链四杆机构的两个连架杆中，其中一个是曲柄，另一个是摇杆。

教学内容汽车刮水器电动机带动主动曲柄AB回转时，从动摇杆CD做往复摆动，利用摇杆的延长部分实现刮水动作。

（2）双曲柄机构双曲柄机构：铰链四杆机构中两连架杆均为曲柄①不等长双曲柄机构：两曲柄长度不等的双曲柄机构；惯性筛主动曲柄AB做匀速转动，从动曲柄CD作变速转动，通过构件CE使筛子产生变速直线运动。

（2）平行双曲柄机构平行双曲柄机构：连杆与机架的长度相等且两曲柄长度相等、曲柄转向相同的双曲柄机构平行双曲柄机构：连杆与机架的长度相等且两曲柄长度相等、曲柄转向相同的双曲柄机构。

教学环节教学活动内容及组织过程个案补充教学内容托盘天平托盘天平由两组对边等长的杆组成，A、D为固定点，CB与C′B′始终保持铅垂位置。

（3）双摇杆机构双摇杆机构：两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构双摇杆机构飞机起落架机构四、课堂小结1.认识平面连杆机构2.了解铰链四杆机构的组成与分类五、布置作业板书设计教后札记教研组长签字检查日期。

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。

铰链四杆机构基本类型的判别方法以铰链四杆机构基本类型的判别方法为标题，本文将详细介绍铰链四杆机构的基本类型以及如何进行判别。

铰链四杆机构是一种常见的机械结构，由四个杆件和若干个铰链连接而成。

根据杆件的布置和连接方式的不同，铰链四杆机构可分为平面机构和空间机构两种类型。

平面机构是指所有杆件都在一个平面内运动的机构。

在平面机构中，杆件与杆件之间通过铰链连接，使得机构能够进行转动。

根据平面机构中铰链的数量和布置方式的不同，又可以将平面机构分为单闭链机构和多闭链机构。

单闭链机构是由一个闭合的杆件链构成的机构，其中的铰链数量为3n（n为杆件数量）。

常见的单闭链机构有四杆机构、双摇杆机构等。

四杆机构由四个杆件和四个铰链连接而成，杆件之间的连接方式决定了四杆机构的类型。

四杆机构分为平行四杆机构和类平行四杆机构两种类型。

平行四杆机构是指四个杆件中的两个平行杆件通过两个平行铰链连接，而另外两个杆件通过两个非平行铰链与平行杆件连接。

平行四杆机构的特点是能够实现直线运动或近似直线运动。

类平行四杆机构是指四个杆件中的两个平行杆件通过两个平行铰链连接，而另外两个杆件通过两个非平行铰链与平行杆件连接。

类平行四杆机构的特点是能够实现特定曲线运动。

多闭链机构是由多个闭合的杆件链构成的机构，其中的铰链数量大于3n。

常见的多闭链机构有六杆机构、双摇杆机构等。

六杆机构由六个杆件和六个铰链连接而成，杆件之间的连接方式也决定了六杆机构的类型。

六杆机构分为平行六杆机构和非平行六杆机构两种类型。

平行六杆机构是指六个杆件中的三对杆件通过三对平行铰链连接，而另外两个杆件通过两个非平行铰链与平行杆件连接。

平行六杆机构的特点是能够实现直线运动。

非平行六杆机构是指六个杆件中的三对杆件通过三对非平行铰链连接，而另外两个杆件通过两个非平行铰链与非平行杆件连接。

非平行六杆机构的特点是能够实现特定曲线运动。

空间机构是指杆件在三维空间内运动的机构。

空间机构中的杆件和铰链数量较多，运动轨迹更加复杂，常见的空间机构有球面机构、万向节机构等。

1．曲柄摇杆机构 （1）定义 （2）应⽤ 2．双曲柄机构 （1）定义 （2）应⽤ 3．双摇杆机构 （1）定义 （2）应⽤ ⼀、填空 1．平⾯连杆机构是由⼀些刚性构件⽤副和相互联接⽽组成的机构。

2．平⾯连杆机构能实现⼀些较复杂的运动。

3．当平⾯四杆机构中的运动副都是副时，就称之为铰链四杆机构；它是其他多杆机构的。

4．在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作整周的叫曲柄。

5．在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作的叫摇杆。

6．平⾯四杆机构有三种基本形式，即机构，机构和机构。

7．公共汽车车门启闭机构属于机构。

8．港⼝⽤起重机属于机构。

9．缝纫机踏板机构是以摇杆为主动件的机构。

⼆、选择 1．能把等速回转运动转变为旋转⽅向与主动件相同的变速回转运动。

（）A、曲柄摇杆机构B、曲柄滑块机构C、不等长双曲柄机构D、平⾏双曲柄机构 2．飞机起落架收放机构属于（）A、曲柄摇杆机构B、双曲柄机构C、双摇杆机构D、导杆机构 3．铰链四杆机构中，与机架相连的构件称为（）A、摇杆B、连架杆C、连杆D、曲柄 4．曲柄摇杆机构（） A、曲柄作等速回转运动，摇杆作等速往复摆动 B、可将连续转动变成往复摆动，也可将往复摆动变成连续转动 C、曲柄和连杆作整周回转，摇杆作直线往复运动 D、⼯作时⼀定会有死点位置产⽣ 5．以下不属于双曲柄机构的是（）A、公共汽车车门启闭机构B、惯性筛C、铲⽃车D、鹤式起重机 6．以下属于曲柄摇杆机构的是（）A、飞机起落架B、⽜头刨床横向进给机构C、偏⼼轮机构D、⾃卸翻⽃车 三、判断 1．平⾯连杆机构的基本形式是铰链四杆机构。

（） 2．曲柄和连杆都是连架杆。

（） 3．平⾯四杆机构都是曲柄。

（） 4．铰链四杆机构中都有摇杆这个构件。

（） 5．铰链四杆机构都有连杆和静件。

（） 6．在平⾯连杆机构中，只要以最短杆作固定机架，就能得到双曲柄机构。

（） 7．只要以曲柄摇杆机构的'最短杆作固定机架，才能得到双曲柄机构。