平面四杆机构说课课件

空间四连杆机构
连杆在不同平面内运动的四连 杆机构，适用于复杂的空间运 动要求。
四连杆机构的应用
1
内燃机
汽车引擎中的连杆机构是四连杆机构的一种应用，用于将活塞运动转化为轴的旋 转运动。
2
工业机械
四连杆机构广泛应用于工业机械中，如压力机、切割机和冲机构可用于设计各种传动系统，如连杆传动、减速器和驱动机构等。
2 高效率
四连杆机构的传动效率通 常较高，可以实现较小的 能量损失。
3 可靠性强
四连杆机构的设计相对简 单，零件数量较少，因此 具有较高的可靠性。
四连杆机构的种类
双曲四连杆机构
由两个双曲线形成的四连杆机 构，具有独特的运动轨迹和传 动特性。
平面四连杆机构
所有连杆都在同一平面内运动 的四连杆机构，适用于平面运 动的场景。
四连杆机构的优缺点
优点
结构简单、可靠性高、传动效率较高。
缺点
局限于特定的运动轨迹和传动比，设计复杂度 较大。
四连杆机构的改进
为了克服四连杆机构的某些局限性，研究人员提出了一些改进方案，如使用可变长度连杆和曲线连杆等。 这些改进方案可以让四连杆机构具备更广泛的运动特性和传动能力。
总结和要点
• 四连杆机构是一种常见的运动机构，由四根连杆组成。 • 它具有高精度、高效率和高可靠性的特点。 • 四连杆机构可用于各种应用场景，如内燃机和工业机械。 • 它的优点包括结构简单、传动效率高，缺点是设计复杂度较大。 • 改进方案可以扩展其运动特性和传动能力。
《汽车常见四杆机构》 PPT课件
在汽车工程中，四连杆机构是一种常见的运动机构，它是由四根连杆连接而 成的。
四连杆机构的定义
四连杆机构是由四根连杆组成的机构，其形态和运动特性由连杆的长度和连 接方式决定。 通过适当的调节和布置连杆长度，可以实现不同的运动轨迹和传动比。

平面四杆机构的类型和应用
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根

2）若不满足杆长和条件，该机构只能是双摇杆
机构。
注意： 铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形
条件：最长杆的杆长 <其余三杆长度之和 。
.
平面四杆机构的基本特征
? 铰链四杆机构满足上述整转副条件时，以不同构件为机架可得到如下不同类型的四杆机构：
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
以最短杆为机架
以最短杆的邻边为机架
.
铰链四杆机构的类型
.
铰链四杆机构的类型
根据连架杆的运动形式不同
曲柄摇杆机构 双曲柄机构
双摇杆机构
.
1.曲柄摇杆机构
? 特征：两个连架杆，一个 为曲柄一个为摇杆
.
1.曲柄摇杆机构
? 应用：
? 特点：当以曲柄为原动件时，可将曲柄的连续转动转变成摇杆的
往复摆动；当以摇杆为原动件时，可将摇杆的往复摆动变成曲柄的 连续转动。
普通双曲柄机构 主动曲柄等速转动 从动曲柄变速转动 平行双曲柄机构 两曲柄转动的角速度始终相等 反向双曲柄机构 双曲柄的转向相反.，且长度也相等
2.双曲柄机构
平行四边形机构的运动不确定性 当四杆共线时会出现运动不确定现象
.
.
2.双曲柄机构
解决方法：
1、惯性飞轮 2、加虚约束 3、靠自重
.
3.双摇杆机构
b+a ≤c+d
所以
50+a≤35+30 a≤15mm
AB应
.
平面四杆机构的基本特征
.
作业 书P38（3-1、3-2、3-6）
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谢谢！
End
.
基本类型：
低副：两构件通过面接触而形成的运动副；如转动副，移动副； 高副：两构件通过点或线接触而构成的运动副；如凸轮副，齿轮副。

连架杆
B
在右图铰链四杆机构中，构
1
件4 为机架。与机架相连的构件
A
1和3为连架杆，而连架杆相对于机架
能做整周转动的称为曲柄，不能做整周转
动的称为摇杆。不与机架相连的构件2为连杆。
连杆
2
C 连架杆
3
4
D
机架
铰链四杆机构的基本类型
（1）曲柄摇杆机构
两连架杆分别为曲柄和摇杆的铰链四杆机构，称为 曲柄摇杆机构。他可将主动曲柄的连续转动，转换 为从动摇杆的往复摆动。也可将主动摇杆的往复摆 动，转换为从动曲柄的连续转动。
运动方式：转动+摆动
（2）双曲柄机构
两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构，称为 双曲柄机构。主动曲柄等速转动，从动曲 柄一般为变速转动。
运动方式：转动+转动
（3）双摇杆机构
两连架杆都为摇杆的铰链四杆机构，称为 双摇杆机构。他可将主动摇杆的往复摆动， 转换为从动摇杆的往复摆动。也可将主动 连杆的整周转动转变为两从动摇杆的往复 摆动。
平面连杆机构
1、名称 2、有哪些具体的变化形式。
一、铰链四杆机构
1、铰链四杆机构的组成
机架：固定不动的杆
连架杆：与机架相连接的杆
曲柄：做整周转动
连架杆 摇杆：摆动一定角度
连架杆
机架 连架杆 机架
连杆：不与机架直接连接的杆
连架杆 B 1
A
连杆
连架杆
2
C
3
4
D
机架
铰链四杆机构
铰链四杆机构的组成
连架杆 B 1
A
连杆 2
C 连架杆
3
4
D
机架
作业：
（1）铰链四杆机构基本类型有哪几种？

⑴ 已知：连杆的三个位置及其长度BC
设计：铰链四杆机构
— ABCD
C 2
B
3
分析：
1 A
4D
确定固定铰链中心 A、D
曲柄摇杆机构
12
B2 B1
B3
C2
C3
C1 A
D
13
⑵ 已知：连杆BC的二个位置及其长度 l2
设计：铰链四杆机 — ABCD 可得无穷解！
四、图谱法设计“给定轨迹”的平面四杆机构 1、连杆曲线
4-5 铰链四杆机构的演化 1、转动副化为移动副法
2、扩大转动副法 3、取不同的构平面四杆机构的设计 一、平面连杆机构设计的基本问题 二、平面连杆机构的设计方法 三、平面四杆机构的设计（作图法） 四、图谱法设计“给定轨迹”的平面四杆机构
2
学习提示：
1、明确平面连杆机构设计的基本问题 2、了解平面连杆机构的各种设计方法 3、掌握平面四杆机构的图解设计法
14
设计：曲柄摇杆机构ABCD 3、掌握平面四杆机构的图解设计法 一、平面连杆机构设计的基本问题 已知：机架长度 l1 ，
2、运用连杆曲线图谱 4-6 平面四杆机构的设计
四、图谱法设计“给定轨迹”的平面四杆机构
设计平面四杆机构 3、取不同的构件为机架
确定固定铰链中心 A、D 《作图法设计曲柄摇杆机构》 二、平面连杆机构的设计方法 一、平面连杆机构设计的基本问题 《作图法设计曲柄摇杆机构》 ◎确定机构运动简图参数 （按对从动件的“运动要求与几何要求” →设计条件） 齿轮机构的特点和类型 确定固定铰链中心 A、D 1、实现预定的位置和预定的运动规律 《作图法设计曲柄摇杆机构》 三、平面四杆机构的设计（作图法） 二、平面连杆机构的设计方法 确定固定铰链中心 A、D

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机架
连杆
图4-1 铰链四杆机构
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连架 杆
图中，机构的固定件4称为机架；与机架用回转副相联接的杆1和杆3称 为连架杆；不与机架直接联接的杆2称为连杆。另外，能做整周转动的连架杆， 称为曲柄。仅能在某一角度摆动的连架杆，称为摇杆。
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对于铰链四杆机构来说，机架和连杆 总是存在的，因此可按照连架杆是曲柄还 是摇杆，将铰链四杆机构分为三种基本型 式：
当BCD为锐角时，传动角=BCD，是传动角的最小值，也即 BCD(min) ；
当BCD为钝角时，传动角=180-BCD ，BCD(max)对应传动角的 另一极小值。
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若BCD由锐角变钝角，机构运动将在BCD(min)和BCD(max)位置 两次出现传动角的极小值。两者中较小的一个即为该机构的最小传动角min。
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它可使从动件产生有效的回转力矩 ，显然Pt越大越好。而P在垂直于vc方向
的分力Pn=Psin则为无效分力，它不仅
无助于从动件的转动，反而增加了从动 件转动时的摩擦阻力矩。因此，希望Pn
越小越好。由此可知，压力角越小， 机构的传力性能越好，理想情况是=0
，所以压力角是反映机构传力效果好坏 的一个重要参数。一般设计机构时都必 须注意控制最大压力角不超过许用值。
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如何得到不同类型的铰链四杆机构？
根据以上分析可知：
当各杆长度不变时，取不同杆为机架就可以得到不同类型的铰链 四杆机构。
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（1）取最短杆相邻的构件（杆2或杆4）为机架时：
最短杆1为曲柄，而另一连架杆3为摇杆 故图4-14a）所示的两个机构均为曲柄摇杆机构。

习题
1 ）平面运动副包括 低副 和 高副 括 转动副 和 移动副 。
，前者包
2）平面低副引入 2 个约束，保留 1 个自由度；
平面高副引入 1 个约束，保留 2 个自由度。
3）平面机构具有确定运动条件是 :
F＞0＝原动件数
例题回顾
例1 计算图示机构的自由度，并指出复合 铰链、局部自由度和虚约束。
复合铰链
t1 t2
180o 180o
极位夹角：摇杆在两极限位置时，曲柄在两相应位置所夹 锐角，称为极位夹角。
180o K 1
K 1
四杆机构有无急回特性，就取决于机构运动中有无极位夹角。 机构的极位夹角θ越大，K就越大，则机构的急回特性越显著。
12.、1 压研力究角背和景传动角
（1）压力角：从动件CD上C点所受作用力F的方向与该点绝对速度方 向νC之间所夹的锐角,称为压力角。 压力角越小，传动效率越高。
习题
一、填空题
1. 在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其他两构
件长度之和时，只能获得 双摇杆 机构。
2. 机构中传动角γ和压力角α之和等于 90°。
3. 图为铰链四杆机构，设杆a最短，杆b最长。试用式子表明它构成曲柄
摇杆机构的条件：（1） a+b≤c+d
。
（2）以 b或d 为机架，则 a 为曲柄。
习题
二、判断题 1.曲柄和连杆都是连架杆。（× ） 2.平面四杆机构都有曲柄。 （× ） 3.铰链四杆机构的曲柄存在条件是：连架杆或机架中必有一个是最短杆； 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。 （ ）√ 4.极位角越大，机构的急回特性越明显。（√ ） 5.在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑 克服。（ ）× 6.铰链四杆机构中,传动角越小,机构的传力性能越好。（ ×）