铰链四杆机构.ppt

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1、课题二常用设备的平面连杆机构形式分析一、铰链四杆机构的基本形式二、铰链四杆机构曲柄存在的条件三、铰链四杆机构的演化一、铰链四杆机构的基本形式全部由回转副组成的平面四杆机构称为铰链四杆机构。组成：机架---机构的固定件4；连架杆--与机架用转动副相连接的杆1和杆3；连杆---不与机架直接连接的杆2。能作整周转动的连架杆，称为曲柄。仅能在某一角度内摆动的连架杆，称为摇杆。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1.曲柄摇杆机构在铰链四杆机构中，若两个连架杆一个为曲柄，另一个为摇杆，则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。曲柄摇杆机构的特点：它能将曲柄的整周回转运动变换

2、成摇杆的往复摆动，或将摇杆的往复摆动变换成曲柄的连续回转运动。举例：雷达天线；缝纫机的踏板机构。图1-17雷达天线俯仰角调整机构图1-18缝纫机踏板机构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。双曲柄机构的特点：能将等角速度转动变为周期性变角速度转动。通常主动曲柄作等速转动，从动曲柄作变速转动。在双曲柄机构中，若两曲柄平行且相等，称为平行四边形机构；若对边的长度分别相等，但连杆BC和机架AD不平行，则称其为反平行四边形机构，举例：惯性筛；机车驱动轮联动机构；反平行四边形机构，如图1-21所示；车门启闭机构。图1-19惯性筛图1-20机车驱动轮联动机构图1-2

3、1反平行四边形机构图1-22公共汽车车门启闭机构3.双摇杆机构两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。双摇杆机构的特点主要是：通过适当的设计，将主动摇杆的摆角放大或缩小，使从动摇杆得到所需的摆角；或者利用连杆上某点的运动轨迹实现所需的运动。举例：图1-23所示为大型造型机的翻箱机构；汽车前轮转向机构。图1-23翻砂箱机构图1-24汽车前轮转向机构判断：起重机机构属于曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构？二、铰链四杆机构曲柄存在的条件在铰链四杆机构中，能使被连接的两个构件相对转动360度的转动副为整转副。整转副存在是曲柄存在的必要条件。图f1转动副成为整转副的条件辅助证

4、明图在图f1中，设d>a，在杆1绕转动副A转动的过程中，铰链点B与D之间的距离g是不断变化的，当B点到达图示点B1和B2两位置时，g值分别达到最大值gmax=d+a和最小值gmin=d-a。如要求杆1能绕转动副A相对杆4做整周转动，则杆1应能超过AB1和AB2这两个关键位置，即可以构成三角形△B1C1D和三角形△B2C2D。根据三角形构成原理即可以推出以下各式。由△B1C1D可得:a+d≤b+c(a)由△B2C2D可得:b-c≤d-ac-b≤d-a即:a+b≤c+d(b)a+c≤b+d(c)将式（a）、（b）、（c）分别两两相加可得:a≤ba≤ca≤d(1-1)如d

5、样的方法可以得到杆1能绕转动副A相对于杆4做整周转动的条件:d+a≤b+c;d+b≤a+c;d+c≤a+b;即：d≤ad≤bd≤c(1-2)式（1-1）和式（1-2）说明，组成整转副A的两个构件中，必有一个为最短杆；式（a）、（b）、（c）说明，该最短杆与最长杆的长度值和必小于或等于其余两构件的长度之和，该长度之和关系称为“杆长之和条件”。综合归纳以上两种情况，可得出如下结论：在铰链四杆机构中，如果某个转动副能成为整转副，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满足杆长之和条件。设四个构件中最长杆的长度为L1，最短杆的长度为L2，其余两杆长度分别为L3和L

6、4，则整转副存在的条件可表示为：若L1+L2≤L3+L4，则机构中存在整转副。①取最短杆的相邻杆为机架时，得到曲柄摇杆机构，如图1-26（a）和图1-26（b）所示。②取最短杆为机架时，得到双曲柄机构，如图1-26（c）所示。③取最短杆的相对杆为机架时，得到双摇杆机构，如图1-26（d）所示。图1-26不同类型的铰链四杆机构铰链四杆机构中存在曲柄的充要条件是什么？答：最短杆长度+最长杆长度≤其他两杆长度之和。最短杆或最短杆的任一相邻杆作为机架。判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构？练习已知四杆机构中，尺寸如图所示，AD为机架，求：1、该机构为曲柄摇杆机

7、构时，lAB的最大值。2、该机构为双曲柄机构时，lAB的最小值。三、铰链四杆机构的演化曲柄滑块机构导杆机构摇块机构定块机构1.曲柄滑块机构图1-27（a）所示的曲柄摇杆机构中，摇杆3上C点的轨迹是以D为圆心，杆3的长度为半径的圆弧。如在机架上按C点的轨迹做成一弧形槽，摇杆3做成与弧形槽相配的弧形块，图1-27（a）所示机构演化成图1-27（b）所示机构，此时虽然转动副D的外形改变，但机构的运动特性并没有改变。若将弧形槽的半径增至无穷大，则转动副D的中心移至无穷远处，弧形槽变为直槽，转动副D则转化为移动副