鉸鏈四桿機構分析鉸鏈四桿機構分析1平面連機構的組成平面連桿機構：各構件是用銷軸、滑道等方式連接起來的，各構件間的相對運動均在同一平面內或互相平行的平面內。最簡單的平面連桿機構是由四個桿件組成的，簡稱平面四桿機構。由四個構件通過轉動鉸鏈聯結而成的機構，稱為鉸鏈四桿機構。第1頁/共54頁平面連機構的組成平面連桿機構：各構件是用銷軸、滑道等方式連2可以看出一般鉸鏈四桿機構有四部分組成1機架：固定不動2連架桿2個：與機架相連，他是四桿機構中做轉動的。3連桿：不與機架直接相連，隨連架桿一同轉動4鉸鏈：其固定各構件作用第2頁/共54頁可以看出一般鉸鏈四桿機構有四部分組成第2頁/共54頁3連架桿分類連架桿區分1曲柄：連架桿可以做整周旋轉地（360°）2搖桿：連架桿只能最大限度做180°旋轉如果連架桿能繞其回轉中心做整周轉動，則稱為曲柄。（見下面動畫中的黃色連架桿即是曲柄）。如果僅能在小于360度的某一角度內擺動，則稱為搖桿。（見下面動畫中的藍色連架桿即是搖桿）。

第3頁/共54頁連架桿分類連架桿區分第3頁/共54頁4曲柄搖桿機構第4頁/共54頁曲柄搖桿機構第4頁/共54頁5第5頁/共54頁第5頁/共54頁61、曲柄搖桿機構

在鉸鏈四桿機構中，若兩個連架桿中一個為曲柄，另一個為搖桿，此種四桿機構即稱為曲柄搖桿機構。第6頁/共54頁1、曲柄搖桿機構

在鉸鏈四桿機構中，若兩個連架桿中7曲柄搖桿機構實例第7頁/共54頁曲柄搖桿機構實例第7頁/共54頁8應用實例曲柄搖桿機構在生產中應用很廣泛，圖示為一些應用實例。

圖示的設備都是以曲柄為主動件，搖桿為從動件組成的機構。第8頁/共54頁應用實例曲柄搖桿機構在生產中應用很廣泛，圖示為一些應用實例。9第9頁/共54頁第9頁/共54頁10以搖桿為主動件的搖桿的擺動運動也可以轉換為曲柄的整周回轉運動。圖示為縫紉機的踏板機構，當踏板作往復擺動時，通過連桿使曲柄作整周轉動。第10頁/共54頁以搖桿為主動件的第10頁/共54頁11雙曲柄機構在鉸鏈四桿機構中，若兩個連架桿都是曲柄時，此種四桿機構即稱為雙曲柄機構。下圖為雙曲柄機構原理圖第11頁/共54頁雙曲柄機構在鉸鏈四桿機構中，若兩個連架桿都是曲柄時，此種四桿12常見的雙曲柄機構1不等長雙曲柄機構，兩曲柄長度不相等下圖為一個不等長雙曲柄機構應用實例第12頁/共54頁常見的雙曲柄機構1不等長雙曲柄機構，兩曲柄長度不相等第1213第13頁/共54頁第13頁/共54頁14平行雙曲柄機構（1）兩曲柄相等同向：當兩曲柄的長度相等且平行時，稱為平行雙曲柄機構。（見下圖）

平行雙曲柄機構的兩曲柄的旋轉方向相同，角速度也相等。第14頁/共54頁平行雙曲柄機構（1）兩曲柄相等同向：當兩曲柄的長度相等且平行15平行雙曲柄機構應用實例蒸汽火車車輪的聯軸裝置或主動輪聯軸裝置。第15頁/共54頁平行雙曲柄機構應用實例蒸汽火車車輪的聯軸裝置或主動輪聯軸裝置16反向雙曲柄機構兩曲柄相等、反向：雙曲柄機構如果對邊桿長度都相等，但互不平行，則稱為反向雙曲柄機構。（下圖原理圖)第16頁/共54頁反向雙曲柄機構兩曲柄相等、反向：雙曲柄機構如果對邊桿長度都相17應用實例汽車車門開啟裝置第17頁/共54頁應用實例汽車車門開啟裝置第17頁/共54頁18小結平行雙曲柄機構就是一個平行四邊形，即兩曲柄長度相等，機架與連桿長度相等。它屬于特殊的雙曲柄機構。第18頁/共54頁小結平行雙曲柄機構就是一個平行四邊形，即兩曲柄長度相等，機架19雙搖桿機構在鉸鏈四桿機構中，若兩個連架桿都是搖桿時，此種四桿機構即稱為雙搖桿機構。第19頁/共54頁雙搖桿機構在鉸鏈四桿機構中，若兩個連架桿都是搖桿時，此種四桿20應用實例下圖是港口用起重吊車。港口用起重吊車是典型的雙搖桿機構，釣鉤的移動軌跡近似水平線。

第20頁/共54頁應用實例下圖是港口用起重吊車。港口用起重吊車是典型的雙搖桿機21下圖是自卸載貨汽車的翻斗機構。當液壓缸中輸入壓力油時，活塞桿向右伸出，通過左邊的搖桿和連桿推動右邊的搖桿搖動，從而使車斗中的貨物自動卸下。

第21頁/共54頁下圖是自卸載貨汽車的翻斗機構。當液壓缸中輸入壓力油時，活塞桿22第四次9、12星期五1、鉸鏈四桿機構分為哪三種基本類型？是依據什么來劃分的？2、家中縫紉機踏板是什么機構？它是以什么為主動件？3港口吊車屬于什么機構？蒸汽火車車輪屬于什么機構？4、車門開閉機構是屬于什么機構？5、p179頁，抄曲柄搖桿機構分析圖。1、答：曲柄搖桿機構、雙曲柄、雙搖桿；是依據連架桿的運動形式不同來劃分的。2、答：家中縫紉機踏板是曲柄搖桿機構；是以踏板（搖桿）為主動件。3、答：港口吊車屬于雙搖桿機構；蒸汽火車車輪屬于平行雙曲柄機構。第22頁/共54頁第四次9、12星期五1、鉸鏈23急回特性1、極位夾角：2、行程速比系數第23頁/共54頁急回特性1、極位夾角：第23頁/共54頁24第24頁/共54頁第24頁/共54頁25如圖所示的曲柄搖桿機構，設曲柄為原動件，在其轉動一周的過程中，有兩次與連桿共線，這時搖桿分別位于兩極限位置，曲柄搖桿機構所處的這兩個位置，稱為極位。曲柄與連桿兩次共線位置之間所夾的銳角稱為極位夾角θ。第25頁/共54頁如圖所示的曲柄搖桿機構，設曲柄為原動件，在其轉動一周的過程中26第26頁/共54頁第26頁/共54頁27我們再來看上圖的曲柄搖桿機構，當搖桿從右向左擺動時速度較慢，從左向右擺動時速度較快。也就是說搖桿的返回速度較快，我們稱它具有急回運動特性。通常速度慢的我們稱他為工作行程，速度快的稱他為空行程。極位夾角大小直接影響機構的急回特性，因為回程所轉過的角度要比工作行程所轉過的角度要小。所以機構才具備急回特性。極位夾角θ=0時機構不具備急回特性。

第27頁/共54頁我們再來看上圖的曲柄搖桿機構，當搖桿從右向左擺動時速度較慢，28急回特性應用特點特點：四桿機構急回特性可以節省工作時間，提高生產效率，如牛頭刨床退刀速度明顯高于工作速度，就是利用了四桿機構的急回特性。第28頁/共54頁急回特性應用特點特點：四桿機構急回特性可以節省工作時間，提高29應用第29頁/共54頁應用第29頁/共54頁30鉸鏈四桿機構的演化及應用在生產實際應用中還廣泛應用其它形式的四桿機構，可以認為是通過改變某些構件的形狀、相對長度，或不同的構件作為機架等方法，來得到鉸鏈四桿機構的一些其它的演化形式，以下介紹常用的一些演化形式。一：曲柄滑塊機構

曲柄滑塊機構是有曲柄搖桿機構演化得來的下圖為曲柄滑塊機構的示意圖第30頁/共54頁鉸鏈四桿機構的演化及應用在生產實際應用中還廣泛應用其它形式的31曲柄滑塊機構示意圖第31頁/共54頁曲柄滑塊機構示意圖第31頁/共54頁32四桿機構演化定義擴大轉動副：使轉動副變為移動副。第32頁/共54頁四桿機構演化定義擴大轉動副：使轉動副變為移動副。第32頁/共33曲柄滑塊機構第33頁/共54頁曲柄滑塊機構第33頁/共54頁34從圖中可以看出曲柄滑塊機構是由曲柄搖桿機構的搖桿長度來決定的。曲柄滑塊機構可以分為兩類：1偏置曲柄滑塊機構，搖桿長度大于e>0如圖所示第34頁/共54頁從圖中可以看出曲柄滑塊機構是由曲柄搖桿機構的搖桿長度來決定的35圖示的滑塊中心移動軌跡不通過曲柄中心時，存在急回特性，滑塊行程不是曲柄長度的兩倍。對心曲柄滑塊機構。搖桿長度大于e=0如圖所示第35頁/共54頁圖示的滑塊中心移動軌跡不通過曲柄中心時，存在急回特性，滑塊行36應用實例下左圖所示的自動送料裝置，是以曲柄為主動件的曲柄滑塊機構。下右圖所示的內燃機是以滑塊為主動件的曲柄滑塊機構。

第36頁/共54頁應用實例下左圖所示的自動送料裝置，是以曲柄為主動件的曲柄滑塊37第37頁/共54頁第37頁/共54頁38偏心輪機構在曲柄滑塊機構（曲柄搖桿機構）中，若曲柄很短，可將轉動副B的尺寸擴大到超過曲柄長度，則曲柄AB就演化成幾何中心B不與轉動中心A重合的圓盤，該圓盤稱為偏心輪，含有偏心輪的機構稱為偏心輪機構。第38頁/共54頁偏心輪機構在曲柄滑塊機構（曲柄搖桿機構）中，若曲柄很短，可將39偏心輪極位第39頁/共54頁偏心輪極位第39頁/共54頁40應用實例偏心輪機構結構簡單，偏心輪軸頸的強度和剛度大，廣泛用于曲柄長度要求較短、沖擊在和較大的機械中，如圖所示為用于破碎機中的偏心輪機構。第40頁/共54頁應用實例偏心輪機構結構簡單，偏心輪軸頸的強度和剛度大，廣泛用41應用實例：顎式破碎機第41頁/共54頁應用實例：顎式破碎機第41頁/共54頁42導桿機構導桿是機構中與另一運動構件組成的移動副構件。連架桿中至少有一個構件為導桿的平面四桿機構成為導桿機構。導桿機構可以看作是曲柄滑塊機構固定件的位置演化來的。也就是說取曲柄滑塊機構不同桿為機架。根據機架位置不動，可以將導桿機構分為四類：1轉動導桿機構

轉動導桿機構就是固定了曲柄滑塊機構的曲柄為機架，和雙曲柄機構的原理相同。第42頁/共54頁導桿機構導桿是機構中與另一運動構件組成的移動副構件。連架桿中43轉動導桿機第43頁/共54頁轉動導桿機第43頁/共54頁44應用第44頁/共54頁應用第44頁/共54頁45擺動導桿機構2擺動導桿機構就是固定了連桿為機架，滑塊與曲柄直接相連。如圖所示：第45頁/共54頁擺動導桿機構2擺動導桿機構就是固定了連桿為機架，滑塊與曲柄46應用：牛頭刨床第46頁/共54頁應用：牛頭刨床第46頁/共54頁47移動導桿機構移動導桿機構就是以滑塊為固定機架，演化來的。如圖所示第47頁/共54頁移動導桿機構移動導桿機構就是以滑塊為固定機架，演化來的。如圖48應用：壓力水井第48頁/共54頁應用：壓力水井第48頁/共54頁49曲柄搖塊機構曲柄搖塊機構就是以連桿為固定機架，滑塊不曲柄直接相連。如圖所示第49頁/共54頁曲柄搖塊機構曲柄搖塊機構就是以連桿為固定機架，滑塊不曲柄直接50應用自卸汽車的卸料機構第50頁/共54頁應用自卸汽車的卸料機構第50頁/共54頁51習題判斷下題為何機構第51頁/共54頁習題判斷下題為何機構第51頁/共54頁52第52頁/共54頁第52頁/共54頁53什么是曲柄搖桿機構的急回特性？曲柄搖桿機構極位夾角大小對急回特性有什么影響？曲柄搖桿機構有幾個極為？曲柄搖桿機構有幾個死點位置？通過死點位置有哪幾種常用的方法？各是什么原理？曲柄滑塊機構是從什么四桿機構演化來的？曲柄滑塊機構分為哪兩類?是怎么劃分的？導桿機構是從什么機構演化來的？導桿機構分為那四類？是怎么劃分的？自卸汽車是應用什么導桿機構的？第53頁/共54頁什么是曲柄搖桿機構的急回特性？第53頁/共54頁54感謝您的觀看。第54頁/共54頁感謝您的觀看。第54頁/共54頁55鉸鏈四桿機構分析鉸鏈四桿機構分析56平面連機構的組成平面連桿機構：各構件是用銷軸、滑道等方式連接起來的，各構件間的相對運動均在同一平面內或互相平行的平面內。最簡單的平面連桿機構是由四個桿件組成的，簡稱平面四桿機構。由四個構件通過轉動鉸鏈聯結而成的機構，稱為鉸鏈四桿機構。第1頁/共54頁平面連機構的組成平面連桿機構：各構件是用銷軸、滑道等方式連57可以看出一般鉸鏈四桿機構有四部分組成1機架：固定不動2連架桿2個：與機架相連，他是四桿機構中做轉動的。3連桿：不與機架直接相連，隨連架桿一同轉動4鉸鏈：其固定各構件作用第2頁/共54頁可以看出一般鉸鏈四桿機構有四部分組成第2頁/共54頁58連架桿分類連架桿區分1曲柄：連架桿可以做整周旋轉地（360°）2搖桿：連架桿只能最大限度做180°旋轉如果連架桿能繞其回轉中心做整周轉動，則稱為曲柄。（見下面動畫中的黃色連架桿即是曲柄）。如果僅能在小于360度的某一角度內擺動，則稱為搖桿。（見下面動畫中的藍色連架桿即是搖桿）。

第3頁/共54頁連架桿分類連架桿區分第3頁/共54頁59曲柄搖桿機構第4頁/共54頁曲柄搖桿機構第4頁/共54頁60第5頁/共54頁第5頁/共54頁611、曲柄搖桿機構

在鉸鏈四桿機構中，若兩個連架桿中一個為曲柄，另一個為搖桿，此種四桿機構即稱為曲柄搖桿機構。第6頁/共54頁1、曲柄搖桿機構

在鉸鏈四桿機構中，若兩個連架桿中62曲柄搖桿機構實例第7頁/共54頁曲柄搖桿機構實例第7頁/共54頁63應用實例曲柄搖桿機構在生產中應用很廣泛，圖示為一些應用實例。

圖示的設備都是以曲柄為主動件，搖桿為從動件組成的機構。第8頁/共54頁應用實例曲柄搖桿機構在生產中應用很廣泛，圖示為一些應用實例。64第9頁/共54頁第9頁/共54頁65以搖桿為主動件的搖桿的擺動運動也可以轉換為曲柄的整周回轉運動。圖示為縫紉機的踏板機構，當踏板作往復擺動時，通過連桿使曲柄作整周轉動。第10頁/共54頁以搖桿為主動件的第10頁/共54頁66雙曲柄機構在鉸鏈四桿機構中，若兩個連架桿都是曲柄時，此種四桿機構即稱為雙曲柄機構。下圖為雙曲柄機構原理圖第11頁/共54頁雙曲柄機構在鉸鏈四桿機構中，若兩個連架桿都是曲柄時，此種四桿67常見的雙曲柄機構1不等長雙曲柄機構，兩曲柄長度不相等下圖為一個不等長雙曲柄機構應用實例第12頁/共54頁常見的雙曲柄機構1不等長雙曲柄機構，兩曲柄長度不相等第1268第13頁/共54頁第13頁/共54頁69平行雙曲柄機構（1）兩曲柄相等同向：當兩曲柄的長度相等且平行時，稱為平行雙曲柄機構。（見下圖）

平行雙曲柄機構的兩曲柄的旋轉方向相同，角速度也相等。第14頁/共54頁平行雙曲柄機構（1）兩曲柄相等同向：當兩曲柄的長度相等且平行70平行雙曲柄機構應用實例蒸汽火車車輪的聯軸裝置或主動輪聯軸裝置。第15頁/共54頁平行雙曲柄機構應用實例蒸汽火車車輪的聯軸裝置或主動輪聯軸裝置71反向雙曲柄機構兩曲柄相等、反向：雙曲柄機構如果對邊桿長度都相等，但互不平行，則稱為反向雙曲柄機構。（下圖原理圖)第16頁/共54頁反向雙曲柄機構兩曲柄相等、反向：雙曲柄機構如果對邊桿長度都相72應用實例汽車車門開啟裝置第17頁/共54頁應用實例汽車車門開啟裝置第17頁/共54頁73小結平行雙曲柄機構就是一個平行四邊形，即兩曲柄長度相等，機架與連桿長度相等。它屬于特殊的雙曲柄機構。第18頁/共54頁小結平行雙曲柄機構就是一個平行四邊形，即兩曲柄長度相等，機架74雙搖桿機構在鉸鏈四桿機構中，若兩個連架桿都是搖桿時，此種四桿機構即稱為雙搖桿機構。第19頁/共54頁雙搖桿機構在鉸鏈四桿機構中，若兩個連架桿都是搖桿時，此種四桿75應用實例下圖是港口用起重吊車。港口用起重吊車是典型的雙搖桿機構，釣鉤的移動軌跡近似水平線。

第20頁/共54頁應用實例下圖是港口用起重吊車。港口用起重吊車是典型的雙搖桿機76下圖是自卸載貨汽車的翻斗機構。當液壓缸中輸入壓力油時，活塞桿向右伸出，通過左邊的搖桿和連桿推動右邊的搖桿搖動，從而使車斗中的貨物自動卸下。

第21頁/共54頁下圖是自卸載貨汽車的翻斗機構。當液壓缸中輸入壓力油時，活塞桿77第四次9、12星期五1、鉸鏈四桿機構分為哪三種基本類型？是依據什么來劃分的？2、家中縫紉機踏板是什么機構？它是以什么為主動件？3港口吊車屬于什么機構？蒸汽火車車輪屬于什么機構？4、車門開閉機構是屬于什么機構？5、p179頁，抄曲柄搖桿機構分析圖。1、答：曲柄搖桿機構、雙曲柄、雙搖桿；是依據連架桿的運動形式不同來劃分的。2、答：家中縫紉機踏板是曲柄搖桿機構；是以踏板（搖桿）為主動件。3、答：港口吊車屬于雙搖桿機構；蒸汽火車車輪屬于平行雙曲柄機構。第22頁/共54頁第四次9、12星期五1、鉸鏈78急回特性1、極位夾角：2、行程速比系數第23頁/共54頁急回特性1、極位夾角：第23頁/共54頁79第24頁/共54頁第24頁/共54頁80如圖所示的曲柄搖桿機構，設曲柄為原動件，在其轉動一周的過程中，有兩次與連桿共線，這時搖桿分別位于兩極限位置，曲柄搖桿機構所處的這兩個位置，稱為極位。曲柄與連桿兩次共線位置之間所夾的銳角稱為極位夾角θ。第25頁/共54頁如圖所示的曲柄搖桿機構，設曲柄為原動件，在其轉動一周的過程中81第26頁/共54頁第26頁/共54頁82我們再來看上圖的曲柄搖桿機構，當搖桿從右向左擺動時速度較慢，從左向右擺動時速度較快。也就是說搖桿的返回速度較快，我們稱它具有急回運動特性。通常速度慢的我們稱他為工作行程，速度快的稱他為空行程。極位夾角大小直接影響機構的急回特性，因為回程所轉過的角度要比工作行程所轉過的角度要小。所以機構才具備急回特性。極位夾角θ=0時機構不具備急回特性。

第27頁/共54頁我們再來看上圖的曲柄搖桿機構，當搖桿從右向左擺動時速度較慢，83急回特性應用特點特點：四桿機構急回特性可以節省工作時間，提高生產效率，如牛頭刨床退刀速度明顯高于工作速度，就是利用了四桿機構的急回特性。第28頁/共54頁急回特性應用特點特點：四桿機構急回特性可以節省工作時間，提高84應用第29頁/共54頁應用第29頁/共54頁85鉸鏈四桿機構的演化及應用在生產實際應用中還廣泛應用其它形式的四桿機構，可以認為是通過改變某些構件的形狀、相對長度，或不同的構件作為機架等方法，來得到鉸鏈四桿機構的一些其它的演化形式，以下介紹常用的一些演化形式。一：曲柄滑塊機構

曲柄滑塊機構是有曲柄搖桿機構演化得來的下圖為曲柄滑塊機構的示意圖第30頁/共54頁鉸鏈四桿機構的演化及應用在生產實際應用中還廣泛應用其它形式的86曲柄滑塊機構示意圖第31頁/共54頁曲柄滑塊機構示意圖第31頁/共54頁87四桿機構演化定義擴大轉動副：使轉動副變為移動副。第32頁/共54頁四桿機構演化定義擴大轉動副：使轉動副變為移動副。第32頁/共88曲柄滑塊機構第33頁/共54頁曲柄滑塊機構第33頁/共54頁89從圖中可以看出曲柄滑塊機構是由曲柄搖桿機構的搖桿長度來決定的。曲柄滑塊機構可以分為兩類：1偏置曲柄滑塊機構，搖桿長度大于e>0如圖所示第34頁/共54頁從圖中可以看出曲柄滑塊機構是由曲柄搖桿機構的搖桿長度來決定的90圖示的滑塊中心移動軌跡不通過曲柄中心時，存在急回特性，滑塊行程不是曲柄長度的兩倍。對心曲柄滑塊機構。搖桿長度大于e=0如圖所示第35頁/共54頁圖示的滑塊中心移動軌跡不通過曲柄中心時，存在急回特性，滑塊行91應用實例下左圖所示的自動送料裝置，是以曲柄為主動件的曲柄滑塊機構。下右圖所示的內燃機是以滑塊為主動件的曲柄滑塊機構。

第36頁/共54頁應用實例下左圖所示的自動送料裝置，是以曲柄為主動件的曲柄滑塊92第37頁/共54頁第37頁/共54頁93偏心輪機構在曲柄滑塊機構（曲柄搖桿機構）中，若曲柄很短，可將轉動副B的尺寸擴大到超過曲柄長度，則曲柄AB就演化成幾何中心B不與轉動中心A重合的圓盤，該圓盤稱為偏心輪，含有偏心輪的機構稱為偏心輪機構。第38頁/共54頁偏心輪機構在曲柄滑塊機構（曲柄搖桿機構）中，若曲柄很短，可將94偏心輪極位第39頁/共54頁偏心輪極位第39頁/共54頁95應用實例偏心輪機構結構簡單，偏心輪軸頸的強度和剛度大，廣泛用于曲柄長度要求較短、沖擊在和較大的機械中，如圖所示為用于破碎機中的偏心輪機構。第40頁/共54頁應用實例偏心輪機構結構簡單，偏心輪軸頸的強度和剛度大，廣泛用96應用實例：顎式破碎機第41頁/共54頁應用實例：顎式破碎機第41頁/共54頁97導桿機構導桿是機構中與另一運動構件組成