案例導入

案例分析：如圖所示為縫紉機踏板機構，為其機構運動簡圖和結構示意圖。縫紉機傳動路線為:操作者踩踏踏板使搖桿1（原動件）往復擺動→連桿2驅→曲柄3（從動件）→帶動帶輪使機頭主軸連續轉動。縫紉機踏板機構CopyRightZDJ案例導入

問題：（1）各構件的長度如何才能保證實現相關的運動？（2）該機構在工作時，出現卡死現象如何處理？

縫紉機踏板機構CopyRightZDJ第4章平面連桿機構平面連桿機構的類型

1平面四桿機構的演化2平面連桿機構的基本特性3平面四桿機構的設計

4CopyRightZDJ教學目標1掌握平面四桿機構的基本類型、應用及演化

2熟練掌握鉸鏈四桿的類型及判斷

3

熟練掌握平面四桿的工作特性，平面四桿機構的設計CopyRightZDJ教學重點和難點

1鉸鏈四桿機構類型的判斷2平面四桿機構的基本特性

3平面四桿機構的設計CopyRightZDJ4.1平面四桿機構的類型鉸鏈四桿機構的類型

1鉸鏈四桿機構類型的判斷

2課堂練習

4案例分析

3CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型復習：平面機構的概念

測量儀表機構飛機發動機內部結構圖CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型基本概念：連桿機構：機構中各構件只采用低副連接的構件稱為連桿機構。平面連桿機構：所有構件均在同一平面或相互平行的平面內運動的連桿機構稱為平面連桿機構。

縫紉機腳踏機構鋸管機構CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型

四桿機構：由四個構件組成的平面連桿機構稱為四桿機構

腳踏式脫粒機縫紉機縫紉機構CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型

4.1.1鉸鏈四桿機構類型

基本概念：（1）鉸鏈四桿機構：四個構件全部用轉動副相連的四桿機構，稱為鉸鏈四桿機構。

（2）機架：機構中固定不動的構件。（3）連架桿：與機架連接的構架。

CopyRightZDJ連架桿機架連架桿連桿4.1平面連桿機構的類型曲柄：若能繞機架作整周轉動的連架桿則稱為曲柄。

搖桿：只能繞著機架在一定范圍內擺動的連架桿。（4）連桿：不直接與機架相連的構件。CopyRightZDJ鉸鏈四桿機構按是否存在曲柄可分為三類：

1、曲柄搖桿機構（1）概念：鉸鏈四桿機構的兩個連架桿中，若一個是曲柄，另一個是搖桿，則稱為曲柄搖桿機構。

4.1平面連桿機構的類型CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型（2）應用案例：雷達天線、腳踏式脫粒機、攪拌機、水稻插秧機的秧爪運動機構。

腳踏式脫粒機縫紉機的腳踏粒機雷達天線CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型

攪拌機機構水稻插秧機的秧爪運動機構（3）功能：將連續轉動轉換為擺動，或者將擺動轉換為連續轉動。CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型

2、雙曲柄機構（1）概念：具有兩個曲柄的鉸鏈四桿機構，稱為雙曲柄機構。

CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型（2）應用案例：慣性篩機構

（3）功能：將等速轉動轉換為不等速同向轉動。慣性篩機構CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型

（4）雙曲柄機構的其他類型

1）平行四邊形機構：兩相對構件互相平行，呈平行四邊形的雙曲柄機構。案例：單盤秤機構、火車車輪聯動裝置等

平行四邊形機構單盤秤機構CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型

2）反平行四邊形機構：兩相對構件長度相等，一對構件互相平行的雙曲柄機構。

應用案例：公共汽車的車門開關機構

反平行四邊形機構公共汽車的車門開關機構

CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型

3）功能：將等速轉動轉換為等速同向、不等速同向、等多種轉動。）

反平行四邊形機構平行四邊形機構CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型3、雙搖桿機構（1）概念：鉸鏈四桿機構的兩個連架桿若都是搖桿，則稱為雙搖桿機構。

爐門開啟機構雙搖桿機構CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型

（2）應用案例：港口鶴式起重機

、汽車轉向機構、電風扇搖頭機構、飛機起落架等機構。電風扇搖頭機構CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型

（3）功能：將一種擺動轉換為另一種擺動。汽車前輪轉向機構鶴式起重機CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型

想一想練一練請根據下列機構的運動情況，判斷其屬于哪類鉸鏈四桿機構？

水排以鼓風煉鐵飛機起落架CopyRightZDJ1、曲柄搖桿機構曲柄為主動件時，轉動—>擺動搖桿為原動件時，擺動—>轉動

兩連架桿中一個為曲柄，另一個為搖桿的四桿機構，稱為曲柄搖桿機構三、平面四桿機構的分類

按照兩連架桿的運動形式的不同（即有無曲柄），可將鉸鏈四桿機構分為：

兩連架桿均為曲柄的四桿機構稱為雙曲柄機構

主動曲柄等速轉動—>從動曲柄也同速同向轉動

主動曲柄等速轉動—>從動曲柄變速轉動兩連架桿均為搖桿的四桿機構稱為雙搖桿機構4.1平面連桿機構的類型4.1.2鉸鏈四桿機構類型的判斷

1、鉸鏈四桿機構存在曲柄的條件

機構中相鄰構件能否相對轉整周，由各構件長度間的關系決定。（1）長度和條件：機構中最短構件與最長構件長度之和小于或等于其余兩構件長度之和，即

CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型

（2）最短構件條件：連架桿與機架中必有一桿為最短構件。

CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型2、鉸鏈四桿機構基本類型的判別方法

（1）滿足長度和條件，即1)若以最短構件相鄰邊為機架時，機構為曲柄搖桿機構；2）若以最短構件為機架，則機構為雙曲柄機構；

3）若以最短構件對邊為機架，則機構為雙搖桿機構。

CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型

（2）不滿足長度和條件，則無論取哪個構件為機架均為雙搖桿機構。CopyRightZDJ

設：一曲柄搖桿機構ABCD，各桿長為a、b、c、d，AB為曲柄

則在曲柄整周回轉的過程中必會通過與機架AD平行的兩位置，即桿1和桿4拉直共線和重疊共線，如下圖所示由三角形的邊長關系可得a+d<b+cd-a+b>c→a+c<b+dd-a+c>b→a+b<c+d

當運動過程中出現左圖所示的共線情況時，上式中不等式變成了等式，可以改寫為：

a+d≤b+ca+c≤b+da+b≤d+c從中我們可以推導出

a≤ba≤ca≤d

通過上面的分析，可以說明兩個問題：

（1）在曲柄搖桿機構中，曲柄為最短桿；

（2）最短桿與最長桿長度之和小于或等于其他兩桿長度之和

結論

最短桿和最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和是鉸鏈四桿機構有曲柄的必要條件(不滿足這一條件的，必為雙搖桿機構)

但滿足這一條件的鉸鏈四桿機構究竟有一個曲柄、兩個曲柄還是沒有曲柄，還需根據取何桿為機架來判斷

以最短桿為機架時得到雙曲柄機構

以最短桿的相鄰桿為機架時得到曲柄搖桿機構

以最短桿的對面桿為機架時得到雙搖桿機構4.1平面連桿機構的類型案例分析：

如圖所示的鉸鏈四桿機構ABCD中，已知各桿的長度分別為：a=30，b=50，c=40，d=45。試確定該機構分別以AD、AB、CD和BC為機架時，屬于何種機構？CopyRightZDJ4.1平面連桿機構的類型