课题： 4.1 铰链四杆机构的类型及应用
4.2 铰链四杆机构的曲柄存在条件
4.3 铰链四杆机构的演化
目的任务：熟悉四杆机构的类型，了解演化过程，能够利用曲柄存在条件判断铰链四杆机构的类型。
重点：四杆机构的类型及应用 难点：曲柄存在条件
教学方法：各种教学素材
4.1 铰链四杆机构的类型及应用
4.1.1 铰链四杆机构的类型
由转动副联接四个构件而形成的机构，称为铰链四杆机构，奴图所示。图中固定不动的构件AD是机架；与机架相连的构件AB、CD称为连架杆；不与机架直接相连的构件BC称为连杆。连架杆中，能作整周回转的称为曲柄，只能作往复摆动的称为摇杆。根据两连架杆中曲柄(或摇杆)的数目，铰链四杆机构可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
铰链四杆机构一、
曲柄摇杆机构两连架杆中一为曲柄、一为摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。曲柄摇杆机构的作用是将曲柄的回转运动转换成摇杆的往复摆动。如图所示的雷达、汽车前窗刮雨器与搅拌机均为曲柄摇杆机构的应用。
雷 达
汽车前窗刮雨器
搅拌机
缝纫机 飞剪 二、
双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的四杆机构称为双曲柄机构 。如图所示的惯性筛即为双曲柄机构 的应用。 惯性筛 双曲柄机构中，当两曲柄长度相等，连杆与机架的长度也相等时，称为平行双曲柄机构（平行四边形机构）。如图所示的机车车轮联动机构，就是平行双曲柄机构的具体应用。它能保证被联动的各轮与主动轮作相同的运动。 运动的不确定性
机车车轮联动机构 此外，还有反平行四边形机构。如公共汽车车门启闭机构。当主动曲柄AB转动时，通过连杆BC使从动曲柄CD朝相反方向转动，从而保证两扇车门同时开启和关闭。
公共汽车车门启闭机构 三、
双摇杆机构 两连架杆均为摇杆的四杆机构称为双摇杆机构 。如图所示的起重机、飞机起落架即为双摇杆机构的应用。 起重机
飞机起落架（实景）4.2 铰链四杆机构的曲柄存在条件
图示曲柄摇杆机构中，设各杆长度依次为l1、l2、l3、l4，且l1<l4。假定AB为曲柄，则曲柄AB回转一周过
程中，必有两次与连杆BC处于共线。据三角形两边之和大于第三边的定理，由△AC2D有
l3+l4>l1+l2
由△AC1D有
l2-l1+l4>l3
l2-l1+l3>l4
将上列三式整理，并考虑到四个杆件同时共线的情况，可得
l1+l2≤l3+l4
l1+l3≤l2+l4
l1+l4≤l2+l3
将上三式两两相加，化简得
l1≤l2
l1≤l3
l1≤l
铰链四杆机构存在一个曲柄的条件是：
(一)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。
(二)曲柄为最短杆。
铰链四杆机构存在曲柄的条件是：
(一)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。
(二)机架或连架杆为最短杆。
例题：
取不同构件为机架4.3 铰链四杆机构的演化
一、
曲柄滑块机构铰链四杆机构的演化：扩大转动副，使转动副变成移动副。
对心曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构
工程应用实例：
发动机运动动画 二、
偏心轮机构 铰链四杆机构的演化：扩大运动副。
在曲柄滑块机构（曲柄摇杆机构）中，若曲柄很短，可将转动副B的尺寸扩大到超过曲柄长度，则曲柄AB就演化成几何中心B不与转动中心A重合的圆盘，该圆盘称为偏心轮，含有偏心轮的机构称为偏心轮机构。
偏心轮机构 偏心轮机构结构简单，偏心轮轴颈的强度和刚度大，广泛用于曲柄长度要求较短、冲击在和较大的机械中，如图所示为用于破碎机中的偏心轮机构。
颚式破碎机 三、导杆机构 (一)转动导杆机构 曲柄滑块机构中，当将曲柄改为机架时，就演化成图示的转动导杆机构。
小型刨床(点击图像) 选择不同的构件作为机架得到的演化机构 (二)摆动导杆机构 摆动导杆机构
牛头刨床机构 四、摇块机构
自卸卡车的翻斗机构泵应用 四、移动导杆机构
移动导杆机构应用曲柄滑块机构演化 五、曲柄移动导杆机构 两个移动副代替铰链四杆机构中的两个转动副，便可得到三种不同型式的四杆机构，如图曲柄移动导杆机构（正弦机构）、双转块机构和双滑块机构。
曲柄移动导杆机构双转块机构 动画双滑块机构(椭圆规)
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