1、铰链四杆机构的基本性质 黄冈电子信息学校主讲 王建军 5 2铰链四杆机构的基本性质 授课时数 2节授课方法 讲授和演示教学目的 通过学习让学生理解铰链四杆机构的曲柄存在的条件 能够对对机构进行三种类型的基本判别 教学重点和难点 曲柄存在的条件 讲授过程 旧知识回顾新知识导入及讲解实例判断 5 2铰链四杆机构的基本性质 1 什么是铰链 铰链连接是转动副的一种形式 即指组成运动副的两构件只能绕某一轴线作相对转动的运动 2 什么四杆机构 四杆机构属于连杆机构中的一种 构件的形状多种多样 不一定为杆状 但从运动原理来看 均可用等同于杆状构件来替代 综上所述 铰链四杆机构是指构件之间用四个转动副相连的平
2、面四杆机构 它是四杆机构的基本形式 也是其他多杆机构的基础 什么是铰链四杆机构旧知识回顾 5 2铰链四杆机构的基本性质 铰链四杆机构的类型旧知识回顾 5 2铰链四杆机构的基本性质 新知识导入及讲解 1 2 5 2铰链四杆机构的基本性质 一 曲柄存在的条件铰链四杆机构的三种基本类型的区别在于机构中是否有曲柄存在 曲柄是机构中能作整圈旋转的连架杆 能用电动机等连续转动的装置带动 因此在机构中曲柄具有重要的地位 机构中有无曲柄和有几个曲柄 取决于各构件的长度之间的关系 这就是所谓曲柄存在的条件 设在上图所示的曲柄摇杆机构中 设曲柄AB 连杆BC 摇杆CD 机架AD的杆长分别为a b c d 当曲柄A
3、B回转一周 B点的轨迹是以A为圆心 半径等于a的圆 B点通过B1和B2时 曲柄AB与连杆BC形成两次共线 AB能否顺利通过这两个位置 是AB能成为曲柄的关键 现在就这两个位置时各构件的几何关系来分析曲柄存在的条件 5 2铰链四杆机构的基本性质 5 2铰链四杆机构的基本性质 在两个特殊位置时形成两个三角形 AC1D AC2D 根据三角形的性质两边之和大于第三边 在得到如下结果 当AB BC CD在极限情况下重合成一直线时为等于 在 AC1D中b a c d b a d c在 AC2D中c d a b 5 2铰链四杆机构的基本性质 综合两种情况有 解不等式 得a b 得a c 得a d 5 2铰链
4、四杆机构的基本性质 由以上的推导可得铰链四杆机构中曲柄存在的条件是 1 连架杆与机架中必有一个是最短杆 2 最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和 上述两个条件必须同时满足 否则教练四杆机构中无曲柄存在 5 2铰链四杆机构的基本性质 根据曲柄存在的条件 可以推论出铰链四杆机构三种基本类型的判别方法 1 若铰链四杆机构中最短杆和最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和 则 取最短杆的邻边做机架时 构成曲柄摇杆机构 取最短杆做机架时 构成双曲柄机构 取最短杆的对边做机架时 构成双摇杆机构 2 若教练四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时 则无曲柄存在 只能构成双摇杆机构 5 2铰链四杆机构的基本性质 实例判定
