铰链四杆机构的基本性质

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,AB,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,B,1,和,B,2,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：,AC,1,D,、,AC,2,D,。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,AC,1,D,中,b-a+cd,；,b-a+dc,在,AC,2,D,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,ab,+,得,ac,+,得,ad,5-2,铰链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,40,70,110,90,45,120,100,70,70,60,50,100,90,70,100,50,实例判定,