铰链四杆机构
港口起重机吊运货物是利用平面连杆机构中的双摇杆机构实现的
铲土机为了保证铲斗平行移动，防止泥土流出，采用了平面连杆机构
（一）铰链四杆机构的组成及基本形式
基本概念
1、铰链四杆机构：
概念： 铰链四杆机构是有四个杆件通过铰链连接而成的传动机构，简称四杆机构，其基本结构如图所示。
2、图示：在机构简图中，小圆圈表示铰链，线段表示构件；带一组短斜线的线段或者两固定铰链间的假想连线，表示机构中固定不动的构件。
3、铰链四杆机构中各构件名称
机架：机构的固定构件，如杆4。
连杆：不直接与机架连接的构件，如杆2。
连架杆：与机架用转动副相连接的构件。
连架杆可分为：
曲柄：能绕机架作整周转动的连架杆；
摇杆：只能绕机架作小于360°的某一角度摆动的连架杆。
在铰链四杆机构中，按连架杆能否作整周转动，
可将铰链四杆机构分为：
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
（二）曲柄摇杆机构
两个连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆，则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。
曲柄1为原动件，作匀速转动；摇杆3为从动件，作变速往复摆动。
（二）曲柄摇杆机构
1.曲柄摇杆机构的应用
（二）曲柄摇杆机构
1.曲柄摇杆机构的应用
2.机构的急回运动特性：
3.死点位置
4.机构停在死点位置，不能起动。运转时，靠惯性冲过死点。
（三）双曲柄机构
两个连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。
1.双曲柄机构的类型
l 不等长双曲柄机构
两曲柄长度不等的双曲柄机构。
l 平行双曲柄机构
连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度相等，曲柄转向相同的双曲柄机构。
l 反向双曲柄机构
连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度相等，曲柄转向相反的双曲柄机构。
2.双曲柄机构的应用
（四）双摇杆机构
两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。
铰链四杆机构中两连架杆均为摇杆。
双摇杆机构的应用
（五）曲柄存在的条件
1．最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和。
2．连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
（画图来证明）
由于曲柄是连架杆，整转副处于机架上，才能形成曲柄。所以，具有整转副的铰链四杆机构是否存在曲柄，还应根据选择何杆为机架来判断。
铰链四杆机构类型的判断条件：
1 在满足杆长和的条件下：
（1）取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，该机构为双曲柄机构。
（2）取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副，该机构为曲柄摇杆机构.
（3）取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副，该机构为双摇杆机构。
2 在不满足杆长和的条件下，一律为双摇杆机构。
课堂练习：
（六）四杆机构的基本特性
1、急回特性
摆角ψ——摇杆处于两极限位置（C1D和C2D）时的夹角，用ψ表示。
极位夹角——摇杆在C1D和C2D两极限位置时，曲柄与连杆共线，对应两位置所夹的锐角，用θ表示。
急回特性：当曲柄等速逆时针转动时，作往复运动的摇杆在空回行程(C2D-C1D)的平均角速度(ωm1)大于工作行程(C1D-C2D)的平均角速度(ωm2)，这一性质称为四杆机构的急回特性。
结论：
曲柄等速转动时，对于摇杆来说，C点的工作行程和空回行程相同，均为C1C2,而时间不同，t1>t2，故Ｃ点的空回行程的平均角速度大于工作行程的平均角速度，机构的这种特性称为急回特性。
机构具有急回特性，可使机械工作速度小，所需功率小，回程速度大，缩短非工作时间，提高生产效率。 ωm2 > ωm1
w行程速比系数K
w机构的急回特性用ωm2和ωm1的比值K来表示，它说明机构的急回程度，通常将K称为行程速比系数。
w上式表明，机构的急回程度取决于极位夹角θ的大小。只要θ≠0°，总有K＞1，机构具有急回特性；θ角越大，K值也越大，机构的急回特性也越明显。
当θ=0°时，K=1则机构无急回特性。
双曲柄、双摇杆机构有急回特性吗？ （无）
2、压力角α和传动角
w从动件上C点所受的力F与C点速度vc方向之间所夹的锐角α称为压力角。
w传动角是压力角的余角，用γ表示，即α+γ=90°
Ft是推动摇杆绕D点转动的有效分力，
Fn不但对摇杆无推动作用，反而在铰链处引起摩擦消耗动力，因此它是有害分力。
压力角越小，说明有效分力Ft越大，传动性能越好。
曲柄与机架平行的位置（2个），压力角最大！
机构运行动过程中，压力角（传动角）是变化的。
为保证传力性能，压力角不能过大，对于一般机构，应使αmax≤[α]。若用传动角来度量，则γmin≥[γ]
如何求机构最小传动角（最大压力角）？
最小传动角γmin不易直接求得，常通过连杆与从动件之间的
夹角δ来求。
经分析： δ为锐角时γ= δ，δ为钝角时γ= 180°-δ。
因此，只要求出δmin或δmax，即可求出γmin。
出现δmin或δmax的位置
依据：δ角在三角形B’C’D（构件2、3夹角）中，δ所对的边长B‘D达到最大时，δ角度最大。边长达到最小时，δ角度最小。
最小传动角γmin = min｛δmin，(180°－δmax)｝
结论：曲柄摇杆机构，当曲柄为主动件时，其最小传动角γmin发生在曲柄与机架两次共线位置之一。
若δmax为锐角，则最小传动角γmin = δmin 。
若δmax为钝角，则γmin = ｛δmin ，(180°－δmax)｝
3. 死点位置
◆ 设摇杆CD为主动件，曲柄AB为从动件，摇杆处于两极限位置C1D和C2D时，连杆与曲柄在一条直线上，出现了传动角γ=0°的情况。这时主动件CD通过连杆作用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心，将不能使构件AB转动而出现“顶死”现象。机构的这种位置称为死点位置。
从动件可能出现死点，主动件不会出现！
