6.2 平面四杆机构《机械基础》山东省（春季高考）机电技术类 知识点讲解

山东省（春季高考）机电技术类 复习讲义 模块六机构与运动—6.2平面四杆机构 【考纲要求】 1.了解平面运动副和分类。 2.掌握铁链四柱机构的基本类型：特点和应用。 3.掌握教练四杆机构的判定。 4.了解含有一个移动副的四杆机构的类型和应用。 5.理解曲柄摇杆机构的急回特性和死点位置。 【知识网络】 一、平面运动副的分类 类型 接触形式 类型 平面运动副 低 副 面接触 转动副 移动副 螺旋副 平面运动副 高 副 点或线 凸轮接触 齿轮接触 滚动轮接触 二、铰链四杆机构 1.定义：四个刚性构件用转动副相互连接起来组成的平面四杆机构。 2.铰链四杆机构的基本类型、特点、应用 基本形式 运动特点 应用实例 曲柄摇杆机构 以曲柄为主动件 ①曲柄匀速转动→摇杆变速摆动 ②有急回特性 抽油机驱动机构、雷达俯仰装置、汽车刷、剪刀(板)机、筛砂机、搅拌机、碎石机飞剪、牛头刨床横向进给运动机构 以摇杆为主动件 ①摇杆匀速摆动→曲柄连续转动 ②有死点位置 缝纫机踏板机构 双曲柄机构 普通双曲柄机构 ①两曲柄不等长，转速不相等，转向相同 ②主动曲柄匀速转动→从动曲柄变速转动 ③有急回特性 插床六杆机构、惯性筛等 平行四边形机构 ①两曲柄等长，转速相等，转向相同 ②主动曲柄匀速转动→从动曲柄匀速转动 ③有死点位置 摄影平台升降机构、机车车轮联动机构、天平、汽车车窗升降机构、铲土机铲斗升降机构、多头铣多头钻机械加工装置 逆平行四边形机构 ①两曲柄等长，转速不相等，转向相反 ②主动曲柄匀速转动→从动曲柄变速转动 ③有急回特性，有死点位置 车门启闭机构等 双摇杆机构 ①主动摇杆匀速往复摆动→从动摇杆变速往复摆动②有死点位置 起重机变幅机构(货物水平移动)、电风扇摇头机构、飞机起落架机构、车辆前轮转向机构(梯形机构)、钻床工件夹紧机构、自卸货车翻斗机构 3.铰链四杆机构类型的判定方法 几何条件 机架 机构类型 最短杆与最长杆的长度之和≤其余两杆长度之和 以最短杆作连架杆 曲柄摇杆机构 以最短杆作机架 双曲柄机构 以最短杆作连杆 双摇杆机构 最短杆与最长杆的长度之和>其余两杆长度之和 无论哪一杆作机架 双摇杆机构 三、含一个移动副的四杆机构 演化形式 演化来源 演化方法 运动特点 应用实例 曲柄滑块机构 偏置式 曲柄摇杆机构 将摇杆无限加长 曲柄的整周转动变为滑块的往复移动，其中主动件做匀速运动。曲柄作主动件时有急回特性；滑块作主动件时有“死点” 自动送料装置 对心式 滑块作主动件时有“死点” 冲床、内燃机 曲柄导杆机构 摆动式 曲柄滑块机构 将曲柄滑块机构中的曲柄选作机架 主动件的匀速转动→从动导杆的变速摆动，滑块随导杆作移动，有急回特性 牛头刨床、插床 转动式 主动件匀速转动→从动导杆的变速转动，滑块随导杆作移动 插床、回转泵 曲柄摇杆机构 曲柄滑块机构 将曲柄滑块机构中的连杆选作机架 主动件的匀速转动或摆动→从动滑块的变速摆动，另一从动杆沿滑块移动并随之作摆动 汽车吊车等摆动缸式气、液动机构 摇杆滑块机构 曲柄滑块机构 将曲柄滑块机构中的滑块选作机架 主动件的匀速转动或摆动→从动件沿滑块的变速移动 手摇唧筒双作用式水泵 【选择题】 1.平行双曲柄机构在“死点”位置时从动件的转向是( ) A.按原方向转动 B.按反方向转动 C.与主动件转向一致 D.转动方向不能确定 2.能把等速转动运动变成变速转动运动的是( ) A.双摇杆机构 B.双曲柄机构 C.曲柄摇杆机构 D.以上都不是 3.下列运动副不属于低副的是( ) A.轴与滑动轴承 B.液压缸与活塞 C.火车轮子与导轨 D.丝杠与螺母 4.曲柄摇杆机构中产生“死点”的根本原因是( ) A.摇杆为主动件 B.在曲柄上装了一个飞轮 C.从动件的运动不能确定或卡死 D.“死点”位置处的压力角为 90° 5.多头铣、多头钻等机械加工装置应用的机构是( ) A.双摇杆机构 B.普通双曲柄机构 C.平行四边形机构 D.逆平行四边形机构 6.杆长不等的铰链四杆机构，以下叙述正确的是( ) A.凡是以最短杆为连杆的，均是双摇杆机构 B.凡是以最短杆的对杆为机架的，均是双曲柄机构 C.凡是以最短杆相邻的杆为机架的，均是曲柄摇杆机构 D.凡是以最长杆为机架的，均是双摇杆机构 7.以下机构不属于曲柄滑块机构的是( ) A.内燃机 B.搓齿机 C.自动送料机 D.双作用式水泵 8.对心式曲柄滑块机构中曲柄长度为100mm，则曲柄转动一周，滑块行程为( ) A.100mm B.200mm C.300 mm D.400 mm 9.在曲柄滑块机构中，如果取滑块为机架，则可应用于( ) A.回转泵 B.摆动缸式气液动装置 C.双作用式水泵 D.牛头刨床 10.以下有关机构急回运动特性的论述，正确的是( ) A.急回运动特性只有曲柄摇杆才具有 B.急回运动特性可用来缩短空回行程时间，提高生产率 C.行程速度变化系数越小，急回运动特性越显著 D.极位夹角等于0°时，机构具有急回特性 11.如图所示曲柄摇杆机构中，C₁D与C₂D是摇杆 CD的极限位置，C₁、C₂连线通过曲柄转动中心A，该机构的行程速度变系数K是 ( ) A. K=1 B. K<1 C. K>1 D. K=0 12.如图所示自卸卡车翻斗机构应用了( ) A.摇杆滑块机构 B.曲柄摇块机构 C.曲柄滑块机构 D.转动导杆机构 13.某铰链四杆机构,AB=300 mm,BC=400 mm,CD=850mm,AD=800mm,AD为机架，若使机构存在死点位置，则主动件应为 ( ) A. AB杆 B. BC杆 C. CD杆 D. AD杆 14.如图所示的四杆机构，其中与脚踏缝纫机踏板四杆机构应用类型相同的是 ( ) 15.铰链四杆机构 ABCD，各杆件的长度分别为 AB = 80 mm,BC = 130 mm,CD =100mm, AD=120 mm,若取 AD 杆作为机架，能用于的机构是 ( ) A.插床六杆机构 B.起重机变幅机构 C.车门启闭机构 D.缝纫机踏板机构 16.利用了曲柄摇杆机构的死点位置，获得可靠工作状态的机构是 ( ) A.抽油机驱动机构 B.惯性筛分机 C.飞机起落架 D.自动送料装置 17.杆长不等的铰链四杆结构，下列叙述正确的是 ( ) A.凡是以最短杆为连杆的，均为双摇杆机构 B.凡是以最短杆为机架的，均为双曲杆机构 C.是以最短杆相邻杆为机架的，均为曲柄摇杆机杓 D.以最长杆为机架的，均为双摇杆机构 18.铰链四杆机构ABCD,已知AB=80 mm,BC=130mm,CD=100mm,AD=120mm,若该机构具有急回特性，则摇杆是 ( ) A. AB杆 B. BC杆 C. CD杆 D. AD杆 19.曲柄摇杆机构行程变化系数 K 与极位夹角θ有关,若θ=36°,则 K 等于 ( ) A.1.6 B.1.5 C.1.4 D.1.3 20.铰链四杆机构各杆长度分别为 AB=35 mm、BC=60 mm、CD=90 mm、DA=100mm,若以 BC杆为机架,CD为主动件，则该四杆机构与下列机构应用类型相同的是 ( ) A.车门启闭机构 B.缝纫机踏板机构 C.摄影平台升降机构 D.车辆前轮转向机构 【简答题】 1.如图(a)为汽车吊车摆动式液压机构简图，是由图(b)曲柄滑块机构演化而来，看懂简图回答下列问题： (1)吊车摆动式液压机构利用了哪一种四杆机构?是将图(b)曲柄滑块机构中的哪一个杆件作为机架演化而来的? (2)曲柄滑块机构的滑块演化为吊车四杆机构中的哪一个构件?起重臂抬升时，液压缸缸筒绕C点顺时针还是逆时针摆动? 2.如图所示为汽车离合器操纵系统，看懂简图回答以下问题： (1)该机构应用了铰链四杆机构的哪种基本形式? (2)说出各个杆件的名称。 (3)当驾驶员踩下踏板时，该机构如何对离合器产生作用? 3.如图所示为汽车发动机配气机构传动简图，回答下列问题： (1)件1与件2组成何种类型的运动副? (2)活塞、连杆、曲轴构成何种类型的平面连杆机构? (3)若件1由图示位置逆时针转过 气门是打开还是关闭? (4)飞轮的主要作用是什么? (5)曲轴和连杆之间的连接应采用何种类型的轴承? 4.如图所示为家用缝纫机及踏板机构示意图，请问： (1)踏板机构应用了哪种铰链四杆机构? (2)缝纫机在使用中会出现“卡死”现象，该现象发生时图中哪两个杆件共线?缝纫机运动过程中是如何克服的? 【历年真题】 1.(2018·职教高考)铰链四杆机构各杆长度分别为30 mm、60 mm、80 mm100mm,若以 30mm的杆为机架,则该机构是( ) A.双摇杆机构 B.双曲柄机构 C.曲柄摇杆机构 D.导杆机构 2.(2016·职教高考)如图所示的四杆机构，可应用于 ( ) A.抽油机驱动机构 B.电风扇摇头机构 C.碎石机碎石机构 D.车门启闭机构 3.(2016·职教高考)下列能运用急回特性提高工作效率的机构是( ) A.牛头刨床横向进给机构 B.汽车前轮转向机构 C.机车主动轮联动装置 D.内燃机中的曲柄滑块机构 4.(2019年高考题)如图所示，手摇唧筒采用的机构类型是( ) A.曲柄导杆机构 B.曲柄滑块机构 C.曲柄摇块机构 D.摇杆滑块机构 5.(2020年高考题)曲柄长度为100mm的对心式曲柄滑块机构中，滑块的行程是 ( ) A.100mm B.200mm C.300 mm D.400 mm 6.(2020·职教高考)曲柄长度为100mm的对心曲柄滑块机构中，滑块的行程是( ) A.100mm B.200mm C.300mm D.400 mm 7.(2019年高考题)如图所示为机车主动轮联动装置运动机构简图。请回答下列问题： (1)该机构属于哪一种铰链四杆机构? (2)杆AB 和杆CD的转速有何关系?杆BD 做何运动? (3)杆EF 的作用是什么? 8.(2017·职教高考)铰链四杆机构，如图所示。请完成下列问题： (1)剪板机 ABCD 应用了哪种类型的铰链四杆机构? (2)剪板机 EFGH机构的运动特点是什么? （3）四杆机构LIJK与哪种剪板机的类型相同?写出判断过程。 9.(2018·职教高考)如图所示为某压机床的运动简图。请回答下列问题： (1)写出ABC组成的机构名称。 (2)G、H的接触类型是什么? (3)杆EH 的运动有什么特性?该特性具有什么实际意义? 【答案】 【选择题】 1. D 2. D 3. C 4. D 5. C 6. A 7. D 8. B 9. C 10. B 11. A 12. B 13. C 14. B 15. D16. C 17. A 18. C 19. B 20. B 【简答题】 1.(1)曲柄摇块机构(或摆动滑块机构)；AC杆作机架演化而来。 (2)演化为吊车四杆机构中的缸筒；缸筒绕C点顺时针摆动。 【解析】 本题主要考查了四杆机构类型的判定、运动特性及应用。 2.(1)双摇杆机构。 (2)主动摇杆 AB、连杆 BC、从动摇杆 CD、机架AD。 (3)当驾驶员踩下踏板时，主动摇杆AB 往右摆动，由连杆BC 带动从动摇杆 CD 也向右摆动，从而对离合器产生作用。 【解析】 本题主要考查了四杆机构类型的判定及工作原理。 3.(1)高副。 (2)曲柄滑块机构。 (3)打开。 (4)克服死点。 (5)向心推力轴承。 【解析】 本题主要考查了运动副的种类、四杆机构类型的判定和轴承类型的选用。 4.(1)曲柄摇杆机构。 (2)AB和BC(或：曲柄和连杆)；利用带轮惯性。 【历年真题】 1.【解析】本题考查铰链四杆机构的类型。30 mm-100 mm≤60 mm+80 mm,且已最短杆做机架.故该机构为双曲柄机构。 答案：B 2.【解析】本题主要考查平面四杆机构类型的判定及应用实例、首先判断杆长和条件：600 mm+200mm<400 mm+500 mm,满足该条件,最短杆为连杆，所以为双摇杆机构。该题中选项B是典型应用。 答案：B 3.【解析】本题主要考查急回运动特性。四杆机构的急回特性可以节省非工作时间，提高生产效率，如牛头刨床横向进给机构采用曲柄摇杆机构，曲柄做主动件，具有急回特性。 答案：A 4.【答案】 D 【解析】 本题考查含有一个移动副的四杆机构的类型和应用。将曲柄滑块机构中的滑块改为机架会演化成摇杆滑块机构，而正确判断出唧筒的外筒为该机构的滑块是关键。 5.【答案】 B 【解析】 本题考查曲柄滑块机构的知识点。对心式曲柄滑块机构，曲柄为主动件，滑块为从动件，由曲柄主动运动带动滑块的往复直线运动。 6.【解析】本题考查曲柄滑块机构的运动行程的计算。对心曲柄滑块机构，滑块的移动距离 H与曲柄长度r之间的关系是H=2r。 答案：B 7.【答案】(1)双曲柄机构(或平行四边形机构)。 (2)相等;平动。 (3)防止变成逆平行四边形机构(或保证杆AB 和杆CD 转向相同)。(说明：意思相近即可得分) 【解析】 本题考查铰链四杆机构的基本类型、运动特点及应用、克服死点位置的方法。 8.【解析】本题主要考查平面四杆机构类型的判定。应用。需要学生重点掌握铰链四杆机构的判断答案：(1)曲柄摇杆机构。 (2)主动摇杆 FG的往复摆动转化为从动摇杆(的往复摆动。 (3)30 mm+100mm=130 mm<90 mm+60%=150 mm,最短杆 11.作连架杆,所以机构11元为曲柄摇杆机构，与剪板机ABCD类型相同。 9.【解析】本题考查铰链四杆机构的类型及特性ABC组成一个曲柄滑块机构，C处形成移动副，H处为齿轮齿条传动，属于高副。ADFE 构成曲折摇杆机构，EF杆为摇杆，具有急回特性，可以缩长空回行程的时间，提高工作效率。 答案：(1)曲柄滑块机构。(2)移动副、高副。 (3)急回特性。可以缩短空回行程的时间，提高工作效率 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $