易错十三 铰链四杆机构类型判定与特性分析错误《机械基础》河北省（对口升学）机械类 易错题精讲

河北省（对口升学）《机械基础》 易错题精讲 易错点十三 铰链四杆机构类型判定与特性分析错误 1. 核心易错点说明： 对应考纲考点：掌握铰链四杆机构杆长和条件，能按两步法判定机构类型；分清曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构的结构条件与运动特点；理解急回特性、行程速比系数K；掌握死点位置产生条件、利弊与克服措施；区分不等长双曲柄的从动件变速运动和急回特性。 易错原因：铰链四杆机构判定需要先判断杆长和条件，再看机架的两层逻辑，学生经常跳过杆长和条件直接凭机架判断机构类型，造成类型判定错误。急回特性、死点位置都和机构极限位置有关，但二者主动件完全不同：急回特性是摇杆（从动件）做往复摆动，曲柄主动；死点位置是摇杆主动，连杆与从动曲柄共线，学生极易把两者产生条件、现象、应用搞混。不等长双曲柄机构中，从动曲柄的变速转动，不是急回特性，很多同学把这两个运动特性混淆。 2. 避错总攻略： （1）铰链四杆机构速记口诀杆长和条件：最短杆 + 最长杆 ≤其余两杆长度之和，才存在曲柄；不满足该条件，机构只能是双摇杆机构。 ✅ 两步判定法： 第一步：验算杆长和条件。 ①若不满足杆长和条件：无论选哪个杆做机架，机构都是双摇杆机构，不存在曲柄。 ②若满足杆长和条件，再看机架： 取最短杆为机架 → 双曲柄机构 取最短杆的邻边做机架 → 曲柄摇杆机构 取最短杆的对边做机架 → 双摇杆机构 曲柄摇杆机构：一个曲柄可整周回转，一个摇杆往复摆动；曲柄主动，摇杆从动，具备急回特性；行程速比系数K>1，K越大急回效果越明显。 双曲柄机构：满足杆长条件，最短杆是机架；平行双曲柄机构，从动曲柄匀速转动；不等长双曲柄，从动曲柄变速回转，任何双曲柄机构均无急回特性。 双摇杆机构：无整周转的曲柄，两杆都只能摆动。 急回特性：曲柄为主动件，摇杆往复摆动，工作行程慢，空回行程快；由极位夹角产生；极位夹角>0，才有急回；行程速比系数 ，K1。当时，K=1，无急回特性，当时，K，有急回特性。 死点位置：摇杆为主动件，连杆和从动件共线的位置；传动角等于 0°，机构会卡死；弊端：机构卡死不动；利用：夹具夹紧；克服：加装飞轮惯性、机构错位排列。 ①铰链四杆机构核心对比表格 对比项目 产生条件（主动件） 核心特点 关键参数 / 现象 典型应用 曲柄摇杆机构 满足杆长条件，最短杆邻边机架；曲柄主动 曲柄整周转动，摇杆往复摆动 存在极位夹角，具备急回特性 牛头刨床、缝纫机踏板机构 不等长双曲柄机构 满足杆长条件，最短杆做机架；曲柄主动 两个曲柄都整周回转，从动曲柄转速周期性变化 无急回特性 惯性筛 双摇杆机构 不满足杆长条件；或满足杆长条件，最短杆对边机架 两连架杆都只能摆动，无曲柄 不存在整周回转构件 飞机起落架、夹具 急回特性 曲柄主动 工作行程慢，空回行程速度快 极位夹角，K 牛头刨床、剪板机 死点位置 摇杆主动，连杆与从动曲柄共线 传动角为 0，机构卡死 可利用也可消除卡死现象 缝纫机（卡死）、夹具（利用死点夹紧 ②选型避错要点 1. 判定机构类型，第一步必须验算杆长和条件，不能直接看机架；不满足杆长条件，一律是双摇杆。 2. 急回特性：主动件是曲柄；死点：主动件是摇杆，两者主动件不能记反。 3. 不等长双曲柄机构从动曲柄变速≠急回特性，急回是从动件往复摆动，双曲柄是连续回转。 4. 死点不全是坏处：可以利用曲柄摇杆机构的死点做夹紧装置；出现卡死故障时，可利用飞轮惯性渡过死点。关键提醒：极位夹角只有从动件做往复摆动时才存在，双曲柄机构两构件连续回转，没有极位夹角，因此不等长双曲柄机构没有急回特性。死点位置传动角为 0°，压力角 90°，驱动力对从动件力矩为零。双曲柄机构也有死点位置，可利用多组机构错位排列度过死点。 → 易错示例分析题 例 1 铰链四杆机构，各杆长分别为20mm、40mm、50mm、60mm，最短杆 20mm 做机架，则该机构为（ ） A. 曲柄摇杆机构  B. 双曲柄机构 C. 双摇杆机构  D. 曲柄滑块机构 【错解】A 【错因】跳过杆长条件验算，直接凭主观猜测机构类型，记住满足杆长条件，最短杆做机架得到双曲柄机构。 【正解】B 【解析】最短杆 + 最长杆：20mm+60mm=80mm；其余两杆和：40mm+50mm=90mm；80mm90mm，满足杆长和条件。最短杆做机架，机构为双曲柄机构。 例 2 曲柄摇杆机构出现死点位置，此时主动件是（ ） A. 曲柄  B. 摇杆 C. 连杆  D. 机架 【错解】A 【错因】混淆死点、急回特性的主动件，曲柄主动产生急回；摇杆主动才产生死点。 【正解】B 【解析】死点位置：摇杆作为主动件，连杆与从动曲柄共线，传动角等于 0°，机构卡死。曲柄主动只会出现急回特性，不会出现死点。 例 3 下面机构可能具有急回特性的是（ ） A. 不等长双曲柄机构  B. 曲柄摇杆机构，曲柄主动 C. 双摇杆机构  D. 等长双曲柄机构 【错解】A 【错因】错把不等长双曲柄从动曲柄的变速回转当成急回特性。急回特性要求从动件往复摆动。不等长双曲柄两构件连续回转，没有急回。 【正解】B 【解析】曲柄摇杆机构曲柄主动，摇杆往复摆动，时，存在极位夹角，具备急回特性。不等长双曲柄只有转速变化，没有急回。 例 4 判断：只要铰链四杆机构满足杆长条件，就一定存在急回特性。（   ） 【错解】√ 【错因】杆长条件只是存在曲柄的前提；在满足杆长和条件时，取最短杆为机架，是双曲柄机构，取最短杆的对面杆为机构是双摇杆机构。双曲柄机构虽然满足杆长条件，但无极位夹角，没有急回特性。双摇杆机构也没有急回特性。 【正解】× 【解析】急回特性需要从动件往复摆动，产生极位夹角。双曲柄机构两连架杆连续回转，没有极位夹角，没有急回特性。 例 5 判断：克服死点位置，可以加大飞轮，依靠惯性渡过死点。（   ） 【错解】× 【错因】分不清死点的克服方法。 【正解】√ 【解析】如缝纫机踏板机构，曲柄上加装飞轮，依靠飞轮惯性帮助机构渡过死点，避免卡死。 → 考点巩固训练题 1. 铰链四杆机构杆长分别 15mm、35mm、40mm、50mm，取最短杆的对边作为机架，机构类型（ ） A. 双曲柄机构  B. 曲柄摇杆机构 C. 双摇杆机构  D. 曲柄滑块机构 【答案】C 【解析】最短杆 + 最长杆 =15mm+50mm=65mm，其余两杆长度之为35mm+40mm=75mm，满足杆长和条件；取最短杆的对边做机架，机构为双摇杆机构。 2. 铰链四杆机构，杆长 20mm，30mm，45mm，70mm，下列说法正确的是（ ） A. 一定存在曲柄 B. 无论哪个杆做机架，都是双摇杆机构 C. 选最短杆邻边为机架得到曲柄摇杆机构 D. 选最短杆做机架得到双曲柄机构 【答案】B 【解析】最短杆 + 最长杆 =20+70=90，其余两杆之和30+45=75，90>75，不满足杆长和条件，无论选哪个杆做机架，全部是双摇杆机构。 3. 曲柄摇杆机构，要产生急回特性，主动件应该是（ ） A. 摇杆  B. 曲柄 C. 连杆  D. 机架 【答案】B 【解析】曲柄主动，摇杆往复摆动，产生极位夹角，实现急回。摇杆主动会出现死点。 3. 填空题：铰链四杆机构判定，第一步验算杆长条件，条件公式________；当不满足该条件时，机构只能是________。 【答案】最短杆的长度 + 最长杆的长度 ≤其余两杆长度之和；双摇杆机构 【解析】杆长条件是机构存在曲柄的必要条件；不满足杆长条件，无曲柄，机构只能是双摇杆机构。 4. 填空题：曲柄摇杆机构中死点位置是________主动，连杆与从动曲柄共线，传动角等于____°；利用曲柄摇杆机构死点的实例是机床夹具，克服死点常用方法有加装飞轮利用惯性。 【答案】摇杆；0 【解析】死点位置传动角为 0，压力角 90°，驱动力无法驱动从动件转动。 6. 下列机构中，从动件做连续回转，但是没有急回特性（ ） A. 曲柄摇杆机构 B. 不等长双曲柄机构 C. 双摇杆机构 D. 牛头刨床主机构 【答案】B 【解析】不等长双曲柄机构，从动曲柄转速周期性改变，但两构件做整周回转，不存在极位夹角，无急回特性。 → 易错题通关（真题） （河北省对口升学真题） 1. 判断正误：铰链四杆机构只要最短杆做机架，机构就是双曲柄机构。（  ） 【答案】× 【解析】前提是必须先满足杆长和条件。若不满足杆长和条件，选最短杆做机架，仍然是双摇杆机构。 2. 判断正误：不等长双曲柄机构从动曲柄变速回转，该机构具有急回特性。（  ） 【答案】× 【解析】急回特性需要从动件往复摆动，产生极位夹角。双曲柄机构构件连续回转，无急回特性。 3. 判断正误：缝纫机踏板机构，踏板（摇杆）为主动件，会经过死点位置，加装飞轮可以渡过死点。（  ） 【答案】√ 【解析】摇杆主动，连杆和从动曲柄共线时处于死点；依靠飞轮惯性渡过死点，防止机构卡死。 4. 判断正误：极位夹角=0，行程速比系数K=1，机构无急回特性。（  ） 【答案】√ 【解析】行程速比系数K=，极位夹角为= 0，K=1，空回行程和工作行程速度相等，无急回。 5. 简答题： ①简述铰链四杆机构两步判定机构类型的方法。 ②简述死点位置产生条件、危害以及克服措施。 【参考答案】 ①第一步：验算杆长条件，最短杆 + 最长杆 ≤其余两杆之和。若不满足杆长和条件，无论选哪个杆为机架，机构都是双摇杆机构；若满足杆长和条件，进入第二步；第二步，看机架：取最短杆为机架得到双曲柄机构；取最短杆的邻边做机架得到曲柄摇杆机构；取最短杆对边做机架得到双摇杆机构。 ②死点位置的产生条件：连杆与从动件有共线位置。此时传动角等于 0°。 危害：机构卡死不动。 克服措施：加装飞轮依靠惯性渡过死点；多组机构错位排列，错开死点位置。 死点也可以加以利用，例如夹具，依靠死点实现夹紧；飞机起落架，利用双摇杆机构的死点位置保持飞机在跑道上行驶时，车轮不会收起。 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 $