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第十六章 平面连杆机构
第三节 汽车常用平面连杆机构
学习目标
1.掌握了解平面连杆机构的概念
2.知道平面连杆机构的分类并且可以进行区分
3.了解平面连杆机构在汽车中的应用
平面机构是指机构内各构件的相对运动都在同一平面或互相平行的平面内。平面连标杆机构是由若干构件用低副（转动副和移动副）联接组成的机构，各构件间的相对运动都在同一平面或平行平面内。
平面连杆机构的类型很多，应用很广，最简单的是由四个构件组成的铰链四杆机构。本节介绍几种汽车最常用的平面连杆机构。
如图16-7所示，四个构件之间都是用转动副联接而成的，该机构称为铰链四杆机构。其中固定不动的杆4称为机架，与机架相联的杆1和杆3称为连架杆，联接两连架杆的杆2称为连杆。当连架杆能绕与机架相联的固定铰链整周回转时，则称该连架杆为曲柄，不能整周回转的连架杆称为摇杆。
⒈曲柄摇杆机构
若铰链四杆机构两连架杆之一为曲柄，另一连架杆为摇杆则称该四杆机构为曲柄摇杆机构。
曲柄摇杆机构能将曲柄作整周转动转换为摇杆的往复摆动，或者将摇杆的往复摆动转换为曲柄的整周转动。
图16-8是汽车中电动风窗刮水器构造示意图，电动机11驱动蜗杆蜗轮传动副旋转，通过蜗轮9上的偏心销钉带动拉杆8往复运动，然后经拉杆3和7使刮片架1和5摆动。刮水刷安装在刮片架上。其中，构件9、8、4及车身12（机架）构成曲柄摇杆机构。
图16-8 电动风窗刮水器示意图
曲柄摇杆机构应用
⒉双曲柄机构
若铰链四杆机构的两连架杆均为曲柄则称为双曲柄机构。
⒉双曲柄机构
在双曲柄机构中，若两曲柄的长度相等，连杆与机架的长度也相等，则该机图构称为平行双曲柄机构，如图所示。该机构工作时，两曲柄回转方向相同，角速度相等。
⒉双曲柄机构
当主动曲柄回转方向不变，而各构件位于同一直线AD上时，从动曲柄的回转方向不确定，有可能变为反向双曲柄机构，如图，这时两曲柄回转方向相反，角速度不等。为防止平行双曲柄机构转化为反向双曲柄机构，可以利用从动曲柄本身或附加质量的惯性来导向，也可采用机构错位配置的办法使两组平行双曲柄机构不同时处于可能反向的位置，以保证机构正常运转。
图16-9
双曲柄机构的应用较多，如图16-10所示为机车车轮联动机构，是平行双曲柄机构。该机构为防止转化为反向双曲柄机构，采用机构错位配置办法解决。
车轮联机机构应用
图16-11所示的天平，是利用平行双曲柄机构两相对边杆组相互平行的特性，来保证天平1和2始终保持水平位置。对于反向双曲柄机构应用较少，如图16-12所示为汽车车门开闭机构，为反向双曲柄机构。当主动曲柄AB转动时，通过 BC使从动曲柄CD向反方向转动，保证两车门能同时开闭至预定位置。
⒊双摇杆机构
若铰链四杆机构的两连架杆都是摇杆，则称为双摇杆机构。
⒊双摇杆机构
图16-13所示是利用双摇杆的自卸汽车。AD杆为车架，当油缸活塞向右伸长时，带动双摇杆AB、CD向右摆动，使车卸货。
双摇杆机构应用
⒊双摇杆机构
如图16-14所示为汽车前轮转向机构，应用了两个摇杆长度相等的双摇杆机构——等腰梯形机构。
4．曲柄滑块机构
图16-15所示为一曲柄滑块机构，它由滑块、连杆、曲柄和机架四个构件组成。它是最常见的含有一个移动副的四杆机构。当滑块为主动件时，此机构可将滑块的往复移动转变为曲柄的转动，常应用于内燃
机、蒸汽机等机器中，如内燃机的活塞连杆机构；当曲柄为主动件时，则可将曲柄的转动转变为滑块的往复移动。常应用于活塞式泵、冲床等各种机器设备中。
曲柄滑块机构应用
在图16-16中，当曲柄AB旋转到与连杆BC成一直线时，滑块C的两个极限位置C1和C2之间的距离S，称为滑块的行程。它与曲柄长度r的关系为：S=2r，显然，连杆的长短并不影响行程的大小，只影响滑块起始点的位置。
巩固练习
1.铰链四杆机构中，不与机架相连的构件称为（ ）
A 曲柄 B 连杆 C 连架杆 D 摇杆
B
2.下列实例中，采用曲柄摇杆机构的是（ ）
A 跑步机 B 车门启闭机构 C 起落架机构 D 缝纫机
D
巩固练习
3.较链四杆机构中与机架相连，只能在一定角度内进行摆动的构件是（ ）
A 曲柄 B 连杆 C 摇杆 D 铰链
C
4.下列实例中，采用曲柄滑块机构的是（ ）
A 汽车雨刮器 B 自卸货翻斗车 C 天平 D 蒸汽机
D
课后作业
找一找生活中常见的本节课学习的这四种平面连杆机构的实例，（除了刚刚课堂中已经举例的实例）
下节课找同学来分享。

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