平面四杆机构的基本类型及应用

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1、一、平面四杆机构的基本类型及应用全部运动副为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的最基本型式（如图3-4a所示）图3-4aa—曲柄：与机架相联并且作整周转动的构件；b—连杆：不与机架相联作平面运动的构件；c—摇杆：与机架相联并且作往复摆动的构件；d—机架：a、c—连架杆。铰链四杆机构可分为以下三种类型1、曲柄摇杆机构铰链四杆机构的两连架杆中一个能作整周转动，另一个只能作往复摆动的机构。2、双曲柄机构铰链四杆机构的两连架杆均能作整周转动的机构。在双曲柄机构中，若相对两杆平行相等，称为平行双曲柄机构（图3－9）。这种机构

2、的特点是其两曲柄能以相同的角速度同时转动，而连杆作平行移动。图3－10a所示机车车轮联动机构和图3－10b所示的摄影平台升降机构均为其应用实例。图3－9图3－10在图3－11a所示双曲柄机构中，虽然其对应边长度也相等，但BC杆与AD杆并不平行，两曲柄AB和CD转动方向也相反，故称其为反平行四边形机构。图3－11b所示的车门开闭机构即为其应用实例，它是利用反平行四边形机构运动时，两曲柄转向相反的特性，达到两扇车门同时敞开或关闭的目的。图3－113、双摇杆机构双摇杆机构:铰链四杆机构中的两连架杆均不能作整周转动的机构。如图3－12所示

3、鹤式起重机的双摇杆机构ABCD，它可使悬挂重物作近似水平直线移动，避免不必要的升降而消耗能量。在双摇杆机构中，若两摇杆的长度相等称等腰梯形机构，如图3—13中的汽车前轮转向机构。前面介绍的三种铰链四杆机构，还远远满足不了实际工作机械的需要，在实际应用中，常常采用多种不同外形、构造和特性的四杆机构，这些类型的四杆机构可以看作是由铰链四杆机构通过各种方法演化而来的。这些演化机构扩大了平面连杆机构的应用，丰富了其内涵。二、平面连杆机构的演化1、改变相对杆长、转动副演化为移动副在曲柄摇杆机构中，若摇杆的杆长增大至无穷长，则其与连杆相联的转

4、动副转化成移动副。——曲柄滑块机构曲柄滑块机构——偏心轮机构当曲柄的实际尺寸很短并传递较大的动力时，可将曲柄做成几何中心与回转中心距离等于曲柄长度的圆盘，常称此机构为偏心轮机构。双滑块机构若继续改变图3—14b中对心曲柄滑块机构中杆2长度，转动副C转化成移动副，又可演化成双滑块机构（图3－15）。该种机构常应用在仪表和解算装置中。原理：各构件间的相对运动保持不变（1）变化铰链四杆机构的机架如图3-4所示的三种铰链四杆机构，各杆件间的相对运动和长度都不变，但选取不同构件为机架，演化成了具有不同结构型式、不同运动性质和不同用途的以下三

5、种机构。2、选用不同构件为机架图3-4（2）变化单移动副机构的机架若将图3－14b所示的对心曲柄滑块机构，重新选用不同构件为机架，又可演化成以下具有不同运动特性和不同用途的机构。图3－14b图3－16若选构件1为机架（图3－16a），虽然各构件的形状和相对运动关系都未改变，但沿块3将在可转动（或摆动）的构件4（称其为导杆）上作相对移动，此时图3－14b所示的曲柄滑块机构就演化成转动（或摆动）导杆机构（图3－16a）；差异？转动导杆机构摆动导杆机构能否回复为曲柄滑块机构？？摆动导杆机构它可用于回转式油泵、牛头刨床及插床等机器中。图3

6、－17所示小型刨床和图3—18中的牛头刨床，分别是转动导杆机构和摆动导杆机构的应用实例。图3－17图3—18若选用构件2为机架，滑块3仅能绕机架上铰链C作摆动，此时演化成曲柄摇块机构（图3－16b）；它广泛应用于机床、液压驱动及气动装置中，图3－19所示为Y54插齿机中驱动插齿刀的机构和图3－20所示的自卸卡车的翻斗机构，均是曲柄摇块机构应用实例。图3－16b图3－19图3－20若选用曲柄滑块机构中滑块3作机架（图3-16c），即演化成移动导杆机构（或称定块机构）。它应用于手摇卿筒（图3—21）和双作用式水泵等机械中。图3-16c

7、图3—21（3）变化双移动副机构的机架在图3-15和图3-22a所示的具有两个移动副的四杆机构中，是选择滑块4作为机架的，称之为正弦机构，这种机构在印刷机械、纺织机械、机床中均得到广泛地应用，例如机床变速箱操纵机构、缝纫机中针杆机构（图3—22d）；图3—22图3-15若选取构件1为机架（图3－22b），则演化成双转块机构，它常应用作两距离很小的平行轴的联轴器，图3-22e所示的十字滑块联轴节为其应用实例；图3－22b图3-22e当选取构件3为机架（图3－22c）时，演化成双滑块机构，常应用它作椭圆仪（图3—22f）。图3－22总

8、结：平面连杆机构的演化