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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n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39) 。这种机构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310a所示机车车轮联动机 构和图310b所示的摄影平台升降机 构均为其应用实例。图39图310 在图311a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 311b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 3113、双摇杆机构n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312所示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313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314b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315)。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314b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314b图316 若选构件1为机架(图316a),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314b所示的曲柄滑 块机构就演化成转动(或摆动)导杆机构(图 316a);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317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317图318 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316b);它广泛应用于机床、液压 驱动及气动装置中,图319所示为Y54 插齿机中驱动插齿刀的机构和图320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316b图319图320 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(或称定块定块 机构机构)。 它应用于手摇卿筒(图321)和双作用式 水泵等机械中。 图3-16c图图321321(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322d); 图图3 32222图图3-153-15 若选取构件1为机架(图322b) ,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322b图3-22e 当选取构件3为机架(图322c)时 ,演化成双滑块机构,常应用它作椭 圆仪(图322f)。 图图3 32222总结:平面连杆机构的演化
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