平面四杆机构的演化

及应用

姓名：高伟 班级：环工0801 学号：200829090119

基本概念

(1)平面连杆机构定义：由若干构件通过低副（铰链或滑道）连接而成的机构。因构件形状多呈杆状，所以称连杆机构,各构件间的相对运动均在同一平面或平行平面内运

动的连杆机构称为平面连杆机构。

(2)平面连杆机构的特点：1.能够进行多种运动形式的转换；2.构件之间的运动副一般为滴副,低副两元素为面接触，单位面积上的压力较小，磨损较慢，可以承受较大载荷；3.两构件接触表面是圆柱面或平面，制造容易；4.运动副磨损后的间隙无法自动补偿,容易积累误差,运动中的惯性力难以平衡，不适用于高速场合;5.不易精确的实现复杂的运动规律。

(4)平面连杆机构的应用：三构件用转动副联接起来，不能成为机构。故含转动

副的平面连杆机构至少由四杆组成。全部是转动副联接而组成的平面四杆机构称为全铰链四杆机构,连杆机构中的构件常称为杆。工程中应用最广泛的是平面四连杆机构。许多平面多杆机构均是在此基础上，通过添加一些杆件系统而构成。

各种机器和仪器中，例如金属加工机床、起重运输机械、采矿机械、农业机械、交通运输机械和仪表等。

二、四杆机构的基本型式及演化

平面四杆机构的基本型式是铰链四杆机构。其它型式的四杆机构都可看成是在它的基础上通过演化而成的。

由四个构件用铰链连接而成的机构称为铰链四杆机构。如图所示，机构中固定不动的构件AD称为机架，与机架相连的构件AB和CD称为连架杆。如果连架杆能绕轴线作360的回转运动，称为曲柄；若只能在某一角度(小于360°)内摆动，称为摇杆。与机架不相连接的构件BC称为连杆。

铰链四杆机构可按有无曲柄、摇杆，分为以下三种基本型式。

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1、曲柄摇杆机构

定义：在铰链四杆机构中，若两连架杆之一为曲柄，另一个是摇杆，此机构称为曲柄摇杆机构。

应用：在曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件时，可将曲柄的连续回转运动转换成摇杆的往复摆动。如雷达天线俯仰角调整机构。当摇杆为主动件时，可将摇杆的往复摆动转换成曲

柄的连续回转运动，如缝纫机踏板机构。

雷达天线俯仰角调整机构 缝纫机踏板机构 2、双曲柄机构

定义：铰链四杆机构中，若两连架杆均为曲柄时，此机构称为双曲柄机构。

在双曲机构中，如果两曲柄的长度不相等，主动曲柄等速回转一周，从动曲柄变速回转一周，如惯性筛。如果两曲柄的长度相等，且连杆与机架的长度也相等，称为平行双曲柄机构。这种机构运动的特点是两曲柄的角速度始终保持相等，在机器中应用也很广泛，如机车车轮联动机构。

惯性筛 机车车轮联动机构

3、双摇杆机构

定义：铰链四杆机构中，若两连架杆均为摇杆时，此机构称为双摇杆机构。

在双摇杆机构中，两摇杆可分别为主动件，当主动摇杆摆动时，通过连杆带动从动摇杆作摆动运动。如码头起重机中的双摇杆机构，当CD摇杆摆动时，连杆BC上悬挂重物的点M近似水平直线移动。

MB

CB′M′C′DA

码头起重机

三、平面四杆机构的演化

1、曲柄滑块机构

如图所示，由曲柄AB、连杆BC、滑块C及机架组成的平面连杆机构，称为曲柄滑块机构。

在曲柄滑块机构中，若曲柄为主动件，当曲柄连续回转时，通过连杆带动滑块作往复直线运动；反之，若滑块为主动件，当滑块作往复直线运动时，通过连杆带动曲柄作连续回转运动。

2、导杆机构

导杆机构由曲柄、滑块、导杆和机架组成。

（1）摆动导杆机构

如图所示，若L4＞L1，则该机构称为摆动导杆机构，它由曲柄、滑块、摆动导杆和机架组成。在摆动导杆机构中，当曲柄连续转动时，滑块一方面沿着导杆滑动，另一方面带动导杆绕铰链A往复摆动。摆动导杆机构常用作回转式油泵、插床和等的传动机构。

（2）转动导杆机构

若L4＜L1，则该机构称为转动导杆机构，构件3为转动导杆。如牛头刨床机构。