平面四杆机构的演化
及应用
姓名：高伟 班级：环工0801 学号：[1**********]9
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。
M
B
C
B′M′
C′
D
A
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。
3、摇块机构和定块机构
（1）摇块机构
如图所示为摇块机构的简图。当曲柄为主动件转动或摆动时，连杆相对滑块滑动，并一起绕C点摆动。例如卡车自动卸料机构就是应用的摇块机构。
（2）定块机构
在曲柄滑块机构中，若取滑块为机架，则得到定块机构。定块机构常用于抽水机筒中。 4、偏心轮机构
在实际生产中，当传递力较大，滑块行程又较小，曲柄也就很短，以致于曲柄两端很难安装铰销时，往往用一个回转中心与几何中心不相重合的偏心轮代替曲柄，连杆的一端有大圆环套在偏心轮上，这种机构称偏心轮机构。
这种机构常用于冲床、剪床等机器中。 4、双滑块机构
将铰链四杆机构的中两杆杆长增至无穷可演化为具有两个移动副的四杆机构——双滑块机构。按照两个移动副所处的位置不同，双滑块机构可分为四种形式： (1) 两移动副不相邻。例如右图a)所示的正切机构(其从动件3的位移与主动件1转角的正切成正比)。
(2) 两移动副相邻且其中一个与机架相连。例如右图的正弦机构(从动件3的位移与曲柄1转角的正弦成正比)。
(3) 两移动副相邻但都不与机架相连。下面所示的十字滑块机构就是这种机构。十字滑块机构常用作联轴器，它可以自动补偿主、从动轴由于对中不良而产生的位置误差。
(4) 两移动副相邻且都与机架相连。下面所示的椭圆仪就是这种机构。当两个滑块在机架的滑槽中移动时，连杆上的各点的轨迹是长短半径不同的椭圆。