铰链四杆机构的演进历程

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：在生产实际中还广泛地采用其他形式的四杆机构。这些机构虽然种类繁多，具体结构差异较大，但大多数都可以看作是由铰链四杆机构演化而成的。铰链四杆机构的演化，不仅是为了满足运动方面的要求，而往往是为了改变受力情况和满足结构设计上的需要。常见的演化形式有曲柄滑块机构、导杆机构、曲柄摇块机构和定块机构。曲柄滑块机构曲柄滑块机构是曲柄摇杆机构的一种演化形式。

在生产实际中还广泛地采用其他形式的四杆机构。这些机构虽然种类繁多，具体结构差异较大，但大多数都可以看作是由铰链四杆机构演化而成的。铰链四杆机构的演化，不仅是为了满足运动方面的要求，而往往是为了改变受力情况和满足结构设计上的需要。常见的演化形式有曲柄滑块机构、导杆机构、曲柄摇块机构和定块机构。

（1）曲柄滑块机构曲柄滑块机构是曲柄摇杆机构的一种演化形式。在图1-10a所示的曲柄摇杆机构中，当摇杆3的长度无限增大时，则机构演变为图1-10b所示的形状，这时摇杆3上C点的运动轨迹由图a的圆弧变为图1-10b的直线m′m′。这样摇杆就变为沿直线导轨往复运动的滑块，成为曲柄滑块机构，如图1-11所示。

图1-10 四杆机构的演化

在曲柄滑块机构中，若以曲柄AB为主动件，当曲柄作整周转动时，通过连杆BC可带动滑块C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，则通过连杆带动曲柄作整周转动。在曲柄滑块机构中，滑块的行程s等于曲柄长度l₁的两倍，即s=2l₁。

图1-11 曲柄滑块机构

曲柄滑块机构在机械中应用很广。在图1-12所示的自动送料装置中，当曲柄转动一周时，滑块则从料仓中推出一个工件。又如图1-13所示内燃机中的曲柄滑块机构，可将滑块（活塞）的往复直线移动变为曲柄（曲轴）的连续转动。

图1-12 自动送料装置

图1-13 内燃机中的曲柄滑块机构

（2）导杆机构由于曲柄滑块机构各构件间具有不同的相对运动，因而当取不同的构件作机架时，机构呈现出不同的运动特点。如图1-14a所示的曲柄滑块机构，当取杆1为机架时，则机构演化成图1-14b和图1-14c的导杆机构。其中杆4称为导杆。若杆长l₁＜l₂（图1-14c），当杆2作整周转动时，杆4也作整周转动，这种导杆机构称为转动导杆机构。如图1-15所示回转式液压泵，其中缸体4相当于导杆，当缸体4绕定轴A转动，构件2绕另一定轴B转动时，活塞3沿缸体相对移动，图1-15b为回转式液压泵运动简图。若l₁＞l₂（图1-14b），当杆2整周回转时，杆4则作往复摆动，这种导杆机构称为摆动导杆机构。图1-16所示为摆动导杆机构在牛头刨床上的应用实例。