铰链四杆机构的工作原理与应用

图3.1　铰链四杆机构

铰链四杆机构是全部运动副均为转动副的平面四杆机构，是平面四杆机构最基本的形式，图3.1所示。其他平面四杆机构都可以看作是由它转换而得到的。在铰链四杆机构中，固定不动的构件4为机架；与机架4相连接的构件1和3称为连架杆，其中能作整周回转运动的连架杆称为曲柄，只能在一定范围内摆动的连架杆称为摇杆；与两连架杆相连且不与机架相连的构件2称为连杆，连杆作平面复合运动。

铰链四杆机构通常按两连架杆是曲柄还是摇杆分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构3种类型。

1.曲柄摇杆机构

在铰链四杆机构中，若2个连架杆的其中一个为曲柄，另一个为摇杆，则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。图3.2所示的雷达天线调整机构和图3.3所示的搅拌机都是曲柄摇杆机构。曲柄摇杆机构能实现整周转动与往复摆动之间的转换，若取曲柄1为原动件，则将曲柄1的等速（或不等速）整周转动变为摇杆3的不等速往复摆动；若取摇杆3为原动件，则将摇杆3的不等速往复摆动变为曲柄1的等速（或不等速）整周转动。

图3.2　雷达天线调整机构

图3.3　搅拌机

2.双曲柄机构

在铰链四杆机构中，若2个连架杆均为曲柄，则此铰链四杆机构称为双曲柄机构。双曲柄机构中，通常一个曲柄作等速转动，另一个曲柄作不等速转动，图3.4所示的惯性筛机构就是将曲柄1的等速转动转换为曲柄3的不等速转动。平行四边形机构是双曲柄机构的一个特例，如图3.5所示，它是将曲柄AB的等速转动转换为曲柄EF的等速转动。

图3.4　惯性筛机构

图3.5　平行四边形机构(www.xing528.com)

3.双摇杆机构

在铰链四杆机构中，若2个连架杆均为摇杆，则此铰链四杆机构称为双摇杆机构。图3.6所示的汽车转向机构和图3.7所示的鹤式起重机均为双摇杆机构。

图3.6　汽车转向机构

图3.7　鹤式起重机