铰链四杆机构曲柄存在的条件解析

1.铰链四杆机构中曲柄存在的条件

铰链四杆机构的3种基本类型的区别在于机构中是否存在曲柄，以及有几个曲柄。机构中是否存在曲柄与各构件相对尺寸的大小，以及哪个构件作为机架有关。

下面用图3.14所示的曲柄摇杆机构来讨论曲柄存在的条件。如图所示，AB为曲柄、BC为连杆、CD为摇杆、AD为机架，各杆长度分别为a、b、c、d，且a＜d。当机构运行时，曲柄AB的B点能够通过B′和B″两点位置，此时图中构成了△B′C′D和△B″C″D，由三角形的几何关系可知

在△B′C′D中，有关系式为

在△B″C″D中，有关系式为

将式（3.1）～式（3.3）整理后得到

式（3.4）表明杆AB为最短杆，且最短杆与最长杆长度之和不大于其余两杆长度之和。

图3.14　曲柄摇杆机构

同理，当d＜a时，可得

由此可以得到，铰链四杆机构中存在曲柄的条件为：

（1）最短杆与最长杆长度之和不大于其余两杆长度之和，这称为杆长之和条件；(www.xing528.com)

（2）连架杆和机架中最少有一根是最短杆。

2.铰链四杆机构基本类型的判别准则

从上述判断曲柄是否存在的2个条件可推论出铰链四杆机构的具体类型如下。

（1）当满足杆长条件时，若取连杆为最短杆，则机构不存在曲柄，故此机构为双摇杆机构；若取机架为最短杆，则两连架杆均为曲柄，故此机构为双曲柄机构；若取连架杆为最短杆，则最短杆为曲柄，另一根连架杆为摇杆，故此机构为曲柄摇杆机构。

（2）当不满足杆长条件时，机构不存在曲柄，故此机构为双摇杆机构。