第二节 平面连杆机构
平面机构是指机构各构件的相对运动都在同一平面或互相平行的平面内。平面连杆机构是由若干构件用低副（转动副或移动副）联接组成的机构，各构件间的相对运动都在同一平面或平行平面内。
一、铰链四杆机构
四个构件之间都是由转动副连接而成的平面机构称为铰链四杆机构。
如图1-3所示铰链四杆机构，杆AB、杆BC、杆CD、杆AD均为铰接，杆AD为固定件，称为机架。与机架相连的两个杆AB、CD称为连架杆。与机架相对的杆BC称为连杆。能够整周转动的连架杆称为曲柄；不能整周转动，只能摆动的连架杆称为摇杆。根据两个连架杆是曲柄还是摇杆可将铰链四杆机构分为以下三种机构：
图1-3 铰链四杆机构
1.曲柄摇杆机构
一个连架杆为曲柄，另一个连架杆为摇杆。
2.双曲柄机构
两个连架杆都是曲柄，都能做整周的转动。
3.双摇杆机构
两个连架杆都是摇杆，都只能往复摆动。
二、曲柄摇杆机构的特性
1.急回特性
图1-4 汽车刮雨
图1-5 缝纫机踏板
图1-6 机床夹紧机构
当以曲柄为主动件，摇杆为从动件，主动件作匀速圆周运动时，摇杆往复摆动的速度不相等，这种特性称为急回特性。曲柄摇杆机构应用在汽车前窗刮雨器、碎石机、雷达、家用缝纫机等机器中。
2.死点位置(www.xing528.com)
当以摇杆为主动件，曲柄为从动件，摇杆在两极限位置时，连杆和曲柄共线，这时，摇杆通过连杆推动曲柄的力矩为零，这两个位置叫做死点。在曲柄滑块机构中，当曲柄和连杆共线时，滑块通过连杆推动曲柄的力矩也为零，这时，也是死点位置。在发动机中，通过飞轮的惯性来渡过死点。所以发动机中的飞轮往往做成中间薄而边缘厚，以增大飞轮的惯性。
如图1-6所示机床夹紧机构，用力F将夹具的手柄按下，工件被压紧。这时，连杆和曲柄共线，工件通过连杆推动曲柄的力矩为零。所以夹具不会自行松开。要想松开，需借助于外力，将手柄搬开。
三、双曲柄机构
双曲柄机构即两个连架杆都能作整周转动的铰链四杆机构，称为双曲柄机构。双曲柄可以分为以下三种机构：
1.不等长双曲柄机构
两曲柄的长度不相等，转向相同，转速不同。如图1-7所示惯性筛。不等长双曲柄机构没有死点位置，也没有急回特性。
图1-7 惯性筛
2.平行双曲柄机构
平行双曲柄机构的两曲柄长度相同，转向相同，转速相同。两个曲柄除了四杆共线时，总是平行的，成为一个平行四边形。平行双曲柄机构当四杆共线时，从动件可能顺时针转动也可能逆时针转动，即平行双曲柄机构有可能变成反向双曲柄机构。这个位置称为运动不确切的位置。为了避免这一现象的发生，可利用从动件本身或附加质量的惯性来导向，或者采用增设辅助机构以及将若干组相同机构错位排列等方法来解决。如图1-8所示，机车联动机构，就是采用增设一个辅助曲柄来防止变成反向双曲柄机构。
图1-8 机车联动机构
3.反向双曲柄机构
反向双曲柄机构的两曲柄长度相同，转向相反，角速度也不相等。如图1-9所示公共汽车车门启闭机构。
图1-9 公共汽车车门启闭机构
四、双摇杆机构
在铰链四杆机构中，若两个连架杆均为摇杆时，则该机构称为双摇杆机构。如图1-10所示汽车前轮转向机构。双摇杆机构也有死点位置，在实际使用中如果需要避免死点位置，应限制摇杆摆动的角度。飞机起落架则是利用了双摇杆机构的死点位置。
图1-10 汽车前轮转向机构
图1-11 飞机起落架
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