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铰链四杆机构的演化及应用
　　【摘 要】铰链四杆机构及其演化在机器中的应用是相当广泛的，它以各式各样的演化形式应用于我们生活中的各行各业，具体来说，它都能有哪些演化，是怎么演化而来的，这些演化而得到的新的机构又会分别应用于什么场所。中国论文网 http://www.xzbu.com/6/view-3695789.htm　　【关键词】铰链四杆机构；滑块；曲柄；导杆　　铰链四杆机构中最基础的机构当属曲柄摇杆机构了，其是在最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和且最短杆的相邻杆为机架时而得到的，应用实例是非常多，比如雷达天线俯仰机构、容器搅拌机构、缝纫机的脚踏板机构等。在曲柄摇杆机构的基础上，如果以不同长度的杆件做为机架，还可以得到双曲柄机构和双摇杆机构，象机械中见到的惯性筛，插床机构，车门启闭机构等都是双曲柄机构；而常用到的车辆的前轮转向机构，飞机起落架，港口起重机等的相对部位都是双摇杆机构。但铰链四杆机构的应用重点并不仅限于曲柄摇杆机构，而是在曲柄摇杆机构的基础上，演化而得到的一系列相应机构，才是铰链四杆机构应用的实质所在，其都应用在我们的日常生活中，与我们非常接近。　　1、滑块机构　　曲柄摇杆机构中的一个铰链转动副转化成移动副，同时把转化成移动副的连杆长度想象成无限长，则对应滑道就成为一个平面，成为偏置曲柄滑块机构（保留固定铰链的旋转中心不在滑道决定的平面上时）和对心曲柄滑块机构（保留固定铰链的旋转中心在滑道所决定的平面上时）。对心曲柄滑块机构在设置好曲柄的旋转角速度后，在动力学分析的基础上，建立该机构准确的位移和速度间关系式，就可以用于高速冲床上面，最常见的是往复活塞式发动机，压缩机，汽车前刮水器。刨床和剧床上所用的机构是偏置曲柄滑块机构，因为这种机构中有急回特性，从而达到锯条和刨刀的慢进和空程急回的目的，可以节约的时间，以提高工作效率。另外还有缝纫机针运动机构也是曲柄滑块机构。　　在曲柄滑块基础上，再把另一个转动副转化为移动副，两个配合起来，一个滑块，另一个是导杆，就可以组成正弦机构或正切机构。正弦规是正弦机构的一个应用，它是配合使用量块按正弦原理组成标准角，用以在水平方向按微差比较方式测量工件角度和内、外锥体的一种精密量仪。而正切机构中，导杆1在一定角度范围内摆动，杆4是机架，始终保持水平，块3在机架上滑动，滑块2和3共用一个铰链，滑块3在杆4上滑过和长度y与杆1上AB段长度和杆1与铅垂线的夹角之间的关系是 。　　2、导杆机构　　在上图所示的曲柄滑块机构中，若以1为机架，2和4为连架杆，并分别以点B，A为圆心转动，而滑块即以点C为中心转动，同时又沿导杆4做往复移动，如果，则此导杆机构形成转动导杆机构，也就是说杆2和导杆4都是做整周转动，自动包装机，齿轮机构驱动叶片差速器，小型刨床等就是这种应用机构，并同时导致刨刀具有急回特性；如果，则此导杆机构成为摆动导杆机构，即杆2做整周转动，但导杆4只绕点A在杆1所限的圆范围内做摆动，并且其从动件的压力角为零，传动效率非常高。牛头刨床上，低频振动攻丝机，小袋压力包装机中都是有相应的应用的。　　而如果把点A处设置成一个滑道，同时连上一个导杆，保持点C处的滑块不变，让杆4变成一个具有一定夹角的弯杆，则此时的转动导杆机构就转化成了双转块机构，在饮料灌装机械或一些食品、医药类包装机械上都有双转块机构的应用。　　3、曲柄摇块机构　　在转动导杆的基础上，如果把杆2做为机架，杆1做为主动曲柄，则C点就成为一个固定铰链，而此时的滑块就不能滑动，只能转动，成为曲柄摇块机构，船用液压舵机，自动烹饪机器人，平板清障车倾斜机构，卡车自动卸料机构等都是采用的摇块机构。同时曲柄摇块机构还可以由曲柄摇杆机构直接获得，在曲柄摇块机构的基础上，同样还可以获得正弦机构，改变的方法一样，都是让其中一个滑块成为定块，而另一个滑块保持滑动。　　4、定块机构　　在曲柄摇块机构的基础上，如果让杆2成为绕点C摆动的连杆，而滑块成为一个固定的机架，则此时原来的曲柄摇块机构就变成了定块机构，也就是移动导杆机构。象我们农村使用的压水井，机械中的抽水筒都是采用的定块机构。　　5、偏心轮机构　　在曲柄滑块机构的基础上，如果其曲柄过短，并且曲柄传递的动力也不小的情况下，就容易使曲柄不能承受过大的动力而折断，则此时，就由曲柄演化成偏心轮机构，其轴颈和强度和刚度明显增大，可以在外栽荷较大的情况下，承受较大的冲击。　　偏心轮机构同样也可由凸轮演化而来。凸轮是指一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。但是凸轮的缺点就是其不善于传递动力。而采用了偏心轮机构就可以来弥补它的这个缺点。偏心轮机构的使用场合多用来带动机械的开关、活门等，主要用在压力机，筛矿机，破碎机等一系列主动力是圆周运动而实际需要的是某一种往复的直线运动的机械中。压力机是把电动机带动惯性轮的圆周运动改变成模具凸模的上下移动！来满足冲压的需要！筛矿机是把电动机的圆周运动改变成筛子的前后移动，来实现筛矿的目的。　　铰链四杆机构的演化还可以不同的形式显现出来，发展成各式各样的机构，同时，它的应用也是非常的复杂，同样联接的几种杆件，如果你任意的改变其中一个杆件的尺寸，那么这个机构的运动形式和结果就会发生不同的变化。总之，铰链四杆机构是一种多变而复杂的机构，要想让它更好的服务于我们，那就得不断的去改进它。
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铰链四杆机构的基本性质
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官方公众微信机械设计中必须掌握的铰链四杆机构！机械设计中必须掌握的铰链四杆机构！机械cax360百家号【机械cax360第180期】铰链四杆机构是由转动副连接四个构件而形成的机构。根据两连接杆中曲柄（或摇杆）的数目，铰链四杆机构可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。01;曲柄摇杆机构▼具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。通常，曲柄为主动件且等速转动，而摇杆为从动件作变速往返摆动，连杆作平面复合运动。曲柄摇杆机构中也有用摇杆作为主动构件，摇杆的往复摆动转换成曲柄的转动。两个连架杆中，一为曲柄，一为摇杆。通常曲柄主动，摇杆从动，但也有摇杆主动的情况。应用例：牛头刨床进给机构、雷达调整机构、缝纫机脚踏机构、复摆式腭式破碎机、钢材输送机等。▲雷达天线俯仰角调整机构当曲柄匀速转动时，摇杆作变速摆动，而且往复摆动的平均速度是不同的。若将平均速度小的行程作为工作行程（正行程），将平均速度大的行程作为非工作行程（反行程），那么，我们把曲柄摇杆机构这种正、反行程平均速度不等的特性称为急回特性。急回特性很有用，牛头刨床、往复式运输机等机械就常常利用急回特性来缩短非生产时间，提高生产率。▲缝纫机脚踏机构02;双曲柄机构▼在铰链四杆机构中，若两连架杆均为曲柄，此四连杆机构称为双曲柄机构。不等长双曲柄机构：曲柄长度不等的双曲柄机构。无死点位置，有急回特性。应用实例：惯性筛；平行双曲柄机构：连杆与机架的长度相等且两曲柄长度相等、曲柄转向相同的双曲柄机构。有2个死点位置，无急回特性。应用实例：天平；反向双曲柄机构：连杆与机架的长度相等且两曲柄长度相等、曲柄转向相反的双曲柄机构。无死点位置，无急回特性。双曲柄的回转方向相反，角速度不等。应用实例：汽车门启闭系统；03;双摇杆机构▼铰链四杆机构中两两连架杆均为摇杆，称为双摇杆机构。机构中两摇杆可以分别为主动件。当连杆与摇杆共线时，为机构的两个极限位置。双摇杆机构连杆上的转动副都是周转副，故连杆能相对于两连架杆作整周回转。最长杆长度+最短杆长度 ≤ 其他两杆长度之和，此条件称为杆长条件；组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。 在满足杆长条件的四杆机构中，如果以最短杆为连杆（即图中的AB杆，CD杆为机架），则该机构为双摇杆机构。双摇杆机构的应用实例：电风扇摇头机构，起重机机构；▲港口起重吊车双摇杆机构04 铰链四杆机构的演化▼曲柄滑块机构：用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构。导杆机构：在导杆机构中，如果导杆能作整周转动，则称为回转导杆机构。如果导杆仅能在某一角度范围内往复摆动，则称为摆动导杆机构。摇块机构：曲柄移动导杆机构是具有一个曲柄和一个移动导杆的导杆机构。当输入曲柄等速旋转时，输出导杆的位移呈简谐运动规律。最后，大家知道飞机起落架是哪种机构吗？▼本文仅代表作者观点，不代表百度立场。系作者授权百家号发表，未经许可不得转载。机械cax360百家号最近更新：简介:分享机械干货知识，了解前沿机械动态！作者最新文章相关文章电风扇是如何做到往复摆动的？附20种身边事物动态原理图
语数外、艺术、绘画、游戏、思维类学习资源汇总
大家平时在使用电风扇时都知道，风扇头的后面有一个小按钮。如果将按钮按下去风扇就会往复的摆动，如果将按钮拔起来，风扇会固定不动的在拔起按钮的位置。
昨天我家小美盯着风扇发呆，向我提出了这个问题，电风扇是如何做到往复摆动的？在讲解的时候搜集一些资料分享给大家。
NO1.风扇摇头原理
我们再看看电风扇内部的结构动图：
电风扇能往复摆动是由于蜗轮蜗杆传动、齿轮啮合传动以及曲柄摇杆机构的共同作用的结果。下面我们对这三个机构分别讲解。
蜗轮蜗杆结构：常用来传递两交错轴之间的运动和动力。蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当于齿轮与齿条，蜗杆又与螺杆形状相似。
齿轮啮合传动：齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。
曲柄摇杆机构：具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。通常，曲柄为主动件且等速转动，而摇杆为从动件作变速往返摆动，连杆作平面复合运动。曲柄摇杆机构中也有用摇杆作为主动构件，摇杆的往复摆动转换成曲柄的转动。
工作原理：当按下按钮后，位于电机后方的涡轮与蜗杆接触，在蜗杆的带动下转动：在蜗轮蜗杆传动的带动下，下方的齿轮随之旋转，而与之相连的摇杆又可以在它的带动下在一定角度内进行摆动，由此达到让风扇来回摆头的目的。
NO2..近视眼手术：原理其实很简单，就是把角膜削成一个“隐形眼镜”。
NO4.炮弹发射原理
NO5.拉链工作原理
NO6.缝纫机工作原理
NO7.铁丝网编织原理
NO8.锁链制作原理
NO9.墙是这么砌成的
NO10.雪糕制作原理
NO12.手榴弹爆炸
NO13.汽车换挡
NO16.手枪上膛发射
NO18.迷彩是这样炼成的
NO19.铅笔制作
NO20.海底电缆铺设原理
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