铰链四杆机构的类型及应用

铰链四杆机构的类型及应用

铰链四杆机构是机械工程中常见的平面连杆机构，由四个杆状构件及四个转动副组成。根据连架杆的类型，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三种类型。本文将详细介绍铰链四杆机构的组成、类型及其在实际中的应用，并探讨曲柄存在的条件和机构类型的判别方法。

一、铰链四杆机构的组成

1. 铰链四杆机构定义
   铰链四杆机构是由四个杆状构件及四个转动副组成的平面连杆机构，简称四杆机构。

2. 铰链四杆机构的组成

• 机架：固定不动
• 连架杆：连接机架的杆
• 曲柄：能整周回转
• 摇杆：不能整周回转
• 连杆：联接两个连架杆

二、铰链四杆机构的类型及应用

1. 曲柄摇杆机构

• 特点：功能是方便实现整周回转运动与往复摆动之间的转换。
• 应用
• 搅拌器：曲柄主动、摇杆从动，实现回转→摆动。
• 缝纫机踏板机构：摇杆主动、曲柄从动，实现摆动→回转。

2. 双曲柄机构

• 特点：两连架杆均为曲柄，主动曲柄匀速转动时，从动曲柄变速转动。
• 应用
• 惯性筛：两曲柄长度不等。
• 平行双曲柄机构：两曲柄长度相等且平行，转向相同、转速相等。
• 反向双曲柄机构：两曲柄长度相等但不平行，转向相反、转速不相等。
• 机车联动机构
• 公共汽车的车门启闭机构

3. 双摇杆机构

• 特点：两连架杆都是摇杆，功能是将一种摆动转换为另一种摆动。
• 应用：鹤式起重机

三、铰链四杆机构的曲柄存在的条件

1. 最短杆与最长杆的长度之和小于等于其它两杆长度之和。（长度和条件）
2. 连架杆和机架中必有一杆为最短杆。（最短杆条件）
   注：两条件必须同时满足，缺一不可！

四、铰链四杆机构类型的判别方法

1. 若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，（满足长度和条件）则：

• ⑴取最短杆相邻的杆为机架：机构为曲柄摇杆机构；
• ⑵取最短杆为机架时：机构为双曲柄机构；
• ⑶取最短杆相对的杆为机架：机构为双摇杆机构。

2. 若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，（不满足长度和条件）则只能构成双摇杆机构

判别铰链四杆机构类型的步骤：总结为“两看、一判断”，两看分别是：一看是否满足长度和条件，二看何杆为机架，最后判断类型。

总结

铰链四杆机构的组成：机架+连架杆+连杆
铰链四杆机构的类型：曲柄摇杆机构、双曲柄摇机构、双摇杆机构
铰链四杆机构的曲柄存在的条件：最短杆与最长杆的长度之和小于等于其它两杆长度之和。连架杆和机架中必有一杆为最短杆。
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