平面连杆机构是由许多刚性构件用低副（回转副和移动副）连接组成的平面机构，故又称为平面低副机构，最常见的平面连杆机构是平面四杆机构。本章主要介绍平面四杆机构的类型、特性及运动设计。 一、教学要求
1.了解平面连杆机构的主要特点和应用场合；
2.掌握平面四杆机构的三种基本型式，掌握其演化方法；
3.熟练掌握平面四杆机构的四种基本特性；
4.了解平面连杆机构设计的基本问题，能够根据具体的设计条件及实际需要，选择合适的机构型式和合理的设计方法，解决实际问题。
二、教学重点与难点
1.平面四杆机构的基本特性；
2.平面连杆机构的设计是本章的难点。
4.1 概述
平面连杆机构是由若干个构件通过低副连接而成的机构，又称为平面低副机构。而在平面连杆机构中最常见的形式则是平面四杆机构，它同时也是多杆机构的基础。如果所有的低副均为转动副，这种四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构最基本的形式，其他形式的四杆机构都可看作是在它的基础上演化而成的。
组合式空调器平面连杆机构的特点：
优点：
1）平面连杆机构的运动副都是低副，组成运动副的两构件之间为面接触，因而承受的压强小、便于润滑、磨损较轻，可以承受较大的载荷；
2）构件形状简单，加工方便，构件之间的接触是由构件本身的几何约束来保持的，所以构件工作可靠；
3）在原动件等速连续运动的条件下，当各构件的相对长度不同时，可使从动件实现多种形式的运动，满足多种运动规律的要求；
4）利用平面连杆机构中的连杆可以满足多种运动轨迹的要求；
缺点：
1）根据从动件所需要的运动规律或轨迹来设计连杆机构比较复杂，而且精度不高；
2）连杆机构运动时产生的惯性力难以平衡，所以不适用于高速的场合。
4.2 四杆机构的基本型式及其演化
4.2.1四杆机构的基本型式
磨球平面四杆机构的基本型式是铰链四杆机构，如下图。其他型式的四杆机构都可看成是在它的基测试机器人
础上通过演化而成的。
图4.1 铰链四杆机构
在此机构中，固定件AD称为机架；与AD相对的BC杆称为连杆；与机架相连的AB和CD杆称为连架杆。其中能做整周回转的连架杆称为曲柄，只能在小于360°的范围内摆动的连架杆称为摇杆。 根据铰链四杆机构有无曲柄，可将其分成三种基本型式。
1.曲柄摇杆机构：
两连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆的机构。如图4.2所示的搅拌机机构及图4.3所示的缝纫机脚踏机构。
图4.2 搅拌机机构 图4.3 缝纫机
2.双曲柄机构：
两连架杆均为曲柄的四杆机构。在双曲柄机构中，用的最多的是平行双曲柄机构，或称平行四边形机构，其特点是：两曲柄的旋转方向相同，且角速度时时相等，连杆作平移运动，机械中有许多例子就是利用此特点而采用平行四边形机构，如图4.4的机车车轮联动机构。
应当注意，这种机构当四个铰链中心处于同一直线时，将出现运动不确定状态，如图4.5a。为了消除这种运动不确定状态，可以采用两组相同机构彼此错开90°而固联组合，如图4.5b。而在机车车轮联动机构中则是利用第三个平行曲柄俩消除其运动的不确定状态。
图4.4 机车车轮联动机构
图4.5 平行四边形机构
双曲柄机构中还有一种特例：反平行四边形机构，连杆与机架不平行，如图4.6所示。
图4.6 反平行四边形机构
如图4.7公共汽车车门启闭机构。当主动曲柄AB转动时，通过连杆BC使从动曲柄CD朝相反方向转动，从而保证两扇车门同时开启和关闭。
图4.7 公共车门启闭机构
3.双摇杆机构：
两连架杆均为摇杆的四杆机构，如图4.8的起重机机构。
图4.8 鹤式起重机
4.2.2平面四杆机构的演化
一般生产中广泛应用各种四杆机构，这些机构虽然具有不同的外形和构造，但都具有相同的运动特性，或一定的内在联系，并且都可看作是从铰链四杆机构演化而来的。
三种基本方法：
载重车1.回转副转化成移动副
这是一种使构件长度发生特殊变化的演化方式。
在图4.9示的曲柄摇杆机构中，铰链中心C的轨迹是以D为圆心，以CD为半径的圆弧。若CD增至无穷大，C点轨迹变为直线，于是摇杆3演化为直线运动的滑块，回转副D演化为移动副，铰链四杆机构便演化为曲柄滑块机构。若C点运动轨迹通过曲柄转动中心A，则称为对心曲柄滑块机构；否则成为偏置曲柄滑块机构。蒸汽吸尘器
曲柄滑块机构广泛应用在活塞、空压机、冲床等机械中。
图4.9 曲柄滑块机构
2.扩大转动副
这是一种使运动副尺寸发生特殊变化的演化方式。
图4.10 偏心轮机构
在图4.10所示的曲柄摇杆机构中，构件1为曲柄，3为摇杆。如将曲柄销B的半径扩大，使其超过曲柄的长度，曲柄就演变成为一个几何中心与回转中心不重合的圆盘，此圆盘称为偏心轮，这种机构称为偏心轮机构。它只是会转副的尺寸变大，而各构件间的相对运动特性不变。
偏心轮机构多用于曲柄销承受重大冲击载荷或曲柄长度较短及曲柄需要装在直轴中部的机器中，以便增大轴颈的尺寸，提高偏心轴的强度和刚度，简化结构。因此，偏心轮机构广泛应用于传力较大的冲床、颚式破碎机、内燃机等机械中。
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