第二节 铰链四杆机构的演化

各种不同类型的平面四杆机构，在一定条件下可以相互转化。

下面将要介绍的这些平面四杆机构是由铰链四杆机构通过一定的途径演化而来的。

一、转动副转化为移动副：曲柄滑块机构 由平面四杆机构中的 4个构件以转动副和移动副连接而成的。 组成：曲柄滑块机构是由曲柄、连杆、滑块和机架组成的。 特点：该机构可在曲柄的整周转动和滑块的往复直线运动之间进行转

换。 滑块：当四杆机构中的摇杆为块状构件，并可沿机架导轨滑动时，就

称为滑块。 类型：根据滑块往复移动的导路中心线是否通过曲柄转动中心，可分

为对心曲柄滑块机构和偏置曲柄滑块机构。

曲柄滑块机构的应用应用：曲柄滑块机构在机械中应用十分广泛。如活塞式内燃机、空气

压缩机、冲床（压力机）等。 在曲柄滑块机构中，若曲柄为主动件，可将曲柄的连续旋转运动，

经连杆转换为从动滑块的往复直线运动，下图所示的压力机，当曲柄（曲轴）连续旋转运动时，经连杆带动滑块实现加压工作；反之若滑块为主动件，经连杆转换为从动曲柄的连续旋转运动。

在图 a所示的曲柄摇杆机构中，杆 1为曲柄，杆 3为摇杆，若将转动副的销钉 B的半径逐渐扩大至超过曲柄的长度，便可得到如图 b所示的机构，这时曲柄演变成一几何中心不与回转中心相重合的圆盘，此圆盘称偏心轮，这两中心之间的距离称为偏心距，它等于曲柄长。曲柄变为偏心轮，此机构称偏心轮机构。

偏心轮机构一般多用于曲柄销承受较大冲击载荷或曲柄较短的机构，如剪床、冲床以及破碎机等。

销钉扩大

偏心轮的结构形式

二 、扩大转动副： 偏心轮机构

• 若将曲柄滑块机构（下图 a）中的构件 1作为机架，就演化成导杆机构（下图 b）。• 类型：导杆机构可分转动导杆机构和摆动导杆机构。

导杆机构

三、取不同构件为机架：导杆机构

1 、转动导（摇）杆机构 导杆机构中，当 L1＜ L2时，机架 1为最短杆，它的相

邻杆 2与导杆 4均能绕机架作连续转动，称为转动导杆机构（图 a）；

图 b所示为插床机构，其中构件 1、 2、 3、 4组成转动导杆机构，工作时，导杆 4绕 A点回转，带动构件 5及插刀 6往复运动，实现切削。

转动导杆机构转动导杆机构曲柄滑块机构

2 、摆动导杆机构导杆机构中，当 L1＞ L2时，机架 1不是最短杆，它的相

邻构件导杆 4只能绕机架摆动，称为摆动导杆机构。

图 b所示为刨床机构，其中构件 1、 2、 3、 4组成摆动导杆机构，工作时，导杆 4绕 A点摆动，带动构件 5及刨刀 6往复运动，实现刨削。

摆动导杆机构曲柄滑块机构

摆动导杆机构 应用 摆动导杆机构的功能：能将曲柄 3的转动变换为导杆 1的摆动。 牛头刨床的刨刀驱动机构就是摆动导杆机构的应用实例。

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• 若将曲柄滑块机构中的构件 3作为机架，就演化成定块机构，此机构中滑块固定不动。• 图 b所示的抽水机，就应用了定块机构。当摇动手柄1时，在杆 2的支撑下，活塞杆 4即在固定滑块 3（唧筒作为静件）内上下往复移动，以达到抽水的目的。

曲柄滑块机构定块机构

3 ．移动导杆机构

4 ．曲柄摇块机构 若将曲柄滑块机构中的构件 2作为机架，就演化成摇块机

构（图 a)，此机构中滑块相对机架摇动。 这种机构常应用于摆缸式内燃机或液压驱动装置。图 b所

示的自卸翻斗装置，也应用了摇块机构。杆 1（车厢）可绕车架 2上的 B点摆动。杆 4（活塞杆），液压缸 3（摇块）可绕车架上 C点摆动，当液压缸中的压力油推动活塞杆运动时，迫使车厢绕 B点翻转，物料便自动卸下。

摇块机构曲柄滑块机构

摇块机构的应用

自卸卡车的翻斗机构