铰链四杆机构的工作原理是什么？
1 铰链四杆机构
如图1-22所示为一种常见的脚踏缝纫机，当脚踏动踏板1时，摇动的踏板通过连杆2可驱动皮带轮3旋转，以此把旋转的动力供应给缝纫机头工作。缝纫机踏板、连杆、皮带轮所组成的传动装置，是一种典型的平面连杆机构，称作曲柄摇杆机构，它能将摇动的运动形式转换成旋转的运动形式，反之也能将皮带轮的旋转运动转换为踏板的摇动，如图1-23所示，当AB杆360°旋转能通过BC杆驱动杆件CD围绕D点在一定范围内摆动。
图1-22 脚踏缝纫机运动简图
1—踏板；2—连杆；3—皮带轮；4—机架
图1-23 曲柄摇杆机构运动简图
1—曲柄；2—连杆；3—摇杆；4—机架
图1-23是按一定比例的直线、曲线及简单的符号，来表示机构各构件间相对运动关系和运动规律的简图，称之为机构运动简图，是对具体事物的抽象。在机构中，构件与构件之间的连接部位被称为运动副，如AB与BC杆件连接处的小圆圈称为回转副或铰链，表示AB杆件和BC杆件可以相对转动。其中，AB杆能够绕转动副A轴线360°转动，称其为曲柄；CD杆仅能绕其转动副轴线往复摆动，称其为摇杆；AD杆是固定不动的杆件，起支撑作用，称其为机架；BC杆件因不与机架连接，称其为连杆。
当机架杆件长度相对其他杆件长度发生改变时，得到的运动形式又将不同，如图1-24（a）和（b）所示，分别为双曲柄机构和双摇杆机构。在双曲柄机构中，主动件和从动件均为曲柄，主动曲柄等速旋转，而从曲柄变速旋转；在双摇杆机构中，杆件AB和CD仅能产生摆动。曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构统称为铰链四杆机构，是平面连杆机构最基本的类型。
图1-24 双曲柄机构和双摇杆机构
曲柄摇杆机构在工业中有普遍的应用，如图1-25所示为目前石油开采广泛使用的游梁抽油机结构及机构运动示意图，其工作原理是电动机通过带轮和减速器减速带动曲柄OA转动，曲柄OA带动连杆O1B驱动游梁绕支架作上下摆动，驴头上悬绳器拉动抽油杆上下运动，拉动井底抽油泵中活塞进行抽吸原油，并将原油排出地面。
图1-25 游梁抽油机结构及机构运动示意图
机械中存在的诸多连杆机构基本上都是通过四杆机构演化而来的，如图1-26（a）所示，挖掘机一系列挖掘和提升的动作是几个连杆机构综合运动的结果，其中液压缸是长度可变的杆件，担负着驱动的任务；图1-26（b）的测量仪表是连杆机构与齿轮机构的组合，通过移动左边的滑块就能使大齿轮转动，以此带动小齿轮及指针旋转，达到显示测量结果的目的。
图1-26 连杆机构的应用实例
2 曲柄滑块机构
如图1-27所示为单缸四冲程汽油机构造示意图，发动机工作时气体燃烧的膨胀力将驱动活塞在气缸内直线移动，然后通过连杆驱动曲轴（即曲柄）做旋转运动，发动机由此进行旋转动力的输出。气缸、活塞、连杆、曲轴所组成的机构称为曲柄滑块机构，图1-28为曲柄滑块机构运动简图，此种机构是通过曲柄摇杆机构演化而来的，它能将旋转运动转化为直线往复移动的运动形式，在工程领域，压力机、活塞式空气压缩机均是以此机构为原理进行设计和制造的。若继续将此机构进行演化，可得手动抽水机机构，如图1-29所示。
图1-27 单缸四冲程汽油机构造示意图
1—气缸盖；2—气缸；3—活塞；4—连杆；5—飞轮；6—曲轴；7—曲轴箱；8，9—齿轮；10，11—凸轮；12—活塞销；13—进气门；14—排气门
邵养司：：铰链四杆机构中与机架相连的构件称为连架杆。铰链四杆机构是机械原理里面一种很基础的机构，是平面连杆机构的基本形式，其他连杆机构都可看作是由它演化而来的。固定的两个支点我们可以看作是一根杆，因为两个支点都固定在地面上，杆就省略掉了。这根固定的杆我们叫“机架”，与之相连的两根杆称为“...
邵养司：：所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的基本形式，其他四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而来的。铰链四杆机构中，按照连架杆是否可以做整周转动，可以将其分为三种基本形式，即曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构。铰链四杆机构可以通过以下方法演化成衍生平面四杆...
邵养司：：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。在机构中，主动曲柄做等速运动，从动曲柄做变速运动。双曲柄机构中，常见的还有平行四边形机构和反平行四边形机构。利用曲柄机构的变速运动原理可以制作惯性筛等。撤掉车床的小拖板，换上夹具紧固。摇动手柄，使滑板19的对刀标记与右...
邵养司：：如图2-3所示搅拌器，随电动机带曲柄AB转动，搅拌爪与连杆一起作往复的摆动，爪端点E作轨迹为椭圆的运动，实现搅拌功能。(2)双曲柄机构。在铰链四杆机构中，两个连架杆均能做整周的运动，则该机构称为双曲柄机构。如图2-4所示惯性筛的工作机构原理，是双曲柄机构的应用实例。由于从动曲柄3与主动...
邵养司：：铰链四杆机构可按有无曲柄、摇杆，分为以下三种基本型式。1、曲柄摇杆机构 定义：在铰链四杆机构中，若两连架杆之一为曲柄，另一个是摇杆，此机构称为曲柄摇杆机构。应用：在曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件时，可将曲柄的连续回转运动转换成摇杆的往复摆动。如雷达天线俯仰角调整机构。当摇杆为主动件...
邵养司：：就是由全由转动副连接的四杆机构。四杆机构的四杆包括：机架（不动）、2个连架杆（直接与机架相连的杆件）、连杆（连接2个连架杆的杆件）。根据机构中整转副的数量，脚链四杆机构又包括双曲柄机构（2个连架杆都能360度转动）和曲柄-摇杆（从动杆不能360度转动）机构。
邵养司：：所有运动副均为转动副的平面四杆机构称为铰链四杆机构,它是平面四杆机构的最基本形式,其它形式的平面四杆机构都可以看做是在它的基础上演化而成的。若组成转动副的两构件做整周相对运动,则该转动副称为整转副,否则称为摆转副。能够整周转动的连架杆称为曲柄,否则称为摇杆或摆杆。因此,铰链四杆机构可以分为...
邵养司：：铰链四杆机构的基本类型包括：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。曲柄摇杆机构是铰链四杆机构中最常见的一种类型。在这种机构中，有一根杆称为曲柄，它能在固定点附近做圆周运动。与之相连的另两根杆则分别为连杆和摇杆。当曲柄做圆周运动时，通过连杆的传递，摇杆会做摆动运动。这种类型的机构广泛...
邵养司：：滑块四杆机构是由一个滑块和四个连接杆组成的机构，其中滑块可以在固定轨道上做直线运动，连接杆通过铰链与滑块和其他连接杆连接。滑块四杆机构的特点是滑块的运动轨迹是直线，通过控制滑块的运动，可以实现复杂的运动路径。铰链四杆机构是由四个连接杆和四个铰链组成的机构，连接杆通过铰链连接在一起，...
邵养司：：揭开铰链四杆机构的神秘面纱：类型判断指南铰链四杆机构，这种精妙的机械构造，其内部隐藏着丰富的运动规律。要正确判断其类型，关键在于理解曲柄的存在条件和杆长关系。首先，我们来看看机构中曲柄的诞生条件：最短杆的秘密: 在平面四杆机构中，若连架杆与机架中至少有一杆是最短的，那么这杆就有可能...