3.1.2 四杆机构的演化形式
在实际应用中,还广泛地采用滑块四杆机构。 它是铰链四杆机构的演化机构,是含有移动副的四杆机构。 其常用形式有曲柄滑块机构、导杆机构、摇块机构及定块机构等。
1)曲柄滑块机构
由图3.7 可知,当曲柄摇杆机构的摇杆长度趋于无穷大时,C 点的轨迹将从圆弧演变为直线,摇杆CD 转化为沿直线导路m—m 移动的滑块,成为如图3.7 所示的曲柄滑块机构。 曲柄转动中心距导路的距离e,称为偏距。 若e=0(见图3.7(a)),称为对心曲柄滑块机构;若e≠0(见图3.7(b)),称为偏置曲柄滑块机构。 保证AB 杆成为曲柄的条件是:l1 +e≤l2。
曲柄滑块机构用于转动与往复移动之间的转换,广泛应用于内燃机、空压机和自动送料机等机械设备中。 如图3.8(a)、(b)所示为内燃机和自动送料机中曲柄滑块机构的应用。
对如图3.9(a)所示的对心曲柄滑块机构,由于曲柄较短,曲柄结构形式较难实现,因此常采用如图3.9(b)所示的偏心轮结构形式,称为偏心轮机构。 其偏心圆盘的偏心距e 即等于原曲柄长度。 这种结构增大了转动副的尺寸,提高了偏心轴的强度和刚度,并使结构简化和便于安装,多用于承受较大冲击载荷的机械中,如破碎机、剪床和冲床等。
图3.7 曲柄滑块机构
1—曲柄;2—连杆;3—滑块;4—机架
图3.8 曲柄滑块机构的应用
图3.9 偏心轮机构
1—偏心轮;2—连杆;3—滑块;4—机架
2)导杆机构
若将如图3.7(a)所示的曲柄滑块机构的构件1作为机架,则曲柄滑块机构就演化为导杆机构。 它包括转动导杆机构(见图3.10(a))和摆动导杆机构(见图3.10(b))两种形式。 一般用连架杆2 作为原动件,连架杆4 对滑块3 的运动起导向作用,称为导杆。 当杆长l1 ＜l2 时,杆2 和导杆4 均能绕机架作整周转动,形成转动导杆机构;当杆长l1 ＞l2 时,杆2 能作整周转动,导杆4 只能在某一角度内摆动,形成摆动导杆机构。
导杆机构具有很好的传力性能,常用于插床、牛头刨床和送料装置等机器中。 如图3.11(a)、(b)所示为插床主运动机构和刨床主运动机构。 其中,ABC 部分分别为转动导杆机构和摆动导杆机构。(https://www.daowen.com)
3)摇块机构
若将如图3.7(a)所示曲柄滑块机构的构件2 作为机架,则曲柄滑块机构就演化为如图3.12(a)所示的摇块机构。 构件1 作整周转动,滑块3 只能绕机架往复摆动。 这种机构常用于摆缸式原动机和气液压驱动装置中,如图3.12(b)所示的自动货车翻斗机构。
图3.10 导杆机构
图3.11 导杆机构的应用
1—机架;2,5—连杆;3,6—滑块;4—导杆
图3.12 摇杆机构及应用
1—连杆;2—机架;3—滑块;4—导杆
4)定块机构
若将如图3.7(a)所示曲柄滑块机构的滑块3 作为机架,则曲柄滑块机构就演化为如图3.13(a)所示的定块机构。 这种机构常用于抽油泵和手摇抽水泵(见图3.13(b))。
图3.13 定块机构及应用
1,2—连杆;3—滑块;4—导杆