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工程實際中所用四桿機構的形式多種多樣，其主要特點是將一種運動形式轉變?yōu)榱硪环N運動形式，實現(xiàn)一定的運動轉換、動作和軌跡要求。四桿結構主要通過面接觸，運動副單位面積所受的壓力較小，其面接觸便于潤滑，耐磨損，使用壽命長，可用于傳遞較大的載荷的優(yōu)點，其廣泛應用于各種機械結構中。

1四桿結構的構成

所有的運動副均為轉動副的四桿機構稱為鉸鏈四桿機構，他是平面四桿機構的最基本形式，其固定不動的桿為機架，與機架通過運動副連接的桿為連架桿，能夠做整周回轉的構件為曲柄，而只能在一定角度范圍內擺動的構件為搖桿。

2四桿結構運動特性

同向旋轉時兩曲柄的角度始終保持相等特性，如圖2-1機車車輪聯(lián)動機構，被聯(lián)動的各車輪具有與主動輪完全相同的運動。連桿始終與機構平行特性，如圖2-2天平機構能始終保證天平始終處于水平位置。運動不確定特性，當主動曲柄轉動到與從動曲柄、連桿及機架共線位置時，將出現(xiàn)運動不確定的狀態(tài)。平面四桿機構的急回特性，圖2-3所示曲柄搖桿機構中，可設AB為原動件，搖桿CD為從動件，曲柄AB旋轉一周的過程中，有2次與連桿共線，即當曲柄到達AB1位置時，搖桿CD處于左邊極限位置C1D,當曲柄繼續(xù)轉到AB2位置時，搖桿CD處于右邊極限位置C2D，曲柄搖桿機構的這個極限位置為極位。當從動件搖桿處于兩極限位置時，對應的原動件曲柄在AB1和AB2兩位置間所夾角為極位夾角。當原動件曲柄做等速旋轉運動，從動件搖桿往復擺動的平均速度不同，且搖桿在空回行程中的平均速度大于工作行程速度，這一性質為急回特性。

3四桿機構的應用設計要點

平面四桿機構的運動設計主要根據給定的設計條件（運動條件、幾何條件等），確定機構有關的尺寸參數和各個機構間件的相對位置，而不涉及構件的具體機構。通過運動設計，即可確定平面四桿機構運動簡圖及機構的工作特性。按照給定運動軌跡設計四桿機構，平面四桿機構運轉時，其連桿一般做復雜平面運動，連桿上任一點的軌跡是一條封閉曲線，連桿曲線的形狀取決于連桿上點的位置和各構件的相對長度，連桿曲線的多樣性常被用于工程中的某些機械，用以完成一定的生產要求和動作。按照給定的運動軌跡設計就是通過選擇不同的構件參數和連桿上的點，而使該點所描繪的連桿曲線滿足預期的運動軌跡要求。如鶴式起重機機構設計中，應保證吊鉤能實現(xiàn)沿近似水平方向移動；攪拌機構件設計，應保證攪拌桿端能按照預定軌跡運動。按照給定從動件的運動規(guī)律（位置、速度、加速度）設計四桿機構，主要的應用實例為飛機起落架構件設計中，應滿足機輪在放下和收起時連桿應占據的2個預期位置；再如牛頭刨床構件的應用設計要點，應使設計出的機構能保證給定的行程速度變化系數等。

4機械結構中的基本應用形式

四桿機構在機械中主要以曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構3種基本形式。4.1曲柄搖桿機構。曲柄搖桿機構是具有一個曲柄和一個搖桿的鉸鏈四桿機構，通常以曲柄為原動件，搖桿為從動件，將曲柄的連續(xù)轉動轉變?yōu)閾u桿的往復搖擺運動。如雷達機構中的雷達天線俯仰角調整機構。也有以搖桿為原動件的曲柄搖桿機構，典型的實例為縫紉機踏板機構。4.2雙曲柄機構。雙曲柄機構是具有2個曲柄的鉸鏈四桿機構，同層主動曲柄做勻速轉動，從動曲柄做變速轉動，如慣性篩機構中，當主動曲柄做勻速轉動時，鉸鏈四桿機構從動曲柄做變速轉動，桿使篩子具有較大的變化速度，篩子中的顆粒物料因為慣性作用到達分篩的目的。若連桿與機架的長度相等，且曲柄長度相等則為平行四邊形機構。如曲柄機構中連桿與機架長度相等，且量曲柄長度相等但轉向相反，則為逆向平行四邊機構，典型事例為車門啟閉機構就是利用逆向平行四邊機構的運動特性。4.3雙搖桿機構。雙搖桿機構具有2個搖桿的鉸鏈四桿機構，這種機構長被用于操作機構、儀表機構。在雙搖桿機構匯總，若2個搖桿長度相等，則為等腰梯形機構，典型的為汽車前輪轉向機構，汽車轉彎時，可使2前輪軸線與后輪軸線近似交匯于一點，保證各輪相對于地面近似為純滾動，避免輪胎因滑動而產生較大磨損。

5結束語

本文通過對四桿機構組成、運動特性以及在機械結構中的運用，簡要地分析了四桿機構的特性及其應用。平面四桿機構形式多樣，結構簡單應用廣泛，機械結構中的多桿結構都是從四桿機構基礎上擴充而來，掌握了平面四桿機構的有關知識和設計方法，就為平面多桿機構的設計與分析奠定了基礎。

參考文獻：

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[4]木思瀚.機械機構中四桿機構的應用解析[J].機械出版社,2004.03.

作者:胡超 張樂安 張峰 李娜 單位:武昌工學院