En fyrlänksmekanism är den enklaste kinematiskt stängda mekanismen , vars länkar kan röra sig i förhållande till varandra. Denna mekanism består av fyra länkar, som var och en är förbunden med rörliga leder med två andra.
Sådana mekanismer används i stor utsträckning inom maskinteknik och andra teknikområden. När man studerar avsnittet " Kinematik " under teoretisk mekanik , fungerar fyrlänksmekanismen som den viktigaste modellen som tjänar till att illustrera teoretiska mönster och utveckla de viktigaste beräkningsalgoritmerna.
Om varje anslutning av länkar endast har en rotationsfrihetsgrad , är en sådan mekanism vanligtvis platt och kallas i detta fall en gångjärnsförsedd fyrlänk [1] . I detta fall är det möjligt att bestämma konfigurationen av hela mekanismen om konfigurationerna för någon av två av dessa länkar är kända. Som regel förblir en av länkarna i mekanismen vanligtvis stationär under hela rörelsetiden (en sådan länk kallas rack , bas eller ram ), så för att bestämma mekanismens konfiguration räcker det faktiskt att hitta konfigurationen av endast en av de återstående länkarna.
De två länkarna i fyrlänksmekanismen som är anslutna till basen kallas huvudlänkar ; om huvudlänken är kapabel att göra ett helt varv i förhållande till kuggstången, så kallas det en vev , annars - en rocker [1] . Den återstående länken, som förbinder huvudlänkarna och inte är direkt ansluten till basen, kallas vevstake .
Den av huvudlänkarna som en extern kraft appliceras på kallas den ledande länken . En annan huvudlänk drivs och dess rörelse (liksom vevstakens rörelse) är helt inställd av ingångslänkens rörelse.
Platta fyrlänksmekanismer används för många fall av omvandling av en typ av rörelse till en annan. Men som regel används de för att omvandla rotationsrörelse till gungning (mindre ofta vice versa) eller enhetlig rotation till ojämn rotation. Den kinematiska analysen av en platt fyrstavsmekanism är mycket enklare än analysen av de flesta andra mer komplexa mekanismer, vilket bidrar till populariteten för sådana mekanismer.
För en gångjärnsförsedd fyrlänk gäller följande lag ( Grashofs teorem om en gångjärnsförsedd fyrlänk ):
Kontinuerlig rotationsrörelse av någon av länkarna är möjlig endast i en sådan fyrlänksmekanism, i vilken summan av längderna av de kortaste och längsta länkarna inte överstiger summan av längderna av de återstående två länkarna.
På fig. 1 visar olika fall av en fyrlänksmekanism med fast bas.
Platta fyrlänksmekanismer inkluderar också fyralänkade vev-slider och vippmekanismer [2] .
Rumsliga fyrlänksmekanismer inkluderar den sfäriska gångjärnsförsedda fyrlänksmekanismen som visas till höger [3] och Bennett-mekanismen [4] - en fyrlänks spatial mekanism med rotationskinematiska par , uppfann 1903 av den engelske matematikern och mekanikern J. Bennett ( Geoffrey Thomas Bennett ) [5] .
Ett exempel på användningen av en fyrlänksmekanism är pantograph , som har fyra länkar och två frihetsgrader , dvs bara en fast punkt.
Ett annat exempel på tillämpning är Chebyshev-mekanismen .
| Mekanismer | |
|---|---|
| Roterande | |
| rätlinjig | |
| ...ungefär | |
| Översättning | Parallellogram |
| Sammansatt rörelse | |