空间连杆机构的应用

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册中》第1942页（2082字）

空间连杆机构具有结构紧凑，运动形式多样、灵活、可靠等优点。图5．5-2所示是一种缝纫机中的空间连杆机构及其机构简图。装于转轴1的偏心轮2，通过连杆3和摇杆4(5)及连杆6，可使与摇杆7相固结的弯针8获得所需的周期性摆动。由运动简图可见，该机构是由空间曲柄摇杆机构0-1(2)-3-4-0及空间双摇杆机构0-5-6-7(8)-0串接而成的，机构中除含有转动副和球面副外，还用有一圆柱副。

图5．5-2 缝纫机中的空间机构(一)

图5．5-3所示是缝纫机所用的又一种空间机构，要求构件3的P点实现复杂的球面运动轨迹。原动件轴1有两个曲拐，其中一个驱动平面摆动导杆机构0-1-2-3-0，另一个则驱动空间曲柄摇杆机构0-1-6-5-0和空间双摇杆机构0-5-4-3-0，从而使构件3的运动成为上述两种运动的合成。

图5．5-3 缝纫机中的空间机构(二)

图5．5-4所示为空间联轴节机构，是含有两个转动副和两个圆柱副的特殊配置的空间四杆机构。一般用于传递夹角为90°的两相交轴之间的转动。在实际应用中，连接两转盘的构件2安排多个，以改善传力状况。

图5．5-4 空间联轴节机构

图5．5-5所示为研磨光学玻璃用的双自由度空间五杆机构0-1-2-3-4-0。待研磨的球面玻璃A与蘑菇状磨头4组成以球面接触的转动副，而球面玻璃A与顶盖3一起则可视为一个构件。构件2分别用圆柱副及球面副与构件1及3相连。为了提高研磨效果，在构件1摆动的同时，对磨头4也给以附加转动。这样，在摩擦力作用下，待磨玻璃可以经常改变研磨的位置。

图5．5-5 双自由度空间五杆机构

图5．5-6所示为一空间机构的振动筛。构件3(即筛子)3的前侧用两根链条4、5悬挂于机架0上，后端用球面副直接与机架0相连。当原动曲柄1转动时，通过连杆2的传动，筛子3绕球面副中心作复杂摆动。机构中，构件4、5(即链条)两端的4个运动副，实际上相当于轴线汇交于一个定点(球面副中心)的4个转动副，而球面副则可相应地视为一个作用重复的运动副，所以机构0-4-3-5-0为球面四杆机构。

图5．5-6 振动筛

图5．5-7所示为用于联合收割机的摆盘式切割机构。当原动轴1回转时，通过摆盘2使叉架轴3(摇杆)作往复摆动，再通过连杆4带动割刀架5，沿着与轴1平行的方向往复移动，做切割工作。由图可见，该机构中所有转动副轴线汇交一点的摆盘机构0-1-2-3-0，属于球面曲柄摇杆机构。图c)所示为切割器中摆盘采用滚动轴承的摆盘机构。

图5．5-7 摆盘式切割机构

图5．5-8所示为一种用于飞机机翼中的副翼操纵机构。操纵输入摇臂4绕垂直于弦面的轴线A摆动，再通过构件2，可使副翼横梁1连同副翼绕轴D摆动一角度。这种副翼操纵机构可看为含有三个f=1的转动副和一个f=1的移动副及一个f=3的球面副的空间五杆机构。

图5．5-8 副翼操纵机构

图5．5-9所示为某种飞机的小前翼收展机构。电动舵机1通过螺旋传动，带动多臂曲柄3摆动，再通过连杆4、6驱动小前翼摇臂5、7，使机头两侧的小前翼对称地展开，达到低速飞行时增加飞机上仰力矩的目的。由图可见，这里采用了两个全由转动副组成的特殊空间四杆机构0-3-4-5-0和0-3-6-7-0．此即所谓本涅特(Bennatt)机构。

图5．5-9 前翼收展机构

图5．5-10所示为缸体旋转的轴向柱塞泵及其机构简图。轴向柱塞10的球头安装在滑靴8＇的球窝内，而滑靴8＇又被回程盘8紧压于变量头7上。因此，当传动轴11带动缸体9旋转时，通过构件7、8组成的转动副、柱塞10将同缸体一起作旋转，并同时在缸体内相对缸体产生轴向往复运动。转动手轮1．通过螺旋副使变量活塞4向下(或向上)移动，再通过变量活塞上的销轴块7＇，可使变量头连同回程盘8绕中心钢球转动一角度，使变量头7的倾角发生改变，从而也就改变了柱塞10的行程以及泵的输出流量。因此，该机构是具有两个自由度的复杂空间机构。

图5．5-10 轴向柱塞泵机构