01-08-2023
Четырёхзвенный механизм — это самый простой кинематически замкнутый механизм, звенья которого способны двигаться друг относительно друга. Этот механизм состоит из четырёх звеньев, каждое из которых скреплено с двумя другими единственным шарнирным соединением (штифтом, болтом, штырём и т. д.).
Этот механизм является общей формой для множества конструкций, используемых в машиностроении, а также при изучении кинематики.
Если каждое соединение звеньев имеет лишь одну вращательную степень свободы, то обычно такой механизм является плоским. В этом случае можно определить положения всех звеньев механизма, если известно положение любых двух из этих звеньев. Одно из звеньев обычно постоянно остаётся неподвижным (такое звено называется основанием или рамой). Поэтому для определения положения всех звеньев как правило требуется определить положение только одного из них. Те два звена, которые шарнирно соединены с основанием, называются основными звеньями. Оставшееся звено, которое соединяет между собой основные звенья и не имеет непосредственной связи с основанием, называется сцепкой. Одно из основных звеньев, к которому приложена внешнее силовое воздействие, называется ведущим звеном (если оно вращается, то оно называется кривошипом). Другое основное звено является ведомым, и его движение полностью задаётся движением входного звена.
Плоские четырёхзвенные механизмы применяют для многих случаев преобразования одного вида движения в другое. Но как правило, они используются для преобразования вращательного движения в качательное (реже наоборот) или равномерного вращательного в неравномерное вращательное.
Эти механизмы были особенно популярны в прошлом, до начала компьютерной эры, так как их расчёт намного проще по сравнению с расчётами более сложных механизмов.
Для четырёхзвенного механизма справедлив следующий закон:
Непрерывное вращательное движение какого либо из звеньев возможно только в таком четырёхзвенном механизме, у которого сумма длин наиболее короткого и наиболее длинного звеньев не превышает сумму длин оставшихся двух звеньев.
На рис. 1 приведены различные случаи четырёхзвенного механизма с неподвижным основанием.
Одним из примеров применения четырёхзвенного механизма является пантограф, имеющий четыре звена и две степени свободы, то есть, только одну фиксированную точку.
Другой пример применения — механизм Чебышева.
Четырёхзвенный механизм.
