构件间用四个转动副相连的平面四杆机构简称为铰链四杆机构，如图5-1所示。其中固定不动的杆1称为机架，与机架相连的杆2和杆4称为连架杆，不与机架相连的杆3称为连杆。在连架杆中能绕固定轴线整周回转的构件称为曲柄，只能在某一角度范围内摆动的构件称为摇杆。

图5-1　铰链四杆机构

1—机架；2，4—连架杆；3—连杆

平面连杆机构多轨迹动画

1.铰链四杆机构的基本类型及应用

铰链四杆机构中，根据连架杆运动形式的不同，可分为以下三种基本类型。

（1）曲柄摇杆机构

在铰链四杆机构的两连架杆中，若一个为曲柄，另一个为摇杆，则此四杆机构称为曲柄摇杆机构。在图5-1中，杆2为曲柄，杆4为摇杆。曲柄和摇杆可分别作主动件，相应另一杆为从动件。通常曲柄做等速转动，摇杆做变速往复摆动。

如图5-2（a）所示的脚踏缝纫机传动装置以及图5-2（b）所示的搅拌机传动装置均为曲柄摇杆机构。

图5-2　曲柄摇杆机构的应用

（a）脚踏缝纫机传动装置；（b）搅拌机传动装置1—摇杆；2—连杆；3—曲柄；4—机架

（2）双曲柄机构

在铰链四杆机构中，若两连架杆均为曲柄，则此四杆机构称为双曲柄机构。

在图5-3所示惯性筛机构中，机构ABCD即为双曲柄机构。其运动特点是：当主动曲柄1等速转动一周时，从动曲柄3变速转动一周，使筛子5回程速度较快，以实现惯性筛选的目的。

图5-3　惯性筛机构

1—主动曲柄；2，4—连杆；3—从动曲柄；5—筛子

在双曲柄机构中，若主动曲柄等速转动，则从动曲柄一般变速转动。但当连杆与机架长度相等，两曲柄长度相等且转向相同时，两曲柄的角速度相等，这样的双曲柄机构称为平行四边形机构，如图5-4（a）所示。连杆与机架长度相等，两曲柄长度相等而转向相反的双曲柄机构则称为逆平行四边形机构，如图5-4（b）所示。这两种机构，前者两曲柄的方位时刻相同，实现同向等角速度转动；后者两曲柄转动方向相反，角速度也不相等。

图5-5所示为车门启闭机构，其是逆平行四边形机构的应用实例。左、右两车门分别与曲柄AB、CD连成一个整体，由气缸（图中未画出）推动曲柄AB转动。当左边车门开启或关闭时，通过连杆BC、曲柄CD同时朝相反方向转动，从而保证左、右车门同时开启或关闭。

平行四边形机构能保持连杆始终做平动，如图5-6所示天平就是其应用实例，它能保证天平托盘1、2始终处于水平位置。(www.daowen.com)

但当四杆同时位于一条直线，即处于图5-4（c）所示的位置时，从动曲柄CD可能向正、反两个方向转动，出现运动不确定现象。要消除这一现象，可利用从动曲柄本身的质量或附加飞轮的惯性作用予以导向，也可用辅助构件组成多组相同机构，使它们不同时处于运动不确定位置，如图5-4（d）所示。

图5-4　平行四边形机构

图5-5　车门启闭系统

图5-6　天平

1，2—天平托盘

（3）双摇杆机构

在铰链四杆机构中，若两连架杆均为摇杆，则此四杆机构称为双摇杆机构。

图5-7所示为飞机起落架机构运动简图。当飞机将要着陆时，着陆轮1需要从机翼4中推放出来（图中实线所示）；起飞后为减小飞行中的空气阻力，又收入机翼之中（图中虚线所示）。这些动作由主动摇杆3通过连杆2、从动摇杆5带动着陆轮予以实现。

在双摇杆机构中，若两摇杆长度相等，则称为等腰梯形机构，如图5-8所示轮式车辆的前轮转向机构就是其应用实例。当车子转弯时，和两前轮固连的两摇杆摆动的角度β和δ不相等。如果在任意位置都能使两前轮轴线的交点P落在后轮轴线的延长线上，则当整个车身绕P点转动时，四个车轮均能在地面上做纯滚动，避免轮胎的滑动损伤。等腰梯形机构能近似满足这一要求。

图5-7　飞机起落架机构

1—着陆轮；2—连杆；3—主动摇杆；4—机翼；5—从动摇杆

图5-8　车辆前轮转向机构

2.铰链四杆机构的特点

铰链四杆机构具有以下特点。

①铰链四杆机构是低副机构，构件间的相对运动部分为面接触，故单位面积上的压力较小，并且低副的构造便于润滑，摩擦磨损较小、寿命长，适于传递较大的动力。如动力机械、锻压机械等都可采用。

②两构件的接触面为简单几何形状，便于制造，能获得较高精度。

③构件间的相互接触是依靠运动副元素的几何形状来保证的，无须另外采取措施。

④运动副中存在间隙，难以实现从动件精确的运动规律。