En fireledsmekanisme er den enkleste kinematisk lukkede mekanisme , hvis led er i stand til at bevæge sig i forhold til hinanden. Denne mekanisme består af fire led, som hver er forbundet med bevægelige led med to andre.
Sådanne mekanismer er meget udbredt inden for maskinteknik og andre teknologiske områder. Når man studerer afsnittet " Kinematik " i løbet af teoretisk mekanik , fungerer fireledsmekanismen som den vigtigste model, der tjener til at illustrere teoretiske mønstre og udvikle de vigtigste beregningsalgoritmer.
Hvis hver forbindelse af led kun har én rotationsfrihedsgrad , så er en sådan mekanisme normalt flad og kaldes i dette tilfælde et hængslet fireled [1] . I dette tilfælde er det muligt at bestemme konfigurationen af hele mekanismen, hvis konfigurationerne af to af disse links er kendt. Som regel forbliver et af mekanismens led normalt stationært gennem hele bevægelsestiden (et sådant led kaldes stativ , base eller ramme ), så for at bestemme mekanismens konfiguration er det faktisk nok at finde konfigurationen af kun et af de resterende links.
De to led i mekanismen med fire led, der er forbundet til basen, kaldes hovedled ; hvis hovedleddet er i stand til at lave en hel omgang i forhold til stativet, så kaldes det en krumtap , ellers - en vippe [1] . Det resterende led, som forbinder hovedleddene og ikke er direkte forbundet med basen, kaldes plejlstang .
Det af de vigtigste led, som en ekstern kraft påføres, kaldes det førende led . Et andet hovedled er drevet , og dets bevægelse (såvel som plejlstangens bevægelse) er fuldstændig indstillet af bevægelsen af indgangsleddet.
Flade fireledsmekanismer bruges til mange tilfælde af konvertering af en type bevægelse til en anden. Men som regel bruges de til at konvertere rotationsbevægelse til vippende (mindre ofte omvendt) eller ensartet rotation til uensartet rotation. Den kinematiske analyse af en flad firestangsmekanisme er meget enklere end analysen af de fleste andre mere komplekse mekanismer, hvilket bidrager til populariteten af sådanne mekanismer.
For et hængslet fireled er følgende lov sand ( Grashofs sætning om et hængslet fireled ):
Kontinuerlig rotationsbevægelse af et hvilket som helst af leddene er kun mulig i en sådan fireledsmekanisme, hvor summen af længderne af de korteste og længste led ikke overstiger summen af længderne af de resterende to led.
På fig. 1 viser forskellige tilfælde af en fireleddet mekanisme med en fast base.
Flade fireledsmekanismer omfatter også fireleds krank-skyder- og vippemekanismer [ 2] .
Rumlige fireledsmekanismer inkluderer den sfæriske hængslede fireledsmekanisme vist til højre [3] og Bennett-mekanismen [4] - en fireleddet rumlig mekanisme med rotationskinematiske par , opfundet i 1903 af den engelske matematiker og mekaniker J. Bennett ( Geoffrey Thomas Bennett ) [5] .
Et eksempel på brugen af en fireleddet mekanisme er pantograph , som har fire led og to frihedsgrader , dvs. kun ét fikspunkt.
Et andet eksempel på anvendelse er Chebyshev-mekanismen .
| Mekanismer | |
|---|---|
| Roterende | |
| Retlinet | |
| ...rundt regnet | |
| Oversættelse | Parallelogram |
| Sammensat bevægelse | |