Nelilenkkimekanismi on yksinkertaisin kinemaattisesti suljettu mekanismi , jonka linkit pystyvät liikkumaan suhteessa toisiinsa. Tämä mekanismi koostuu neljästä lenkistä, joista jokainen on yhdistetty liikkuvilla liitoksilla kahteen muuhun.
Tällaisia mekanismeja käytetään laajalti koneenrakennuksessa ja muilla tekniikan aloilla. Teoreettisen mekaniikan jaksoa " Kinematiikka " tutkittaessa nelilinkkimekanismi toimii tärkeimpänä mallina, joka havainnollistaa teoreettisia kuvioita ja kehittää päälaskenta-algoritmeja.
Jos jokaisella linkkien liitoksella on vain yksi pyörimisvapausaste , niin tällainen mekanismi on yleensä tasainen ja sitä kutsutaan tässä tapauksessa saranoiduksi nelilenkkiksi [1] . Tässä tapauksessa on mahdollista määrittää koko mekanismin konfiguraatio, jos minkä tahansa kahden linkin konfiguraatiot tunnetaan. Yleensä yksi mekanismin lenkeistä pysyy yleensä paikallaan koko liikkeen ajan (tällaista lenkkiä kutsutaan telineeksi , alustaksi tai runkoksi ), joten mekanismin kokoonpanon määrittämiseksi riittää itse asiassa löytää vain yhden jäljellä olevista linkeistä.
Nelilenkkimekanismin kahta linkkiä, jotka on liitetty alustaan, kutsutaan päälinkeiksi . jos päälenkki pystyy tekemään täyden käännöksen suhteessa telineeseen, niin sitä kutsutaan kammiksi , muuten - keinuksi [1] . Jäljellä olevaa lenkkiä, joka yhdistää päälenkit ja joka ei ole suoraan kytketty alustaan, kutsutaan kiertokangeksi .
Päälinkkien sitä, johon ulkoinen voima kohdistuu, kutsutaan johtavaksi linkiksi . Toinen päälenkki on ohjattu , ja sen liike (samoin kuin kiertokangen liike) määräytyy täysin tulolinkin liikkeen avulla.
Litteitä nelilenkkeisiä mekanismeja käytetään monissa tapauksissa, joissa yhden tyyppinen liike muunnetaan toiseksi. Mutta yleensä niitä käytetään muuntamaan pyörivä liike keinutukseksi (harvemmin päinvastoin) tai tasainen pyöriminen epätasaiseksi pyörimiseksi. Litteän nelipalkkimekanismin kinemaattinen analyysi on paljon yksinkertaisempaa kuin useimpien muiden monimutkaisempien mekanismien analyysi, mikä edistää tällaisten mekanismien suosiota.
Saranoidun nelilenkin kohdalla seuraava laki pätee ( Grashofin lause saranoidusta nelilenkistä ):
Minkä tahansa linkin jatkuva pyörivä liike on mahdollista vain sellaisessa nelilenkkimekanismissa, jossa lyhimmän ja pisimmän lenkin pituuksien summa ei ylitä kahden muun linkin pituuksien summaa.
Kuvassa Kuva 1 esittää erilaisia tapauksia nelilenkkimekanismista kiinteällä pohjalla.
Litteät nelilenkkeiset mekanismit sisältävät myös nelilenkkeiset kampi- ja keinumekanismit [2] .
Spatiaalisia nelilenkkeisiä mekanismeja ovat pallomainen saranoitu nelilenkkimekanismi, joka näkyy oikealla [3] ja Bennett-mekanismi [4] - neljän lenkin spatiaalinen mekanismi pyörivillä kinemaattisilla pareilla , jonka vuonna 1903 keksi englantilainen matemaatikko ja mekaanikko J. Bennett ( Geoffrey Thomas Bennett ) [5] .
Yksi esimerkki nelilenkkeisen mekanismin käytöstä on virroitin , jossa on neljä lenkkiä ja kaksi vapausastetta , eli vain yksi kiinteä piste.
Toinen esimerkki sovelluksesta on Chebyshev - mekanismi .
| Mekanismit | |
|---|---|
| Pyörivä | |
| Suoraviivainen | |
| ... suunnilleen | |
| Käännös | Suunnikas |
| Yhdistelmäliike | |