鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型判斷方法探究

李岐峰

【摘要】鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是機(jī)械基礎(chǔ)的一個(gè)重要內(nèi)容，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)生活中應(yīng)用非常廣泛；能正確、迅速地判斷出鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型是考查學(xué)生對(duì)于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)知識(shí)掌握和應(yīng)用能力的重要要求。

【關(guān)鍵詞】鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 步驟 基本類型

【中圖分類號(hào)】TH112.1 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）51-0218-01

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是指構(gòu)件間以四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的平面四桿機(jī)構(gòu)，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是四桿機(jī)構(gòu)的基本形式，也是其他多桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。按照兩個(gè)連架桿運(yùn)動(dòng)形式的不同，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)三種基本類型。能夠判斷出鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型是考查學(xué)生對(duì)該知識(shí)掌握程度的一種重要手段。在多年的教學(xué)中，我發(fā)現(xiàn)這部分知識(shí)一直是同學(xué)們學(xué)習(xí)時(shí)的一個(gè)難點(diǎn)，很多同學(xué)在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判斷時(shí)思路混亂、經(jīng)常出錯(cuò)，我覺(jué)得這還是因?yàn)樗麄儧](méi)有真正領(lǐng)會(huì)判斷要點(diǎn)而造成的。為了幫助同學(xué)們能夠準(zhǔn)確、迅速地判斷出鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型，下面我們就來(lái)探討一下判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的方法。

要想判斷出鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型，首先要判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中是否存在著曲柄，不存在曲柄的肯定是雙搖桿機(jī)構(gòu)，有曲柄的再去判斷是雙曲柄機(jī)構(gòu)還是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。而判斷是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)還是雙曲柄機(jī)構(gòu)還需要根據(jù)曲柄的位置來(lái)判斷；因此曲柄的判斷是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容。

根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)教材可以知道，判斷一個(gè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是否存在著曲柄，要求該機(jī)構(gòu)必須同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：（1）最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于或等于其他兩桿長(zhǎng)度之和；（2）連架桿和機(jī)架中必有一桿是最短桿。也就是說(shuō)只有這兩個(gè)條件同時(shí)都滿足了，曲柄才會(huì)存在；都不滿足或者只滿足其中一個(gè)條件，曲柄是不會(huì)存在的。這樣的表述沒(méi)有什么問(wèn)題，但是在做題時(shí)很多同學(xué)都是先判斷第一個(gè)條件，如果符合了再看第二個(gè)條件；這樣判斷起來(lái)用的時(shí)間長(zhǎng)而且容易混淆，因此我在教學(xué)時(shí)給同學(xué)們重新整理了判定步驟。步驟如下：

第一步，先看鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的連桿是不是最短桿。如果連桿是最短桿那么判定該機(jī)構(gòu)是雙搖桿機(jī)構(gòu)，如果不是那么進(jìn)行第二步。

第二步，看最短桿與最長(zhǎng)桿之和是否小于等于另外兩桿之和。如果不是，那么判定該機(jī)構(gòu)是雙搖桿機(jī)構(gòu)；如果是，那么曲柄肯定存在則進(jìn)行第三步。

第三步，看機(jī)架是否是最短桿。如果機(jī)架是最短桿那么該機(jī)構(gòu)就是雙曲柄機(jī)構(gòu)，如果不是那么該機(jī)構(gòu)就是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。

上面的三個(gè)步驟是層層遞進(jìn)的關(guān)系，在判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型時(shí)，有些類型在第一步或者第二步就可以判斷出來(lái)，不需要再進(jìn)行后面步驟的判斷，這樣節(jié)省了判斷時(shí)間提高了做題效率。而且上面的步驟非常清晰，便于同學(xué)們理解。

為了更清晰地表明上面的判斷方法，我們以下面的題目為例來(lái)進(jìn)行鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判斷。

第（1）題：第一步，看連桿，連桿不是最短桿，進(jìn)行第二步；第二步，110+40<90+70，判定曲柄存在，進(jìn)行第三步；第三步，看機(jī)架，機(jī)架是最短桿，判定該機(jī)構(gòu)是雙曲柄機(jī)構(gòu)。

第（2）題：第一步，看連桿，連桿不是最短桿，進(jìn)行第二步；第二步，120+45<100+70，判定曲柄存在，進(jìn)行第三步；第三步，看機(jī)架，機(jī)架不是最短桿，判定該機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。

第（3）題：第一步，看連桿，連桿不是最短桿，進(jìn)行第二步；第二步，100+60>62+70，判定曲柄不存在，則該機(jī)構(gòu)是雙搖桿機(jī)構(gòu)。

第（4）題：第一步，看連桿，連桿是最短桿，判定該機(jī)構(gòu)是雙搖桿機(jī)構(gòu)。

通過(guò)上面題目的判斷我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，按照重新整理的步驟來(lái)判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型，步驟和思路非常清晰、條理；而且有些基本類型不需要把步驟全部進(jìn)行完，在第一步或者第二步就已經(jīng)能夠判斷出來(lái)，題目（3）和（4）就屬于這種情況。通過(guò)上面的步驟，我們可以節(jié)省判斷時(shí)間，這既提高了做題效率還保證了判斷的準(zhǔn)確性。通過(guò)教學(xué)應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，上面的步驟能讓很多同學(xué)準(zhǔn)確、快速地判斷對(duì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型。

由于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)在機(jī)械基礎(chǔ)課程和生產(chǎn)中都占有著很重要的地位，所以我們非常有必要在教學(xué)時(shí)幫助同學(xué)們理解透這部分知識(shí)，為他們以后的應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李詠梅.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型判別的簡(jiǎn)易方法[J].新課程，2015-06