本次課程的任務(wù)是教會(huì)大家怎么制作鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。為了達(dá)成這個(gè)總目標(biāo)，我們必須要弄清楚鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。最后，我們一起來(lái)探究曲柄存在的條件。那么什么是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)呢，它在我們的生活中又有哪些地方用到了鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)呢？在日常生活中用到的開(kāi)關(guān)，正好就用到了今天要給大家介紹的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本原理。除此之外，在一些較大型的運(yùn)輸設(shè)備，比如說(shuō)火車(chē)的一些工程機(jī)械上面也都用到了四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理。我們說(shuō)了半天的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，那么什么是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)？要弄清楚這個(gè)問(wèn)題，首先我們要知道什么是鉸鏈。

鉸鏈就是用來(lái)連接兩個(gè)固體并運(yùn)行二者之間做相互轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械裝置。我們平時(shí)看到在門(mén)上的合頁(yè)就是我們今天要給大家說(shuō)的鉸鏈。弄清楚了鉸鏈的定義和概念，那么四桿機(jī)構(gòu)的定義就呼之欲出了。

什么是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)——是四個(gè)桿件通過(guò)鉸鏈連接而形成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，我們可以把它簡(jiǎn)稱為四桿機(jī)構(gòu)。在我們的生活當(dāng)中，事實(shí)上在圖片展示的內(nèi)燃機(jī)的連桿、活塞和曲軸就用到了我們介紹的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本原理。無(wú)論是火車(chē)也好，內(nèi)燃機(jī)也好，還是裝載機(jī)也好。它們從形式和外觀上來(lái)講都是大不相同的。那么怎樣將它們當(dāng)中不同的這些形態(tài)抽象出來(lái)變成我們的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)呢？為了方便我們的研究，將這些不同的機(jī)構(gòu)的外形簡(jiǎn)化。用四條線代替四桿，用四桿小圓圈來(lái)代表四桿鉸鏈。將固定不動(dòng)的部分稱之外機(jī)架，與機(jī)架直接相連的兩根桿件稱之為連架桿。而連接兩連架桿的這個(gè)桿件就我們的連桿。經(jīng)過(guò)這樣的抽象，我們研究鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)就變得簡(jiǎn)單一些了。根據(jù)桿件運(yùn)動(dòng)形式的不同， 稱夠作整圈回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的連架桿稱之為曲柄，而不能夠作整圈回轉(zhuǎn)的連架桿稱之為搖桿。正是有了這兩個(gè)名字的不同，那么下面我就想請(qǐng)大家將我們上次課程準(zhǔn)備好的十六根桿件以四名同學(xué)為一組，用你們手中的大頭針和圖釘按照我圖示的樣子將它們連接起來(lái)?？纯茨銈冏龅眠@個(gè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)與我剛才動(dòng)畫(huà)所展示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是否一樣。

經(jīng)過(guò)剛才我們大家的制作，下面有請(qǐng)兩組同學(xué)分別上臺(tái)展示他們所制作的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)第一組同學(xué)展示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄也有搖桿。而第二組同學(xué)展示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)沒(méi)有曲柄，也就是說(shuō)不存在能夠作整圈回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的桿件。那么這到底是怎么一回事呢？看來(lái)這兩個(gè)名字的出現(xiàn)將我們的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分成了幾種類(lèi)型。存在曲柄和搖桿的這組同學(xué)做的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，由于它曲柄、搖桿都有，因此我們將其稱之為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。

經(jīng)過(guò)剛才大家親自動(dòng)手的嘗試，我們發(fā)現(xiàn)機(jī)架在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)當(dāng)中是能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換和調(diào)換的。那么這種將機(jī)架進(jìn)行轉(zhuǎn)換和調(diào)換的方式我們稱之為機(jī)構(gòu)倒置的現(xiàn)象。剛才我們看了曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。將你們手中的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中較短的一桿作為機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)看看會(huì)有什么樣的現(xiàn)象出現(xiàn)呢？好！剛才我們發(fā)現(xiàn)我們的兩根連架桿都能?chē)@自身的鉸鏈作整圈回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這就是我們今天要探討的第二中類(lèi)型雙曲柄機(jī)構(gòu)。以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)當(dāng)中最短桿作為機(jī)架，根據(jù)可逆性原理，兩連架桿均可作整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。及形成雙曲柄機(jī)構(gòu)。雙曲柄機(jī)構(gòu)在日常生活當(dāng)中運(yùn)用也非常的廣泛。那么由于雙曲柄機(jī)構(gòu)有兩個(gè)能做整圈回轉(zhuǎn)的桿件，而兩個(gè)整圈回轉(zhuǎn)的桿件長(zhǎng)度是可調(diào)的。因此雙曲柄機(jī)構(gòu)通常被我們分成了三類(lèi)。第一類(lèi)叫做不等長(zhǎng)雙曲柄機(jī)構(gòu)，也就是我們剛才看到的哪一種。第二種稱之為正平行雙曲柄機(jī)構(gòu)。第三類(lèi)叫作反平行雙曲柄機(jī)構(gòu)。剛才我們已經(jīng)看到了不等長(zhǎng)雙曲柄機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，那么它用在哪些地方呢。在牛頭刨床和慣性篩上都用到了這種不等長(zhǎng)雙曲柄機(jī)構(gòu)。正平行我們用在哪里呢？請(qǐng)大家想象一下火車(chē)車(chē)頭，在車(chē)頭上有三個(gè)主動(dòng)輪，這三個(gè)輪子用到了類(lèi)似與我們這里講解的正平行雙曲柄機(jī)構(gòu)。兩個(gè)連架桿以同樣的速度作整圈回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)看到這里，有的同學(xué)可能問(wèn)，這不是四桿機(jī)構(gòu)，出現(xiàn)了第五根桿，那么能不能將這根藍(lán)色的桿件去掉。如果可以去掉，去掉之后又會(huì)有什么樣的后果呢？接下來(lái)我們看看將它去掉后的結(jié)果。如果說(shuō)我將剛才演示的正平行雙曲柄機(jī)構(gòu)中間這根桿件去掉，那么這個(gè)時(shí)候四桿機(jī)構(gòu)當(dāng)運(yùn)動(dòng)到某一特殊的時(shí)候，四個(gè)鉸鏈會(huì)連成一條直線，這時(shí)候會(huì)出現(xiàn)一種運(yùn)動(dòng)不確定的情況。也就是我們這里看到的反平行雙曲柄機(jī)構(gòu)。反平行雙曲柄機(jī)構(gòu)經(jīng)常用在公共汽車(chē)車(chē)門(mén)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)上。這是雙曲柄機(jī)構(gòu)的三種運(yùn)用。實(shí)事上鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的分類(lèi)在很大程度上依賴與兩個(gè)連架桿之間是否存在著曲柄。既然有一個(gè)曲柄存在的情況，有兩個(gè)曲柄出現(xiàn)的情況，那么有沒(méi)有不存在曲柄的情況呢？這是我們今天要給大家看的第三種機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)。將曲柄搖桿機(jī)構(gòu)當(dāng)中的最短桿的對(duì)邊固定不動(dòng)作為機(jī)架的時(shí)候，即形成了我們這里看到的雙搖桿機(jī)構(gòu)。雙搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)用也是很廣泛的?？赡苣承┰诤＿吘幼〉耐瑢W(xué)看過(guò)這樣一種機(jī)構(gòu)。這是一個(gè)在海港港口上經(jīng)常所用到的鶴式起重機(jī)。它可以將貨物從輪船上平裝到碼頭上，它用到的正好就是我們剛才介紹的雙搖桿機(jī)構(gòu)。大家看一下，它的機(jī)架雖然從形式上看是三角行的，但是我們完全將其看成是一個(gè)桿件。

通過(guò)剛才的探討和介紹，在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)當(dāng)中根據(jù)曲柄存在與否的情況，我們可以將鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分為如下的三類(lèi)。如果說(shuō)一個(gè)曲柄和一個(gè)搖桿出現(xiàn)的時(shí)候就叫做曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。兩個(gè)曲柄都存在的時(shí)候就叫做雙曲柄機(jī)構(gòu)。而不存在曲柄的時(shí)候就稱之為雙搖桿機(jī)構(gòu)。那么現(xiàn)在大家心里面是否有一個(gè)疑問(wèn)呢？我作的這個(gè)機(jī)構(gòu)到底符合這里的哪一種呢？這些問(wèn)題下次課我們會(huì)得到一個(gè)滿意的結(jié)果。