汽车机械基础第6章
第六章常用机构汽车机械基础教案
2．棘轮机构的类型
棘轮机构按其工作原理，可分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构两大类 。按啮合部位可分为外啮合和内啮合两种形式；按驱动方向可分为单向驱动 和双向驱动棘轮机构，单向驱动棘轮机构的棘轮多为锯齿形，双向驱动棘轮 机构的棘轮多为矩形。
如图6-28所示为自行车后轮飞轮中的内啮合单向驱动棘轮机构。
图6-6所示的机车驱动轮联动机 构是正平行双曲柄机构的应用实例。 图6-7所示为车门启闭机构，是反平 行双曲柄机构的一个应用，它使两扇 车门朝相反的方向转动，从而保证两 扇门能同时开启或关闭。
在正平行双曲柄机构中，当各 构件共线时，可能出现从动曲柄与 主动曲柄转向相反的现象，即运动 不梯形；当汽车转弯时，两摇杆摆 过不同的角度，使两前轮转动轴线 汇交于后轮轴线上的O点，以确保 车辆转弯的每一瞬时，四个轮子与 地面之间均绕O点作纯滚动。
1．直径
螺纹的直径有大径（公称直径）、小径、中径。如图6-34所示。 大径———指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径。用d
（D）表示。
小径———指与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径。 用d1（D1）)表示。
中径———母线通过牙型上沟槽宽度和凸起宽度相等的假想圆柱的 直径。用d2（D2）表示。
第二十三页，共37页
槽轮机构结构简单，工作可靠，转位方便，能精确控制转角，但转 角大小不可调节，且有冲击，只能用于低速机构或分度机构中。如图633所示为转塔车床的刀架转位机构。
第二十四页，共37页
第四节 螺旋机构
螺旋机构由螺杆、螺母和机架组成（一般把螺杆和螺母之一作成机架） ，其主要功用是将旋转运动变换为直线运动，并同时传递运动和动力，是机 械设备和仪器仪表中广泛应用的一种传动机构。
牛头刨床和送料装置等机器中。
机械设计基础.第六章_间歇运动机构
21 2 2
2
运动关系(运动特性系数τ )：
tm 21 z 2 t 2 2z
讨论：τ >0，z≥3
21 z 2 2 2z
(2)销数 K
在0~0.5 之间，运动时间小于 静止时间。
K ( z 2) 2z
讨论：τ <1 常用K=1
§6-1 棘轮机构
组成：棘轮机构主要由
棘轮2、驱动棘爪3、摇杆1、 止动爪5和机架等组成 。
工作原理： 原动件1逆时针摆动时，棘轮逆时针转动 原动机1顺时针摆动时，棘轮不动
类型1：运动形式来分
单动式棘轮机构（转动、移动） 齿式棘轮机构 双动式棘轮机构 可变向棘轮机构
棘条机构（移动） 钩头双动式棘轮机构
运动；
加工复杂；
刚性冲击，不适于高速。
应用于计数器、电影放映机和某些具 有特殊运动要求的专业机械中。
§ 6-4 凸轮式间歇机构（不讲）
图6-11 圆柱形凸轮间歇运动机构
此机构实质上为一个摆 杆长度为R2、只有推程 和远休止角的摆动从动 件圆柱凸轮机构。
蜗杆凸轮分度机构
凸轮如蜗杆，滚子如涡 轮的齿。
作业：
6-2、6-3
2z K z2
增加径向槽数z可以增加机构运动的平稳性，但是机构尺寸 随之增大，导致惯性力增大。一般取 z = 4～8。
几何尺寸计算，学会参考机械设计手册
§6-3. 不完全齿轮机构
不完全齿轮机构是由普通齿轮机构演化而成。如图 所示，主动轮1为只有一个齿或几个齿的不完全齿轮， 从动轮2由正常齿和带锁止弧的厚齿彼此相间组成。
（2）制动机构
在卷扬机中通过棘轮机构实现制动功能，防止
链条断裂时卷筒逆转。
汽车机械基础侯子平高职教材
汽车机械基础侯子平高职教材
《汽车机械基础》是由侯子平编写的一本高职教材，主要介绍汽车机械的基本原理、结构和组成部件等内容。
该教材包括以下主要章节和内容：
第1章汽车的基本知识
- 汽车的定义与发展
- 汽车的分类和性能指标
第2章发动机与燃烧
- 发动机的分类和结构
- 发动机的工作原理
- 燃烧过程与燃油供给系统
第3章传动系统
- 传动系统的类型和工作原理
- 变速器和离合器的结构与原理
第4章悬挂系统
- 悬挂系统的作用和分类
- 悬挂系统的结构与工作原理
第5章制动系统
- 制动系统的作用和分类
- 制动系统的结构与工作原理
第6章转向系统
- 转向系统的作用和分类
- 转向系统的结构与工作原理
第7章电气系统
- 电气系统的作用和组成
- 蓄电池、起动机和发电机的工作原理
第8章点火系统
- 点火系统的作用和分类
- 点火系统的结构与工作原理
第9章车身构造
- 车身结构与安全
- 车身构造与材料
通过学习这本教材，学生可以全面了解汽车机械的基本知识与原理，掌握汽车机械相关的技术和技能，为日后从事汽车维修、保养、修改等工作提供基础知识和实践指导。
电子课件-《机械基础(第六版)》-A02-3658 6第六章 轮系
三、实训设备及工具
单级齿轮减速器一台 钳工工作台 活扳手 手锤 旋具 其他钳工拆装工具
1．分析结构，拟定拆卸步骤
（1）单级齿轮减速器主要由箱体和箱盖， 齿轮轴、输出轴及其上的齿轮、轴承、定 位套等零件组成 （2）拆卸时，先拆卸箱盖及其上零件，然 后拆卸齿轮轴组件和输出轴组件等
2．拆卸箱盖
（1）拆卸减速器前，首先要观察减速器 的外部结构，分析其上各零件的作用
机械基础
第六章 轮 系
第六章 轮 系
§6—1 轮系分类及其应用特点 §6—2 定轴轮系传动比及计算 §6—3 实训环节——减速器的拆装
第六章 轮 系
为满足机器的功能要求和实际工作需要，所采 用的多对相互啮合齿轮组成的传动系统称为轮系
三级齿轮减速器
第六章 轮 系
§6—1 轮系分类及其应用特点
一、轮系的分类
第六章 轮 系
§6—2 定轴轮系传动比及计算
一、定轴轮系中各轮转向的判断
若外啮合齿轮的对数是偶 数，则首轮与末轮的转向相 同；若为奇数，则转向相反
若轮系中含有锥齿轮、蜗轮蜗杆或齿轮齿 条时，只能用标注箭头的方法判断旋向
二、传动比
1．传动路线分析
运动和动力由轴 Ⅰ经轴Ⅱ传到轴
Ⅲ
例1 分析轮系的传动路线，并判断轴Ⅵ的旋向 解
（2）用手锤轻轻敲击定位 销的低端，拆下定位销
（3）用活扳手将箱体与箱盖 上的连接螺栓上的螺母拆下
（4）将箱盖及其上零件拆下
（5）观察箱体内各零部件的结构及位置
3．拆卸齿轮轴和输出轴
（1）将齿轮轴和输 出轴及轴上零件随轴 一起从箱体中取出
（2）拆卸齿轮轴和输 出轴上的零件
4．装配减速器
（1）将零件清洗、擦拭干净 （2）将齿轮轴和输出轴上的零件安装好 （3）将透盖安装到箱体上 （4）安装齿轮轴组件和输出轴组件，调整位置
第6章,2,齿轮传动,汽车机械基础
齿轮轮齿在很大压力下，齿面上的润滑油 被挤走，两齿面金属直接接触，局部产生 瞬时高温，致使两齿面发生粘连。随着齿 面的相对滑动，较软轮齿的表面金属会被 熔焊在另一轮齿的齿面上形成沟痕，这种 现象称为齿面胶合。 注意：对于高速和低速重载的齿轮传动， 容易发生齿面胶合。
防止齿面胶合的方法：
C
β=8。—30。，常用β=8。—15。.
d D A pt F E
pn
B
b
pz
4、正确啮合条件 （斜齿轮在端面内的啮合相当于直齿轮的啮合）
mt1 mt 2
mn1 mn 2
t1 t 2
b1 b 2
n1 n 2
1 2 1 2
o1
§3 渐开线直齿圆柱齿轮的 基本参数和几何尺寸
一、齿轮各部分名称及代号
齿数——Z，齿槽
1、齿顶圆ra
2、齿根圆rf 3、在任意圆上rk
(1)齿槽宽e
(2)齿厚s (3)齿距P=e+s
4、分度圆：人为取定一 个圆，使该圆上的齿厚和 齿槽宽相等，模数和压力 角取标准值，这个圆称为 分度圆。分度圆上所有参 数不带下标。 分度圆：r，d，s，e，p
§2
渐开线齿轮啮合特性
一、齿轮传动应满足的基本要求
一个最基本要求：传动平稳。 要求其瞬时传动比I恒定不变，以避免冲击、振动 和噪声 传动比：
i12
1 2
为了保证传动比恒定，需要采用适当的齿 廓曲线，最常用的是渐开线齿廓。
二、渐开线的形成
当一直线BK沿一个圆的圆周作
纯滚动时，直线上任一点K的轨迹 AK —— 渐开线
防止点蚀的办法：
陈立德版机械设计基础第6、7章课后题答案
第6章 间歇运动机构6.1 某牛头刨床工作台横向进给丝杆的导程为5 mm ，与丝杆联动的棘轮齿数为40，求此牛头刨床的最小横向进给量是多少？若要求此牛头刨床工作台的横向进给量为0.5mm ，则棘轮每次能转过的角设应为多少？答：牛头刨床的横向进给量最小为若要求其横向进给量为0.5mm ，则棘轮每次转过的角度应为0.5360360.12540⨯= 6.2 某外啮合槽轮机构中槽轮的槽数z =6，圆销的数目k =1，若槽轮的静止时间1s 2rt =，试求主动拨盘的转速n 。
答：主动拨盘的转速为：6.3 在六角车床上六角刀架转位用的外啮合槽轮机构中，已知槽轮槽数z =6，槽轮停歇时间15s r 6t =，运动时间m 5s r3t =，求槽轮机构的运动系数τ及所需的圆柱销数目。
答：运动系数53m 551m 6323t t t τ===++ 所需圆柱销数目232622(2)(62)z k z τ⨯⨯===-- 6.4内啮合槽轮机构能不能采用多圆柱销拨盘？答：不能。
第七章 螺纹连接与螺旋传动7.1常用螺纹的种类有哪些？各用于什么场合？答：常用螺纹的种类有普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹，前两种主要用于联接，后三种主要用于传动。
7.2螺纹的主要参数有哪些？怎样计算？答：螺纹的主要参数有：（1）大径d ；（2）小径d 1；（3）中径d 2；（4）螺距P ；（5）导程S ；（6）升角λ；22tan S nP d d λππ==；（7）牙型角α、牙型斜角β。
7.3 螺纹的导程和螺距有何区别？螺纹的导程S 和螺距P 与螺纹线数n 有何关系？ 答：螺距是螺纹相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，导程则是同一螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
导程S 、螺距P 、螺纹线数n 之间的关系：S nP =。
7.4 根据牙型的不同，螺纹可分为哪几种？各有哪些特点？常用的连接和传动螺纹都有哪些牙型？答：根据牙型的不同，螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。
机械制造基础第六章习题及答案
第六章习题与答案6-1为了加工出各种回转表面，车床必须具备哪些运动？答：1）工件的旋转运动；2）刀具的直线移动。
6-2车削加工中使用的刀具可分为哪几种？答：车削加工刀具可分为外圆车刀、端面车刀、割刀、镗刀和成形车刀。
6-3车削加工时，工件的装夹方式有哪些？答：1）卡盘或花盘安装；2）使用顶尖安装。
6-4按加工精度和表面粗糙度要求，车削加工可分为哪几种？答：按加工精度和表面粗糙度，车削加工可分为粗车、半精车、精车和精细车。
6-5试述铣削过程。
答：铣削加工时工件的直线或曲线运动为进给运动，铣刀的旋转运动为主运动。
铣削过程中有多把旋转的车刀在作切削加工。
铣刀刀齿切入工件是一个断续地、周期地受冲击的切削过程。
铣削时，切削厚度h D是变化的，由于刀齿刃口有圆弧半径，刀齿最初切入工件时，理论上h D为零，刀刃将在工件表面上滑走一段距离，直至h D大于刀齿刃口的圆弧半径时，才能切入工件。
铣削过程中，刀齿断续地进行切削，并且切削厚度不断地变化，使得铣削力和扭矩不断变化。
此外，刃磨后铣刀上各刀齿很难保证处于同一圆周或端面上，导致铣削力产生波动，因而使机械加工系统发生振动，造成铣削过程的不平稳，降低了工件表面的加工质量。
6-6铣削与车削过程相比，具有哪些不同之处？答：1）断续的切削过程；2）切削厚度变化；3）铣削力变化；4）切屑的变形程度大。
6-7平面的铣削方式有哪些？各有哪些优缺点？答：铣削加工平面可以用周铣法，也可以用端铣法。
用圆柱铣刀的圆周刀齿来铣削工件表面的铣削方法称为周铣法。
周铣法可以利用多种形式的铣刀，周铣法可分为顺铣和逆铣。
顺铣法有利于提高加工表面的质量，有利于提高刀具的耐用度和工件装夹的稳定性，但容易引起工作台窜动，使进给速度不平稳，影响加工表面的粗糙度，严重时还会发生打刀现象。
逆铣法使刀齿磨损加剧，使工件产生加工硬化现象，并增加了表面粗糙度。
因此，逆铣多用于粗加工。
用端铣刀的端面刀齿来铣削工件表面的铣削方法称为端铣法。
机械设计基础 第6章 不可拆连接
2
减小铆接力的铆接结构
用空心铆钉铆接
空心铆接颈铆接
收铆铆接结构
3
6.3
压合
1. 光面压合连接
压入方法： ① 在常温下压入 ② 加热包容件（孔） ③ 冷却被包容件（轴） ④加热包容件，同时冷却被包容件
4
2.滚花压合连接
5
6.4
铸合
铸合连接结构
所有铸合连接结构均应保证： 在力或力矩作用下，嵌件和基本零件不致产生相对 移动或转动
8
6.6.2
圆形光学零件的固紧
1.滚边法
滚边固紧结构
2.压圈法
压圈固紧
9Hale Waihona Puke 6.6.2圆形光学零件的固紧
3. 弹性元件法
弹性卡圈固紧
弹性压板固紧结构
10
6.6.2
圆形光学零件的固紧
4. 电镀法
电镀法固紧
5.胶接法
胶接法固紧
11
6.6.3
非圆形光学零件的固紧
夹板固紧
平板和角铁固紧 玻璃标尺的弹簧固紧
6
6.5
胶接
胶接结构
1—度盘； 2—纸垫 ；3—底 座； 4—压板； 5—螺钉 ； 6—胶层 光学度盘的固定结构
7
6.6 6.6.1
光学零件的连接 连接的特点和应满足的要求
1. 连接要牢固可靠，且不引起光学零件 的变形和内应力； 2. 便于装配、调整； 3. 保证有效通光孔径不受镜框切割； 4. 应能减小或消除当温度变化时产生的； 附加内应力； 5. 应采取防霉处理；
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下一章
12
第六章
6.1 焊接
1. 电阻焊 点焊 缝焊 对焊
2. 钎焊 易熔钎料（软钎料） 难熔钎料（硬钎料）
机械设计基础 第6章间歇运动机构
机械设计基础第三、四章小测试题
一、填空 1、凸轮机构主要由（ ）、（ ）和（ ）三个基本构件组成 。 2、凸轮机构按从动件型式可分为（ ）、（ ）、（ ）三类。
1
A B
A B’
棘轮可双向运动
1
图a
双向棘轮1
图b
双向棘轮2
上述棘轮机构中，棘轮的 转角都是相邻齿所夹中心
角的倍数。即棘轮的转角 是有级性改变的。
牛头刨床进给机构
五、摩擦式棘轮机构： 无棘齿棘轮可实现无级性 改变。这种机构是通过棘 爪1与棘轮2之间的摩擦力 传递运动。——摩擦式棘 轮机构(机构传动较平稳， 噪声小，但接触面间易发
第6章 间歇运动机构
间歇运动机构：主动件连续运动时，从动件做 周期性时动、时停运动的机构称---
§6－1 棘轮机构 §6－2 槽轮机构 §6－3 不完全齿机构 §6－4 凸轮式间隙运动机构
§6－1 棘轮机构
一、组成：摇杆、棘爪、棘轮、止动棘爪。 二、工作原理： ①棘轮2固定在轴4上，其轮齿分 布在轮的外缘（也可内），原动 件1空套在轴4上。 ②原动件1逆时针摆动时，与其相 连的棘爪3借助弹簧或自重的作用 插入棘轮齿槽内，使棘轮随着转
代入得：
摩擦系数
pn Σ =90°
齿偏角
∵ Ff= Pn f
da
o1 通常取φ＝20°
tgφ > f =tgp
φ>p（为齿与爪间的摩擦角）
当 f=0.2 时，p＝11°30’
三、棘轮、棘爪的几何尺寸计算及棘轮齿形的画法 选定 齿数z 模数m 顶圆直径da 12~25 o2 1、1.5、2、2.5、3、 3.5、4、5、6、8、10 D =mz
机械设计基础第6章间歇运动机构
双动棘轮机构
A
B
B’
洛阳高专用
棘轮可双向运动
可调转角的棘轮
φ
0 1 2 3 4 5
调滑动罩
牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角
洛阳高专用
1 2 3
摩擦棘轮
3 2 1
超越离合器
3 4 2
1
洛阳高专用
运动特点： 轮齿式棘轮工作时噪音大且转角为步进可调，但运动 准确。而摩擦棘轮正好相反。
应用：在各类机床中实现进给、转位、或分度。 实例：止动器、牛头刨床、冲床转
da =mz 与齿轮不同 P=πm
齿高h
齿顶弦长a 棘爪工作面长度a1
齿偏角α
h=0.75m
a=m a1=(0.5~0.7)a α＝20°
棘轮宽b
b=(1~4)m
棘爪斜高h1 、齿斜高h’ 棘轮齿根圆角半径rf 棘爪尖端圆角半径r1
棘爪长度L
洛阳高专用
h1=h’ ≈h/cosα
rf =1.5 mm r1 =2 mm 一般取 L=2p
槽轮
弧接触时，槽轮静止；反之槽轮运动。
ω2
作用：将连续回转变换为间歇转动。
特点：结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，
能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速
度有变化 ，不适合高速运动场合。
洛阳高专用
二、槽轮机构的类型与应用
槽轮 机构
外啮合槽轮机构 内啮合槽轮机构
轴线平行
类型 球面槽轮机构 轴线相交
k= n(1/2-1/z) ∵ k≤1 得：n≤2z/ (z -2)
提问：why k≤1？ 事实上，当k=1时，槽轮机构已经不具备间歇运动特性了。
槽数z
3
第6章 机械基础常用机构
第六章常用机构一、填空：1、曲柄摇杆机构只有当_ __________作主动件时，机构才会出现“死点”位置。
2、家用缝纫机踏板机构属于___________机构，电影放映机上的卷片机构是一种___________机构在实际中的应用。
3、凸轮机构主要由_________、________和固定机架三个基本构件所组成，凸轮机构中，通常作为主动件，并作__________运动。
4、铰链四杆机构的三种基本形式是___________、_________和_________。
5、间歇运动机构常见类型有__________机构和__________机构。
6、单缸内燃机配气机构属于机构。
7、运动副就是使两构件而又能产生的联接，运动副按接触形式不同，可分为和两大类。
8、平面连杆机构是由一些刚性构件用和相互联接组成的在或内运动的机构。
二、选择题：1、从动杆预定的运动规律决定于（）。
A、凸轮形状B、凸轮轮廓曲线C、凸轮转速D、凸轮转向2、使机构顺利通过“死点”位置的常用方法是（）。
A、改换机构的主动件B、改变构件的位置C、利用飞轮装置3、火车车轮在铁轨上的滚动，属于（）副。
A、移动B、转动C、高D、螺旋4、当行程速比系数为________,曲柄摇杆机构才有急回特性。
A.K>1B.K=1C. K< 1D. K>O5.六角车床的刀架转位机构应用( )。
A.棘轮机构B.槽轮机构C.齿轮机构D.间歇齿轮机构6、不能把回转运动变成直线运动是（）。
A、螺旋传动机构B、凸轮机构C、曲柄滑块机构D、变向机构7、铰链四杆机构的联接副是（）。
A、转动副B、移动副C、螺旋副D、高副8、槽轮机构的主动件是( )。
A、槽轮B、圆销C、曲柄D、机架9、效率较低的运动副接触形成是（）。
A、齿轮接触B、凸轮接触C、滚动轮接触D、螺旋面接触10、起重设备中，经常应用（）式棘轮机构。
A、双向式B、双动式C、摩擦式D、防逆转式三、判断题：1、机构在“死点”位置时又实际工作都不利的，处处要考虑克服。
机械设计基础课件第六章蜗杆传动
例如，齿形为A、齿形角α为20°、模数为10 mm、 分度圆直径为90 mm、头数为2的右旋圆柱蜗杆；齿数 为80的蜗轮以及由它们组成的圆柱蜗杆传动的标记如下。 蜗杆标记为：蜗杆
ZA10 90 R2
蜗轮标记为：蜗轮
ZA10 80
蜗杆传动标记为： ZA10 90 R 2 / 80
6.3
6.3.1
6.4.2
蜗杆传动的强度计算
蜗轮齿面接触疲劳强度计算与斜齿轮相似，由赫 兹公式可得，蜗杆传动接触强度校核公式
中间平面
2、传动比 i 、蜗杆头数Z1、蜗轮齿数Z2 传动比——从动轮齿数比主动轮齿数
n i 1
n2
Z 2
Z1
u
蜗杆头数Z1 一般Z1=1、2、4， 单头，i大，易自锁，效率低， 但精度好；多头杆，η↑，但加工困难，精度↓ 蜗轮齿数Z2 为避免根切， Z2 26 动力传动， Z2 80 具体应用传动比 i 、蜗杆头数Z1、蜗轮齿数Z2， 可以参考教材表6-1、6-2。
蜗杆传动的失效形式、材料和结构
蜗杆传动的滑动速度
在蜗杆传动中，蜗杆蜗轮的啮合齿面间 会产生很大的相对滑动速度 s 如图所示。
s
cos
1
sin
2
式中： 1 2 ——蜗杆和蜗轮 分度圆上的圆周速度.
6.3.2
蜗杆传动的失效形式和设计Байду номын сангаас则
和齿轮传动一样，蜗杆传动的失效形式主要 有：胶合、磨损、疲劳点蚀和轮齿折断等。由于 蜗杆传动啮合面间的相对滑动速度较大，效率低， 发热量大，在润滑和散热不良时，胶合和磨损为 主要失效形式。 蜗杆传动的设计准则为：闭式蜗杆传动按蜗 轮轮齿的齿面接触疲劳强度进行设计计算，按齿 根弯曲疲劳强度校核，并进行热平衡验算；开式 蜗杆传动，按保证齿根弯曲疲劳强度进行设计。
汽车机械基础(第二版)课后习题答案
汽车机械基础课后习题答案第一章静力学基础1、2、3、4、解：以滑轮A 为研究对象，画受力图（a ）(b)(a) (b)对（a ）列平衡方程求解KNF KN FG F F F F F F F F AC AB AC T AB Y AC T AB X 75.1507.2030cos 15sin 30sin ,0030sin 15cos 30cos ,0=-=∴⎪⎩⎪⎨⎧=-+-==+--=∑∑对（b ）列平衡方程求解KNF KN FG F F F F F F F AC AB AC T Y AC T AB X 64.3831.22045sin 30cos ,0045cos 30sin ,0==∴⎪⎩⎪⎨⎧=-+-==+--=∑∑5、解：先取滚子B 为研究对象，画受力图（a ）(a) (b)对（a ）列平衡方程有∑=∴=-=ααsin 0sin ,0FF F F FBC BC X再以压块C 为研究对象，画受力图（b ）对（b ）列平衡方程有KN FF F F FCB Y67.5tan 0cos ,011==∴=+-=∑αα增力比：αtan 11=F F ，显然α越小，增力比越大。
第二章 力矩与平面力偶系 1、(a)()FlF M O = (b)()0=F M O (c)()αsin Fl F M O =(d)())(r l F F M O +=(e) ()Fa F M O = (f) ()αsin 22b a F F M O +=2、解：先以杆O 1B 为研究对象，画受力图（a ）(a) (b) 对（a ）用平面力偶系的平衡方程KN F B O F M MAB AB i100,011=∴=⨯-=∑再以杆O 2A 为研究对象，画受力图（b ） 对（b ）用平面力偶系的平衡方程m KN M A O F M M BA i •=∴=⨯+-=∑4030sin ,0222第三章 平面任意力系 1、（a ）解：画杆AB 的受力图分析得属于平面力偶系的平衡KN F F KN F F MNA B NA NA i5.1,5.1062415,0===∴=⨯+-=∑(b)画杆AD 受力图列平面任意力系的平衡方程求解()∑∑∑=∴=-+-==∴=-==∴=⨯-⨯=KNF F F F F KN F F F F B KN F F F F M AYBCAYYAXBCAXXBCBCA10045sin ,020045cos ,0)(22004245sin ,0处约束力的大小此即为支座（c ）画杆AD 受力图列平面任意力系的平衡方程求解()∑∑∑=∴=-==∴=-==∴=⨯-⨯=KNF F F F KN F F F F B KN F F F F M AYAYYAXBCAXXBC BCA100,0200,0)(200445cos 245sin ,0处约束力的大小此即为支座（d ）画杆AD 受力图列平面任意力系的平衡方程求解()∑∑∑=∴=-+-=-=∴=+==∴=⨯-⨯=KNF F F F F KN F F F F B KN F F F F M AYBCAYYAXBCAXXBCBCA10045sin ,020045cos ,0)(22004245sin ,0处约束力的大小此即为支座2、解：以横梁AB 为研究对象，画受力图列平面任意力系的平衡方程求解()∑∑∑=∴=--+==∴=-==∴=⨯-⨯-⨯=KNF G G F F FKN F F F F CD KN F x G l G l F F M AY CD AY YAX CD AX XCD CD A 32530sin ,06370030cos ,0)(3700230sin ,02121 受力的大小此即为拉杆3、解：先以BC 杆为研究对象，画受力图列平面任意力系的平衡方程求解()∑∑∑=∴=-+-==∴=+-==∴=⨯-⨯=KNF G F F F KN F F F F DE KN F G F F M BYDEBYYBXDEBXXDEDEB10045sin ,020045cos ,0)(22002145sin ,0受力的大小此即为拉杆再以AB 杆为研究对象，画受力图列平面任意力系的平衡方程求解()∑∑∑=∴=+-'==∴=--'==∴=⨯'-+⨯=KNF F F F F KN F F F F F mKN M F M F F M AYAYEDBYYAXAXEDBXXABXAEDA10045sin ,00045cos ,0.2005.25.145cos ,0第四章 摩擦1、解：先以车后轮为研究对象，画受力图()d F M d F M F M SB SB O ∑=∴=⨯-=2102,0（1）再以整车为研究对象，画受力图()()∑=⨯+⨯-+⨯-=20240021200,0NB SB A F dF MG F M由（1）和（2）得KN F NB 5.7=KN F F G F FNA NB NA Y27.1073.0sin ,0sin ,0=∴==+-=∑ααKN F F F FSB sB NA X01.7,0cos ,0=∴=-=∑αm kN d F M F F f SB NB SB s .05.12193.05.701.7=====2、解：以梯子为研究对象，画受力图列平面任意力系的平衡方程()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=--⨯+⨯==+--==-=∑∑∑060cos 60sin 60cos 60cos 2,00,00,011 l F l F s G l G F M F G G F F F F F SB NB A NA SB Y SA NB X 补充方程NB s SB NA s SA F f F F f F ==,求得l s 456.0=3、（1）解：以料斗为研究对象，设料斗有下滑的趋势画受力图（方向与图示相反）时，当时，当KN F KN F kNF KN FG F F FS T S T S T X51.12549.12270sin 252270sin ,02211-===-==-+=∑（2）解：以料斗为研究对象，画匀速上升与匀速下降的受力图（b ）(c)匀速上升时，对（b ）列平衡方程KNF fF FG F F F G F F T N d N Y d T X 06.26070cos ,0070sin ,0111111==⎪⎩⎪⎨⎧=-==--=∑∑求得补充方程：匀速上升时，对（C ）列平衡方程KNF fF FG F F F G F F T N d N Y d T X 93.20070cos ,0070sin ,0222222==⎪⎩⎪⎨⎧=-==+-=∑∑求得补充方程：第五章 刚体定轴转动1、获得较大的转动惯量，使柴油机在载荷波动时仍能平稳运转。
汽车机械基础课件第6章汽车常用机构
4、铰链四杆机构的应用实例1
1、分析缝纫机运动形式，说明其平面连杆机构 的形式。
2、分析汽车刮水器的机构形式及工作过程。
3、分析起重机的机构形式及工作过程。
三、曲柄滑块机构
1、组成 曲柄滑块机构由滑块、连杆、曲柄和机架四个构件 通过转动副和移动副连接而成。
2、运动形式的转换
当滑块为主动件时 ，机构将滑块的往 复移动转变为曲柄 的旋转运动；
用rmin表示。 （2）推程：推程运动角δt；
（3）远休止、远休止角δs； （4）回程、回程运动角δh； （5）近休止、近休止角δs ˊ ； （6）行程:从动件在推程或回程中移动的距离，用 h
表示。
2、凸轮机构从动件的常用运动规律
（1）等速运动规律：等速运动规律的特点是当凸轮 等速回转时，从动件推程或回程中的速度为常数。
6.2 平面连杆机构
1、什么是机构？ 2、说明下列运动副的类型？
一、平面连杆机构
若干刚性构件通过低副（转动副和移动副） 联接而成的机构，是一种低副机构。
二、铰链四杆机构 1、定义
由四个构件通过转动副连接而成的平面 连杆机构。 2、组成
3、铰链四杆机构的基本形式 曲柄摇杆机构
双曲柄机构
机架
永久联接与转动副
齿轮与轴的固定联接
移动副
移动副
直齿圆柱轮机构（外啮合）
外啮合
内啮合
内啮合
二、机构运动简图
用国标规定的简单符号和线 条代表运动副和构件，并按 比例定出各运动副的位置， 说明机构各构件间相对运动 关系的简化图形，称为机构 运动简图。
不严格按比例来绘制简 图，这样的简图通常称为机 构示意图。
讨论：机构 存在急回特 性的条件？
机械基础第6章轮系
n1H n3H
n1 nH n3 nH
z3 z1
O1 O3
又因为在定轴轮系中有：
3 2 O2
H
1
i1H3
（）z2 z3 z1 z2
故有：
图5-4.d
i1H3
n1H n3H
n1 nH n3 nH
（）z2 z3 z1z2
一般计算
式:
iGK H
nGH nKH
nG nK
nH nH
（）转 转化 化轮 轮系 系从 从GG到 到KK所 所有 有从 主动 动轮 轮齿 齿数 数的 的乘 乘积 积
一对齿轮传动的类型： 2
1 外啮合
1
1
2
2
圆锥齿轮机构
2 1 内啮合
2 1
蜗轮蜗杆
某 发 动 机 传 动 系 统
汽 车 差 速 器
• 轮系：一系列齿轮组成的传动系统
第6章 轮系
§6-1 轮系的类型 §6-2 定轴轮系及其传动比 §6-3 周转轮系及其传动比 §6-4 复合轮系及其传动比 §6-5 轮系的应用
z1 z2
＝－1
ω2＝2ωH
i3H1
解： (a)传动比大小
i15
n1 n5
=
i12
i2′3
i3′4
i4′5
z2 z3 z4 z5 z 1z2 z3 z4
所有从动轮齿数的乘积 所有主动轮齿数的乘积
(b) 方向的判断： • 箭头法 • 用“＋” “－”表示
1 2′
2 3′
3 4
4′ 5
(二)空间定轴轮系传动比的计算 • 例2：已知各齿轮的齿数，求轮系的传动比。
解： (a) 传动比大小
i18
n1 n8
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第六章 万向传动装置
图6-1-1 变速器与驱动桥之间的万向传动装置
第六章 万向传动装置 2．组成 万向传动装置主要包括万向节和传动轴。对于传动距 离较远的分段式传动轴，为了提高传动轴的刚度，还设置 有中间支承。万向传动装置的组成如图6-1-2所示。
第六章 万向传动装置
图6-1-2 万向传动装置的组成
起；否则继续检查。
(4) 拆下传动轴进行动平衡试验。动不平衡，则应校准 以消除故障；弯曲应校直。
第六章 万向传动装置 2. 万向节松旷 1) 故障现象
万向节松旷的故障现象是：在汽车起步或突然改变车
速时，传动轴发出“抗”的响声；在汽车缓行时，发出
“咣口当、咣口当”的响声。
第六章 万向传动装置 2) 故障原因 产生万向节松旷故障的原因有： (1) 凸缘盘连接螺栓松动。 (2) 万向节主、从动部分游动角度太大。 (3) 万向节十字轴磨损严重。
第六章 万向传动装置
图6-2-8 球叉式万向节
第六章 万向传动装置
第三节 传动轴和中间支承
一、传动轴 1．功用 传动轴是万向传动装置中的主要传力部件，通常用来 连接变速器(或分动器)和驱动桥，在转向驱动桥和断开式
驱动桥中则用来连接差速器和驱动车轮。
第六章 万向传动装置 2．构造 传动轴有实心轴和空心轴之分。为了减轻传动轴的质量，
第六章 万向传动装置 图6-1-1所示为万向传动装置在汽车中最常见的应用， 位于变速器与驱动桥之间。由于汽车布置、设计等原因， 变速器输出轴和驱动桥输入轴不可能在同一轴线上，而且 虽然变速器安装在车架(车身)上，可以认为位置是不动的， 但驱动桥会由于悬架的变形而引起其位置经常发生变化， 所以在变速器和驱动桥之间装有万向传动装置正好可以满 足这些使用、设计的要求。
第六章 万向传动装置
图6-3-1 解放CA1091汽车的万向传动装置
第六章 万向传动装置 二、中间支承 1．功用
传动轴分段时需加中间支承，中间支承通常装在车架
横梁上，并要求能补偿传动轴轴向和角度方向的安装误差， 以及汽车行驶过程中因发动机窜动或车架变形等引起的位 移。
第六章 万向传动装置 2．结构 中间支承常用弹性元件来满足上述功用。图6-3-1所示 解放CA1091汽车的中间支承是由支架和轴承等组成的，双 列圆锥轴承固定在中间传动轴后部的轴颈上。带油封的支 承盖之间装有弹性元件橡胶垫环，用三个螺栓紧固。紧固 时，橡胶垫环会径向扩张，其外圆被挤紧于支架的内孔。 东风EQ1090汽车的中间支承如图6-3-2所示。轴承可在
第六章 万向传动装置
第六章 万向传动装置
第一节 概述 第二节 万向节
第三节 传动轴和中间支承
第四节 万向传动装置的故障诊断与检修
第六章 万向传动装置
第一节 概
一、万向传动装置的功用和组成
述
1．功用
万向传动装置在汽车上有很多应用，结构也稍有不同，
但其功用都是一样的，即在轴线相交且相互位置经常发生变
化的两转轴之间传递动力。
能保证等速传动。
第六章 万向传动装置
图6-2-5 等角速万向节的工作原理
第六章 万向传动装置 1．球笼式等角速万向节 1) 结构
如图6-2-6所示，球笼式万向节由保持架、星形套、球
形壳和六个钢球等组成。万向节星形套与主动轴用花键固
接在一起，星形套外表面有六条弧形凹槽滚道，球形壳的
内表面有相应的六条凹槽，六个钢球分别装在各条凹槽中， 由球笼使其保持在同一平面内。动力由主动轴、钢球、球
第六章 万向传动装置
图6-2-2 润滑油道及密封装置
第六章 万向传动装置 2．十字轴式刚性万向节的速度特性 单个十字轴式刚性万向节具有不等角速特性，是指单 个十字轴式刚性万向节在主动轴和从动轴之间有夹角的情 况下，当主动叉等角速转动时，从动叉的运动是不等角速 的，且两转轴之间的夹角α越大，不等角速性就越大，如图 6-2-3所示，ω1是主动叉的角速度，ω2是从动叉的角速度。
形壳输出。
第六章 万向传动装置
图6-2-6 球笼式万向节
第六章 万向传动装置 2) 原理 图6-2-7所示为球笼式万向节的工作原理图。 外滚道中 心A和内滚道中心B到万向节中心O的距离相等，钢球中心C 到A、B两点的距离也相等，∠COA＝∠COB，即两轴交角 为任意α值时，传力钢球C始终位于交角的平分面上，从而 主、从动轴以相等的角速度旋转、传力。
角α2相等；② 第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉
处于同一平面。
第六章 万向传动装置
图6-2-4 双十字轴刚性万向节等角速传动的条件
第六章 万向传动装置 二、等角速万向节 等角速万向节的基本原理是传力点永远位于两轴夹角 的平分面上。图6-2-5所示为等角速万向节的工作原理。一 对大小相同的锥齿轮的接触点P位于两齿轮轴线交角的平分 面上，由P点到两轴的垂直距离都等于r，P点处两齿轮的圆 周速度相等，两齿轮的角速度也相等。可见，若万向节的 传力点在其交角变化时始终位于两轴夹角的平分面上，就
抖。
第六章 万向传动装置 2) 故障原因 产生传动轴异响故障的主要原因是传动轴动不平衡、变 形或平衡块脱落等，其次是中间支承吊架固定螺栓松动或万 向节凸缘盘连接螺栓松动，使传动轴偏斜。 3) 故障诊断与排除 对于传动轴异响故障，除“传动轴动不平衡”诊断方法 外，再检查中间支承吊架固定螺栓和万向节凸缘盘连接螺栓 是否松动，若有松动，则异响由此引起。
第六章 万向传动装置 3) 故障诊断与排除方法 诊断与排除万向节松旷故障的方法有： (1) 用榔头轻轻敲击各万向节凸缘盘连接处，检查其 松紧度。太松旷则故障由连接螺栓松动引起，否则继续检
查。
(2) 用双手分别握住万向节主、从动部分转动，检查 游动角度。游动角度太大，则故障由此引起。
第六章 万向传动装置 3. 中间支承松旷 1) 故障现象 中间支承松旷的故障现象是：汽车运行中出现一种连 续的“呜呜”响声，车速越高响声越大。
轴承座内轴向滑动，轴承座装在蜂窝形橡胶垫内，通过U形
支架固定在车架横梁上。
第六章 万向传动装置
图6-3-2 东风EQ1090汽车的中间支承
第六章 万向传动装置
第四节 万向传动装置的故障诊断与检修
一、万向传动装置的常见故障
1. 传动轴动不平衡 1) 故障现象 传动轴动不平衡的故障现象是：在万向节和伸缩叉技术 状况良好时，汽车行驶中发出周期性的响声；车速越高响声
(1) 给中间支承轴承加注润滑脂，响声消失，则故障由
缺油引起；否则继续检查。 (2) 松开夹紧橡胶圆环的所有螺钉，待传动轴转动数圈 后再拧紧，若响声消失，则故障原因为中间支承安装方法 不当；否则，故障可能是由橡胶圆环损坏、滚动轴承技术
状况不佳或车架变形等引起的。
第六章 万向传动装置 4. 传动轴异响 1) 故障现象 传动轴异响的故障现象为汽车行驶中传动装置发出周 期性的响声，车速越高，响声越大，严重时伴随有车身振
越大，甚至伴随有车身振动，握转向盘的手感觉麻木。
第六章 万向传动装置 2) 故障原因 产生传动轴动不平衡故障的原因有： (1) 传动轴上的平衡片脱落。 (2) 传动轴弯曲或传动轴管凹陷。 (3) 传动轴管与万向节叉焊接不正或传动轴未进行动平衡试 验和校准。
(4) 伸缩叉安装错位，造成传动轴两端的万向节叉不在同一
第六章 万向传动装置 二、万向传动装置的应用 万向传动装置在汽车上的应用主要有以下五个方面。 (1) 变速器与驱动桥之间(二轮驱动的汽车)的应用， 如图6-1-3所示。一般汽车的变速器、离合器与发动机三
者装在车架上，驱动桥通过悬架与车架相连。在负荷变
化及汽车在不平路面行驶时引起的跳动，会使驱动桥输 入轴与变速器输出轴之间的夹角和距离发生变化，所以
要装有万向传动装置。
第六章 万向传动装置
图6-1-3 变速器与驱动桥之间的万向传动装置
第六章 万向传动装置 (2) 越野汽车变速器与分动器、分动器与驱动桥之间 的应用，如图6-1-4所示。为消除车架变形及制造、装配误 差等引起的其轴线同轴度误差对动力传递的影响，须装有 万向传动装置。
第六章 万向传动装置
节省材料，提高轴的强度、刚度，传动轴多为空心轴，一般
用厚度为1.5～3.0 mm的薄钢板卷焊而成，超重型货车则直 接采用无缝钢管。转向驱动桥、断开式驱动桥或微型汽车的
传动轴通常制成实心轴。
第六章 万向传动装置 图6-3-1所示为解放CA1091汽车的万向传动装置。由于 传动轴过长，容易产生共振，故将其分成两段并加中间支 承。中间传动轴前端焊有万向节叉，后端焊有花键轴，其 上套装带内花键的凸缘盘；主传动轴前端焊有花键轴，其 上套装滑动叉并在花键轴上可轴向滑动，以适应变速器与 驱动桥相对位置的变化。滑动部位用润滑脂润滑，并用橡 胶伸缩套防漏、防水、防尘，滑动叉前端装有带小孔的堵 盖，保证花键部位伸缩自由。
第六章 万向传动装置
图6-2-7 球笼式万向节的工作等角速万向节 球叉式万向节如图6-2-8所示，它由主动叉、从动叉、 四个传动钢球、中心钢球、定位销、锁止销组成。主动叉 与从动叉分别与内、外半轴制成一体。在主、从动叉上， 分别有四个曲面凹槽，装配后，则形成两个相交的环形槽， 作为钢球滚道。四个传动钢球放在槽中，中心钢球放在两 叉中心的凹槽内，以定中心。
第六章 万向传动装置
图6-2-1 十字轴式刚性万向节的结构组成
第六章 万向传动装置 1．构造 十字轴式刚性万向节主要由十字轴、万向节叉等组成。
万向节叉上的孔分别套在十字轴的四个轴颈上。在十字轴
轴颈与万向节叉孔之间装有滚针轴承(滚针和套筒)，并用 带有锁片的螺钉和轴承盖进行轴向定位。为了润滑轴承， 十字轴内钻有油道，且与油嘴、安全阀相通，如图6-2-2所 示。为避免润滑油流出及尘垢进入轴承，十字轴轴颈的内 端有油封。安全阀的作用是当十字轴内腔润滑脂压力超过 允许值时，阀打开，润滑脂外溢，使油封不会因油压过高 而损坏。现代汽车多采用橡胶油封，多余的润滑油从油封 内圆表面与十字轴轴颈接触处溢出，故无需安装安全阀。