机械基础课件
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机械基础任秀菊PPT课件
1
（a）
7
2、铰链四杆机构类型的判别
(1)铰链四杆机构的性质：对于铰链四杆机构来 说，机架 和 连杆 总是存在的，按曲柄 的存在 情况，分为三种基本形式：曲柄摇杆机构 、 双曲柄机构 和 双摇杆机构 。 从上述铰链四杆机构的三种基本形式中可知， 它们的根本区别就在于 连架是杆否为曲柄。 理论和实践证明：连架杆能否成为曲柄，则 取决于： 机构中各杆件的相对长度和最短杆件所处的。位置
12
（见学案）
分析下列图中⑴、⑵、⑶、⑷为什么机构？ 并说出判断理由：
答：（1）为曲柄摇杆机构
判断理由： 最短杆45，最长杆120， 45+120＜100+70 以最短杆相邻的杆120为机架.
⑴ 13
（2）为双曲柄机构 判断理由： ①最短杆40，最长杆110， 40+110＜90+70 ②最短杆40为机架
8
最短杆长度lmin与最长杆长度ｌmax之和与其余两杆长 度ｌ′、ｌ″之和 相比，有几种情况？
有三种
第一种是：ｌmin＋ｌmax＜ｌ′＋ｌ″ 第二种是：ｌmin＋ｌmax=ｌ′＋ｌ″ 第三种是：ｌmin＋ｌmax ＞ｌ′＋ｌ″
9
（2）铰链四杆机构类型的判别方法： A、当最短杆长度lmin与最长杆长度ｌmax之和 小于或等于其余两杆长度 ｌ′、
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平行双曲柄机构在运动过程中，主动曲柄运动一周，从动曲 柄将会出现两 次与连杆共线位置，这样会造成从动曲柄运 动的不确定现象（即从动曲柄可能顺时针转，也可能逆时针 转而变成反向双曲柄机构）。为避免这一现象的发生，可用 增设辅助机构方法来解决。
22
平行双曲柄机构的应用 如机车主动轮的联动装置：
增设的辅助机构保证了被联动的各轮与主动轮作相同的运动。
机械基础(全套)ppt课件
类型。
联轴器类型、特点及选用
刚性联轴器
适用于两轴对中精度高、无冲 击的场合，传递扭矩大，但无
缓冲作用。
弹性联轴器
适用于两轴对中精度稍差、有 冲击的场合，能吸收振动和冲 击，但传递扭矩较小。
液压联轴器
适用于需要无级调速和过载保 护的场合，能自动适应两轴的 不对中，但价格较高。
选用原则
根据传递扭矩、转速、对中精 度、工作环境等条件综合考虑
CAE软件
如ANSYS、Nastran等，用于进行有限元分析、 结构优化等，提高设计的准确性和效率。
PDM/PLM软件
如Windchill、Teamcenter等，用于产品数据管 理、流程管理等，提高设计协同和效率。
03
机械制造工艺与装备
机械制造工艺概述
机械制造工艺的定义
研究机械产品制造过程中的加工方法 、工艺装备、加工顺序和工艺参数等 内容的总称。
，选择合适的联轴器类型。
离合器类型、特点及选用
牙嵌离合器
适用于低速重载、有频繁接合和分离 的场合，传递扭矩大，但接合时冲击 较大。
摩擦离合器
适用于中高速轻载、需要平稳接合的 场合，接合平稳，但传递扭矩较小。
电磁离合器
适用于需要远程控制和自动控制的场 合，动作迅速，但价格较高。
选用原则
根据传递扭矩、转速、接合方式、工 作环境等条件综合考虑，选择合适的 离合器类型。
气压元件选用与安装
液压与气压元件选用与安装
根据系统工作压力和流 量选择合适的气源装置 、气缸、控制阀等元件 ；
安装前应检查元件的清 洁度和完好性，确保无 损坏和污染；
安装时应按照制造厂的 推荐规范进行，确保正 确的配合间隙和紧固力 矩；
联轴器类型、特点及选用
刚性联轴器
适用于两轴对中精度高、无冲 击的场合，传递扭矩大，但无
缓冲作用。
弹性联轴器
适用于两轴对中精度稍差、有 冲击的场合，能吸收振动和冲 击，但传递扭矩较小。
液压联轴器
适用于需要无级调速和过载保 护的场合，能自动适应两轴的 不对中，但价格较高。
选用原则
根据传递扭矩、转速、对中精 度、工作环境等条件综合考虑
CAE软件
如ANSYS、Nastran等，用于进行有限元分析、 结构优化等，提高设计的准确性和效率。
PDM/PLM软件
如Windchill、Teamcenter等，用于产品数据管 理、流程管理等，提高设计协同和效率。
03
机械制造工艺与装备
机械制造工艺概述
机械制造工艺的定义
研究机械产品制造过程中的加工方法 、工艺装备、加工顺序和工艺参数等 内容的总称。
，选择合适的联轴器类型。
离合器类型、特点及选用
牙嵌离合器
适用于低速重载、有频繁接合和分离 的场合，传递扭矩大，但接合时冲击 较大。
摩擦离合器
适用于中高速轻载、需要平稳接合的 场合，接合平稳，但传递扭矩较小。
电磁离合器
适用于需要远程控制和自动控制的场 合，动作迅速，但价格较高。
选用原则
根据传递扭矩、转速、接合方式、工 作环境等条件综合考虑，选择合适的 离合器类型。
气压元件选用与安装
液压与气压元件选用与安装
根据系统工作压力和流 量选择合适的气源装置 、气缸、控制阀等元件 ；
安装前应检查元件的清 洁度和完好性，确保无 损坏和污染；
安装时应按照制造厂的 推荐规范进行，确保正 确的配合间隙和紧固力 矩；
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解题过程
67
三、滚珠螺旋传动简介
68
本章小结
1．常用螺纹的类型、特点及应用。 2．普通螺纹的主要参数。 3．常用螺纹的螺纹标记。 4．螺旋传动的工作原理、特点和应用形式。 5．普通螺旋传动和差动螺旋传动的移动距离计算 及移动件移动方向的判定。 6．滚珠螺旋传动的应用特点。
69
第三章 链传动
§3－1 链传动陈述 §3－2 链传动的类型
52
管螺纹的代号标注
1．管螺纹尺寸代号不再称作公称直径，也不是螺纹本 身的任何直径尺寸，只是一个无单位的代号。
2．管螺纹为英制细牙螺纹，其公称直径近似为管子的 内孔直径，以英寸为单位。
3．右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹则用LH表示。 4．非螺纹密封管螺纹的外螺纹的公差等级有A、B两级， A级精度较高；内螺纹的公差等级只有一个，故无公差等级 代号。 5．内、外螺纹配合在一起时，内、外螺纹的标注用 “ / ”分开，前者为内螺纹的标注，后者为外螺纹的标注。
53
§2－4 螺旋传动的应用形式
一、普通螺旋传动 二、差动螺旋传动 三、滚珠螺旋传动简介
54
一、普通螺旋传动
普通螺旋传动——由螺杆和螺母组成的简单 螺旋副实现的传动。
55
1．普通螺旋传动的应用形式
螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动
56
螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动
57
螺杆回转，螺母作直线运动
二、齿形链简介
由一组带有齿的内外链板左右交错排列， 用铰链连接而成。
外链板
内链板
83
齿形链标记示例
CL08 － 22.5 W － 60
GB/T 10855－1997
链宽 导向形式
标准编号
67
三、滚珠螺旋传动简介
68
本章小结
1．常用螺纹的类型、特点及应用。 2．普通螺纹的主要参数。 3．常用螺纹的螺纹标记。 4．螺旋传动的工作原理、特点和应用形式。 5．普通螺旋传动和差动螺旋传动的移动距离计算 及移动件移动方向的判定。 6．滚珠螺旋传动的应用特点。
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第三章 链传动
§3－1 链传动陈述 §3－2 链传动的类型
52
管螺纹的代号标注
1．管螺纹尺寸代号不再称作公称直径，也不是螺纹本 身的任何直径尺寸，只是一个无单位的代号。
2．管螺纹为英制细牙螺纹，其公称直径近似为管子的 内孔直径，以英寸为单位。
3．右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹则用LH表示。 4．非螺纹密封管螺纹的外螺纹的公差等级有A、B两级， A级精度较高；内螺纹的公差等级只有一个，故无公差等级 代号。 5．内、外螺纹配合在一起时，内、外螺纹的标注用 “ / ”分开，前者为内螺纹的标注，后者为外螺纹的标注。
53
§2－4 螺旋传动的应用形式
一、普通螺旋传动 二、差动螺旋传动 三、滚珠螺旋传动简介
54
一、普通螺旋传动
普通螺旋传动——由螺杆和螺母组成的简单 螺旋副实现的传动。
55
1．普通螺旋传动的应用形式
螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动
56
螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动
57
螺杆回转，螺母作直线运动
二、齿形链简介
由一组带有齿的内外链板左右交错排列， 用铰链连接而成。
外链板
内链板
83
齿形链标记示例
CL08 － 22.5 W － 60
GB/T 10855－1997
链宽 导向形式
标准编号
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2.1 力的概念与基本性质 • 2.1.2 静力学基本公理 • 公理1（二力平衡公理）
• 作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分 条件是：这两个力大小相等，方向相反，作用在同一直 线上。
• 只受两个力的作用而保持平衡的刚体称为二力体。右下 图所示结构中的CD杆，不计其自重时，可视为二力杆。
·7 ·
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1.2 一般机械的组成及基本要求
1.2.1 一般机械的组成 例：小轿车
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1.1 课程的内容、性质、任务和基本要求
• 小轿车主要由发动机、传动装置、行驶和控制装置、 车身、电气设备等五部分组成，各部分的主要功用为：
• 1）发动机：动力装置，使供入其中的燃料汽油燃烧 而发出动力；
机械基础
目录
• 第1章 绪论 • 第2章 杆件的静力分析 • 第3章 直杆的基本变形 • 第4章 工程材料 • 第5章 连接 • 第6章 机构 • 第7章 机械传动
• 第8章 支承零部件 • 第9章 机械的节能环
保与安全防护 • 第10章 机械零件的精度 • 第11章 液压与气压传动
·1 ·
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（5）构件：由一个零件或若干个零件刚性组合成的 最小的运动单元。
（6）部件：部件是机器的装配单元，机器是由若干 部件组成的。
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1.2 一般机械的组成及基本要求
• 2. 摩擦和磨损 • 摩擦是指两物体的接触表面阻碍它们相对运动的机械
阻力。按照两物体相对运动的状态，可以分成滑动摩 擦、滚动摩擦、滚滑动摩擦和旋转摩擦等。 • 磨损是由于摩擦导致机械零件表面材料的逐渐丧失或 转移的现象。通常按照磨损的机理可以分成粘着磨损、 磨料磨损、疲劳磨损、冲蚀磨损及腐蚀磨损等。磨损 会影响机器的效率，降低工作的可靠性，甚至促使机 器提前报废。
第一章常用机械基础知识课件PPT
2021/3/10
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4.切削加工性
❖ 切削加工性也称为可加工性，是指在一定条件下金 属材料经过切削加工（车、磨、刨、铣、钻等）制 成合格零件的难易程度。金属材料的切削加工难易 程度与一定的切削条件有关，但就金属材料本身来 说，要看其材料的硬度、导热性、塑性、韧性及化 学成分等诸方面的因素来考虑。
❖ 洛氏硬度不是测量压痕的面积，而是测量压痕的深度，压痕越 深，其硬度越低，主要用于测量从极软到极硬的金属或合金。
❖ 维氏硬度法是测量压痕的平均值，主要用于测试较薄的材料。
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3.弹性
❖ 弹性是指金属材料受到外力作用下产生变形， 当外力消除后，金属材料又恢复到原来形状 的性能。
❖ 在机械设计中主要通过金属材料的弹性模数 （E）来计量其弹性。此外，金属材料的弹 性也是比例极限（σρ）、弹性极限（σe）的 综合反映。
❖ 它包括金属材料的可铸性、可锻性、可焊性、切削 加工和热处理等性能。
❖ 正因为金属材料具备这些工艺性能，人们才可以通 过不同的加工方法把金属材料制造成所需要的零件、 设备、工具以及各种用品。
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1.可铸性
❖ 将固体金属材料加热熔化成液体注入机件模 型（如砂型等），冷却后形成铸件的难易性 能，称为金属材料的可铸性。金属材料的可 铸性主要取决于金属材料的流动性和收缩性。
❖ 静载荷——零件承受大小和方向不变或变动很慢的载荷。 ❖ 冲击载荷——突然增加的载荷。 ❖ 交变载荷——大小或方向作周期性变换的载荷。
2021/3/10
5
❖ 金属材料受载荷作用后的变形，可分为拉伸、压缩、 剪切、扭转和弯曲等形式，如图所示。
❖ 机械性能的基本指标，有强度、硬度、塑性、冲击
机械基础第一章完整ppt课件
精选PPT课件
2
第1
章
机械概述
1-1机器的组成 1-2金属材料的性能 1-3机械零件的强度 1-4摩擦和磨损
精选PPT课件
3
1-1 机器的组成
•本节任务： 1、什么是机器、机构、机械、零件和构件？ 2、机器的组成部分。
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4
1-1机器的组成
一、机器和机构
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5
1、机器
机械基础
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1
绪论
•机械基础是一门什么样的课？
机械基础是中等职业学校机械专业的一门综合性的基础课。 工程力学
机械基础
机械工程材料 机械零件与传动
机工械程工零力程件学材与：料传生：动产构：实件为践是了中材正常料确用制的成使机的用械。机设机器备械，和工必工程须程材了部料解件的机都基器是本的由知组许识成多为。构合从件理运（地动具选上有择看独材，立料机运，器动充由的 分若基发干本挥传单材动元料机）本构组身组成的成的潜；。在从工性结程能构力提上学供看为了，分基机析础器构。由件若的干强零度件、组刚成度。与要选了择解合机理器的，结就构要提了供解了机基构本 的理工论作与原方理法、。特点及应用和通用零件的类型、结构、材料、标准及选择方法。
精选PPT课件
25
2. 抗氧化性 （1）金属材料抵抗氧化作用的能力，称为抗氧化性。 （2）金属材料在加热时，氧化作用加速，如钢材在锻造、热处理、焊接等加热作业 时，会 发生氧化和脱碳，造成材料的损耗和各种缺陷。因此，在加热坯件或材料时， 常在其 周围形成一种还原气体或保护气体，以避免金属材料的氧化。 3. 化学稳定性 （1）化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。
二、机器的组成 2、执行部分
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人字齿等。
通过带与带轮之间的摩擦力 传递运动和动力，具有结构 简单、制造容易、运转平稳 等特点。根据带截面形状可 分为平带、V带、多楔带等。
用于支撑旋转零件并传递运 动和动力，根据轴线形状可 分为直轴、曲轴和软轴等。
轴承
用于支撑轴并减少其摩擦系 数的零件，根据摩擦性质可 分为滑动轴承和滚动轴承两
大类。
高精度
通过精确的数值计算和控制， 实现加工过程的高精度。
高效率
自动化程度高，减少人工干预 ，提高生产效率。
灵活性
可轻松实现复杂形状和结构的 加工，适应性强。
柔性制造系统（FMS）简介
FMS定义
一种高度自动化的制造系统， 可根据生产需求灵活调整生产
流程。
加工设备
如数控机床、加工中心等。
物料储运系统
实现工件的自动识别和运输。
定期检查轴承运转情况 及时更换损坏或磨损严重的轴承部件
04
连接与紧固技术
连接类型及其特点
刚性连接
被连接件之间不能产生相对运动的连接。如焊接、铆接、螺纹连接等。这类连 接能传递较大的动力，并能承受各种外力作用。
挠性连接
允许被连接件之间产生一定相对位移的连接。如各种弹性元件构成的挠性连接 、轴承与轴之间的连接等。这类连接可缓冲、减振、提高抗冲击能力。
机械基础PPT课件
目 录
• 机械概述与分类 • 机构与传动基础知识 • 轴承与润滑技术 • 连接与紧固技术 • 液压与气动技术 • 机械制造工艺基础 • 现代制造技术与装备发展趋势
01
机械概述与分类
机械定义及作用
机械定义
机械是装置有驱动、传动、工作、控 制等部分，通过能量转换实现有用功 的装置或系统。
液压传动
通过带与带轮之间的摩擦力 传递运动和动力，具有结构 简单、制造容易、运转平稳 等特点。根据带截面形状可 分为平带、V带、多楔带等。
用于支撑旋转零件并传递运 动和动力，根据轴线形状可 分为直轴、曲轴和软轴等。
轴承
用于支撑轴并减少其摩擦系 数的零件，根据摩擦性质可 分为滑动轴承和滚动轴承两
大类。
高精度
通过精确的数值计算和控制， 实现加工过程的高精度。
高效率
自动化程度高，减少人工干预 ，提高生产效率。
灵活性
可轻松实现复杂形状和结构的 加工，适应性强。
柔性制造系统（FMS）简介
FMS定义
一种高度自动化的制造系统， 可根据生产需求灵活调整生产
流程。
加工设备
如数控机床、加工中心等。
物料储运系统
实现工件的自动识别和运输。
定期检查轴承运转情况 及时更换损坏或磨损严重的轴承部件
04
连接与紧固技术
连接类型及其特点
刚性连接
被连接件之间不能产生相对运动的连接。如焊接、铆接、螺纹连接等。这类连 接能传递较大的动力，并能承受各种外力作用。
挠性连接
允许被连接件之间产生一定相对位移的连接。如各种弹性元件构成的挠性连接 、轴承与轴之间的连接等。这类连接可缓冲、减振、提高抗冲击能力。
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目 录
• 机械概述与分类 • 机构与传动基础知识 • 轴承与润滑技术 • 连接与紧固技术 • 液压与气动技术 • 机械制造工艺基础 • 现代制造技术与装备发展趋势
01
机械概述与分类
机械定义及作用
机械定义
机械是装置有驱动、传动、工作、控 制等部分，通过能量转换实现有用功 的装置或系统。
液压传动
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C k2
N2
rb2 o2
З З
基圆 1
rb1
N1
k1
r2'
2
基圆
机械基础课件
a a'
2、中心距的可分离性
•渐开线齿廓啮合的中心距可 变性——— 当两齿轮制成后， 基圆半径便已确定，以不同的 中心距(a或a')安装这对齿轮， 其传动比不会改变。
N2
1 o1
N1 N1' c
c'
N2'
o2
2
ЗЗ
o'2
'
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6.1 齿轮传动的特点、应用和分类
一、齿轮传动的应用特点
1．齿轮传动的应用特点 齿轮传动由主动轮、从动轮和机架组成。齿
轮传动是靠主动轮的轮齿与从动轮的轮齿直接啮 合来传递运动和动力的装置。下图所示，当一对 齿轮相互啮合而工作时，主动轮O1的轮齿1、2、 3，…，通过啮合点法向力Fn的作用逐个地推动 从动轮O2的轮齿1’、2’、3’，…，使从动轮 转动，从而将主动轮的动力和运动传递给从动轮。
实际啮合线—— 线段B1B2
理论啮合线—— 线段N1N2
o1
ra1
N2 B1
rb2 o2
1 rb1
B2N1
ra2 2
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二、渐开线齿廓的啮合特点
1、传动比的恒定性
节圆
r1' o1
节点
节圆
1）节点：过接触点所作的公法线必 须与两轮中心连线交于点C。
2）节圆：分别以O1与O2为圆心，过节 点C所作的两个相切的圆
机械基础课件
二、齿轮传动的分类
齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。 （1）根据轴的相对位置分为平面齿轮传动（两轴 平行）与空间齿轮传动（两轴不平行）两大类 （2）按工作时圆周速度的不同分低速( )、中 速（ ）、高速（ ）三种； （3）按工作条件不同分闭式齿轮传动（封闭在箱 体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、半开式齿 轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开 式齿轮传动（齿轮暴露在外，不能保证良好润滑） 三种；
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液压阀
控制液压系统中液体的压力、流量和方向。
油箱
储存液压油，为系统提供足够的油量，同时 起到散热和沉淀杂质的作用。
气压传动原理及组成
气压传动原理
以压缩空气为工作介质，靠气体 的压力传递动力或信息的流体传
动。
气压传动组成
由气源、气动执行元件、气动控制 元件、气管和辅助元件等组成。
气源
为系统提供压缩空气的动力源，一 般由空气压缩机和储气罐组成。
04
对机械系统动力学有了 初步认识，能够分析机 械系统的基本运动特性 。
对未来机械行业发展趋势预测
智能化制造
绿色制造
个性化定制
跨界融合
随着人工智能、大数据等技术 的发展，未来机械制造将更加 智能化，实现自动化、柔性化 生产。
环保理念日益深入人心，未来 机械制造将更加注重节能减排 、资源循环利用等方面。
根据功能、结构、运动形式等不 同标准，机械可分为简单机械、 复杂机械、机构、机器等类型。
机械发展历史
古代机械
古代机械起源于人类生产和生活的需 要，如杠杆、滑轮、轮轴等简单机械 的应用。
现代机械
现代机械在信息技术、自动化技术等 的推动下，向智能化、高精度化、高 速化等方向发展。
近代机械
近代机械的发展始于文艺复兴时期， 随着工业革命的兴起，蒸汽机、内燃 机等动力机械的出现推动了机械工业 的快速发展。
液压与气压传动优缺点比较
优点比较 液压传动具有较大的功率密度，能够传递较大的力和扭矩。
气压传动具有较快的响应速度和较高的工作频率，适用于高速、轻载的场合。
液压与气压传动优缺点比较
01
液压传动具有较高的定位精度和 稳定性，适用于精密控制系统。
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知识点三 凸 轮 机 构
自动绕线机
自动送料机构 1—从动件； 2—凸轮
知识点三 凸 轮 机 构
二、 凸轮机构的传动特点
（1）凸轮机构结构紧 凑，只需改变凸轮的轮 廓形状，就可以改变从 动件的运动规律，容易 实现复杂的运动规律， 且可以实现高速启动， 工作可靠、准确。
（2）凸轮轮廓和从动 件是点接触或线接触，
知识点二 平面连杆机构
逆平行四边形机构
车门启闭机构
知识点二 平面连杆机构
3.双摇杆机构
知识点二 平面连杆机构
ABCD为双摇杆机构。两个前轮分别与两个摇杆AB、CD 固接在一起，AD是车架，BC受驾驶员控制而左、右移动，为 主动件。当BC左、右移动时，则带动摇杆AB、CD及与其固接 在一起的车轮绕A、B两点转动，从而实现汽车的转向。
知识点二 平面连杆机构
利用死点实现一定的工作
知识点二 平面连杆机构
四、 铰链四杆机构的演化
1.曲柄滑块机构
曲柄滑块机构由曲柄摇杆机构演化而 来。它是由曲柄、滑块和连杆通过移动副
和转动副组成的平面四杆机构。当曲柄摇
杆机构中的摇杆的长度趋于无穷大时，沿 圆弧做往复运动的摇杆的外端点变成沿直
线的往复运动，因此摇杆变成了沿导轨往
知识点四 棘轮机构和螺旋机构
一、 棘轮机构
棘轮机构的主要功用是将主 动件的连续转动转化为周期性的 间歇运动，即时动时停。汽车的 手制动（停车制动）以及各种单 向离合器均使用了棘轮机构。
知识点四 棘轮机构和螺旋机构
1.棘轮机构的工作原理和特点
典型的棘轮机构 1—主动摇杆； 2—棘爪； 3—棘 轮； 4—制动棘爪； 5—弹簧
知识点一 机构的组成及运动简图
2.运动副的分类
运动副 1、2—构件
知识点一 机构的组成及运动简图
三、 机构中构件的分类和组成
1.机构 机构中固定于参 考系的构件称为 机架。它用来支 承机构中的可动 构件（机构中相 对于机架运动的 构件），并以它 作为参考坐标系 来研究其他可动 构件的运动。 2.主动件 机构中驱动力、 驱动力矩或运动 规律已知的构件 3.从动件 机构中除了主 动件和机架外， 随着主动件的
知识点二 平面连杆机构
知识点二 平面连杆机构
曲柄存在的 条件
（1）最长杆 和最短杆的长 度之和小于或 等于其余两杆
（2）连架杆和 机架中必有一 个为最短杆。
长度之和。
知识点二 平面连杆机构
根据曲柄存在的条件还可以做出如下的推论：如
果铰链四杆机构中，最短杆与最长杆长度之和小于或
等于其余两杆的长度之和，则有以下三种情况。 （1）最短杆为机架时，该机构是双曲柄机构。 （2）最短杆的相邻杆为机架时，该机构是曲柄摇 杆机构。 （3）最短杆的对面杆为机架时，该机构是双摇杆 机构。
平面连杆机构被广泛用于汽车中的工作机构和控制 机构。 在平面连杆机构中具有四个构件（包含机架） 的连杆机构称为四杆机构，具有五个构件的机构称 为五杆机构，以此类推。其中平面四杆机构是最简 单、最基本的平面连杆机构，不仅应用广泛，而且
也是其他平面连杆机构的基础。
知识点二 平面连杆机构
一、 铰链四杆机构的组成
汽车机械基础
模块三 汽车常用构件
知识点一 知识点二 知识点三 知识点四 知识点五
机构的组成及运动简图
平面连杆机构 凸轮机构 棘轮机构和螺旋机构 回转件的运动分析
模块三 汽车常用构件
能力目标
• 能够识读和绘制简单机构的运动简图； •能够判断平面四杆机构的类型及其运动特性，熟悉平面 四杆机构在汽车及实际中的典型应用； •能够识别凸轮机构的组成部分、凸轮机构的类型，熟悉
称为主动件或原
动件。它是机构 中输入运动或动
运动而运动的
其余构件皆称 为从动件。
力的构件，又称
为输入构件。
知识点一 机构的组成及运动简图
四、 机构运动简图
名 称 杆轴构件 简图符号
固定构件
同一构件 二副元素
三副元素
知识点二 平面连杆机构
平面中所有构件间的相对运动均为平面运动且
只用低副连接的机构，称为平面连杆机构。
知识点二 平面连杆机构
2）死点位置
如图所示的曲柄摇 杆机构，当摇杆CD为 主动件，在曲柄与连杆 共线的位置时（AB 2C2位置），这时不 论连杆BC对曲柄AB的 作用力有多大，都不能 使AB转动，机构的这 种位置称为死点。
曲柄摇杆机构的死点位置
知识点二 平面连杆机构
四杆机构中是否存在死点取决 于从动件是否与连杆共线。对曲 柄摇杆机构而言，当曲柄为主动 件时，摇杆与连杆无共线位置， 不出现死点；当以摇杆为主动件 时，曲柄与连杆有共线位置，出 现死点。
构件间用四个转动副相连的平 面四杆机构称为铰链四杆机构。其 中固定不动的杆4称为机架；以转 动副与机架相连的杆1和杆3称为 连架杆；不与机架相连的杆2称为 连杆。用转动副与机架相连并能绕 机架旋转整圈的连架杆称为曲柄； 用转动副与机架相连但不能绕机架 旋转整圈的连架杆称为摇杆。
铰链四杆机构 1、3—连架杆； 2—连杆； 4—机架
凸轮机构在汽车中的典型应用；
•能够识别棘轮机构和螺旋机构的各组成部分，熟悉 •棘轮机构及螺旋机构在汽车及实际生活中的典型应用。
模块三 汽车常用构件
案列导入
早期的汽车是比较 纯粹的机械系统，汽 车发展到今天，其基 体仍然是机械。机械 是人类在生产中用以 减轻或代替体力（脑 力）劳动和提高生产 率的主要工具，是机 器和机构的总称。
偏心轮机构
知识点三 凸 轮 机 构
一、 凸轮机构的应用
凸轮机构在机械工业中是 一种常用机构，例如，汽车 发动机的配气机构通过凸轮 机构来控制气门的开闭；柴 油机的喷油泵供油、汽油泵
的供油、分电器的配电等都
要通过凸轮机构来控制。凸 轮机构在机械自动化生产中 应用更为广泛。 内燃机配气机构 1—凸轮； 2—气门
知识点四 棘轮机构和螺旋机构
2.棘轮机构的类型与应用
知识点四 棘轮机构和螺旋机构
知识点四 棘轮机构和螺旋机构
汽车上常用的一种单 向离合器可以看作是一种 将棘轮做成槽形的棘轮机 构。此机构由爪轮1、套筒 2、弹簧顶杆3和滚柱4等
组成。
汽车上常用的一种单向 离合器
知识点四 棘轮机构和螺旋机构
二、 螺旋机构
等加速等减速运动规律
知识点三 凸 轮 机 构
3.余弦加速度运动规律 余弦加速度运动规律的
加速度按余弦曲线变化。
加速度曲线是余弦曲线， 速度曲线是正弦曲线，而 位移曲线是简谐运动曲线， 故这种运动规律又称为简 谐运动规律（质点在圆周 上做等速运动，它在这个
圆的直径上的投影所构成
的运动为变速运动，称为 简谐运动）。 余弦加速度运动规律
汽车前轮转向机构的示意图
知识点二 平面连杆机构
三、 铰链四杆机构的基本特性
1.曲柄存在的条件
铰链四杆机构ABCD中， AB为曲柄，BC为连杆，CD
为摇杆，AD为机架，各杆的
长度分别为a、b、c、d。 曲柄AB在回转一圈的过程中
一定可以实现与机架AD共直
线两次，即直线B1AD；也可 重叠共线，即直线AB2D 铰链四杆机构ABCD
单缸四冲程内燃机 1—推杆； 2—配气凸轮； 3—配气齿轮； 4—正时齿轮； 5—曲轴； 6—连杆； 7—活塞； 8—气缸体
模块三 汽车常用构件
（1）机器是人为的多个实体 的组合。
（2）各实体之间具有确定 的相对运动。
（3）能够变化或传递能量、 物料和信息。
机器的共同特征
模块三 汽车常用构件
原始机部分 执行部分
容易磨损，多用于传递
动力不大的场合。
知识点三 凸 轮 机 构
三、 凸轮机构的分类
1.按凸轮形状分类
盘形凸轮
圆柱凸轮
移动凸轮
知识点三 凸 轮 机 构
2.按从动件的形式分类
顶尖式从动件
滚子式从动件
平底式从动件
知识点三 凸 轮 机 构
四、 凸轮与从动件的运动关系
通常主动凸轮等速转动，从动杆 做往复移动或摆动。从动杆的运动 直接与凸轮轮廓曲线上各点向径的 变化有关，而轮廓曲线上各点向径 大小随凸轮转角的变化而变化，这 种运动关系称为从动杆的运动规律。 根据运动方程或运动线图即可绘制 出凸轮的轮廓曲线。
知识点一 机构的组成及运动简图
发动机连杆 1—连杆衬套； 2—连杆体； 3—连杆 轴承； 4—连杆盖； 5—连杆螺栓
知识点一 机构的组成及运动简图
二、 运动副的概念和分类
1.运动副的概念
为使构件组成具有确定运动的机 构，它们之间必须以某种方式连接起 来。这种连接不应使它们只成为一个 运动的单元体，而应保证机构之间仍 能产生某些相对运动。由两构件直接 接触组成的可动连接称为运动副。它 限制了两构件之间的某些相对运动， 而又允许有一些相对运动。
θ :极位夹角，摇杆位于两极限位置时，曲柄所夹的锐角
知识点二 平面连杆机构
3.传力特性
1）压力角和传动角
衡量机构传力性能 的特性参数是压力角。 在不计摩擦力、惯性力 和杆件的重力时，从动 件上受力点的速度方向 与所受作用力方向之 间所夹的锐角称为机构 的压力角，用α 表示。它 的余角γ 称为传动角。 曲柄摇杆机构压力角和传动角
知识点二 平面连杆机构
2.急回运动特性 图示的曲柄摇杆机构中，曲 柄AB为主动件并作等速回转时， 摇杆CD为从动件并作往复变速摆 动，曲柄AB在回转一周的过程中
有两次与连杆BC共线。
知识点二 平面连杆机构
摇杆来回摆动的速度不同，返回时速度较大。机构的这种性质，
称为机构的急回特性。
K:急回特性系数
机器的组成
传动部分 控制部分
知识点一 机构的组成及运动简图