汽车机械基础任务常用机构
汽车机械基础 第13讲 汽车常用机构-机构常识
由此可见,人是机器的制造者、使用者,当然不 是机器。毫无疑问,人是一种生物,而生物是“自然 界中由活物质构成并具有生长、发育、繁殖等能力的 物体。”生物能通过新陈代谢作用跟周围环境进行物 质交换,生物具有应激性、遗传与变异等特性,而这 些都是机器所没有的。可以说,机器的工作,完全听 令于人类的指挥,所以机器不是生物。这样看来仅从 “生物”这一概念上就可以划清“人”和“机器”的 界限。人不是机器。
实用机构定义-按预定形式传递运动的构件 组合系统。
在一般情况,为了传递运动和力,机构各构 件间应具有确定的相对运动。
机构分类
(1)平面机构:各构件在同一平面或相 互平行的平面内运动的机构。
(2)空间机构:不满足平面机构条件的机 构。
机构实例
削铅笔器、照相机快门、折叠 椅、可调台灯、电风扇、雨伞骨架、 食物搅拌器、汽车变速器等。
《汽车机械基础》 第13讲 汽车常用机构
机构常识
一、机器的组成
机器是执行机械运动、 用来变 换或传递能?
教材中对机器的定义是:“机器是执行机械运动、 用来变换或传递能量、物料、信息的装置。”而人也 可执行机械运动变换或传递能量、物料和信息。
《现代汉语词典》上对机器的定义是:“由零件装 成,能运转、能变换能量或产生有用功的装置。机器 可以作为生产工具,能减轻人的劳动强度,提高生产 效率。”而对人的定义是:“能制造工具并使用工具 进行劳动的高等动物。”
之外还包含电气、液压等其他装置,具有变换 或传递能量、物料、信息的功能。
4.机械
机器与机构的总称
5.零件(parts)
组成机械的各个制造单元,如螺钉、螺母、 轴等。
6.构件(links) 组成机械的各个运动单元(可以是单独加 工的单元体,如车床的主轴;也可是多个 零件的组合体,如连杆)。
汽车机械基础一体化教程 模块三 汽车常用机构
1)两构件连接点的运动轨迹互相重合。图3-1-10a 中,由于EF 平行且等于AB 和CD, 杆5 上的E 点与杆3 上的E 点重合,EF 杆存在与否都不影响整个机构的运动。由此可 判定EF 杆引入的为虚约束,计算时应去掉,如图3-1-10b 所示。
F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=1
平面连杆机构
2)当两构件组成多个移动副,且其导路互相平行或重合时,则只有一个移动副起约 束作用,其余都是虚约束,如图3-1-11 所示。
平面连杆机构
①若机构中两活动构件上某两点的距离始终保持不变,此时若用带两个转动副的构 件来连接这两个点,则将会引入一个虚约束,如图3-1-12 所示。
• 铰链四杆机构的演化 • 平面四杆机构的特性 • 凸轮机构
铰链四杆机构
学习目标
1. 能叙述铰链连杆机构定义。 2. 能掌握铰链四杆机构的分类。 3. 能根据杆长判断铰链四杆机构的种类。 4. 能探究分析汽车刮水器应用的四杆机构类型。 5. 能探究分析汽车转向器应用的四杆机构类型。
铰链四杆机构
一、铰链四杆机构
平面连杆机构
计算图3-1-4 和图3-1-5 所示机构的自由度。
四杆机构的自由度: F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=1
五杆机构的自由度: F=3n-2PL-PH=3×4-2×5-0=2
平面连杆机构
2. 平面机构具有确定相对运动的条件
1)机构自由度大于0。 2)机构原动件数目等于机构自由度数目。 若自由度小于或等于0,则会出现机构被卡死,无法运动,不能称之为机 构。
《汽车机械基础》第二章 常用机构
(1)等速运动规律
(2)等加速等减速运动规律
(3)简谐运动规律
四、凸轮轮廓设计
1.反转法原理
凸轮机构工作时,通常凸轮是运动的。用图解法绘制凸轮 轮廓曲线时,却需要凸轮与图面相对静止。
一、 概述
凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。从动 件与凸轮轮廓为高副接触。
凸轮机构的优点为:只需设计适当的凸轮轮廓,便可使从动件 得到所需的运动规律,并且结构简单、紧凑、设计方便。
它的缺点是:凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触,易于 磨损,高精度凸轮机构制造也比较困难。
二、 凸轮机构的分类
(1)按其用途可分为:
①传力螺旋 ②传动螺旋 ③调整螺旋
(2)按摩擦性质可分为
①滑动螺旋:螺旋副作相对运动时产生滑动摩擦的螺旋。 ②滚动螺旋:螺旋副作相对运动时产生滚动摩擦的螺旋。 ③静压螺旋:将静压原理应用于螺旋传动中。
二、滑动螺旋机构
滑动螺旋结构比较简单,螺母和螺杆的啮合是连续的,工 作平稳,易于自锁,这对起重设备,调节装置等很有意义。 但螺纹之间摩擦大、磨损大、效率低(一般在0.25~0.70之 间,自锁时效率小于50%);
一、 棘轮机构
1.工作原理:
2.棘轮机构的分类:
3.棘轮机构的特点与应用
棘轮机构结构简单、易于制造、运动可靠,改变棘轮转 角方便(如改变摇杆的摆角),可实现“超越运动’’(原动件 不动而从动件继续运动的现象叫超越运动)。但棘轮机构工作 时存在较大的冲击与噪声,运动精度不高,所以常用在传力 不大、转速不高的场合下以实现步进运动、分度、超越运动 和制动等要求。
汽车机械基础第六节常用机构
第六节常用机构6.1 平面连杆机构平面四杆机构是平面机构的基础,按其构件的运动形式不同,可分为铰链四杆机构和滑块四杆机构两大类,前者是平面四杆机构的基本形式,后者由前者衍生而成。
一、铰链四杆机构的基本形式及应用铰链四杆机构是指联接构件间,都是作回转运动的平面四杆机构。
如图3-64所示。
图3-64 平面四杆机构按两连架杆是曲柄还是摇杆的不同,可将铰链四杆机构分为以下三种形式。
1.曲柄摇杆机构两连架杆中一个为曲柄另一个为摇杆的铰链四杆机构,称为曲柄摇杆机构。
曲柄摇杆机构主要用以实现将曲柄的匀速转动变成摇杆的摆动,如图3-65所示的雷达天线俯仰角调整机构;或是将摇杆的往复摆动变成曲柄的整周转动,如图3-66所示的缝纫机脚踏板机构。
图3-65雷达天线俯仰角调整机构图3-66缝纫机脚踏板机构2.双曲柄机构两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构,称为双曲柄机构。
双曲柄机构中,通常主动曲柄作匀速转动,从动曲柄作同向变速转动。
如图3-67所示的惯性筛机构,当曲柄AB作匀速转动时,曲柄CD作变速转动,通过构件CF使筛子产生变速直线运动,筛子内的物料因惯性而来回抖动,从而达到筛选的目的。
图3-67 惯性筛机构在双曲柄机构中,若相对的两杆长度分别相等,则称为平行四边形机构。
它有如图3-68a 所示的正平行双曲柄机构和如图3-68b所示的反平行双曲柄机构两种形式。
前者的运动特点是两曲柄的转向相同且角速度相等,连杆作平动;后者的运动特点是两曲柄的转向相反且角速度不等。
图3-68 平行双曲柄机构图3-69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3-70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。
汽车机械基础-常见机构(含动画)
第一节 机构常识
双副构件
注:点划线表示与其 联接的其他构件
第一节 机构常识
双副构件
第一节 机构常识
三副构件 (一个构件和 三个外副)
第一节 机构常识
三副构件 (一个构件和 三个外副)第一节 机构常识来自第一节 机构常识2
1
移动副
第一节 机构常识
2 1
转动副
第一节 机构常识
凸轮机构
滚子推杆
汽车机械基础
第二单元 常见机构
机器的组成
机器一般由4个部分组成:动力部分、执行部分、传动部 分及控制部分组成。 机器由机构组成,机器和机构统称为机械。
零件
加工制造的最小单元
机器的组成
1.构件 ——机器中每一个独立的运动单元。
组成—— 可由一个零件构成,也可由若干零件刚性联接而成。 构件
内 燃 机 连 杆
第一节 机构常识
机构
有一个构件作为机架,并可传递运动和力, 同时各构件间能够相对运动的连接方式组成的构 件称为机构。 机器由机构组成,机器和机构统称为机械。
机构分类
(1) 平面机构:各构件在同一平面或相互平 行的平面内运动的机构。
(2) 空间机构:不满足平面机构运动条件的 机构。
第一节 机构常识
1)低副:面接触的运动副。如 :
移动副
转动副
2)高副:点或线接触的运动副。
齿轮副
凸轮副
构件的相对运动形式
1)平面运动副: 组成运动副两 构件间作相对 平面运动
转动副 2)空间运动副: 组成运动副两 构件间作相对 空间运动。 螺旋副
齿轮副
球面副
第一节 机构常识
平面机构的运动副(低副、高副)
低副:两构件间呈面接触的运动副,可分为转动副和移动副。 转动副:组成运动副的两构件只能在一个平面内相对转动。 移动副:组成运动副的两构件只能沿某一轴线相对移动。
汽车机械基础项目一 常用机构任务3 认识棘轮机构
任务检测
4.认识单向离合器
起动机的单向离合器只传递
到
飞轮带动起动机电机超速旋转而损坏。
的转矩,以免发动机起动后,
任务检测
3.滑块四杆机构在汽车上的应用
将铰链四杆机构通过改变运动副的形状、改变机架等可以得到不同形式
的四杆机构,如曲柄滑块机构、
、
和定块机构。
汽车发动机中活塞连杆机构属于 机构。
机构;自动货车翻斗机构属于
图1-52 自行车飞轮内的超越离合器
任务拓展
2.棘轮扳手
棘轮扳手(图1-53 ),是利用 棘轮机构原理制造的快速扳手。例如: 棘轮梅花扳手,棘轮六角扳手。当螺 钉或螺母的尺寸较大或扳手的工作位 置很狭窄,就可用棘轮扳手。这种扳 手摆动的角度很小,能拧紧和松开螺 钉或螺母。棘轮扳手具有操作简单、 使用方便的优点。
图1-42 棘轮机构的组成
任务实施
2. 棘轮机构的基本类型
1)棘轮机构按工作原理可分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构:
齿式棘轮机构(图1-43)运动可靠,从动棘轮容易实现有级调节,但是有 噪声、冲击,轮齿易摩损,高速时尤其严重,常用于低速、轻载的间歇传动。 摩擦式棘轮机构(图1-44)可实现有级调节,无噪声,有打滑。
图1-48 棘轮机构在驻车装置上的应用
任务实施
3. 棘轮机构在汽车上的应用
2)单向离合器
单向离合器(图1-49)是一种摩擦式棘轮机构,应用在汽车发动机和自动 变速器中。图1-49为汽车滚柱式单向离合器,在起动机工作过程中,接通开关 电枢轴顺时针旋转,滚柱滚入窄端,驱动齿轮与飞轮啮合,起动机的动力通过 飞轮传递给曲轴,从而带动发动机旋转达到发动机有效起动。起动完毕,发动 机开始工作时,当飞轮转动速度超越驱动小齿轮线速度时,飞轮便带动驱动小 齿旋转,此时滚柱被推到契形槽宽端,齿轮与外齿圈打滑退出齿轮啮合状态, 即电枢轴不会跟着飞轮高速旋转,从而起到了保护起动机(马达)的作用。
汽车机械基础任务8 熟悉常用零部件
轴向固定
周向固定
轴端 轴头
轴颈 轴身
轴头
轴上零件的轴向固定
目的——保证零件在轴上有确定的轴向位置, 防止零件作轴向移动,并能承受轴向力。 轴肩 轴环 轴套 轴端 挡圈 弹性 挡圈 紧定 螺钉 双螺母
圆锥销
轴肩或轴环结构
阶梯轴的截面变化部位
轴肩
轴环
结构简单,定位可靠, 承受较大的轴向力。
用于轴端要求固定可靠或 承受较大轴向力的场合。
弹性挡圈结构
承受轴向力小或不承受轴向 力的场合,常用作滚动轴承的 轴向固定。
紧定螺钉结构
承受轴向力小或不 承受轴向力的场合。 还可兼作周向固定。
圆锥销结构
轴上零件的周向固定
目的——传递运动和转矩
平键 联接 花键 联接
销 联接
过盈 配合
传递转矩较大,对中性要求一般的 场合,使用最为广泛。
轴是机器中的重要零件之一,用来支持 旋转零件(如带轮、链轮、齿轮等),并 通过轴来传递运动和扭矩。
心轴
根据承受载荷的不同
传动轴 转轴
轴的分类
直轴
光轴 阶梯轴 曲轴
根据轴线的几何形状
软轴
传动轴
在轴的全长上直径都相等的直轴。
各段直径不相等的直轴。
便于轴上零件的装拆和固定,节省材料, 减轻重量,机械中应用最普遍。
或加
尺寸系列代号
宽(高)度 直径系列 系列代号 代号
注: 代表字母; 代表数字 3. 后置代号 ---- 用字母(或加数字)表示。 表7 轴承后置代号排列顺序
后置代号组 含 义 1 2 3 4 5 6 7 8
内部 密封与防尘 保持架 轴承 公差 结构 套圈变形 及材料 材料 等级 游隙 配置 其它
汽车机械基础 汽车常用机构
三、机构运动简图
a)结构图
b)运动简图
图图55--33 曲曲柄柄滑滑块块机机构构运动运简动图简图
平面连杆机构
一、铰链四杆机构
1 定义及组成
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。
平面连杆机构被广泛用于机器中的工作机构和控 制机构,其根本原因是由于低副接触面积大、单位面 积上承受的压强小,磨损小,使用寿命长同时也容易 加工和保证精度, 但是低副的两构件间存在间隙ꎬ可 能产生一定的运动误差。在平面连杆机构中具有四个 构件(包含机架)连杆机构,称为四杆机构。
离合器操纵机构
起重机
车辆前轮转向机构
平面连杆机构
3
基本特点
一、铰链四杆机构
(1)铰链四杆机构是低副机构,构件间的相对运动部分为面接触, 故单位面积上的压力较小。并且低副的构造便于润滑,摩擦磨损 较小,寿命长,适于传递较大的动力。如动力机械、锻压机械等 都可采用。 (2)两构件的接触面为简单几何形状,便于制造,能获得较高精度。 (3) 构件间的相互接触是依靠运动副元素的几何形状来保证的,无 需另外采取措施。
图5-4 铰链四杆机构
平面连杆机构
2
基本类型
一、铰链四杆机构
曲柄摇杆机构
两连架杆中一个为曲柄、另一个为摇杆的铰链四杆机构,称为曲柄摇杆 机构。曲柄摇杆机构主要用以实现将曲柄的匀速转动变成摇杆的摆动。
汽车雨刮器
缝纫机脚踏板机构
平面连杆机构
2
基本类型
一、铰链四杆机构
双曲柄机构
两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构,称为双曲柄机构。双曲柄 机构中,通常主动曲柄作匀速转动,从动曲柄作同向变速转动。
三、机构运动简图
《汽车机械基础》汽车常用机构
(3)平面凸轮机构。凸轮 6与机架1构成转动副,并与 气门推杆5构成高副,形成 一个独立封闭的构件组合 体,即平面凸轮机构。 选择凸轮的运动平面作为 视图平面,并选用与曲柄 滑块机构相同的比例尺, 用规定的构件和运动副的 符号绘制出机构运动简图。
以上内燃机三个机构的 运动简图组成了内燃机的 机构运动简图,如图1-9所 示。
(2)局部自由度。在机构中不影响运动输出与输
入关系的构件的独立运动自由度称为局部自由度。如 图1-16(A)所示的凸轮机构中,滚子绕本身轴线的转动不 影响其他构件的运动,因此滚子绕本身轴线的转动就 是凸轮机构的局部自由度。在计算时先把滚子看成与 从动件连成一体,消除局部自由度(见图1-16(B)), 然后再计算该机构的自由度。由此,该机构的自由度 为
例1.1绘制如图1-8所示内燃机的机构运动简图。 解:(1)曲柄滑块机构: ①由于气缸1与内燃机机体可视为固连,故对整个机构而言是 相对静止的固定件,即为机架;活塞2在燃气的推动下运动, 是主动件;其余的构件是从动件。 ②活塞2与其气缸1之间的相对运动是移动,从而构成移动副; 活塞2与连杆3、连杆3与曲轴4以及曲轴4与机体之间的相对运 动是转动,所以都构成转动副。上述四个构件中,用了一个 移动副和三个转动副,从固定件开始,经主动件到从动件沿 运动传递路线按顺序相连,又回到固定件,从而形成一个独 立的封闭构件组合体,即组成一个独立的机构,称为曲柄滑 块机构。 ③选择平行于曲柄滑块机构的运动平面作为视图平面。 ④当活塞2(主动件)相对气缸1的位置确定后,选取适当的比 例尺用规定的构件和运动副的符号,可绘制出机构的运动简 图。
如图1-13所示平面四杆机构自由度为F=3N-2PL-PH=3×3 -2×4-0=1,原动件数等于机构自由度,机构有确定的运 动。 如图1-14所示的搅拌机,其活动构件数N-3,低副数PL=4, 高副数PH=0,则该机构的自由度为F=3N-2PL-PH=3×3 -2×4-0=1。原动件数等于机构自由度,机构有确定的运 动。
汽车机械基础项目六常用机构
(2)铰链四杆机构类型的判别 铰链四杆机构的类型与机构中是否存在曲柄有关。可以论证,必须同时具
备以下两个条件,铰链四杆机构中才会存在曲柄: 1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和; 2)连架杆与机架必有一个是最短杆。 根据曲柄存在的条件,还可得如下结论:如果铰链四杆机构中,最短杆与
K
v2 v1
C2C1 / t2 C1C2 / t1
t1 t2
1 2
180 180
(2 1)
上式表明:机构要具有急回特性则必有k>1 ,即>0 ;k值愈大,机构急回特
性愈明显,k值的大小取决于极位夹角的大小。愈大,k值愈大;反之,愈
小,k值愈小。若=00,则k=1,机构没有急回特性。
将上式整理后,可得极位夹角的计算公式
当摇杆处于极限位置时,连杆BC与曲柄AB共线,此时在主动件上无论施加 多大的驱动力,连杆加给曲柄的力均通过铰链中心A,此力对A点不产生力 矩,所以都不能使曲柄转动。机构的这种位置称为死点位置。
平均角速度大于其工作行程的平均角速度,摇杆的这种运动特性称为急回特 性。 曲柄摇杆机构的运动过程如图所 示。 摇杆在两极限位置间的夹角称 为摇杆的摆角。摇杆处于两极限 位置时,主动件曲柄所夹的锐角 称为极位夹角。
曲柄摇杆机构的急回特性
急回特性相对程度用行程速比系数K(即从动件空回行程的平均速度v2与工 作行程的平均速度v1的比值)来表示,
组成机构的具有确定相对运动的实体,称为构件。
机械是机器和机构的总称。从制造角度来分析,机器是若干零件组成的。 零件是指机器的制造单元,如齿轮、曲轴、螺栓、箱体等。从运动角度来分析, 可以把机器看成是由若干构件组成的。构件是机器的运动单元。构件可以是一 个零件(如图6-4内燃机的曲轴),也可是多个零件的刚性组合体(如图6-5内燃机 的连杆)。
汽车机械基础-常用机构
图b所示为飞机起落架处于放下机轮的位置, 地面反力作用于机轮上使AB件为主动件,从 动件CD与连杆BC成一直线,机构处于止点, 只要用很小的锁紧力作用于CD杆即可有效
地保持着支撑状态。当飞机升空离地要收起 机轮时,只要用较小力量推动CD,因主动 件改为CD破坏了止点位置而轻易地收起机轮。
4.1 平面连杆机构
模块四常用机构
4.1
平面连杆机构
4.2
凸轮机构
4.1 平面连杆机构
平面连杆机构是由若干个刚性构件通过转动副或移动副连接而成 的机构,也称平面低副机构,组成平面连杆机构各构件的相对运动 均在同一平面或相互平行的平面内。
4.1 平面连杆机构
平面连杆机构的主要优点 :
(1)各构件之间的运动副元素均为面接触,故这类运动中单位面积上的压力较 小,承受载荷大。 (2)润滑条件好,磨损较轻。 (3)结构简单、易于加工,能保证较高的制造精度。 (4)能方便地实现转动、摆动、移动等基本运动形式,以及相互之间的转换。 (5)能实现一些较复杂的平面规律,从而获得多种运动轨迹,以满足不同工作 的要求。
1—ห้องสมุดไป่ตู้轮 2—导筒 3—气门
4.2 凸轮机构
一、凸轮机构概述 1. 凸轮机构的组成与特点
凸轮机构主要由凸轮、从动杆、机架3个部分组成
凸轮为主动件,做定轴等速运动
从动件按一定规律做往复移动或摆动
特点:
(1)凸轮机构结构简单、紧凑,只需改变凸轮的外廓形状,就可改变从 动件的运动规律,容易实现复杂运动的要求。 (2)凸轮外廓与从动件是点接触或线接触,易磨损,多用在传递动力不 大的场合; (3)凸轮机构可以高速启动,动作准确可靠。
K=
4.1 平面连杆机构
三、平面四杆机构的性质 2.压力角和传动角
项目一 汽车常用机构 任务一
汽车机械基础
例1-1 绘制图示0-6单缸内燃机的运动简图。
1—活塞 2、8—推杆 3—凸轮轴 4—大齿轮 5—小齿轮 6—曲轴 7—连杆 9-气缸体 10-凸轮
汽车机械基础
汽车机械基础
三、机构具有确定相对运动的条件
1.机构的自由度 机构的自由度是指机构中各构件相对于机架所具有的独立运
动数目。 设平面机构有n个活动构件,PL个低副,PH个高副。
汽车机械基础
例1-3 计算图示筛料机构的自由度。
解: F = 3n–2PL–PH
= 3×7–2×9–1 =2
汽车机械基础
例1-4 计算图示冲压机构的自由度。
解: F = 3n–2PL–PH
= 3×9–2×12–2 =1
汽车机械基础
3.机构具有确定运动的条件
机
构
自由度
原动件
结论
F=33-24=1
F=33-23-自由度可预先排除。
汽车机械基础
(3)虚约束:与其他约束重复而不起限制运动作用的约束。 ① 两构件形成多个轴线重合的回转副。
F=31-21-0=1() 在计算机构自由度时,
应当除去虚约束不计。
汽车机械基础
② 两构件形成多个导路平行或重合的移动副。
在计算机构自由度时,应 当除去虚约束不计。
汽车机械基础
【任务分析】
图1-1 内燃机配气机构 1—挺柱 2—气门 3—弹簧 4—摇臂 5—推杆 6—凸轮
机构是多个构件的实体组合, 且各构件之间具有确定的相对运动。 使两构件直接接触并能产生一定相 对运动的连接为运动副。然而,任 意拼凑的构件组合不一定能够运动, 即使能够运动,也不一定具有确定 的运动。因此,掌握运动副知识和 机构具有确定相对运动的条件非常 必要。
《汽车机械基础》汽车常见四杆机构
平面四杆机构
铰链四杆机构 滑块四杆机构
铰链四杆机构:全部用回转副相连的平面四杆机构,简称铰 链四杆机构。
滑ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ四杆机构:凡含有移动副的平面四杆机构,简称滑块四 杆机构。
汽车机械基础
1.铰链四杆机构的组成
2
3
1
4
铰链
机 架:机构固定不动的构件4 连架杆:与机架相连的构件1、3 连 杆:不与机架相连的构件2
汽车机械基础
【任务分析】 汽车风窗刮水器、汽车前轮转向机构、汽
车车门启闭机构采用的是平面四杆机构。 铰链四杆机构是平面四杆机构中最基本的
形式,学习铰链四杆机构学生能对机械运动有 较为直观的认识,同时为以后各类机构的学习 打下必要的基础。
汽车机械基础
【学习目标】 1.掌握铰链四杆机构的基本类型。 2.掌握铰链四杆机构的基本性质。 3.掌握铰链四杆机构的演化形式。
汽车机械基础
项目一 汽车常用机构
任务一 平面机构的结构分析 任务二 汽车常见四杆机构 任务三 汽车凸轮机构与棘轮机构
汽车机械基础
汽车机械基础
【任务引入】
汽车风窗刮水器 汽车车门启闭机构
汽车前轮转向机构
汽车风窗刮水器、汽车前 轮转向机构、汽车车门启闭机 构分别采用的是哪种四杆机构? 是怎样进行工作的?
反平行双曲柄机构 两曲柄转向相反,角速 度不等。
汽车机械基础
应用:机车车轮联动机构
被联动的各轮与主动轮作相同的运动!
汽车机械基础
(3)双摇杆机构
主要用途:改变 摆 角 。
汽车机械基础
应用:港口起重机
汽车机械基础
应用:飞机起落架
汽车机械基础
双摇杆机构有一种特殊机构:等腰梯形机构(两摇杆长度相等)。
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?
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(二)高副 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
汽车机械基础任务常用机构
二、平面四杆机构的特点 平面连杆传动机构:由若干个构件用低副联接 并作平面运动的机构。 平面四杆机构:由四个构件组成的平面连杆机构。
优点:1.压强小、磨损低、寿命长 2.易于加工、成本较低
缺点:1.间隙引入运动误差,运动精度降低 2.不易实现复杂的汽运车动机械基础任务常用机构
(1)当最短杆长度与最长杆长度之和小于等于其余两 杆长度之和(Lmax+Lmin<=L´+L")
a.最短杆为连架杆,曲柄摇杆机构 b.最短杆为机架,双曲柄机构 c.最短杆为连杆,双摇杆机构
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2、当机构中最短构件长度lmin与最长构件长度lmax之 和大于或等于其余两构件l´、l˝之和,即:
汽车机械基础任务b常.转用机动构导杆机构
增加机架长度
转动导杆机构
摆动导杆机构
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应用
简易刨床
牛头刨床机构
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曲柄滑块机构中,当将连杆改为机架时,就演化成摇块机构。
a.曲柄滑块机构
b.摇块机构
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Hale Waihona Puke 2)、应用自卸卡车的翻斗机构 泵
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形式称为偏心轮机构。
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偏心轮机构结构简单,偏心轮轴颈的强度和刚度大,且易于安装整 体式连杆,广泛用于曲柄长度要求较短、冲击在和较大的机械中。
颚式破碎机
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3.取不同的构件作为机架
曲柄滑块机构中,当将最短杆改为机架时, 就演化成转动导杆机构。
a.曲柄滑块机构
F2Fsinα 有害分力。
传动角——将压力角 α 的余角γ 称
为传动角。
γ α F1 2
F2
γ C
F
α F1 Vc
传力性能越好。
B
3
1
A
4
D
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在机构运动过程中,传动角γ是不断变化的。
一般情况下,应使 机构在一个运动循 环中的最小传动角
γ min40
传递较大功率时,
γ min50
lmi nlma xll
则不论取哪一构件为机架,均无曲柄存在,为双摇杆机构。
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四、平面四杆机构的演化(滑块四杆机构);
1.改变运动副的形式(一个转动副转化为移动副)
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类型
对心曲柄滑块机构
偏置曲柄滑块机构
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2.改变构件的尺寸 在曲柄滑块机构中,若曲柄很短,可将曲柄制成偏心轮的
汽车机械基础任务常用机构
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一、概述(运动副及其分类)
运动副:使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接 运动副分类:低副、高副 (一) 低副 两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。 1.转动副
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2.移动副 两构件只能沿某一方向线作相对移动的运动副称为移动副。
分类:曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构
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1.曲柄摇杆机构(取与最短杆相邻杆为机架) 特点:两连架杆一个是曲柄(整周转);一个是摇杆(摆动)
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应用:转动---摆动,摆动—转动,所需运动轨迹
雷达天线仰俯机构
汽车前窗刮雨器
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搅拌机
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3、双摇杆机构 特点:两连架杆都是摇杆(摆动)
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港口起重机
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二、铰链四杆机构类型的判别
铰链四杆机构的三种基本型式的 主要区别,在于连架杆是否存在曲柄。 机构中是否存在曲柄,取决于:
各构件的相对长度。 选取哪一构件为机架。
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缝 纫 机
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飞剪
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2.双曲柄机构(取最短杆为机架)
特点:1.两连架杆都是曲柄(整周转) 2.主动曲柄匀速转,从动曲柄变速转
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平行双曲柄机构:对边相等且两曲柄转向相同
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反向双曲柄机构:对边相等但不平行,但两曲柄转向相反 公共汽车汽车车机械门基础启任务闭常用机机构构
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死点的概念
若连杆BC与从动件AB共线, 连杆BC对从动件AB的作用力, 通过铰链A的中心,不能使从动 件转动,整个机构处于静止状态, 机构的这种位置称为死点。
死点位置 的判断
从动件与连杆共线位置 α = 90º γ =0º
死点的影响
1、机构卡死 2、运动不确定
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避免措施: 两组机构错开排列,如火车轮机构;
B’
F’
C’
A’
E’
D’
G’
A
E
D
G
B
F
C
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靠飞轮的惯性(如内燃机、缝纫机等)。
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止点位置的利用:
夹紧工具 当在FP力作用下夹紧工件时,铰链中心B、C、D共线,机构处于死 点位置,此时工件加在构件1上的反作用力FQ无论多大,也不能使 构件3转动。这就保证在去掉外力FP之后,仍能可靠夹紧工件。当 需要取出工件时,只要在手柄上施加向上的外力,就可使机构离开 死点位置,从而松脱工件。汽车机械基础任务常用机构
曲柄滑块机构中,当将滑块改为机架时,就演 化成移动导杆机构
a.曲柄滑块机构
b.定块机构
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应用
定块机构
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五、平面四杆机构的基本特性
压力角和传动角 传力特性
死点
运动特性 急回特性
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压力角——力F与C点运动方向之间的夹角α
F1Fcoαs 推动从动件运动的有效分力。
应用:
汽车机械基础任务常用机构
汽车前轮转向机构
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三、平面四杆机构的类型与应用
铰链四杆机构(无移动副)
类型:
滑块四杆机构(有移动副)
铰链四杆机构
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滑块四杆机构
(一)铰链四杆机构 组成: 机架(固定不动) 曲柄 2个连架杆 摇杆
连杆
连杆 连架杆
机架
连架杆
A
D
C
B
飞机起落架
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性急 回 特
基本概念
(以曲柄摇杆机构为例)
具有急回特性 的四杆机构
1、摆角ψ 2、极位夹角θ 3、急回特性 4、行程速比系数
曲柄摇杆机构 曲柄滑块机构
摆动导杆机构
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1、摆角ψ
设曲柄AB为原动件,摇杆CD为从动件。 在曲柄回转一周的过程中,曲柄与连杆BC 有两次共线,此时摇杆CD分别处于左、右 两极线位置C1D和C2D的夹角。