四种门机构的运动分析
第3章平面机构的运动分析
一、基本原理和方法
1.矢量方程图解法
设有矢量方程： D＝ A + B + C
因每一个矢量具有大小和方向两个参数，根据已 知条件的不同，上述方程有以下四种情况：
D＝ A + B + C 大小：？ √ √ √ 方向：？ √ √ √
D＝ A + B + C 大小：√ ？ ？ √
方向：√ √ √ √
B
A
D
C
②联接任意两点的向量代表该两点 在机构图中同名点的相对速度， 指向与速度的下标相反。如bc代 表VCB而不是VBC ，常用相对速 度来求构件的角速度。
P
C
A 作者：潘存云教授
B
D
a
③∵△abc∽△ABC，称abc为ABC的速 度影象，两者相似且字母顺序一致。
作者：潘存云教授
c
p
前者沿ω 方向转过90°。称△abc为
3.求传动比 定义：两构件角速度之比传动比。
ω 3 /ω 2 ＝ P12P23 / P13P23 推广到一般：
2
P ω2 12
1
ω i /ω j ＝P1jPij / P1iPij
P ω 233
3
P13
结论:
①两构件的角速度之比等于绝对瞬心至相对
瞬心的距离之反比。
②角速度的方向为：
相对瞬心位于两绝对瞬心的同一侧时，两构件转向相同。 相对瞬心位于两绝对瞬心之间时，两构件转向相反。
B A
DC
D＝ A + B + C 大小：√ √ √ √ 方向：√ √ ？ ？
D＝ A + B + C 大小：√ ？ √ √ 方向：√ √ ？ √
B
A
公交车门运动机构原理分析及模型制作资料讲解
公交车门运动机构原理分析及模型制作材料科学与工程学院2011级卓越一班第2小组组员：朱富慧(201100150284)、王文霞(201100150085)、徐潇(201100800603)、赵洪阳(201100150121)目录一、车门机构数据采集 (1)二、机构运动原理分析 (6)三、装配分析 (6)四、运动过程分析 (7)五、装配效果图（另可参见附件2） (7)六、装配效果动画展示 (10)七、部分零件模型（另可参见附件2） (10)八、成果与收获 (19)一、车门机构数据采集本组主要了解了k52路公交的车门构造，通过拍摄细节照片和录制视频收集数据，并分析其运动原理和利用solidworks软件制作其模型（该过程在保证机构正常运动前提下，仅做了少部分简化和优化，最大程度保持拟实性与美观性）。
收集到的资料（视频资料参见附件）如下：二、机构运动原理分析车门运动机构简图该运动机构包括5个构件，1、5为机架，2、3为杆件，4为滑块。
4个低副：3个转动副O1、O2、O3和一个移动副。
自由度F=3n-2P L-P H=3×3-2×4-0=1,自由度为1，有确定的运动。
三、装配分析该机构中，1、5为机架，连接在车体上；杆件2：柱子、柱子扣、连杆组成的整体；杆件3：车门；O1：机构与动力系统连接形成的转动副；O2：连杆与门连接形成的转动副；O3：门与滑块4连接形成的转动副。
四、运动过程分析开门时，动力系统通过转动副O1使杆件2顺时针转动，杆件2通过转动副O2及杆件3（门）带动滑块向两侧滑动同时在O3作用下使之逆时针旋转。
关门与开门工程相反。
五、装配效果图（另可参见附件2）六、装配效果动画展示参见附件3.七、部分零件模型（另可参见附件2）八、成果与收获在本次公交车门运动机构原理分析及模型制作的协作中，我们实地收集资料、分析原理、制作模型，并成功利用模型模拟了车门机构的运动。
从中我们也遇到许多配合和尺寸方面的问题，提升了综合分析问题的能力，对机构运动原理也有了更为深刻的认识。
简单的开门机构运动原理
简单的开门机构运动原理
开门机构的运动原理是通过一定的机构装置，将输入的旋转运动转变为线性运动，从而实现门的开关动作。
常见的开门机构有以下几种：
1. 齿轮传动机构：通过齿轮的齿轮啮合，将输入的旋转运动转变为直线运动。
当齿轮转动时，同轴的另一齿轮随之转动，通过齿轮轴与门连接，使门沿轴线方向上下移动，实现开门的动作。
2. 滑块传动机构：通过滑块在导轨上的直线运动，带动门的开关。
滑块与门连接，当滑块在导轨上移动时，使门沿轨道上下移动，实现开门的动作。
3. 电动机传动机构：通过电动机的旋转运动，带动门的开关。
电动机通过轴与门连接，当电动机转动时，轴带动门的上下移动，实现开门的动作。
除了上述机构，还有一些其他的开门机构，例如链条传动机构、曲柄摇杆机构等，它们都通过特定的装置将旋转运动转变为线性运动，从而实现开门的功能。
第四章 平面机构的运动分析
概述 机构运动分析的目的和范围 1．机构运动分析的目的：分析现有机构工作性能，检验新机构。 通过轨迹分析，确定构件运动所需空间，判断运动是否干涉。 通过速度分析，确定构件的速度是否合乎要求，为加速度分析和受力分 析提供必要的数据。
通过加速度分析，确定构件的加速度是否合乎要求，为惯性力的计算提
供加速度数据，。 由上述可知，运动分析既是综合的基础，也是力分析的基础。另外，还 为机械系统的动力学分析提供速度和加速度数据。 2．机构运动分析的范围 不考虑引起机构运动的外力，机构构件的弹性变形和机构运动副中间隙 对机构运动的影响，仅仅从几何角度研究在原动件的运动规律已知的情况下，
图4-15
i e c o s i s i n 1 X轴负向的单位矢量
i 3 / 2 3 / 2 e c o s 3 / 2s i i n 3 / 2 i y轴负向的单位矢量
矢量的回转
平面矢量的复数极坐标表示法
e i
若乘以矢量r，相当于把矢量r绕原点旋转了θ角。 表4-2 单位矢量旋转的几种特殊情况
速度瞬心法在平面机构速度分析中的应用
用瞬心法作机构的速度分析
P P 12 24 V P E E 4 14 l 2 P P 1424
已知：构件2的角速度ω2和 长度比例尺μl ; 求：VE和ω4=？ 各瞬心如图所示，因在P24点， 构件2和4的绝对速度相等 ， 故 ω2 （P24 P12） μl = ω4 （P24 P14） μl ，得：
BE bc BC
n t n t n t a a a a a a C C B B C B C B
2 a a （ p e ） （ / s ） E 4 E 2 2 am
平面机构的运动分析
平面机构的运动分析平面机构是由若干个连杆组成的机械结构，在运动分析中，我们需要研究机构中各个连杆的运动规律，以及机构整体的运动情况。
平面机构常见的类型有四杆机构、曲柄滑块机构、双曲柄滑块机构等。
在运动分析中，我们通常要确定机构的约束条件、求解连杆的角度、速度和加速度等。
首先，我们需要确定机构的约束条件。
约束条件是指机构中各个连杆之间的几何关系，包括定位约束和连杆长度约束。
定位约束是指机构中一些点的位置关系，可以通过坐标方程等方法求解。
连杆长度约束是指连杆的长度是固定的，可以通过连杆长度的几何关系来确定。
然后，我们可以通过运动分析的方法来求解连杆的角度、速度和加速度等。
在运动分析中，可以使用几何法和代数法等不同的方法来求解。
几何法中常用的方法有图解法和模型法。
图解法是通过绘制连杆的运动图来解决问题，可以直观地表示出机构的运动情况。
模型法是将机构模型化为几何图形，然后通过几何关系求解。
这些方法通常适用于简单的机构。
代数法中常用的方法有位置矩阵法和速度矩阵法。
位置矩阵法是通过建立连杆的位移方程来求解连杆的角度。
速度矩阵法是通过建立速度传递关系求解连杆的速度和加速度。
此外，还可以通过数值模拟的方法来进行运动分析。
数值模拟是利用计算机软件对机构进行建模，并进行数值计算得到机构的运动参数。
这种方法可以应用于复杂的机构，但计算量比较大。
总之，平面机构的运动分析是解决机构运动问题的基础，通过确定约束条件和求解连杆的角度、速度和加速度等参数，可以研究机构的运动规律，为机构的设计和优化提供理论依据。
四杆机构运动分析
四杆机构运动分析四杆机构是一种常见的机械结构，由四根杆件组成，通过铰链连接。
四杆机构的运动分析是机械工程中重要的一环，可以帮助我们理解机构的运动特性和用途。
四杆机构有多种形式，如平行四连杆机构、交叉四连杆机构等。
在运动分析过程中，我们通常关注机构的连杆长度、铰链位置和运动轨迹等方面。
首先，我们可以通过连杆长度关系来确定机构的运动特性。
根据连杆长度的不同，四杆机构可以实现直线运动、旋转运动、摇杆运动等。
连杆长度决定了机构的运动范围和速度，可以通过运动学分析方法进行计算和模拟。
其次，铰链位置对机构运动有很大的影响。
铰链的位置决定了杆件之间的相对运动方式，如平行四连杆机构中的对外运动、交叉四连杆机构中的对内运动。
通过确定铰链位置，我们可以进一步分析机构的运动规律和应用。
另外，机构的运动轨迹也是运动分析的重点之一、运动轨迹描述了机构任意一点在运动过程中的位置变化。
通过分析运动轨迹，我们可以得出机构的最大行程、最大速度、加速度等参数，并且可以根据运动轨迹来优化机构的设计，满足特定的工程要求。
在进行四杆机构运动分析时，我们可以利用运动学分析方法，如广义坐标法、矢量法、逆运动学法等。
通过建立运动方程和约束方程，可以得出机构的运动规律和参数。
此外，计算机辅助设计软件和仿真系统也可以帮助我们进行四杆机构的运动分析。
通过输入机构的参数和初始条件，可以模拟机构的运动过程，观察各个杆件的位置、速度和加速度等变化情况。
四杆机构的运动分析对于机械设计和工程实践都具有重要的意义。
它可以帮助我们了解机构的运动特性，优化机构的设计，提高机械系统的性能和效率。
同时，运动分析也是机械工程师在机构设计和动力传动中常用的工具，通过运动分析可以得到有效的设计参数和工作条件。
四杆机构的运动分析是机械工程师必备的技术之一，也是机械工程教育中的重要内容。
机械原理平面机构的运动分析
机械原理平面机构的运动分析机械原理是研究机械结构的运动、力学性能和设计规律的一门学科。
而平面机构是机械原理中的一个重要概念，指的是在同一平面内运动的机构。
平面机构广泛应用于工程领域，例如各种机床、汽车、船舶等。
对平面机构的运动分析，可以帮助我们理解机构的运动性能以及设计出更加高效的机构。
平面机构的运动分析通常包括以下几个方面：1.机构的自由度和约束度分析：机构的自由度指的是机构在运动中能够独立自由变动的数量，约束度指的是机构在运动中受限制的数量。
自由度和约束度的分析可以帮助我们确定机构的运动特性和受力情况，从而进行更加准确的运动分析。
2.运动学分析：运动学分析是研究机构在运动中各个点的速度和加速度分布的过程。
通过运动学分析，可以确定机构在运动中的速度和加速度的大小和方向，进而计算出关键部位的动力学参数，如惯性力、跟随误差等。
3.强度和刚度分析：机构在运动过程中会受到一定的力学载荷，为了确保机构的正常工作和安全性，需要对机构的强度和刚度进行分析。
强度分析可以帮助我们确定机构的承载能力和应力状态，而刚度分析可以帮助我们确定机构的变形情况和运动精度。
4.动力学分析：动力学分析是研究机构在运动中产生的动力学特性的过程。
通过动力学分析，可以确定机构在运动中的力学响应和响应频率，进而验证机构的设计是否符合运动要求和预期的性能。
对于平面机构的运动分析，需要掌握以下基本方法和步骤：1.给定机构的几何结构和运动要求，确定机构的自由度和约束度。
2.建立机构的运动学模型，包括机构的运动副和约束副。
3.分析机构的运动学闭链，通过运动副和约束副的条件，建立运动学方程组，进而求解各个点的速度和加速度。
4.根据机构的几何结构和质量分布，建立机构的动力学模型，包括质点的质量和惯量矩阵。
5.根据运动学方程组和动力学模型，得到机构的动力学方程组，进而求解力学响应和响应频率。
6.对机构的强度和刚度进行分析，确定机构的设计是否满足要求。
飞机舱门机构运动分析
一架飞机有大小十几个舱门，包含登机门、服务门、货舱门、应急门等。
舱门结构设计复杂，连杆、铰链数量众多，机构运动过程多阶段，运动关系复杂多变。
由于舱门上的机构运动关系复杂，如何将这些舱门安装到位一直是飞机装配的一个难点。
为了理清舱门各个机构运动的原理，指导现场工艺人员更好地进行工艺分析，采用CATIA的DMU模块对舱门进行运动机构仿真分析。
通过虚拟仿真技术的研究应用，验证舱门机构运动，找出机构中的可调节量，能指导工人现场安装调试，确保安装的顺利进行，缩短研制及安装周期。
民用飞机舱门结构特点分析民用飞机舱门：指民用飞机上带铰链机构，供人员进出或作为舱段主要维护通道的开口。
完整的舱门包含的主要功能有：开关功能、应急开启功能、安全性功能、滑体预位功能、指示功能、辅助功能等。
民用飞机舱门结构一般采用金属材料。
由于结构厚度较高，没有内蒙皮，采用连接角片连接横纵梁，采用预变形设计，飞行中正常飞行压差下为30% 压缩量，以保证良好的密封性能。
舱门结构方式主要有2种：外翻式打开方式与抛放式打开方式。
外翻式，如ARJ的货舱门、大客的应急门等，重力方向与舱门运动方向一致；抛放式主要为ARJ的应急门、大客的登机门等，舱门提升后与机身平行沿航向前方打开，各位置垂直提升高度有所不同。
舱门的开启过程一般分为3个阶段：首先是对舱门进行解锁；然后对开启手柄进行提升；最后是将门推开的过程。
在整个过程中包含的主要机构有：提升机构、导向机构、平移机构、内手柄及齿轮盒、外手柄机构、扭矩杆机构、阵风锁机构、外伸机构、增压预防、内外手柄机构、滑梯启动机构、驱动机构等。
舱门机构的简化机构由若干个相互联接起来的构件组成。
机构中两构件之间直接接触并能作相对运动的可动联接，称为运动副。
机构每个运动模块里面包含若干个运动副。
舱门机构运动仿真中涉及到的运动副有：固定副、旋转副、球面副、圆柱副、点线副、滑移副等。
其中固定副、旋转副、圆柱副等运动副在舱门机构中形式单一也相对简单。
机械设计2-1分析平面四杆机构的运动特性
（2）当分别取构件AB、BC、CD为机架时，各将得到什么机构？
解：（1）当AD杆为机架时，最短杆 为连杆BC。最短杆并非是机架或连架 杆，所以该机构为双摇杆机构。
（2）由50+120>72+96，可知，此 机构不满足曲柄存在的杆长之和条件 。故，无论取何构件为机架，该机构 均为双摇杆机构。
搅拌机
雷达天线俯仰机构
天线
2C
3
1
BA
4
D
曲柄摇杆机构
1-曲柄、2-连杆、3-摇杆、4-机架
缝纫机脚踏机构
铰链四杆机构应用实例
(2)双曲柄机构
含义：两连架杆BC、AD均为曲柄
a) 一般双曲柄机构：BC≠AD 应用实例：惯性筛
2 3
1 4
双曲柄机构
铰链四杆机构应用实例
b)特例
平行四边形机构（反向平行四边形）BC=AD、AB=CD
3、图示铰链四杆机构中，已 知AB，BC,CD,AD 的长度如 图所标，单位为毫米，其中 AD为机架，试问，该四杆机 构有曲柄吗？如果存在，指出 是什么机构？
曲柄存在条件例子
解：由曲柄存在的条件可知， 若该四杆机构满足杆长之和条件，且有最短杆，那么该四杆 机构就有曲柄。故列以下式子： 最短杆+最长杆：200+450=650 其他两杆之和： 300+400=700 显然，该四杆机构满足杆长之和条件，故有曲柄。 若以AD为机架，则该机构为曲柄摇杆机构。
曲柄存在条件例子
1、图示铰链四杆机构中，已知各杆的长度如图所标，单 位为毫米，试问，该四杆机构有曲柄吗？如果存在，指出 是什么机构？
四种门机构的运动分析
四种门机构的运动分析1.平面四杆机构：平面四杆机构是指由四个连杆构成的机构，它们在同一个平面内运动。
平面四杆机构可以实现转动和滑动运动。
其中，若有一个连杆固定，则该机构只能实现转动运动。
若没有连杆固定，则该机构可以实现平面内的任意运动。
根据连接方式和形状的不同，平面四杆机构有多种变体。
其中，常见的有四杆平行机构和四杆交叉机构。
四杆平行机构具有简单的结构和运动规律，适用于需要直线运动和平移运动的场景。
而四杆交叉机构则具有较复杂的结构和运动规律，适用于需要曲线运动和旋转运动的场景。
2.空间四杆机构：空间四杆机构是指由四个连杆构成的机构，它们在三维空间中运动。
与平面四杆机构不同，空间四杆机构的连杆不再在同一个平面内运动，而是可以在空间中的任意平面内运动。
空间四杆机构可以实现复杂的运动形式，如曲线运动、旋转运动和平移运动的组合。
空间四杆机构的应用十分广泛，例如工业机械中的抓取装置、自动化装配线中的定位装置、汽车工程中的转向机构等。
3.行程生成机构：行程生成机构是指一种能够产生规定轨迹的机构。
行程生成机构一般由连杆、滑块和曲柄等部件组成，通过这些部件的组合和运动，可以实现规定的曲线、平面或空间轨迹。
行程生成机构广泛用于工业制造、运动模拟和航空航天等领域。
例如，在汽车行业中，行程生成机构被用于模拟转向过程和悬挂系统的运动；在航空航天领域，行程生成机构被用于模拟飞机起降过程和空间站的姿态控制。
4.一维运动机构：一维运动机构是指一种只能在单一方向上进行运动的机构。
一维运动机构一般由连杆、齿轮和导向器等部件组成，通过这些部件的组合和运动，可以实现一维方向上的直线运动、旋转运动或平移运动。
一维运动机构的应用广泛，例如在自动化工程中的装配线上，一维运动机构被用于实现物品的进料、定位、装配和出料等操作；在机械制造中，一维运动机构被用于实现机械零件的加工和装配等工序。
综上所述，四种门机构分别具有不同的运动形式和应用场景。
机构运动分析范文
机构运动分析范文1.机构的结构分析：机构的结构可以分为平面机构和空间机构两种类型。
平面机构中的各个刚体和铰链位于同一水平面内；而空间机构则不受这样的限制。
机构的结构分析主要是确定机构的自由度，即机构的独立运动个数。
2.机构的运动转换：机构可以通过各种连接件实现运动转换，将输入运动转化为其中一种特定的输出运动。
运动转换可以通过传动比、速度比和加速度比等参数来描述。
通过运动转换的分析，可以确定机构中各个刚体的运动规律。
3.驱动力分析：在机构运动分析中，需要对驱动力进行分析。
驱动力是指施加在机构上的力或力矩，用于推动机构的运动。
在分析中，需要对驱动力的大小、方向和作用点进行计算和确定。
4.运动学分析：机构的运动学分析主要包括位置、速度和加速度三个方面。
通过运用运动学原理和方法，可以确定机构中各个刚体的位置、速度和加速度，并建立起它们之间的关系。
5.动力学分析：机构的动力学分析研究机构在受到各种外部力作用下的运动规律。
通过应用牛顿力学原理，可以得到机构中各个刚体的动力学方程，并进一步求解得到刚体的运动状态。
机构运动分析在工程设计和机械制造领域具有重要的应用。
通过对机构的运动分析，可以确定机器人、汽车发动机等复杂机械系统的运动规律，为系统的设计和优化提供依据。
此外，机构运动分析还可以用于机械振动、机械传动和机械控制等领域的研究。
在进行机构运动分析时，需要运用刚体力学、运动学和动力学等力学原理和方法。
通过建立机构的几何模型和运动方程，可以解决机构运动分析中的各种问题，并获得机构运动的准确描述。
总结起来，机构运动分析是力学中的重要内容，主要包括机构的结构分析、运动转换、驱动力分析、运动学分析和动力学分析。
通过机构运动分析，可以确定机构的运动规律，为机械设计和制造提供理论基础和指导。
同时，机构运动分析也具有重要的应用价值，可以用于机械工程、机器人、车辆工程等领域的研究和应用。
公交车门运动机构原理分析报告及模型制作
公交车门运动机构原理分析报告及模型制作公交车门运动机构是指控制公交车门开关动作的机械结构和电气控制系统。
它具有使车门开关平稳、快速、可靠的功能，同时需要考虑安全性和节能性。
本报告将主要从机械结构和电气控制两个方面进行分析，并设计一个模型来模拟公交车门运动机构。
一、机械结构分析1.电动马达：公交车门运动机构通常采用直流电动马达，它能够提供较大的扭矩和转速。
电动马达的选用需要考虑门体的重量和开关速度等因素。
2.减速器：电动马达的输出转速一般较高，需要通过减速器来降低转速，提供足够的扭矩。
减速器的选择应根据门体的质量和开关速度来确定，同时要考虑减速器的寿命和噪音等因素。
3.传动装置：传动装置承担着将驱动力传递到门体的任务。
常用的传动装置有牙轮、齿条和丝杠等。
选择传动装置的准则是尽可能提高传动效率，同时要考虑成本和可靠性等因素。
4.车门滑轨：车门滑轨的设计应能够保证门体在运动过程中的平稳性和稳定性。
滑轨需要具备足够的强度和刚性，同时要保证低摩擦和低噪音。
5.门体：门体应具备足够的结构强度和刚性，同时要降低重量，以减少对驱动系统的负荷。
门体通常由铝合金制成，表面经过特殊处理，使其具备抗腐蚀和耐磨损的性能。
二、电气控制分析1.控制器：控制器是指控制车门开闭动作的主控制模块，通常采用微控制器或可编程逻辑控制器（PLC）。
控制器根据传感器反馈的车门状态信号来控制电动马达的工作，使车门实现自动开启或关闭。
2.传感器：传感器主要用于检测车门的状态，例如车门是否完全关闭、是否有物体阻挡等。
常见的传感器有接近开关、光电开关等。
传感器将检测到的状态信号反馈给控制器，以实现对车门开闭动作的控制。
3.开关：开关用于手动控制车门的开闭动作，通常有内开关和外开关。
内开关安装在车厢内部，乘客可通过按动开关来控制车门的开闭；外开关一般由司机控制，用于控制车门的开闭和锁定。
三、模型制作为了进一步了解公交车门运动机构的原理，我们可以搭建一个模型来模拟其工作原理。
车门玻璃机构运动分析流程
有限元模型建立
确定问题的物理模型和数学模型，选择合适的单元类型和 网格划分方法进行有限元模型的建立。
根据实际问题的需求，可能需要考虑多种因素，如材料属 性、边界条件、载荷等。
边界条件和载荷施加
根据实际问题的情况，确定边界条件和施加的载荷。 在有限元分析中，边界条件和载荷的施加对分析结果具有重要影响。
运动特性分析
运动特性定义
运动特性是指机构在运动过程中表现出的几何、动力学和静力学等方面的特性。
运动特性分析内容
1）分析机构的几何特性，如位移、速度和加速度等；2）分析机构的动力学特性 ，如作用力、反作用力和惯性等；3）分析机构的静力学特性，如负载、摩擦和 稳定性等。
运动仿真分析
运动仿真定义
运动仿真是指通过计算机技术实现对机构 运动的模拟和分析，从而直观地了解机构 的运动规律和性能。
基于形状的优化设计
基于形状的优化设计是一种考虑设计物体形状变化的优化方 法。
基于形状的优化设计可以通过调整设计变量的形状参数来实 现优化目标，例如改变物体的几何外形以改善流体动力学性 能。
多目标优化设计
多目标优化设计是一种同时考虑多个相互冲突的设计目标 的优化方法。
多目标优化设计需要建立多个目标函数并设置相应的权重 ，通过优化算法寻找各目标之间的平衡点。
工程应用实例三：车门玻璃多体动力学分析
分析目的
通过多体动力学分析，研究车门玻璃在各种工况下的运动规律和 动态特性，为控制策略制定提供依据。
分析方法
采用多体动力学软件对车门玻璃进行建模、运动副和约束施加、 以及载荷加载。
分析结果
获得车门玻璃的运动规律和动态特性，识别出车门玻璃在运动过 程中的冲击和振动情况，为控制策略制定提供依据。
公交车门开闭机构调查报告
公交车车门机构调查报告一、背景介绍：在现代生活中，公交车成为了人们出行的必要工具，随着科技的发展，公交车的发展也日新月异，越来越高级，例如，公交车的门就有很大变化。
二、工作原理下面就举出几种常见公交车车门工作原理1、双曲柄车门开闭机构此类车门启闭机构利用了反平行四边形双曲柄中两曲柄反向运动的特点，主要用于公共汽车的车门启闭机构。
工作原理：杆 AB与左边门固结， CD与右边门固结，主动曲柄 AB转动时，通过连杆 BC带动从动曲柄 CD朝着相反方向转动，门随即打开，并且次机构可以保证两扇车门是同时开启和关闭的。
运动简图如下：图 1 双曲柄车门关闭状态图2开闭过程中图 3 开启完毕立体的仿实物图如下图图所示：双曲柄车门开闭机构优点：（1）一步开启两个车门，快捷、同步。
缺点：（1）由于连接两门处均为费力杠杆，因此对原动件、曲柄以及连杆的强度要求较大，此三处易坏。
（2）门开启及关闭过程中活动范围过大，会打到迎面的乘客以及门后的乘客。
2、曲柄滑块车门开闭机构曲柄滑块车门机构是目前最常见的公交车车门机构。
工作原理：在机构运动简图中，杆件 1 为主动杆件， 1 杆向左运动的过程中，使 2 杆转动一定的角度拉动 3 杆的移动，其中 3 杆是门的一部分的简化， 3 杆转动即门转动，滑块 4 只能在门上方的滑槽内滑动，整个系统组成一个稳定的曲柄滑块结构，从而实现车门稳定安全的启闭。
图 4 曲柄滑块机构简化图图 5：机构简图图 6：门开启前图 7：开启中（各转动副运动如图）图 8：开启完毕曲柄滑块车门开闭机构优点：（1）有开关灵活（2）占据空间小缺点：（1）传动不平稳 , 不易获得匀速运动 , 先慢后快（2）打开方向不可改变，向内打开不利于疏散，且门后的人或者手等部位易被打到或夹到例如下图中小男孩脚被夹住（3）两个门的同步率会不同。
3、单门曲杆开闭机构此类门常用于旅游大巴上，如今在一些高档公交车也有运用。
工作原理：曲杆 1 转动，带动车门 2 向外打开，直至 1 杆转到垂直位置，车门2到达最大位置并稳定。
《机械原理》中四杆机构的运动分析
《机械原理》中四杆机构的运动分析赵连生【摘要】The paper seeks to solve the confusion of students when they learn kinematic analysis in the course of ＂Mechanical Principle＂. Motion characteristics of the elements of lower-pairs, the choice of reference point, the existence terms of Coriolis accelerati%针对学生学习《机械原理》课程中运动分析的困惑,本文给出了低副要素的运动特点、参考点的选择、哥氏加速度存在的条件,并举例作了相应的运动分析,以提高学生对机构运动分析的分析能力和课堂教学效果。
【期刊名称】《常熟理工学院学报》【年(卷),期】2011(025)006【总页数】3页(P115-117)【关键词】机械原理;运动分析;四杆机构【作者】赵连生【作者单位】常熟理工学院机械工程学院,江苏常熟215500【正文语种】中文【中图分类】G642《机械原理》对于机械工程类专业来说，是一门专业基础课，也是一门学位课程，知识结构承前启后，是学习专业课的基础。
在《机械原理》教学中，平面机构的运动分析是必不可少的教学内容。
虽然学生在《理论力学》教学过程中已经学过了相关的运动分析，但普遍掌握得不够扎实，针对实际机构的运动分析往往无从下手。
如选择哪两点列运动矢量方程？何时会有哥氏加速度存在？学生对此时常会感到困惑。
本文就此问题，结合《机械原理》课程的实际教学情况，针对四杆机构的运动分析总结了几点体会。
经过高副低代后，任何平面机构都可以认为是由低副连接而成的。
因此，在进行平面机构运动分析时，必须明确组成低副的两构件之间相对运动的特点。
转动副：若构件2、3在B点组成转动副，则构件2上的B2点和构件3上的B3点之间不可能产生任何的相对移动，所以这两点具有相同的速度和加速度，即VB2=VB3=VB，aB2=aB3=aB。
门机基本结构讲解
起升机构 一、卷扬装置 起升机构有两套独立 卷扬装置组成。每套 卷扬装置有变频电机、 联轴节、硬齿面减速 器、制动器及钢丝绳 卷筒组成。两套卷扬 既可单独工作，也可 以同时工作。
起升机构
起升机构性能参数表。
起重量 起升速度 工作级别 钢丝绳 M8 钢丝绳 型号 电动机 功率
40t 55m/min（满载）、70 m/min（空载）
减速器
型号 传动比
行走机构由变频带制动电机、减速器、开式齿轮传动带 动驱动轮以驱动门机运行。 为了防止大风而设置有手动防爬楔、电动防爬楔、锚定 装置和防风系缆装置。 每行走机构停止工作时，当司机离开门机时，应将防爬 楔塞入从动轮踏面和轨道之间。 当有大风预报时，应将门机开至锚定坑处，将门机锚定， 并系好防风系缆，以防止大风的侵袭。
小齿轮齿数
传动比 767.6875 型号
16
10.8125 TYWZ500 1400 N·m Φ 500 mm 脚控液压
总传动比 制动力矩 制动轮直径 操作方式
制动器
一、 机构组成 旋转驱动机构由两套相同的传动装置组成。每套机 构由立式电机、二级立式行星减速器、极限力矩联 轴器和外啮合齿轮、 回转支承传动装置构成。 二、减速器 旋转机构的减速器采用的是日本住友传动机械公司 生产的减速器，型号为DVF-1140PR-71，其传动比为 71；在使用过程中定期检查减速器的润滑油，并按 本说明书要求定期进行更换。 三、制动器 旋转机构的制动器采用变频液压脚踏制动器，型号 为TYWZ-500，可由操作者自如操作制动力矩的大小， 使旋转制动平稳无冲击。制动器上的手轮是供长期 制动使用。制动手轮杆上装有电气联锁行程开关。 手轮旋紧时开关断电，旋转机构不能工作。
小齿轮齿数
齿条齿数 型号
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四种门机构的运动分析Student:XXXCourse: 工程概论Instructor: XXXDate: 201X年X月Course Paper Grade 201X摘要：门机构为生产生活中一种广泛应用的装置。
门是分割有限空间的一种实体，作用是连接和关闭两个或多个空间的出入口①。
在不同场合中，为适应不同生产生活的需要，门机构演变出诸多类型，分别具有不同的原理和功能。
本文对生产生活中四种常见门机构——推拉门、卷帘门、旋转门、伸缩门等的工作和运动机制进行了详尽而深入的分析。
关键词：门机构；机械原理；运动分析Motion Analysis of Four Kinds ofMechanical Structure of DoorsAnonymous(XXX University, Chengdu 61XXXX, China)Abstract: Mechanical structures of doors are widely used devices installed at the entrance of structure for production and living. Door is a kind of entity and segmentation of limited space. Its function is to connect or shut the entrance of two or more spaces. On different occasions, in order to adapt to the needs of production and living, mechanical structures of doors have developed into many types, each with different principles and functions. This article looks through four kinds of common door structure in production and living--sliding door, rolling door, revolving door, retractable door and analyzes their motion mechanism.Keywords:Mechanical structures of doors; Principle of machinery; Motion analysis1 Net: 门（汉语汉字）, 2016年2月18日/subview/13543/7943569.htm#viewPageContent1引言门机构在生活中无处不在，不同的门机构为实现不同功能，采取了不同的驱动模式和运动方式。
比较常见的四种门，推拉门、卷帘门、旋转门、伸缩门运动的产生、传递、转换和控制分别有各自不同的特点。
分析其工作和运动机制，对深入理解门机构模型和建立新型门机构等运动机构有着很强的指导意义。
2四种门机构的运动分析2.1推拉门2.1.1家用推拉门推拉门为家居生活中最为常见的门机构类型。
其运动简单，易于操作，在需要简单分割两个空间的出入口处广泛应用。
推拉门的固定部分固结于地面，通常为两个或多个有一定间距的门槛结构形成推拉槽。
活动部分底部多装有滑轮，单自由度地在推拉槽中以直线方式在一定范围内进行推拉运动。
图1 几种家用推拉门效果图实拍图如下。
箭头所指部分为推拉门活动部分单自由度运动的运动方向。
推拉槽为四个有一定间距的门槛结构，以实现两个各自独立的部分在推拉槽中运动，提高了实用性。
图2 家用推拉门运动示意图当前对推拉门的研究主要集中于美观性研究。
随着居民生活质量的提高，推拉门的材质、安全性和适当的推拉阻尼成为衡量推拉门质量的重要标准。
限于篇幅，本文不再展开。
2.1.2工业用推拉门在某些大型仓库和有密封或保密需要的企业厂房或仓库中，亦普遍存在推拉门。
其特点为保持开启或关闭的稳态时间长，驱动门运动所需力较大，故多采用电机驱动。
图3 几种工业用推拉门实拍图以中船江南重工股份有限公司设计的大型悬挂式电动推拉门【1】为例，仓库等采用刚性较大的推拉门，合理布置抗风插销，可以满足抗风能力。
推拉门采用悬挂式轨道驱动，保证了车辆进出处地面无机械装置以便于通行。
驱动系统采用链轮、链条传动方案，通过调速电机控制。
此种设计方案充分考虑了仓库所需的抗风性、密封性、保密性，通过操作人员控制电机驱动可以获得稳定的推拉效果并可保持仓库开闭和使用与否的时间同步。
悬挂式轨道设计为地面节约了空间，提高了仓库吞吐能力。
细节设计部分，莱钢集团矿山建设有限公司的孙文站在《电动推拉门的研究及应用》【2】一文中提出，开关门到位时，推拉门控制电路应启动主动制动功能，防止门板被过挤压。
门控制系统亦应保证开关门时间、开门后延迟时间均可控，可检测障碍物以及故障指示。
下导轨组件可实现门板的下部导向和定位。
门板活动部分与门下滑槽之间的间隙应适当，以避免门拉动过程中出现晃动和噪音。
2.2旋转门旋转门多安装于双向人流量较大的高大建筑物的出入口处。
一般是由固定框架、帽头、贴地包边、边墙玻璃组成旋转门的外框，中间的展台和门扇为旋转部分。
张正本在《浅议旋转门的节能与减排》【3】中将传统推拉门与旋转门比较，通过热力学分析，得出了旋转门更节能环保的结论，为旋转门的广泛使用提供了理论基础。
图4 旋转门运动示意图旋转门的旋转轴为固结于旋转底座的定轴。
门扇等旋转部分在工作时围绕旋转轴作一个自由度的定轴转动。
其他旋转门框架结构均起强度支撑作用，并固结于底座。
其驱动力在不同情境下分为人力或PLC电机驱动。
人力驱动情况主要表现为进入旋转门框架的人施与几乎垂直于门扇的力以提供门扇转动的力矩，当此力矩大于门扇所受的阻尼力矩时，旋转门将开始工作。
根据理论力学的动力学普遍定理：M⃗⃗⃗ 驱动-M⃗⃗⃗ 阻尼=J Z×ω⃗2（1）M⃗⃗⃗ 驱动=F×L×sin β（2）图5 旋转门运动方程参量示意图（1）式中ω⃗ 表示门扇等旋转部分的瞬时角速度，J Z 表示旋转部分绕中心轴的转动惯量，是旋转门旋转部分的固有属性。
当推动力越大，作用点离中心轴越远，由力矩定理（2）知，对门的推动力就越大。
现实生活中，有许多儿童在旋转门里玩耍时，为使旋转门的角速度变大，而将手作用点远离中心轴，造成手卡住于旋转部分与固结部分间空隙的悲剧，设计人员应该有责任改进现有旋转门，以期不再发生类似事件。
自动旋转门由程序逻辑控制器(PLC)、计算机中心处理装置和调速旋转门电路等控制器件所组成的微电脑控制系统进行控制。
门的运行完全自动，特殊情况下才进行手动操作②。
旋转门由电机驱动和提供旋转力矩，具有运行平稳，可调速等优点。
据文献《PLC 在四翼自动旋转门中的应用》【4】可知，旋转门的多个门扇扇相互成定角地镶嵌在同一个轴柱上构成,其机械传动模型可简化为调速电机通过减速机构带动旋转门的轴柱, 从而带动旋转门门扇旋转。
2.3 卷帘门卷帘门是在小型门面房、仓库或家用车库出入口处常见的一种门机构。
图6 卷帘门实拍图2 Net: 旋转门 - 建筑出入口, 2015年11月23日F ：作用力β卷帘门按开启形式分为手动卷帘和电动卷帘。
手动卷帘主要是借助卷帘中心轴上的扭簧，达到拉动卷帘的目的。
电动卷帘使用电机带动卷帘中心轴转动，当转动到电机设定的上下限位时自动停止③。
图7 电动卷帘门主要机械结构实拍图卷帘门门体由一片片互相连接的细长联片组成。
卷帘门的驱动力主要是绕高处转轴的旋转力矩，由电机通过减速机构或人力拉动扭簧提供。
当驱动力矩大于阻碍和限位的阻尼后，整个门体开始运动。
下方帘板在卷帘门两侧限位槽做一定范围内的铅垂方向的单自由度的运动，顶部的联片绕上方转轴转动，由于联板自身有一定厚度，故每个联片的重心均沿类似于渐开线的曲线在铅垂面做三自由度的运动。
图8 渐开线示意图2.4伸缩门伸缩门是一种门体可以伸缩自由移动，进而控制门洞大小、来控制行人或车辆的拦截和放行的一种门。
伸缩门主要由门体、驱动电机，滑道、控制系统构成。
图9 伸缩门渲染图3 Net: 卷帘门, 2015年6月26日门体采用优质不锈钢及铝合金等专用型材制作，采用平行四边形原理铰接，伸缩灵活行程大。
驱动器采用特种电机驱动，蜗杆蜗轮减速，并设有自动离合或手动离合器，自动离合停电时可自动启闭，手动离合停电时可手动启闭。
控制系统有控制板，按钮开关，另可根据需求配备无线遥控装置。
还可配备智能红外线探头防碰撞装置，遇人或异物一定距离可自动返回运行，从而保障车辆及行人的安全④。
伸缩门整体为在导轨上或某条直线上做有一定范围的单自由度往复运动。
其内部各结构运动分析如下：图10自由度示意图在伸缩门展开或收起时，其基本构型为平行四边形或菱形互相铰接的条状型材根据不稳定性产生伸缩变形，在铅垂平面内做三自由度的包括平动与转动的运动。
伸缩门的导轮上的点（不包括重心）同样做在铅垂平面内做三自由度的包括平动与转动的运动；导轮重心同整体一样，做在导轨上或某条直线上做有一定范围的单自由度往复运动。
下图为伸缩门驱动机构的实拍图。
图11 伸缩门驱动结构伸缩门由电机驱动，通过操作人员或设置内部PLC电路控制。
电机驱动时，通过减速机构带动门运动。
有些伸缩门还配备了红外线防碰撞装置，当检测到运动路径上存在阻挡物后，可以自主暂停运行，从而提高了伸缩门的安全性。
4 Net: 伸缩门, 2015年11月26日3结论本文对四种常见的门结构——推拉门、卷帘门、旋转门、伸缩门等的运动形态和驱动方式进行了详尽而深入的讨论。
门结构为适应不同的环境和不同的工程、家用需要演化为不同的形态，从而更好地为生产生活服务。
《工程概论》以门结构为例，培养了学生观察和分析能力。
大量的对生活中常见机械或机电结构的分析，为学生进一步学习和设计更复杂的机械结构打下了坚实的基础。
参考文献【1】李群. 大型电动推拉门的微机控制系统[J]. 北京联合大学学报,1994,03:44-49.【2】孙文站. 电动推拉门的研究及应用[J]. 自动化应用,2014,08:12-13. 【3】张正本. 浅议旋转门的节能与减排[J]. 门窗,2009,05:43-46.【4】黄河,王信. PLC在四翼自动旋转门中的应用[J]. 机电产品开发与创新,2008,05:168-170.。