汽车常用机构传动

对心曲柄滑块机构， e=0，滑块运动线与曲柄回 转中心共线；
特点：曲柄等速回转，滑块具有急 回特性。
Ｂ
Ｂ
１
２
１
２
３ 导杆 Ａ
３
Ａ
４
Ｃ
e Ｃ
滑块
应用： 活塞式内燃机，空气压缩机，冲床等。
• 曲柄滑块机构的应用：自动送料机构
2．导杆机构
图12a）所示为曲柄滑 块机构。
若取曲柄为机架，则 为演变为导杆机构，如图 12b）所示。
a.若L1<L2，则为转动导杆机构。 b.若L1>L2，则为摆动导杆机构。
动画
图8-23牛头刨床的摆动导杆机构
实例
回转导杆机构 （简易刨床的主运动机构）
3．摇块机构
图15a）所示的为曲
柄滑块机构。
若取杆2为固定件， 即可得图15c）所示的摆 动滑块机构，或称摇块机 构。
摇块机构广泛应用于摆动式内燃机和液压驱动 装置内。如图16所示自卸卡车翻斗机构及其运动简 图。在该机构中，因为液压油缸3绕铰链C摆动，故 称为摇块。
P D
图8-40 按连杆位置设计
1
5
A
3
D
2．按照给定的行程N 速比系数K设计四杆机构
图32 按行程速比系数设计
图8-39 按行程速比系数K设计曲柄滑块机构
B2 B3 B1
n
A
B
E1 E 2 E3
C1
D
B1 B2 B 3
A
B2
E1 E 2 C 2 C3 E3
C1
D
m
A2
B3
B3
(b)
A3
图34 按给定两连架杆位置设计四杆机构
1．急回运动
如图27所示为一曲柄摇杆机构，其曲柄AB在 转动一周的过程中，有两次与连杆BC共线。在这 两个位置，铰链中心A与C之间的距离AC1和AC2 分别为最短和最长，因而摇杆CD的位置C1D和 C2D分别为其两个极限位置。摇杆在两极限位置间
的夹角称为摇杆的摆角。
图8-32 曲柄摇杆机构的急回特性
及转化、工作特性及设计方法。 3)平面连杆传动机构的工作原理、类型特点、
应用及设计方法。
目录
导入 第一节 平面连杆传动的组成、特点 第二节 平面四杆机构的类型与应用 第三节 平面四杆机构的基本特性及设计
导入：
• 为什么汽车能转向自如？ • 为什么雨天刮雨器能把汽车前窗水滴刮干净？ • 为什么汽车转弯不与地面打滑？ • 为什么卡车能自卸翻斗？ • 为什么汽车车门能开关自如？ • 这就是汽车中存在许许多多的平面连杆机构。
图7所示为起重机机构.
2
B
3
E
D 1
图8-17 港口起重机
动画
A4
双摇杆机构应用实例： 飞机起落架
图8-18 飞机起落架
图8-1.车辆的前轮转向机构 两摇杆长度相等的双摇杆机构，称为等腰梯 形机构。
动画
二、铰链四杆机构类型的判别
铰链四杆机构中是否存在曲柄，取决于机构各 杆的相对长度和机架的选择。
死点的缺陷：死点会使机构的从动件出现卡死 或运动不确定的现象。可以利用回转机构的惯性或 添加辅助机构来克服。如家用缝纫机中的脚踏机构， 图3a。
死点的应用：如图39所示工件夹紧装置，就是 利用连杆BC与摇杆CD形成的死点，这时工件经杆1、 杆2传给杆3的力，通过杆3的传动中心D。此力不能 驱使杆3转动。故当撤去主动外力F后，工件依然被 可靠地夹紧。
Ft——有效分力
F t vC
Fn——有害分力
FnFsin
Ft Fcos
a愈小， Fn越小，机构传动性能愈好。
图8-35 压力角与传动角
2)传动角——连杆与从动件所夹的锐角 =900-a。
➢ 是连杆机构的重要动力指标； (分析)
➢越大，机构的传动性能越好，
一般 min≥40°, 高速大功率机械 ➢ 在机构运转时是变化的；
(2) 连架杆和机架中必有一个是最短杆。
如何得到不同类型的铰链四杆机构？
根据以上分析可知：
当各杆长度不变时，取不同杆为机架就可 以得到不同类型的铰链四杆机构。
（1）取最短杆相邻的构件 （杆2或杆 4）为机架时：为曲柄摇杆机构
2 B
C
B
3
1
C
r 3
A
4
A
D
4
图8-17a
（2）取最短杆为机架为双曲柄机构。
当最短杆和最长杆长度之和大于其余两杆长度 之和时，则不论取哪个构件为机架，都无曲柄存在， 为双摇杆机构。
三、铰链四杆机构的演化
1. 回转副转化成移动副
曲柄摇杆机构回转副D→移动副 曲柄滑块机构
演化：
图8-18 曲柄滑块机构的演化
铰链四杆机构的演化：曲柄滑块机构类型
偏置曲柄滑块机构，e≠0，滑块运动线与曲柄回转 中心不共线；
方向盘是怎样把运动传递给 车轮的呢？
第一节 平面连杆传动的组成、特点
一、平面连杆传动机构 是由若干个构件用低副联接并作平面运动的
机构。
二、平面连杆传动机构特点 运动副为低副，压强小、磨损轻、寿命较
长； 表面形状简单，易于加工、成本较低。
平面连杆机构的应用：
实例1：机车车轮联动机构 实例2：汽车刮雨器 实例3：发动机活塞连杆机构
称为偏心距。
动画
e
6．双滑块机构
曲柄滑块机构演化为具有两个移动副的四杆 机构，称为双滑块机构。
在图21a所示的曲柄滑块机构中，将转动副B扩 大，则图a所示的曲柄滑块机构，可等效为图b所示的 机构。
将圆弧槽mm的半径逐渐增至无穷大，则图22b 所示机构就演化为图22c所示的机构。此时连杆2转化 为沿直线mm移动的滑块2；转动副c则变成为移动副， 滑块3转化为移动导杆。
K v v 1 2C C 1 1 C C 2 2//tt1 2tt1 21 2 1 1 8 8 0 0
整理后，可得极位夹角的计算公式：
180K1
K1
θ↑ K↑急回特性越显著——导致机器动载↑ 冲击↑
一般： K ≤ 2， ∴ θ为锐角。
2．压力角和传动角
1)压力角a (分析)
F 从动件所受力F与受力点速度Vc所夹的F锐n角a。
其连架杆2和4均为曲柄 C
动画
B
A
a
D
（3）取最短杆的对边（杆3）为机架 （即最短杆 为连杆）
C
2
r
B
3
1
o
A
4
D
两连架杆2和4都不能整周转动
动画 实例1
故图10c）所示为双摇杆机构。
实例2
铰链四杆机构存在曲柄的必要条件
最短杆和最长杆长度之和小于或等于其余两杆长 度之和。
满足这个条件的机构究竟有一个曲柄、两个曲柄 或没有曲柄，还需根据取何杆为机架来判断。
当曲柄由AB1顺时针转到AB2时，曲柄转角 1=180+，这时摇杆由C1D摆到C2D，摆角为； 而当曲柄顺时针再转过角度2=180-时，摇杆由 C2D摆回C1D，其摆角仍然是 。虽然摇杆来回 摆动的摆角相同，但对应的曲柄转角不等
(12);当曲柄匀速转动时,对应的时间也不等 (t1>t2)，从而反映了摇杆往复摆动的快慢不同。
讨论题
• 分析连杆机构在汽车上的运用.
图25b所示滑块联轴器就是这种机构的应
用实例，它可用来连接中心线不重合的两根轴。
图25滑块联轴器
（4）两个移动副都与机架相关连。
图26所示椭圆仪就是这种机构的例子。当
滑块1和3沿机架的十字槽滑动时，连杆2上的各点 便描绘出长、短不同的椭圆。
图26 椭圆仪
第三节 平面四杆机构的基本特性及设计
曲柄摇杆机构的主要特性有。 1. 急回特性 2. 压力与传动角 3. 死点
如图9各杆长度以l1、l2、l3、l4表示。为了保证
曲柄1整周回转，曲柄1必须能顺利通过与机架4共线 的两个位置AB’和AB’’。
图9 曲柄存在的条件分析
当曲柄处于AB’ 时，形成三角形B’C’D。根 据三角形两边之和必大于第三边，可得
l2≤（l 4- l 1）+ l 3 l 3≤（l 4-L1）+ l 2
图6
利用错列机构克服平行四
边形机构不确定性状态
动画
机车驱动轮联动机构
机车联动机构
利用辅助曲柄消除平 行四边形机构的运动
不确定状态
平行四边形机构的应用例子 车门启闭机构1 车门启闭机构2
图8-13 车门启闭机构
惯性筛
C B
A
D
惯性筛机构
三、双摇杆机构
两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇 杆机构。 功能:将一种摆动转换成另一种摆动。
min≥50°Fn。
max＝900时，＝0 →Ft=F 太小易自锁， 限制min，以 保证机构正常工作。
3)最小传动角的位置
曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。
F
Ft vC
3)最小传动角的位置 曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。
平面四杆机构的最小传动角位置：
3．死点
在曲柄摇杆机构，如以摇杆3 为原动件，而曲 柄1 为从动件，连杆2与曲柄1共线，这种位置称为死 点。机构处于压力角=90（传力角=0）的位置时， 驱动力的有效力为0。此力对A点不产生力矩，因此 不能使曲柄转动。
第二节 平面四杆机构的类型与应用
一、铰链四杆机构
当四杆机构中连的运杆 动副都是转动副时，称为铰链
四杆机构。如图1所示。
连杆 2
机机架架 1
连
连架 架 杆
3
杆
图1
4
曲柄:能做整周转动的连架杆。 摇杆：仅能在某一角度摆动的连架杆。
➢铰链四杆机构