运动结构设计及分析

5.压力角
在平面连杆机构中不计摩擦和构件的惯性的情况下，机构运动时从动件所受的驱动 力的方向线与该力作用点的速度方向线之间的夹角。在曲柄摇杆机构中(图1),主动 件通过连杆作用在摇杆上的力P沿BC方向,力作用点C 的速度vC的方向垂直CD，这两 方向线所夹的角 α 为压力角。压力角α 越大，P在vC方向能作功的有效分力就越小， 传动越困难。压力角的余角γ 称为传动角。机构的压力角或传动角是评价机构动 力学指标之一，设计机构时应限制其最大压力角或最小传动角。 对于齿轮传动(图2)，压力角 α 也是从动轮齿上所受驱动力P的方向线与P力作用点 C 的速度vC方向线之间的夹角α ，压力角α 的大小随着轮齿啮合位置的不同而变化。
0.001
0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.001 0.000 0.003 0.005
0.063
0.118 0.576 1.308 2.319 3.614 5.207 7.151 9.549 12.666 16.549 20.311 23.907 27.448 30.854 34.115 37.219 40.129 42.905 45.531 47.726 49.333 50.340
吹脚
吹脚/除霜 除霜
62
43.0
75.0
123
43.0
0.0
Байду номын сангаас
风门角度
80.000 70.000 60.000 50.000 40.000 吹脚风门 30.000 20.000 10.000 0.000 0.000 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000 模式拨盘角度 吹脸除霜风门
定义风门中心轴位置及各个模式的运动角度（风门运动设计角度） 这里需要考虑： 1、风门受风力的风压大小 建议风门结构设计为两扇或弧形结构风门，这种结构受力比较平衡，可以减小风门 受风压的运动阻力
弧形结构 两扇结构
2、风门关闭的密封性要求，即考虑风门设计密封面的压缩量（海绵或橡胶的压缩量，建议 做成规范要求，对材料、密度、硬度等统一规范性） 3、风门关闭方向与气流风一致，可以提供风门关闭的密封性
3.000
4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.000 11.000 12.000 13.000 14.000 15.000 16.000 17.000 18.000 19.000 20.000 21.000 22.000 23.000 24.000 25.000
运动结构设计及分析
上海加冷松芝汽车空调股份有限公司 制冷研究院 上海研发中心 陈英建 2013.12.30.
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目录
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 设计构思 设计前提条件：设计规范 风门设计 运动机构设计 压力角 机构死点 运动仿真分析 运动仿真模拟 运动仿真曲线分析
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OK
NO
4.运动机构设计
运动机构通常有如下运动件组成： 风门摇臂、风门连杆、模式拨盘、拉索或伺服电机 运动机构的驱动力直接影响到控制器驱动键钮的操作力或伺服电机的固有扭 力，故需考虑如何减少运动机构的驱动力，有如下： 1、运动机构件相邻件材料不同——降低摩擦力 2、运动件间压力角α 越小越好 3、臂长越长越好——力平衡，臂长长、作用力小 4、运动轨迹顺畅——运动过程驱动力平稳
6.机构死点
在平面连杆机构中，当出现传动角γ =0°（或压力角α =90°）时，作用力与运动方向垂直，主动件无法 带动从动件运动，这个位置称为机构死点，也叫做止点。机构死点位置就其应用而言，主要是夹紧和增 力。当机构在死点位置对工件实施夹紧时，可保持较大的锁紧力，无论反弹力多大，也不能使机构运动。 且由于机构在死点位置时，构件的速度接近于0，故可获得很大的增力效果。通过变换构件的形态——尺 寸、位置和形状，或与其它机构联用，又可演化出许多的机构 死点原理图：
应用：
7.运动仿真分析
NO
OK
运动仿真模 拟
模式风门运 动角度 机构运动仿 真曲线分析
样件制造验证
CAD软件
8.运动仿真模拟
9.机构运动仿真曲线分析
模式拨盘 0.000 1.000 2.000 吹脸除霜风门 0.005 0.003 0.000 吹脚风门 0.016 0.013 0.045 吹脸 模式 吹面 吹面/脚 驱动件设计值 模式拨盘 0 吹面除霜风门 0.0 HVAC设计值 吹脚风门 0.0
1.设计构思
风门位置 运动仿真分析 风门开、闭角度
空调箱内部结构 布置风门位置
CFD分析 各风口的风量分配
拉索固定位置或伺 服电机运动角度
风门摇臂设计
机构尽量少
输出模式拨盘运动 角度或行程 模式拨盘设计
风门连杆设计
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2.设计前提条件：设计规范
• 运动件的配合间隙设计按设计规范要求设计
3.风门设计