常用机构汽车机械基础教案

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1、第六章　常用机构学习目的：通过本章的学习具备常用机构的基本知识。学习要求：掌握平面连杆机构、凸轮机构、间歇机构、螺旋机构等的基本形式与应用特点；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6-1所示。第一节　平面连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

2、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6-2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6-3所示的缝纫机脚踏板机构。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6-4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。在双曲柄机构中，若相对的两杆长度分别相

3、等，则称为平行四边形机构。它有如图6-5a所示的正平行双曲柄机构和如图6-5b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6-6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6-7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，

4、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。二、其他形式的四杆机构及应用1．曲柄滑块机构在如图6-9所示的汽车发动机活塞一连杆机构中，将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动，或是将活塞的往复运动转化为曲轴的回转运动。2．导杆机构若将图6-9所示的曲柄滑块机构的构件作为机架，则曲柄滑块机构就演化为导杆机构，连架杆对滑块的运动起导向作用，称为导杆，它包括转动导杆机构和摆动导杆机构两种形式。如图6-10所示，导杆均能绕机架作整周转动，称为转动导杆机构。如图6-11所示，导

5、杆4只能在某一角度内摆动，称为摆动导杆机构。导杆机构具有很好的传力性能，常用于插床、牛头刨床和送料装置等机器中。3．摇块机构：若将图6-9所示曲柄滑块机构的构件作为机架，则曲柄滑块机构就演化为如图6-12所示的摇块机构。构件l作整周转动，滑块3只能绕机架往复摆动。这种机构常用于摆缸式原动机和气、液压驱动装置中，如图6-13所示的自动货车翻斗机构。4．定块机构：若将图6-9所示曲柄滑块机构的滑块作为机架，则曲柄滑块机构就演化为如图6-14所示的定块机构。这种机构常用于抽油泵和手摇抽水唧筒（图6-15）。三、平面四杆机构的特

6、性参数*1．铰链四杆机构存在曲柄的条件有无曲柄的存在必须满足以下两个条件：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）最短杆为机架或连架杆。根据以上条件，我们可得进行铰链四杆机构基本类型的判别，方法如下：1）当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时：①若最短杆为连架杆，则机构为曲柄摇杆机构；②若最短杆为机架，则机构为双曲柄机构；③若最短杆为连杆，则机构为双摇杆机构。2）当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论取何杆为机架，机构均为双摇杆机构。2．平面四杆机构的极限位置曲柄摇杆机构、

7、摆动导杆机构和曲柄滑块机构中，当曲柄为原动件时，从动件作往复摆动或往复移动，存在左、右两个极限位置，如图6-17所示。内燃机活塞连杆机构中活塞的上止点和下止点即曲柄滑块机构的两极限位置。3．压力角和传动角在不计摩擦力，惯性力和重力时，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a表示。衡量机构传力性能的特性参数是压力角。但在具体应用中，为了直观的从机构运动简图中以连杆和从动件所夹的锐角δ来判别机构传力性能的优劣，引入传动角λ。它是压力角的余角。λ=90°-a=180°-δ传动角λ越大，机构

8、的传力性能越好。在机构运动过程中，压力角和传动角的大小是随机构位置而变化的。4．死点图6-18所示的曲柄摇杆机构中，摇杆CD为原动件，曲柄AB为从动件。当摇杆摆到极限位置C1D和C2D时，连杆与从动曲柄共线，机构两位置的压力角a=90°，λ=0°，此时有效驱动力矩为零，不能使从动曲柄转动，机构处于“卡死”或运动不确定