汽车机械基础 第2版 金旭星 第5章 机械传动

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1、第5章机械传动机械的概念5.1平面机构的结构分析5.2平面连杆机构5.3【学习目标】1．了解机构的基本组成，掌握平面机构运动简图的绘制方法2．理解运动副、自由度等基本概念，掌握平面机构自由度的计算方法3．理解平面连杆机构的工作原理及运动特性4．了解带传动和链传动的设计计算方法、步骤及主要参数的选择5．了解圆柱齿轮传动的类型、啮合特点、加工测量方法和材料的选择6．掌握渐开线圆柱齿轮的主要参数、几何尺寸计算、参数选择以及齿轮传动承载能力的一般分析计算方法7．了解直齿锥齿轮传动和蜗杆传动的应用特点、正确啮合条件8．掌握定轴轮系、周转轮系和简单混合轮系传动比的计算方

2、法9．理解凸轮机构、螺旋机构的应用特点5.1机械的概念本节的研究对象是机械的概念。机械是机器和机构的总称。1．机器（1）机器的组成①动力装置部分。②执行装置部分。③传动装置部分。④操纵、控制及辅助装置部分。简单的机器往往由前三部分组成，有时甚至只有动力部分和执行部分，如水泵、排风扇等。（2）机器的特征图5-1内燃机1—活塞2—连杆3—曲轴4—曲轴齿轮5—凸轮轴齿轮6—凸轮轴7、8—气门推杆9—缸体①机器是若干人为实体的组合。②各实体间具有确定的相对运动。③能够代替或减轻人类劳动，有效完成机械功，变换或传递能量、物料和信息等。2．机构从机器的运动原理角度分析，

3、机器的主体通常由一个或几个机构组成。机器的种类很多，但组成机器的机构并不太多，常用的机构有连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、螺旋机构等。随着机械技术的发展，一些新型传动机构也正在得到开发和应用。3．构件、零件和部件图5-2内燃机连杆1—连杆体2—螺栓3—螺母4—开口销5—连杆盖6—轴瓦7—轴套5.2平面机构的结构分析5.2.1结构分析的目的机构是用来传递或变换运动的构件系统，且组成机构的各构件彼此间具有确定的相对运动。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。讨论构件应如何组合才能成为机构以及机构在什么条件下才具有确定的相对运

4、动就成为必要问题，这对分析现有机构或设计新机构具有重要意义。实际上机械的外形和结构都很复杂，为便于分析和研究机构，在工程上常用到由简单线条和规定符号表示的机构运动简图，机械技术人员应能绘制和看懂机构运动简图。图5-3三构件组合体图5-4五构件组合体若组成机构的所有构件都在同一平面或平行平面中运动，则称该机构为平面机构。目前工程上常见的机构大多属于平面机构，故本节仅限于讨论平面机构。5.2.2平面机构的组成平面机构是由多个构件通过一定的约束关系有机地组合而成的。为了正确地分析或设计平面机构，必须了解构件的自由度、运动副和构件类型的概念。1．构件的自由度图5-5

5、构件的自由度2．运动副机构是具有确定相对运动的构件组合体，为传递运动，各构件之间必须以一定的方式连接起来，并且能有一定的相对运动。两构件只能相对作平面运动的运动副称为平面运动副。两构件之间不外乎通过点、线、面来实现接触。按两构件间的接触特性，平面运动副通常可分为低副和高副。（1）低副图5-6平面低副（2）高副图5-7平面高副图5-8空间运动副3．组成机构的构件类型（1）固定构件（2）原动件（3）从动件5.2.3平面机构运动简图的绘制1．机构运动简图的概念2．机构运动简图的绘制具体绘制可按以下步骤进行。①分析机构的组成，确定机架、原动件和从动件。②由原动件开始

6、，顺着运动传递路线，依次分析构件间的相对运动形式，再确定运动副的类型、数目和相对位置。③选择适当的绘图面和原动件位置，以便清楚地表达各构件间的运动关系。平面机构通常选择与构件运动平行的平面作为投影面。④选择适当的比例尺：l=（单位为m/mm或mm/mm）。按照各运动副间的距离和相对位置，以规定的线条和符号绘图。常用构件和运动副的符号见表5-1，一些常用机构的表示符号将会在后面各节中介绍。5.2.4机构具有确定运动的条件1．平面机构的自由度2．计算机构自由度的注意事项（1）复合铰链（2）局部自由度（3）虚约束图5-11复合铰链图5-12直线机构虚约束常出现在

7、下列场合。①两构件形成多个轴线重合的转动副。②两构件形成多个导路平行或重合的移动副。③两构件上连接点的运动轨迹互相重合。④机构中具有对运动不起作用的对称部分。图5-13局部自由度图5-14转动副轴线重合的虚约束图5-15移动副导路重合的虚约束（a）（b）图5-16运动轨迹互相重合的虚约束图5-17对称结构引入的虚约束3．机构具有确定运动的条件机构的自由度即平面机构所能有的独立运动的数目。通常机构的原动件只能输入一个独立运动。显然，只有机构自由度大于零，机构才有可能运动。同时，只有给机构输入的独立运动数目与机构的自由度数相等，该机构才能有确定的运动。图5-19

8、四杆机构综上所述，当机构的自由度小于原动件数时，机构