學(xué)習(xí)單元3汽車(chē)常用機(jī)構(gòu)

1、學(xué)習(xí)單元三學(xué)習(xí)單元三 汽車(chē)常用機(jī)構(gòu)汽車(chē)常用機(jī)構(gòu)本單元的學(xué)習(xí)任務(wù)可以分為：學(xué)習(xí)任務(wù)一 繪制單缸內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖學(xué)習(xí)任務(wù)二 分析汽車(chē)前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)三 分析內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)四 分析駐車(chē)制動(dòng)鎖止機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)一 繪制單缸內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖任務(wù)描述任務(wù)描述 下圖的內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖雖然較為清晰地顯示了單缸內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)零件，但是在反映機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，顯得較為復(fù)雜，不利于分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。因此，為了便于分析理解，可以把下圖中的結(jié)構(gòu)圖畫(huà)成內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)副的定義與分類(lèi)；2.學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)副的表示方法；3.學(xué)會(huì)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。計(jì)劃與實(shí)施計(jì)劃與實(shí)施在教師的引導(dǎo)下分組，

2、以小組為單位繪制內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。1.帶著一下問(wèn)題觀察內(nèi)燃機(jī)實(shí)物、模型或者結(jié)構(gòu)圖，并回答問(wèn)題。內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)組成中包含了哪些機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)中哪些構(gòu)件是機(jī)架，哪些是原動(dòng)件，哪些是從動(dòng)件。2.分析運(yùn)動(dòng)傳遞路線和相對(duì)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，確定運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型。3.準(zhǔn)備繪制簡(jiǎn)圖的工具，包括直尺、鉛筆、紙張等等。4.判斷內(nèi)燃機(jī)主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是否為平面機(jī)構(gòu)。5.選擇其運(yùn)動(dòng)平面為視圖平面，選擇適當(dāng)?shù)睦L圖比例尺。6.根據(jù)構(gòu)件的相對(duì)位置和構(gòu)件的大小，用規(guī)定的符號(hào)和線條畫(huà)出所有構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副。7.內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制完成。如圖3-2所示。圖3-2 內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖學(xué)習(xí)參考書(shū)學(xué)習(xí)參考書(shū)學(xué)習(xí)單元三學(xué)習(xí)單元三 汽車(chē)常用機(jī)構(gòu)汽車(chē)常

3、用機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)一學(xué)習(xí)任務(wù)一 繪制單缸內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制單缸內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖一、機(jī)構(gòu)常識(shí)人類(lèi)為了提高生產(chǎn)率，創(chuàng)造和發(fā)展了各種各樣的機(jī)器。我們經(jīng)常見(jiàn)到的汽車(chē)、飛機(jī)、輪船、推土機(jī)，還有日常生活中接觸到的洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、電冰箱等，都是機(jī)器?？梢?jiàn)，機(jī)器的種類(lèi)繁多，其結(jié)構(gòu)原理，功能作用也各不相同，但是從機(jī)器的組成來(lái)看，他們有著共同之處：（1）都是人為的實(shí)體組合；（2）各實(shí)體間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；（3）能實(shí)現(xiàn)變換或者傳遞能量、物料和信息。 同時(shí)具備以上三個(gè)特征的稱(chēng)為機(jī)器。機(jī)構(gòu)僅有機(jī)器的前兩個(gè)特征，即機(jī)構(gòu)是人為的實(shí)體組合，并且各個(gè)實(shí)體間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。圖3-1所示內(nèi)燃機(jī)由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪

4、機(jī)構(gòu)組成，見(jiàn)圖3-3。（a） （b） （c）圖3-3 組成內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)（a）曲柄連桿機(jī)構(gòu) （b）齒輪機(jī)構(gòu) （c）凸輪機(jī)構(gòu) 從制造角度來(lái)分析，機(jī)器是由若干零件組成的，零件是機(jī)器組成中不可再拆的最小單元，是機(jī)器的制造單元。按照使用特點(diǎn)，零件可以分為兩種：一種是在各種機(jī)器中都可能用到的零件，稱(chēng)為通用零件，如螺釘、螺栓、齒輪、帶輪、卡環(huán)等；另一種是在特定的機(jī)器中才能用到的零件，稱(chēng)為專(zhuān)用零件，如內(nèi)燃機(jī)的曲軸、活塞等。 從運(yùn)動(dòng)角度分析，機(jī)器是由若干構(gòu)件組成的?！皹?gòu)件”是指機(jī)器的運(yùn)動(dòng)單元。構(gòu)件可以是一個(gè)零件，如內(nèi)燃機(jī)的曲軸，見(jiàn)圖3-1；也可能是若干個(gè)零件的剛性組合體，如內(nèi)燃機(jī)的連桿，是由連桿、螺母、連桿蓋和

5、螺栓等零件組成的一個(gè)構(gòu)件整體，如圖3-2所示。二、運(yùn)動(dòng)副 機(jī)構(gòu)是由若干構(gòu)件組成的。當(dāng)由構(gòu)件組成機(jī)構(gòu)時(shí)，需要以一定的方式把各個(gè)構(gòu)件彼此聯(lián)接起來(lái)，而且每個(gè)構(gòu)件至少必須與另一構(gòu)件相聯(lián)接，并且這種聯(lián)接不能是剛性聯(lián)接（如鉚接、焊接）。我們把兩構(gòu)件直接接觸而又彼此有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)副。按照構(gòu)件間的接觸特性，一般運(yùn)動(dòng)副可分為低副和高副兩類(lèi)。1、低副。 兩構(gòu)件之間通過(guò)面接觸形成的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為低副。根據(jù)它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)還是移動(dòng)，又可以分為轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副。（a） （b） 圖3-4 低副 （a）轉(zhuǎn)動(dòng)副 （b）移動(dòng)副2、高副兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)接觸或者線接觸而組成的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為高副。圖3-5a中凸輪1與從動(dòng)件

6、2，圖3-5b中齒輪1與齒輪2都在其接觸處分別組成高副。（a）齒輪副 （b）凸輪副 圖3-5 高副三、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖由于機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)僅與機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)（低副或者高副等）、運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目及相對(duì)位置（轉(zhuǎn)動(dòng)副中心、移動(dòng)副中心、高副接觸點(diǎn)的位置等）、構(gòu)件的數(shù)目有關(guān)，而與構(gòu)件的外形、截面尺寸、組成構(gòu)件的零件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造等因素?zé)o關(guān)，因此，可以按照一定的長(zhǎng)度比例尺確定運(yùn)動(dòng)副的位置，并用特定的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副符號(hào)及線條繪制出圖形，這種表示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特征的簡(jiǎn)單圖形稱(chēng)為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)明地表達(dá)了實(shí)際機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，此外，還可以通過(guò)該圖進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析。1、機(jī)構(gòu)的組成組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件，根據(jù)運(yùn)動(dòng)副性質(zhì)可

7、分為三類(lèi)。（1）機(jī)架。機(jī)構(gòu)中固定不動(dòng)的構(gòu)件稱(chēng)為機(jī)架，它用來(lái)支撐機(jī)構(gòu)中的其他活動(dòng)構(gòu)件。（2）主動(dòng)件（原動(dòng)件）。機(jī)構(gòu)中作用了驅(qū)動(dòng)力或力矩的構(gòu)件，或運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知的構(gòu)件稱(chēng)為主動(dòng)件或原動(dòng)件。2、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的符號(hào)3、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制的方法（1）觀察機(jī)構(gòu)的實(shí)際結(jié)構(gòu)，分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，找出機(jī)構(gòu)的固定件（機(jī)架）、主動(dòng)件和從動(dòng)件。（2）從主動(dòng)件開(kāi)始，按照運(yùn)動(dòng)傳遞路線，分清構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，確定運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型。（3）以與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平面相平行的平面作為繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的平面，用規(guī)定的符號(hào)和線條按照比例繪制在此平面上，得到的圖形即為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。學(xué)習(xí)任務(wù)二 分析汽車(chē)前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)任務(wù)描述任務(wù)描述 發(fā)動(dòng)機(jī)中的活塞、連桿、曲

8、軸等組成了平面連桿機(jī)構(gòu)，汽車(chē)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用了鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，結(jié)合平面連桿機(jī)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.學(xué)習(xí)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的概念；2.學(xué)習(xí)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及性質(zhì)；3.學(xué)會(huì)分析汽車(chē)常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。1、引導(dǎo)學(xué)生觀察汽車(chē)前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，回答以下問(wèn)題。（1）轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)各個(gè)桿件之間是通過(guò)什么連接的？（2）轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)屬于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)么？（3）在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中哪個(gè)零件是機(jī)架？哪個(gè)是連桿？哪個(gè)是連架桿？（4）汽車(chē)左右兩前輪的轉(zhuǎn)角相等么？2、根據(jù)對(duì)汽車(chē)前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的分析，基于上述問(wèn)題的回答，判斷汽車(chē)前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是屬于雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)還是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。（1）測(cè)量轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中四個(gè)桿件的

9、長(zhǎng)度，計(jì)算并比較最短桿與最長(zhǎng)桿之和與其他兩桿長(zhǎng)度之和的關(guān)系。（2）根據(jù)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類(lèi)型的判斷方法以及上一步的計(jì)算與比較結(jié)論，判斷出汽車(chē)前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。計(jì)劃與實(shí)施計(jì)劃與實(shí)施3、總結(jié) 汽車(chē)前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是等長(zhǎng)搖桿的雙搖桿機(jī)構(gòu)，又稱(chēng)等腰梯形機(jī)構(gòu)。它能使與搖桿相連的兩前輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度不同，這樣就能保證汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)所有車(chē)輪的軸線都相交于一點(diǎn)，以此實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向時(shí)所有車(chē)輪的純滾動(dòng)，從而避免了輪胎由于滑動(dòng)所引起的磨損，增加了車(chē)輪轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性。如圖所示。圖3-7 轎車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1、轉(zhuǎn)向盤(pán)；2、轉(zhuǎn)向軸；3、轉(zhuǎn)向臂；4、吸油管；5、葉片泵；6、高壓油管；7、低壓油管；8、儲(chǔ)油罐；9、左橫拉桿；10、右橫拉桿；11、動(dòng)

10、力轉(zhuǎn)向器學(xué)習(xí)參考書(shū)學(xué)習(xí)參考書(shū)學(xué)習(xí)單元三學(xué)習(xí)單元三 汽車(chē)常用機(jī)構(gòu)汽車(chē)常用機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)二學(xué)習(xí)任務(wù)二 分析汽車(chē)前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)分析汽車(chē)前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 平面連桿機(jī)構(gòu)是由若干構(gòu)件以低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副）連接而成的機(jī)構(gòu)，也稱(chēng)平面低副機(jī)構(gòu)。其主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）容易實(shí)現(xiàn)常見(jiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)及其轉(zhuǎn)換，所以獲得廣泛的應(yīng)用；（2）由于運(yùn)動(dòng)副全部為低副，是面接觸，壓強(qiáng)小，磨損輕，機(jī)構(gòu)的壽命較長(zhǎng)；（3）低副接觸表面形狀簡(jiǎn)單，是平面或者圓柱面，易于加工，成本較低。它的主要缺點(diǎn)是低副中存在的間隙使機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)誤差不可避免，使其運(yùn)動(dòng)精度降低。此外，它不容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，所以只應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)精度要求不高、運(yùn)動(dòng)規(guī)律不復(fù)雜的場(chǎng)合。 平面連桿

11、機(jī)構(gòu)通常以其所含的構(gòu)件（桿）數(shù)來(lái)命名，如四桿機(jī)構(gòu)、五桿機(jī)構(gòu)、六桿機(jī)構(gòu)等。最常見(jiàn)的平面連桿機(jī)構(gòu)是平面四桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)四桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副都是轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)，稱(chēng)為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，它是平面四桿機(jī)構(gòu)中最基本的形式。一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有三種類(lèi)型：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。圖3-9 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 兩個(gè)連架桿中一個(gè)是曲柄，一個(gè)是搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱(chēng)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，如圖3-8所示。圖3-10 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 曲柄搖桿的作用是將曲柄的整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成搖桿的往復(fù)擺動(dòng)，或者將搖桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)換成曲柄的整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。如圖3-11所示的汽車(chē)刮水器，當(dāng)主動(dòng)曲柄CD轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)搖桿AB做往

12、復(fù)運(yùn)動(dòng)，利用搖桿的延長(zhǎng)部分實(shí)現(xiàn)刮水功能。圖3-11 汽車(chē)刮水器2、雙曲柄機(jī)構(gòu)兩個(gè)連架桿都為曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱(chēng)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，如圖3-12所示。在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，當(dāng)主動(dòng)曲柄作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)曲柄做周期性的變速運(yùn)動(dòng)，也可以作等速轉(zhuǎn)動(dòng)。雙曲柄機(jī)構(gòu)能將主動(dòng)曲柄的整周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換為從動(dòng)曲柄的整周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圖3-12 雙曲柄機(jī)構(gòu) 在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若兩曲柄的長(zhǎng)度不相等，則連桿與機(jī)架的長(zhǎng)度也不相等，此時(shí)主動(dòng)曲柄做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)曲柄做周期性的變速運(yùn)動(dòng)。圖3-13所示的慣性篩機(jī)構(gòu)就是采用了雙曲柄機(jī)構(gòu)的這個(gè)特點(diǎn)。當(dāng)主動(dòng)曲柄CD等速回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)曲柄AB變速回轉(zhuǎn)，使篩子具有所要求的加速度，篩子中的物料靠慣性達(dá)到篩分的

13、目的。圖3-13 慣性篩機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若連桿與機(jī)架的長(zhǎng)度相等，則兩個(gè)曲柄的長(zhǎng)度也相等，組成平行四邊形，稱(chēng)平行四邊形機(jī)構(gòu)或者平行雙曲柄機(jī)構(gòu)。如圖3-15a所示的平行雙曲柄機(jī)構(gòu)，兩曲柄AB和CD長(zhǎng)度相等，始終做等速、同向轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿也始終做平動(dòng)。圖3-15 平行雙曲柄機(jī)構(gòu)若雙曲柄機(jī)構(gòu)的對(duì)邊構(gòu)件長(zhǎng)度相等而不平行，則稱(chēng)為反向雙曲柄機(jī)構(gòu)。圖3-17所示的公共汽車(chē)的車(chē)門(mén)啟閉機(jī)構(gòu)即為反向曲柄機(jī)構(gòu)實(shí)際應(yīng)用的實(shí)例。圖3-17 車(chē)門(mén)啟閉機(jī)構(gòu)3、雙搖桿機(jī)構(gòu) 兩連架桿都為搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱(chēng)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。如圖3-18所示的飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖即為雙搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)用實(shí)例。在飛機(jī)起落機(jī)構(gòu)中，連架桿AB和CD為搖桿

14、，飛機(jī)起飛后，AB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，CD連接的輪子收起；飛機(jī)降落時(shí)，AB順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，CD連接的輪子放下。圖3-18 飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類(lèi)型的判別鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本類(lèi)型的主要區(qū)別在于連架桿是否為曲柄以及有幾個(gè)曲柄存在。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄存在的條件是：（1）最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于等于其余兩桿長(zhǎng)度之和；（2）在機(jī)架和連架桿當(dāng)中必有一桿是最短桿。根據(jù)以上條件，一般可以按照下面的方法判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型：1、當(dāng)最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和，小于或者等于另外兩桿長(zhǎng)度之和時(shí)，則：（1）如果最短桿為連架桿，該機(jī)構(gòu)一定是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；（2）如果最短桿為機(jī)架，該機(jī)構(gòu)一定是雙曲柄機(jī)構(gòu)；（3）如果最短桿

15、為連桿，該機(jī)構(gòu)一定是雙搖桿機(jī)構(gòu)。2、當(dāng)最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和，大于另外兩桿長(zhǎng)度之和時(shí)，機(jī)構(gòu)無(wú)曲柄存在，此時(shí)機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。例3-1 如圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，現(xiàn)分別以AB、BC、CD和AD各桿為機(jī)架時(shí)，試判別其各屬何種機(jī)構(gòu)?解：（1）分析：最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和=50+20=702，所以t1t2。又由于搖桿上的C點(diǎn)從到和從到的擺角相同，而所用時(shí)間卻不同，所以往返的平均速度也不同，即v1v2。這種空回行程的平均速度比工作行程的平均速度大的運(yùn)動(dòng)特性稱(chēng)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性。圖3-21 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性分析機(jī)構(gòu)的急回特性常用形成速比系數(shù)K表示，即（3-1）由式（3-1）可知，K值的大小取決

16、于極位夾角。當(dāng)=0時(shí)，K=1，機(jī)構(gòu)沒(méi)有急回特性；當(dāng)K1時(shí)，K1，則機(jī)構(gòu)具有急回特性。K值的大小反映了機(jī)構(gòu)的急回劇烈程度，K值愈大，機(jī)構(gòu)的急回特性越明顯。在實(shí)際工程中，常利用機(jī)構(gòu)的急回特性來(lái)縮短空回行程的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。2、壓力角與傳動(dòng)角實(shí)際生產(chǎn)要求連桿機(jī)構(gòu)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，還必須具有較好的傳力性能，以使機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、輕便、高效。機(jī)構(gòu)的傳力性能與壓力角有關(guān)。在圖3-22所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，設(shè)曲柄AB為原動(dòng)件，搖桿CD為從動(dòng)件。若忽略各構(gòu)件的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)副中的摩擦，則曲軸通過(guò)連桿作用于搖桿上C點(diǎn)的力F沿BC方向，它與受力點(diǎn)C的絕對(duì)速度vc之間所夾的銳角稱(chēng)為壓力角，力F沿vc方向的分力

17、Ft=Fcos，是推動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的有效分力；而沿?fù)u桿軸心線方向的分力Fn=Fsin會(huì)增大運(yùn)動(dòng)副中的摩擦和磨損，對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不利，故稱(chēng)為有害分力。顯然壓力角越越小，有效分力Ft越大，F(xiàn)n越小，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能越好。壓力角的余角稱(chēng)為傳動(dòng)角。壓力角越小，傳動(dòng)角越大，機(jī)構(gòu)的傳力效果越好。壓力角和傳動(dòng)角是反映機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能的重要標(biāo)志。圖3-22 壓力角與傳動(dòng)角3、死點(diǎn)位置 如圖3-23a所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若搖桿CD為原動(dòng)件，曲柄AB為從動(dòng)件，則當(dāng)搖桿CD處于兩極限位置時(shí)，從動(dòng)曲柄AB與連桿BC共線，主動(dòng)搖桿CD通過(guò)連桿BC傳給從動(dòng)曲柄AB的作用力通過(guò)曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)中心A。此時(shí)，曲柄的壓力角=90，傳動(dòng)角=0，

18、連桿作用于曲柄上的力對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中心A點(diǎn)不產(chǎn)生力矩，無(wú)法推動(dòng)曲柄傳動(dòng)，所以曲柄不能轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)所處的這個(gè)位置，稱(chēng)為死點(diǎn)位置。當(dāng)機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置時(shí)，從動(dòng)件將出現(xiàn)不能轉(zhuǎn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)方向不確定的現(xiàn)象。為使機(jī)構(gòu)能通過(guò)死點(diǎn)位置繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，需對(duì)從動(dòng)曲軸施加外力或采用安裝飛輪以增大從動(dòng)件的慣性力，使機(jī)構(gòu)順利通過(guò)死點(diǎn)位置。例如，縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，依靠具有較大質(zhì)量的大帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，使機(jī)構(gòu)順利通過(guò)死點(diǎn)位置。單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，是依靠具有較大質(zhì)量的飛輪慣性，順利通過(guò)死點(diǎn)位置。 a）曲柄連桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置 b)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置 圖3-23 死點(diǎn)位置學(xué)習(xí)任務(wù)三 分析汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)任務(wù)描述任務(wù)

19、描述配氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)中的兩大機(jī)構(gòu)之一。配氣機(jī)構(gòu)按照發(fā)動(dòng)機(jī)每一氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門(mén)。汽車(chē)的配氣機(jī)構(gòu)主要采用了凸輪機(jī)構(gòu)，結(jié)合凸輪機(jī)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.學(xué)習(xí)凸輪機(jī)構(gòu)的組成和分類(lèi)；2.學(xué)習(xí)凸輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)以及從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；3.學(xué)會(huì)分析汽車(chē)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。計(jì)劃與實(shí)施計(jì)劃與實(shí)施學(xué)生觀察汽車(chē)配氣機(jī)構(gòu)實(shí)物、模型，回答以下問(wèn)題。（1）配氣機(jī)構(gòu)的凸輪是哪種形式？（2）配氣機(jī)構(gòu)中從動(dòng)件屬于哪種類(lèi)型？（3）凸輪在機(jī)構(gòu)中是主動(dòng)件嗎？（4）凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角是常數(shù)嗎？（5）為什么要采用凸輪軸而不將軸和凸輪分開(kāi)加工制造？（6）

20、凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的大小對(duì)其工作有什么影響？學(xué)習(xí)參考書(shū)學(xué)習(xí)參考書(shū)學(xué)習(xí)單元三學(xué)習(xí)單元三 汽車(chē)常用機(jī)構(gòu)汽車(chē)常用機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)三學(xué)習(xí)任務(wù)三 分析汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)分析汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)的組成及特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)通常由凸輪1（主動(dòng)件），從動(dòng)件2和機(jī)架3三個(gè)構(gòu)件組成，它的作用是將凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)或者移動(dòng)，轉(zhuǎn)化成從動(dòng)件的往復(fù)移動(dòng)或者擺動(dòng)，如圖3-24所示。圖3-24 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)是機(jī)械中的一種常用的高副機(jī)構(gòu)，當(dāng)要求從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，多采用凸輪機(jī)構(gòu)。圖3-25所示為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中采用的配氣機(jī)構(gòu)，當(dāng)凸輪等速回轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)氣門(mén)桿上、下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉。圖3-25 內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)二、凸輪機(jī)構(gòu)

21、的分類(lèi)根據(jù)凸輪和從動(dòng)件的不同形狀和運(yùn)動(dòng)方式，凸輪機(jī)構(gòu)有下面幾種分類(lèi)方式。1、按照凸輪的形狀分類(lèi)（1）盤(pán)形凸輪（2）平板移動(dòng)凸輪（3）圓柱凸輪2、按照從動(dòng)件的形狀分類(lèi)（1）尖頂從動(dòng)件（2）滾子從動(dòng)件（3）平底從動(dòng)件3、按照從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分類(lèi)（1）移動(dòng)從動(dòng)件（2）擺動(dòng)從動(dòng)件三、凸輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)及運(yùn)動(dòng)過(guò)程1、基圓2、推程及從動(dòng)件的升程3、遠(yuǎn)休止角4、回程5、近休止角6、位移曲線7、壓力角圖3-32 凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程a）尖頂移動(dòng)盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu) b）從動(dòng)件位移曲線四、凸輪軸在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)中，凸輪尺寸小而且緊接軸徑時(shí)，凸輪與軸做成一體，稱(chēng)為凸輪軸，如圖3-34所示。凸輪軸的作用是按照發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序、配氣相位及氣門(mén)開(kāi)度的變化規(guī)律驅(qū)動(dòng)和控制氣門(mén)的開(kāi)起和關(guān)閉。圖3-34 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的凸輪軸學(xué)習(xí)任務(wù)四 分析駐車(chē)制動(dòng)鎖止機(jī)構(gòu)任務(wù)描述任務(wù)描述 駐車(chē)制動(dòng)器在車(chē)輛停穩(wěn)后用于穩(wěn)定車(chē)輛，避免車(chē)輛在斜坡路面停車(chē)時(shí)由于溜車(chē)造成事故。轎車(chē)的駐車(chē)制動(dòng)器手柄采用了棘輪機(jī)構(gòu)做為鎖止機(jī)構(gòu)。結(jié)合棘輪機(jī)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)對(duì)汽車(chē)駐車(chē)制動(dòng)器的鎖止機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.