云天課件－高職《汽車機械基礎(chǔ)》項目四汽車常用機構(gòu)

汽車機械基礎(chǔ)授課：胡志恒項目四

汽車常用機構(gòu)P.89項目四汽車常用機構(gòu)

常用機構(gòu)：平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等機構(gòu)。

內(nèi)容：機構(gòu)的組成、運動規(guī)律、汽車常用機構(gòu)P.89

任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度平面連桿機構(gòu)：基本形式及其演化。

機構(gòu)的組成、運動規(guī)律任務(wù)描述P.90機器定義：機器是人工實物組合、各部分之間有確定的運動關(guān)系、能實現(xiàn)功能轉(zhuǎn)換。任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度一、機構(gòu)的相關(guān)概念P.90機器的組成：機器－機構(gòu)－構(gòu)件－零件。零件：是最基本的制造單元。專用零件和通用零件。

構(gòu)件：機器中運動的最小單元?？捎扇舾蓚€零件組成。機構(gòu)：由若干構(gòu)件組成獨立的運動體系。

機器：是一個完整設(shè)備的總成通稱，“機器”是由若干“機構(gòu)”組成的。

機械：是機器和機構(gòu)的總稱。曲柄滑塊機構(gòu)連桿構(gòu)件連桿零件任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度一、機構(gòu)的相關(guān)概念P.90

平面機構(gòu)：組成機構(gòu)的所有構(gòu)件都在同一平面或平行平面內(nèi)運動。

空間機構(gòu)：組成機構(gòu)的所有構(gòu)件在空間運動

構(gòu)件的約束：為保證機構(gòu)的運動規(guī)律，對構(gòu)件的某些自由度必需有一定的限制，這就是“約束”。

約束方式：鉸鏈（轉(zhuǎn)動副）、滑塊（移動副）、螺旋副、齒輪副等等。

1.構(gòu)件的自由度

兩構(gòu)件之間的聯(lián)接方式：如鉸鏈聯(lián)接，能限制構(gòu)件的某些運動。

任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度二、平面機構(gòu)的組成P.90平面構(gòu)件的自由度：平面自由構(gòu)件，可以有3個獨立運動，即沿x方向的移動、沿y方向的移動以及繞任意點A的轉(zhuǎn)動。（即2移1轉(zhuǎn)）

運動副：兩個構(gòu)件之間的可動聯(lián)接稱為運動副，以實現(xiàn)兩構(gòu)件的聯(lián)接并實現(xiàn)確定的相對運動。2.運動副任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度二、平面機構(gòu)的組成P.90

（1）低副

兩構(gòu)件之間通過面與面接觸而組成的運動副稱為低副。（2）高副兩構(gòu)件以點或線的形式相接觸而組成的運動副稱為高副。3.運動副的分類

平面運動副：低副與高副。任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度二、平面機構(gòu)的組成P.903.運動副的分類

任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度二、平面機構(gòu)的組成P.90

機構(gòu)中的構(gòu)件的類型：

（1）固定構(gòu)件（也稱機架）是用來支承活動構(gòu)件（運動構(gòu)件）的構(gòu)件。

（2）原動件（也稱主動件）是運動規(guī)律己知的活動構(gòu)件。它的運動是由外界輸入的，故又稱為輸人構(gòu)件。

（3）從動件是機構(gòu)中隨著原動件的運動而運動的其余活動構(gòu)件。其中輸出預(yù)期運動的從動件稱為輸出構(gòu)件。

機構(gòu)的組成：由原動件、從動件和機架組成。特殊機構(gòu)可以沒有從動件，但必須有原動件和機架，如電動機、液壓油缸等。任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度二、平面機構(gòu)的組成P.90

4.機構(gòu)構(gòu)件類型

機構(gòu)運動簡圖：用規(guī)定符號表示構(gòu)件和運動副的類型，并確定運動副的相對位置及與運動有關(guān)的尺寸，表示機構(gòu)組成和各構(gòu)件間運動關(guān)系的簡單圖形。2.常用構(gòu)件和運動副的符號機構(gòu)運動簡圖中的運動副表示如下任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度三、平面機構(gòu)運動簡圖的繪制P.90

1.機構(gòu)運動簡圖的概念其它說明代號：任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度三、平面機構(gòu)運動簡圖的繪制P.90

2.常用構(gòu)件和運動副的符號

（1）分析機構(gòu)運動，找出機架、原動件與從動件。

（2）從原動件開始，按照運動的傳遞順序，分析各構(gòu)件之間相對運動的性質(zhì)，確定活動構(gòu)件數(shù)目、運動副的類型和數(shù)目。

（3）合理選擇視圖平面，應(yīng)選擇能較好表示運動關(guān)系的平面為視圖平面。

（4）選擇合適的比例尺，長度比例尺用ц表示，在機械設(shè)計中規(guī)定如下：

ц

=實際長度／圖示長度

（5）按比例定出各運動副之間的相對位置，用規(guī)定符號繪制機構(gòu)運動簡圖。

（6）各轉(zhuǎn)動中心標(biāo)以大寫的英文字母，各構(gòu)件標(biāo)阿拉伯字母，機構(gòu)的原動件以箭頭標(biāo)出。任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度三、平面機構(gòu)運動簡圖的繪制P.90

2.常用構(gòu)件和運動副的符號繪制機構(gòu)運動簡圖的一般步驟如下：

平面機構(gòu)的每個活動構(gòu)件，在未用運動副聯(lián)接之前，都有三個自由度。

當(dāng)兩個構(gòu)件組成運動副之后，它們的相對運動就受到約束，自由度隨之減少。

一個約束，使構(gòu)件失去一個自由度。

在平面機構(gòu)中，每個低副引入兩個約束，使構(gòu)件失去兩個自由度；每個高副引入一個約束，使構(gòu)件看失去一個自由度。

任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度四、平面機構(gòu)自由度的計算P.90

1.平面機構(gòu)自由度公式

由公式可知，機構(gòu)自由度F取決于活動構(gòu)件的件數(shù)以及運動副的性質(zhì)（低副或高副）和個數(shù)。任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度四、平面機構(gòu)自由度的計算P.90

1.平面機構(gòu)自由度公式

機構(gòu)的自由度：

1）復(fù)合鉸鏈三個或更多的構(gòu)件在同一處聯(lián)接成同軸線的2個或更多個轉(zhuǎn)動副，就構(gòu)成了復(fù)合鉸鏈；

復(fù)合鉸鏈，每增加一次應(yīng)加一個轉(zhuǎn)動副。

2）局部自由度在有的機構(gòu)中為了其它一些非運動的原因，設(shè)置了附加構(gòu)件，這種附加構(gòu)件的運動是完全獨立的，對整個構(gòu)件的運動毫無影響，我們把這種獨立運動稱為局部自由度。

任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度四、平面機構(gòu)自由度的計算P.90

2.計算機構(gòu)自由度的注意事項（三種特殊情況）

3）虛約束：

指機構(gòu)中與其它約束重復(fù)，對機構(gòu)不產(chǎn)生新的約束作用的約束。在自由度計算中不應(yīng)計入約束。①兩構(gòu)件間形成多處具有相同作用的運動副②兩構(gòu)件上聯(lián)接點的運動軌跡重合③機構(gòu)中具有對運動起相同作用的對稱部分任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度四、平面機構(gòu)自由度的計算P.90

2.計算機構(gòu)自由度的注意事項（三種特殊情況）

要使所設(shè)計的運動鏈成為機構(gòu)，組成運動鏈的各構(gòu)件之間必須具有確定的相對運動。不能產(chǎn)生運動或作無規(guī)則運動的運動鏈均不能成為機構(gòu)。

機構(gòu)具有確定相對運動的條件：機構(gòu)的自由度數(shù)不能為零，且機構(gòu)的自由度與機架所具有的獨立運動（原動件）的數(shù)目相等。

任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度四、平面機構(gòu)自由度的計算P.90

3.

機構(gòu)具有確定相對運動的條件(a)練一練機構(gòu)的自由度數(shù)不能為零，且機構(gòu)的自由度與機架所具有的獨立運動（原動件）的數(shù)目相等。

任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度四、平面機構(gòu)自由度的計算P.90

3.

機構(gòu)具有確定相對運動的條件(b)(c)

任務(wù)一繪制平面機構(gòu)運動簡圖和計算自由度四、平面機構(gòu)自由度的計算P.90任務(wù)實施例：教材作業(yè)P.99第四計算題。解：機構(gòu)有兩個原動件；總共有8個構(gòu)件（可動構(gòu)件有7個）。機構(gòu)有9個低副（6個轉(zhuǎn)動副，2個移動副）、1個高副。

1.鉸鏈四桿機構(gòu)的組成任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

一、鉸鏈四桿機構(gòu)的組成和基本形式P.90

組成：1個機架、2個連架桿（曲柄或搖桿）、1個連桿。

2.鉸鏈四桿機構(gòu)的類型

三種基本形式(1)曲柄搖桿機構(gòu)(2)雙曲柄機構(gòu)。(3)雙搖桿機構(gòu)。任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

一、鉸鏈四桿機構(gòu)的組成和基本形式P.90一個曲柄二個曲柄無曲柄曲柄搖桿機構(gòu)

2.鉸鏈四桿機構(gòu)的類型

(1)

曲柄搖桿機構(gòu)任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

一、鉸鏈四桿機構(gòu)的組成和基本形式P.90

兩個連架桿中，具有一個曲柄和一個搖桿的鉸鏈四桿機構(gòu)。慣性篩機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)

2.鉸鏈四桿機構(gòu)的類型

(2)

雙曲柄機構(gòu)任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

一、鉸鏈四桿機構(gòu)的組成和基本形式P.90

兩個連架桿中，具有兩個曲柄(無搖桿)的鉸鏈四桿機構(gòu)。平行(反向)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)

2.鉸鏈四桿機構(gòu)的類型

(3)

雙搖桿機構(gòu)任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

一、鉸鏈四桿機構(gòu)的組成和基本形式P.101

兩個連架桿中，具有兩個搖桿(無曲柄)的鉸鏈四桿機構(gòu)。

任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

二、平面四桿機構(gòu)的演化P.90鉸鏈四桿機構(gòu)的演化:改變鉸鏈四桿機構(gòu)的某些結(jié)構(gòu)，可以演化為其它常見的連桿機構(gòu)。

1.曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)是曲柄搖桿機構(gòu)的演化形式。

任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

二、平面四桿機構(gòu)的演化P.901.曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)是曲柄搖桿機構(gòu)的演化形式。由曲柄、連桿、滑塊、機架組成。

2.導(dǎo)桿機構(gòu)

任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

二、平面四桿機構(gòu)的演化P.90牛頭刨床導(dǎo)桿機構(gòu)

任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

二、平面四桿機構(gòu)的演化P.90

3.搖塊機構(gòu)和定塊機構(gòu)定塊機構(gòu)（移動導(dǎo)桿機構(gòu)）

任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

二、平面四桿機構(gòu)的演化P.90

3.搖塊機構(gòu)和定塊機構(gòu)搖塊機構(gòu)（擺動導(dǎo)桿滑塊機構(gòu)）

4.雙滑塊機構(gòu)任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

二、平面四桿機構(gòu)的演化P.90

1.鉸鏈四桿機構(gòu)中曲柄存在的條件

條件1：最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和，此條件稱為“桿長之和條件”。

條件2：連架桿或機架中最少有一根是最短桿。任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

三、鉸鏈四桿機構(gòu)中曲柄存在的條件P.901根曲柄2根曲柄

2.鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別準(zhǔn)則

（1）若機構(gòu)不滿足桿長之和條件則只能成為雙搖桿機構(gòu)。

（2）若機構(gòu)滿足桿長之和條件，則以最短桿的鄰邊為機架時為曲柄搖桿機構(gòu)；

(3)若機構(gòu)滿足桿長之和條件，則以最短桿為機架時為雙曲柄機構(gòu)；

(4)若機構(gòu)滿足桿長之和條件，則以最短桿的對邊為機架時為雙搖桿機構(gòu)。任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

三、鉸鏈四桿機構(gòu)中曲柄存在的條件P.90雙搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)

1．急回運動特性

任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

四、平面四桿機構(gòu)的基本特性P.105

在曲柄搖桿機構(gòu)中,當(dāng)以曲柄為勻速旋轉(zhuǎn)時,搖桿的往返速度不等.急回行程速比：極位夾角：

1．急回運動特性

任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

四、平面四桿機構(gòu)的基本特性P.105

在曲柄搖桿機構(gòu)中,當(dāng)以曲柄為勻速旋轉(zhuǎn)時,搖桿的往返速度不等.

2．死點位置

任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

四、平面四桿機構(gòu)的基本特性P.105當(dāng)以機構(gòu)的搖桿為主動件、曲柄為從動件，在機構(gòu)處于壓力角的位置時，曲柄不能動作的位置。

死點位置有兩個，位于連桿與曲柄共線時的位置。

2．死點位置

任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

四、平面四桿機構(gòu)的基本特性P.105死點的害處：影響機構(gòu)平穩(wěn)性，特別是啟動性能。死點的解決辦法：慣性、多組錯列。

2．死點位置

任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

四、平面四桿機構(gòu)的基本特性P.105死點的用處：用于鎖定機構(gòu)。

壓力角和傳動角都是在不斷的變化，為保證機構(gòu)有足夠的傳動能力，在設(shè)計時應(yīng)控制傳動角的大小，一般取最小傳動角：

3．壓力角和傳動角

任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

四、平面四桿機構(gòu)的基本特性P.105壓力角：從動件上受力點的驅(qū)動力F的方向與這點運動方向V之間所夾的銳角，用

表示。傳動角：壓力角的余角稱為，用

表示。例：四桿機構(gòu)如圖所示：

1)以AB或CD為機架時，即最短桿AD成連架桿，故為曲柄搖桿機構(gòu)；

2)以BC為機架時，即最短桿成連桿，故機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)；

3)以AD為機架時，即以最短桿為機架，機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)。任務(wù)實施

任務(wù)二平面連桿機構(gòu)及其特性分析

四、平面四桿機構(gòu)的基本特性

凸輪機構(gòu)的組成：是由凸輪（主動件）、從動件和機架三個基本構(gòu)件組成。任務(wù)三

凸輪機構(gòu)

一、凸輪機構(gòu)的組成和應(yīng)用

凸輪機構(gòu)的應(yīng)用：

1.按凸輪的形狀分

(1)盤形凸輪(2)移動凸輪(3)圓柱凸輪2.按從動件的型式分(1)尖頂從動件。(2)滾子從動件。(3)平底從動件。

3.按從動件的運動形式分

移動（直線移動）和擺動任務(wù)三

凸輪機構(gòu)

二、凸輪機構(gòu)的分類

1．基本概念基圓：以凸輪輪廓的最小向徑r0為半徑所繪制的圓。推程：從動件由最低處上升到最高處的過程。升程：推程中從動件所走過的距離（從動件的最大位移），用h表示。推程運