汽車構(gòu)造 課件 3-4平面四桿機構(gòu)的特性

模塊三汽車常用機構(gòu)

平面連桿機構(gòu)

鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)的演化平面四桿機構(gòu)的特性凸輪機構(gòu)平面四桿機構(gòu)的特性1.能敘述平面四桿機構(gòu)的三種特性。2.能敘述急回特性。3.能識別壓力角與傳力角，并判斷對機構(gòu)傳力性能的影響。4.能識別死點位置并分析其在汽車上的應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)平面四桿機構(gòu)的特性一、急回特性引導(dǎo)問題：曲柄搖桿機構(gòu)中，曲柄做勻速整周回轉(zhuǎn)時，搖桿做往復(fù)的擺動，請同學(xué)們思考：往復(fù)擺動的速度是否一樣？為何要如此設(shè)計？曲柄搖桿機構(gòu)中主動件曲柄做勻速回轉(zhuǎn)時，搖桿做變速的往復(fù)擺動。在往復(fù)運動中，一般只用一個行程完成工作，稱為工作行程；另外一個行程不承受工作載荷，稱為空回行程。平面四桿機構(gòu)的特性圖3-4-1所示的曲柄搖桿機構(gòu)，設(shè)定曲柄AB為原動件，搖桿CD為從動件。在曲柄回轉(zhuǎn)一周的過程中，曲柄AB與連桿BC有兩次共線，這時搖桿CD分別處于左、右兩個極限位置C1D和C2D，擺角為ψ。當(dāng)搖桿處于兩極限位置時，曲柄在兩極限相應(yīng)位置時所夾的銳角θ稱為極位夾角。平面四桿機構(gòu)的特性機構(gòu)的急回特性常用行程速比系數(shù)K表示，即在曲柄搖桿機構(gòu)中，有無急回特性取決于極位夾角θ，θ值越大，K值越大，急回特性越明顯。平面機構(gòu)應(yīng)用急回特性可以節(jié)省空間，提高生產(chǎn)率。平面四桿機構(gòu)的特性二、壓力角與傳動角引導(dǎo)問題：曲柄搖桿機構(gòu)中，曲柄做主動件，搖桿做從動件時，連桿與搖桿之間所夾銳角γ稱為傳動角。實際應(yīng)用中，為了度量方便，通常以γ來判斷機構(gòu)的傳力性能。請思考在曲柄搖桿機構(gòu)的一個工作循環(huán)中，傳動角最小值處于什么位置？在圖3-4-2所示的曲柄搖桿機構(gòu)中，設(shè)曲柄AB為原動件，搖桿CD為從動件。若忽略各構(gòu)件的質(zhì)量和運動副中的摩擦，則曲軸通過連桿作用于搖桿上C點的力F沿BC方向，它與受力點C的絕對速度vC之間所夾的銳角稱為壓力角，用α表示。力F沿vC方向的分力Ft=Fcosα，是推動從動件運動的有效分力；而沿搖桿軸心線方向的分力Fn=Fsinα，會增大運動副中的摩擦和磨損，對傳動機構(gòu)不利，故稱為有害分力。平面四桿機構(gòu)的特性顯然壓力角α越小，有效分力Ft越大，F(xiàn)n越小，機構(gòu)的傳動性能越好。連桿與搖桿之間所夾銳角γ稱為傳動角，與壓力角互為余角。壓力角和傳動角是反映機構(gòu)傳動性能的重要標(biāo)志。壓力角越小，傳動角越大，機構(gòu)的傳力效果越好。傳動角γ越小則摩擦與磨損越大，傳動效率越低，甚至可能使機構(gòu)發(fā)生自鎖現(xiàn)象。實際應(yīng)用中，為了度量方便，通常以γ來判斷機構(gòu)的傳力性能。平面四桿機構(gòu)的特性三、死點位置引導(dǎo)問題：在曲柄搖桿機構(gòu)中，如果搖桿CD為原動件，曲柄AB為從動件時，當(dāng)從動件AB與連桿共線時，傳動角為多少度？此時會發(fā)生什么現(xiàn)象？如圖3-4-3所示的曲柄搖桿機構(gòu)中，若搖桿CD為原動件，曲柄AB為從動件，則當(dāng)搖桿CD處于兩極限位置時，從動曲柄AB與連桿BC共線，主動搖桿CD通過連桿BC傳給從動曲柄AB的作用力通過曲柄的轉(zhuǎn)動中心A。此時，曲柄的壓力角α=90°（曲軸通過連桿作用于搖桿上C點的力F沿BC方向，它與受力點C的絕對速度vC之間所夾的銳角稱為壓力角），傳動角γ=0°（上述壓力角的余角），連桿作用于曲柄上的力對轉(zhuǎn)動中心A點不產(chǎn)生力矩，無法推動曲柄傳動，所以曲柄不能轉(zhuǎn)動。曲柄搖桿機構(gòu)所處的這個位置，稱為死點位置。平面四桿機構(gòu)的特性當(dāng)機構(gòu)處于死點位置時，從動件將出現(xiàn)不能轉(zhuǎn)動或運動方向不確定的現(xiàn)象。為使機構(gòu)能通