汽車機械基礎(chǔ) 課件 3 汽車常用機構(gòu)

汽車機械基礎(chǔ)課程學(xué)習平臺學(xué)銀在線/detail/241541013中國大學(xué)MOOC/course/WXIC-10023760033.13.23.33.4平面機構(gòu)的組成平面連桿機構(gòu)凸輪機構(gòu)其他常用機構(gòu)運動副及其分類、機構(gòu)運動簡圖的繪制、平面機構(gòu)的自由度平面連桿機構(gòu)概述、鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及應(yīng)用、鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別、鉸鏈四桿機構(gòu)的演化、四桿機構(gòu)的基本特性凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類、從動件常用運動規(guī)律、凸輪機構(gòu)的傳力特性間歇運動機構(gòu)、螺旋機構(gòu)項目三

汽車常用機構(gòu)3.1平面機構(gòu)的組成能力目標：能夠繪制平面機構(gòu)運動簡圖能夠分析計算平面機構(gòu)的自由度

要回答以上問題，首先要了解汽車常用機構(gòu)。機構(gòu)是具有確定相對運動的構(gòu)件的組合。組成機構(gòu)之后，可以按照預(yù)定的要求進行有規(guī)律的運動。

駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤時車輪為什么也會隨著旋轉(zhuǎn)？想讓汽車停下來為什么要使用手剎才能將車鎖??？汽車的氣門是如何開啟和閉合的呢？3.1平面機構(gòu)的組成任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)分析1.構(gòu)件和運動副一運動副及其分類（一）運動副和約束

構(gòu)件（機構(gòu)的組成部分）作為一個整體參與機構(gòu)運動的剛性單元體稱為構(gòu)件。

一個構(gòu)件，可以是不能拆開的單一整體，也可能是由若干個不同零件組裝起來的剛性體。例如：3.1平面機構(gòu)的組成一運動副及其分類

運動副由兩個構(gòu)件直接接觸而產(chǎn)生一定相對運動的聯(lián)接稱為運動副。兩構(gòu)件上參與接觸構(gòu)成運動副的部分稱為運動副元素。運動副是機械原理中最重要的概念之一對運動副的理解要把握以下三點：以上是機構(gòu)的兩大組成要素可以說：機構(gòu)是由運動副逐一聯(lián)接各個構(gòu)件組成的。（１）運動副是一種聯(lián)接；（２）運動副由兩個構(gòu)件組成；（３）組成運動副的兩個構(gòu)件之間有相對運動。3.1平面機構(gòu)的組成一運動副及其分類2.運動副的分類

組成機構(gòu)的運動副的類型決定機構(gòu)的運動形式。運動副有多種類型，對運動副進行正確的分類，在機構(gòu)設(shè)計和綜合中是非常重要的。

平面機構(gòu)中的運動副稱為平面運動副，根據(jù)其接觸形式不同，可分為低副和高副。3.1平面機構(gòu)的組成一運動副及其分類低副：若兩構(gòu)件通過面接觸構(gòu)成的運動副稱為低副。移動副：兩構(gòu)件間只能產(chǎn)生相對移動平面低副按兩構(gòu)件間相對運動形式的不同還可以分為移動副和轉(zhuǎn)動副。轉(zhuǎn)動副：兩構(gòu)件間只能產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動3.1平面機構(gòu)的組成一運動副及其分類高副：兩構(gòu)件通過點或線接觸的運動副稱為高副。3.1平面機構(gòu)的組成齒輪副凸輪副除了平面運動副外，還有空間運動副球銷副螺旋副圓柱套筒副球面高副一運動副及其分類3.1平面機構(gòu)的組成一運動副及其分類（二）構(gòu)件的分類機架：機構(gòu)中視作固定不動的構(gòu)件，它支承著其他可動構(gòu)件。如下圖構(gòu)件4。原動件：機構(gòu)中接受外部給定運動規(guī)律的可動構(gòu)件。如下圖構(gòu)件1。從動件：機構(gòu)中隨原動件而運動的可動機構(gòu)。如下圖構(gòu)件2、3。A1B2C3D43.1平面機構(gòu)的組成

為了便于研究機構(gòu)的運動，可以撇開構(gòu)件、運動副的外形和具體構(gòu)造，而只用簡單的線條和符號代表構(gòu)件和運動副，并按比例定出各運動副位置，表示機構(gòu)的組成和傳動情況。這樣繪制出能夠準確表達機構(gòu)運動特性的簡明圖形就稱為機構(gòu)運動簡圖。

只是為了表明機構(gòu)的運動狀態(tài)或各構(gòu)件的相互關(guān)系，也可以不按比例來繪制運動簡圖，通常把這樣的簡圖稱為機構(gòu)示意圖。二機構(gòu)運動簡圖的繪制3.1平面機構(gòu)的組成常用運動副及其簡圖運動副符號

轉(zhuǎn)動副3.1平面機構(gòu)的組成二機構(gòu)運動簡圖的繪制運動副符號移動副3.1平面機構(gòu)的組成二機構(gòu)運動簡圖的繪制齒輪副122122凸輪副3.1平面機構(gòu)的組成二機構(gòu)運動簡圖的繪制螺旋副球面副3.1平面機構(gòu)的組成二機構(gòu)運動簡圖的繪制

繪制機構(gòu)運動簡圖的步驟：

1.在繪制機構(gòu)運動簡圖時，首先確定機構(gòu)的原動件和執(zhí)行件，兩者之間為傳動部份，由此確定出組成機構(gòu)的所有構(gòu)件，然后確定構(gòu)件間運動副的類型。3.1平面機構(gòu)的組成

2.為將機構(gòu)運動簡圖表示清楚，恰當?shù)剡x擇投影面。一般選擇與多數(shù)構(gòu)件的運動平面相平行的面為投影面，必要時也可以就機械的不同部分選擇兩個或兩個以上的投影面，然后展開到同一平面上。總之，繪制機構(gòu)運動簡圖要以正確、簡單、清晰為原則。

3.選擇適當?shù)谋壤撸鶕?jù)機構(gòu)的運動尺寸定出各運動副之間的相對位置，然后用規(guī)定的符號畫出各類運動副，并將同一構(gòu)件上的運動副符號用簡單線條連接起來，這樣便可繪制出機構(gòu)的運動簡圖。二機構(gòu)運動簡圖的繪制3.1平面機構(gòu)的組成二機構(gòu)運動簡圖的繪制3.1平面機構(gòu)的組成顎式破碎機圖2－6二機構(gòu)運動簡圖的繪制二機構(gòu)運動簡圖的繪制3.1平面機構(gòu)的組成縫紉機踏板機構(gòu)二機構(gòu)運動簡圖的繪制3.1平面機構(gòu)的組成例題

1.什么是運動副？平面運動副分為哪幾類？各種平面運動副的約束性質(zhì)如何？2.

題2圖所示為一手搖唧筒，試繪制其機構(gòu)運動簡圖。3.題3圖所示為一縫紉機下針機構(gòu)，試繪制其機構(gòu)運動簡圖。

二機構(gòu)運動簡圖的繪制3.1平面機構(gòu)的組成

題2圖手搖唧筒

二機構(gòu)運動簡圖的繪制3.1平面機構(gòu)的組成題3圖縫紉機下針機構(gòu)

二機構(gòu)運動簡圖的繪制3.1平面機構(gòu)的組成4.試繪制如題4圖所示四種機構(gòu)的運動簡圖。

二機構(gòu)運動簡圖的繪制3.1平面機構(gòu)的組成二機構(gòu)運動簡圖的繪制三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成1.平面機構(gòu)自由度的計算公式(1)自由度與約束構(gòu)件獨立運動的數(shù)目稱為自由度。對構(gòu)件運動的限制作用稱為約束。xyzxyz3.1平面機構(gòu)的組成(2)機構(gòu)自由度機構(gòu)獨立運動的數(shù)目稱為機構(gòu)的自由度。什么是獨立運動?三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成什么是機構(gòu)的獨立運動?三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成什么是機構(gòu)的自由度?機構(gòu)的自由度=機構(gòu)的獨立運動數(shù)目

平面機構(gòu)獨立運動的數(shù)目為:所有活動構(gòu)件的自由度的和減去所有運動副引入約束數(shù)目的和。

對于具有n個活動構(gòu)件的平面機構(gòu)，若各構(gòu)件之間共構(gòu)成了PL個低副和PH個高副，則它們共引入(2PL+PH)個約束。機構(gòu)的自由度F顯然應(yīng)為:

F=3n－(2PL+PH)=3n－2PL－PH這是機構(gòu)自由度的計算公式。三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成2、機構(gòu)自由度的意義及機構(gòu)具有確定運動的條件

所謂機構(gòu)的自由度，實質(zhì)上就是機構(gòu)具有確定位置時所必須給定的獨立運動參數(shù)的數(shù)目。機構(gòu)的自由度數(shù)也就是機構(gòu)應(yīng)當具有的原動件數(shù)目。計算下列機構(gòu)的自由度：n=2,PL=3,PH=0

F=3n－2PL－PH=3×2-2×3=0n=3,PL=5,PH=0

F=3n－2PL－PH=3×3-2×5=-1n=3,PL=4,PH=0

F=3n－2PL－PH=3×3-2×4=1n=4,PL=5,PH=0

F=3n－2PL－PH=3×4-2×5=2三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成討論：n=2,PL=3,PH=0

F=3n－2PL－PH=3×2-2×3=0n=3,PL=5,PH=0

F=3n－2PL－PH=3×3-2×5=-1（1)若機構(gòu)自由度Ｆ≤０，則機構(gòu)不能動；三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成（2）若Ｆ>０，而原動件數(shù)>F，則構(gòu)件間不能運動或產(chǎn)生破壞。n=3,PL=4,PH=0

F=3n－2PL－PH=3×3-2×4=1三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成（3)若Ｆ>0，而原動件數(shù)<F，則構(gòu)件間的運動是不確定的；n=4,PL=5,PH=0

F=3n－2PL－PH=3×4-2×5=2機構(gòu)具有確定運動的條件：

機構(gòu)的原動件數(shù)應(yīng)等于機構(gòu)的自由度數(shù)。

三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成例試計算下列機構(gòu)的自由度，并判斷其運動是否確定。

三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成3、計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的事項（1)復(fù)合鉸鏈由兩個以上構(gòu)件在同一處構(gòu)成的重合轉(zhuǎn)動副稱為復(fù)合鉸鏈。由m個構(gòu)件構(gòu)成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)當包含(m-1)個轉(zhuǎn)動副。三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成

例計算圖示機構(gòu)的自由度。

三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成（2)局部自由度不影響機構(gòu)整體運動的自由度，稱為局部自由度。在計算機構(gòu)自由度時，局部自由度應(yīng)當舍棄不計。三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成（3)虛約束在機構(gòu)運動中，有些約束對機構(gòu)自由度的影響是重復(fù)的。三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成平面機構(gòu)中的虛約束常出現(xiàn)要下列場合：

①兩構(gòu)件在多處構(gòu)成移動副，且導(dǎo)路重合或平行。

②兩構(gòu)件在多處構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，且軸線重合。③法線始終重合的高副。三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成④兩構(gòu)件在相聯(lián)接點的軌跡重合。三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成⑤機構(gòu)中對傳遞運動不起獨立作用的對稱部分。三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成⑥如果機構(gòu)中兩活動構(gòu)件上某兩點的距離始終保持不變，此時若用具有兩個轉(zhuǎn)動副的附加構(gòu)件來連接這兩個點，則將會引入一個虛約束。帶虛約束的桿機構(gòu)三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成虛約束的本質(zhì)是什么?從運動的角度看,虛約束就是“重復(fù)的約束”或者是“多余的約束”。機構(gòu)中為什么要使用虛約束?a.使受力狀態(tài)更合理b.使機構(gòu)平衡c.考慮機構(gòu)在特殊位置的運動三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成例題分析

例計算圖示機構(gòu)的自由度，并指出復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。

三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成例三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成例

如圖所示，已知：DE=FG=HI，且相互平行；DF=EG，且相互平行；DH=EI，且相互平行。計算此機構(gòu)的自由度(若存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請標出）。三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成例計算圖所示機構(gòu)的自由度(若存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請標出）。三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成局部自由度虛約束三平面機構(gòu)的自由度3.1平面機構(gòu)的組成總結(jié)1、平面機構(gòu)的組成2、運動副的形式和符號3、機構(gòu)中構(gòu)件的分類，繪制簡單機構(gòu)運動簡圖4、計算平面機構(gòu)的自由度每天積累一點點理想便會距離我們越來越近！課程學(xué)習平臺學(xué)銀在線/detail/241541013中國大學(xué)MOOC/course/WXIC-1002376003汽車機械基礎(chǔ)課程學(xué)習平臺學(xué)銀在線/detail/241541013中國大學(xué)MOOC/course/WXIC-10023760033.13.23.33.4平面機構(gòu)的組成平面連桿機構(gòu)凸輪機構(gòu)其他常用機構(gòu)運動副及其分類、機構(gòu)運動簡圖的繪制、平面機構(gòu)的自由度平面連桿機構(gòu)概述、鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及應(yīng)用、鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別、鉸鏈四桿機構(gòu)的演化、四桿機構(gòu)的基本特性凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類、從動件常用運動規(guī)律、凸輪機構(gòu)的傳力特性間歇運動機構(gòu)、螺旋機構(gòu)項

目三

汽車常用機構(gòu)3.2平面連桿機構(gòu)能力目標：能夠準確分析常用四桿機構(gòu)的類型；能夠準確分析常用四桿機構(gòu)及演化機構(gòu)的運動特點。

汽車前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)是一個平面連桿機構(gòu)，由桿件和低副連接而成，能進行多種運動的變換以及實現(xiàn)一些比較簡單的運動規(guī)律和運動軌跡。

最簡單連桿機構(gòu)是由四個構(gòu)件組成，稱為四桿機構(gòu)。它應(yīng)用廣泛，是組成多桿機構(gòu)的基礎(chǔ)。

汽車前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)是如何驅(qū)使前輪轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的？這個機構(gòu)由哪些構(gòu)件組成，是什么類型的機構(gòu)？3.2平面連桿機構(gòu)任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)分析一平面連桿機構(gòu)概述3.2平面連桿機構(gòu)1、連桿機構(gòu)－由若干剛性構(gòu)件用低副（轉(zhuǎn)動副、移動副）聯(lián)接而成的機構(gòu)稱為連桿機構(gòu)。一平面連桿機構(gòu)概述3.2平面連桿機構(gòu)2、連桿機構(gòu)可分為空間連桿機構(gòu)和平面連桿機構(gòu)。平面連桿機構(gòu)：所有構(gòu)件都在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運動的機構(gòu)。3、鉸鏈四桿機構(gòu)－平面四桿機構(gòu)中的運動副都是轉(zhuǎn)動副。二鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及應(yīng)用3.2平面連桿機構(gòu)連桿:不與機架相連的構(gòu)件

鉸鏈四桿機構(gòu)機架:固定不動的構(gòu)件連架桿:與機架相連的構(gòu)件搖桿:若連架桿可繞機架在小于一周的范圍內(nèi)作往復(fù)擺動，則稱為搖桿機架連桿A1B2C3D4連架桿連架桿曲柄:若連架桿可繞機架作整周轉(zhuǎn)動，則稱為曲柄3.2平面連桿機構(gòu)二鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及應(yīng)用

1、曲柄搖桿機構(gòu)汽車雨刮器機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)：曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)。3.2平面連桿機構(gòu)二鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及應(yīng)用

1、曲柄搖桿機構(gòu)雷達天線機構(gòu)縫紉機踏板機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)：曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)。3.2平面連桿機構(gòu)二鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及應(yīng)用

1、曲柄搖桿機構(gòu)攪拌機機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)：曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)。3.2平面連桿機構(gòu)二鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及應(yīng)用

2、雙曲柄機構(gòu)機車車輪3.2平面連桿機構(gòu)二鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及應(yīng)用

2、雙曲柄機構(gòu)振動篩機構(gòu)不等雙曲柄機構(gòu)3.2平面連桿機構(gòu)二鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及應(yīng)用

雙曲柄機構(gòu)特例：正平行四邊形機構(gòu)、反平行四邊形機構(gòu)特點：二曲柄等速正平行四邊形機構(gòu)反平行四邊形機構(gòu)特點：二曲柄轉(zhuǎn)向相反車門開閉機構(gòu)3.2平面連桿機構(gòu)二鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及應(yīng)用

3、雙搖桿機構(gòu)鑄造用大型造型機的翻箱機構(gòu)3.2平面連桿機構(gòu)二鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及應(yīng)用

3、雙搖桿機構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)3.2平面連桿機構(gòu)三鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別1、曲柄存在的條件aabcbcd藍色三角形成立紅色三角形成立3.2平面連桿機構(gòu)三鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別最短桿與最長桿之和小于等于其它兩桿長度之和結(jié)論◆最短桿與最長桿之和小于等于其它兩桿長度之和◆最短桿是連架桿或機架當最短桿為連架桿，則最短桿是曲柄當最短桿為機架，則兩個連架桿均為曲柄。3.2平面連桿機構(gòu)三鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別2、鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別方法◆最短桿與最長桿之和小于等于其它兩桿長度之和時，取不同構(gòu)件為機架，則得不同的機構(gòu)：

②

若取最短構(gòu)件為機架ab(兩個連架桿均為曲柄)，則該機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)。

③

若取最短構(gòu)件為連桿dc(不存在曲柄)，則該機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)。

①

若取最短構(gòu)件為連架桿ad或bc(最短桿為曲柄)，則該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)。acdb3.2平面連桿機構(gòu)三鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別◆最短桿與最長桿之和大于其它兩桿長度之和時，機構(gòu)中不存在曲柄，所以該機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)。acdb3.2平面連桿機構(gòu)三鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別請判斷下列機構(gòu)屬于何類型？練一練3012010090答：曲柄搖桿機構(gòu)1、70120150602、答：雙搖桿機構(gòu)3.2平面連桿機構(gòu)三鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別問題討論：下列機構(gòu)的曲柄存在條件abab+eaBbACa)aBbACeb)aBbACec)ab-ed)aCABb?想一想3Dr3.2平面連桿機構(gòu)四鉸鏈四桿機構(gòu)的演化1、曲柄滑塊機構(gòu)1B2C34AD鉸鏈四桿機構(gòu)曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機構(gòu)

變3構(gòu)件形狀r

e01B24AC31B24AC3對心式曲柄滑塊機構(gòu)偏置式曲柄滑塊機構(gòu)1B2C4A3.2平面連桿機構(gòu)四鉸鏈四桿機構(gòu)的演化2、搖塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)2作機架3B2C曲柄搖塊機構(gòu)液壓動作筒車箱舉升機構(gòu)A41A41B2C33.2平面連桿機構(gòu)四鉸鏈四桿機構(gòu)的演化3、定塊機構(gòu)A41B2C3曲柄滑塊機構(gòu)3定塊機構(gòu)1BA21BA21BA2手動唧筒機構(gòu)3作機架1B24AC3應(yīng)用3.2平面連桿機構(gòu)四鉸鏈四桿機構(gòu)的演化4、導(dǎo)桿機構(gòu)A41B2C3１作機架A41B2C3導(dǎo)桿機構(gòu)舉例：牛頭刨床刨刀驅(qū)動機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性θ：極位夾角Ψ：搖桿擺角

當機構(gòu)從動件處于兩極限位置時，主動件曲柄在兩相應(yīng)位置AB和AB所夾的銳角θ，稱為極位夾角。1.極位夾角3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性2.急回特性及行程速度變化系數(shù)時間：轉(zhuǎn)角：運動：從動件c的平均角速度：急回運動：當曲柄等速回轉(zhuǎn)的情況下，通常把從動件往復(fù)運動速度快慢不同的運動稱為急回運動。主動件a時間：轉(zhuǎn)角：運動：從動件c3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性行程速比系數(shù)K通常把從動件往復(fù)運動平均速度的比值(大于1)稱為行程速比系數(shù)，用K表示。3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性分析：K=180o+θ180o-θ觀察？θ=0o，k=?，表示？k=1，無急回特性？θ≠0o，k=?，表示？K>1，有急回特性？θ↗，k如何變化，表示？k↗，急回特性愈顯著3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性判斷1.曲柄搖桿機構(gòu)中，搖桿兩極限位置的夾角稱為極位夾角。（）2.平面連桿機構(gòu)急回特性可以縮短非生產(chǎn)時間，提高工作效率。3.機構(gòu)工作件的空回行程平均速度大于工作行程平均速度的特性稱為急回特性。4.曲柄搖桿機構(gòu)中，以曲柄為主動件，搖桿為從動件，一定具有急回特性?！痢蹋ǎǎǎ痢叹氁痪?.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性選擇1.有急回特性的平面連桿機構(gòu)的行程速比系數(shù)k為多少？2.圖示曲柄搖滑塊機構(gòu)，該機構(gòu)的行程速比系數(shù)k為多少？A）k=1B）k>1C）k≥1D）k<1（）（）A）k=1B）k>1C）k=0D）k<1BA練一練aBbACa)3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性計算如圖所示，θ=30°，該機構(gòu)的急回特性系數(shù)k為多少？C2ωB1BB2CC1ADφ1φ2θψ工作行程空回行程θ解：k=180o+θ180o-θ=180o+30o180o-30o=1.4練一練3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性aBbACa)aBbACeb)aBbACec)

＝0a+bC2b-aC1

a+bC2b-aC1

d)aCABbC2C2

問題討論：下列機構(gòu)有無急回特性，若有，標出極位夾角

。想一想3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性3、壓力角和傳動角壓力角：力F的作用線與力作用點絕對速度V所夾的銳角α稱為壓力角。傳動角：壓力角的余角γ稱為傳動角在其它條件不變的情況下壓力角α越大，作功W越大3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性

所以壓力角是機構(gòu)傳力性能的一個重要指標，它是力的利用率大小的衡量指標。壓力角越小，傳動角越大，機構(gòu)傳力性能越好。

ABCDabcd

FtFnF

在圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，設(shè)AB桿為原動件，如不計各構(gòu)件質(zhì)量和運動副中的摩擦，連桿BC為二力桿件，它作用于從動件CD上的力F是沿BC方向的。Ft為有效分力，F(xiàn)n為有害分力。壓力角

越小，有效分力越大。3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性ABCDabcdFFtFn曲柄搖桿機構(gòu)的壓力角3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性曲柄搖桿機構(gòu)的壓力角對一般機械αmax≤50o或γmin≥40o對大功率機械αmax≤40o或γmin≥50o

max

minaBbACeb)aBbACa)Ab

b

min

min

d)aCABb00;900.e)e)00;900.五四桿機構(gòu)的基本特性問題討論：標出下列機構(gòu)在圖示位置的壓力角

．傳動

及最小傳動角min.想一想4、機構(gòu)的死點位置死點位置B2C24ABCD231=00=00B1C1

死點：機構(gòu)運動時出現(xiàn)傳動角=00的位置。BACB1C１=00C2B2=00五四桿機構(gòu)的基本特性4、機構(gòu)的死點位置死點位置3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性曲柄搖桿機構(gòu)（曲柄為主動件）的死點無死點存在3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性曲柄搖桿機構(gòu)（搖桿為主動件）的死點AB與BC共線時或者機構(gòu)有死點存在3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性曲柄滑塊機構(gòu)（曲柄為主動件）的死點無死點存在3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性曲柄滑塊機構(gòu)（滑塊為主動件）的死點有死點存在3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性避免死點位置的危害火車輪加虛約束的平行四邊形機構(gòu)3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性避免死點位置的危害加虛約束的平行四邊形機構(gòu)3.2平面連桿機構(gòu)五四桿機構(gòu)的基本特性飛機起落架機構(gòu)=00折疊家具機構(gòu)=00死點的利用3.2平面連桿機構(gòu)1、平面連桿機構(gòu)的概念及特點

連桿機構(gòu)——平面連桿機構(gòu)——平面四桿機構(gòu)——鉸鏈四桿機構(gòu)總結(jié)2、鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)3.2平面連桿機構(gòu)lmin+lmax≤l1+l2①最短桿為連架桿—曲柄搖桿機構(gòu)②最短桿為機架—雙曲柄機構(gòu)③最短桿為連桿—雙搖桿機構(gòu)——雙搖桿機構(gòu)YESNO3、鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別總結(jié)3.2平面連桿機構(gòu)總結(jié)4、鉸鏈四桿機構(gòu)的演化曲柄滑塊機構(gòu)定塊機構(gòu)搖塊機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)5、四桿機構(gòu)的基本特征

極位夾角急回特性及行程速比系數(shù)

壓力角及傳動角死點位置每天積累一點點理想便會距離我們越來越近！課程學(xué)習平臺學(xué)銀在線/detail/241541013中國大學(xué)MOOC/course/WXIC-1002376003汽車機械基礎(chǔ)課程學(xué)習平臺學(xué)銀在線/detail/241541013中國大學(xué)MOOC/course/WXIC-10023760033.13.23.33.4平面機構(gòu)的組成平面連桿機構(gòu)凸輪機構(gòu)其他常用機構(gòu)運動副及其分類、機構(gòu)運動簡圖的繪制、平面機構(gòu)的自由度平面連桿機構(gòu)概述、鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及應(yīng)用、鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別、鉸鏈四桿機構(gòu)的演化、四桿機構(gòu)的基本特性凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類、從動件常用運動規(guī)律、凸輪機構(gòu)的傳力特性間歇運動機構(gòu)、螺旋機構(gòu)項

目三

汽車常用機構(gòu)3.3凸輪機構(gòu)能力目標：能夠分析汽車中凸輪機構(gòu)的工作過程及運動特點

凸輪機構(gòu)可以利用凸輪的曲線或凹槽輪廓與推桿接觸而得到預(yù)定運動的軌跡。

汽車發(fā)動機的配氣機構(gòu)通過凸輪機構(gòu)如何控制氣門的開閉？柴油機的噴油泵供油、分電器的配電等如何通過凸輪機構(gòu)進行控制？3.3凸輪機構(gòu)任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)分析3.3凸輪機構(gòu)典型的凸輪機構(gòu)的工作原理從動件凸輪（原動件）滾子機架將凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動或移動轉(zhuǎn)換為從動件的連續(xù)或不連續(xù)的移動或擺動。一

凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)的應(yīng)用一

凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)的應(yīng)用一

凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)的分類凸輪機構(gòu)分類1、按凸輪形狀2、按從動件運動副元素形狀分類5、按凸輪高副的鎖合方式分類盤形凸輪圓柱凸輪

尖頂從動件滾子從動件平底從動件力鎖合形鎖合移動凸輪3、按從動件運動形式分類直動從動件擺動從動件4、按凸輪運動形式分類轉(zhuǎn)動凸輪移動凸輪一

凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機構(gòu)

盤形凸輪

凸輪是一個具有變化半徑的盤形構(gòu)件，繞固定軸線轉(zhuǎn)動，推動從動件運動。一

凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機構(gòu)

移動凸輪一

凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機構(gòu)

圓柱凸輪一

凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機構(gòu)

直動尖頂從動件對心直動尖頂從動件偏置直動尖頂從動件一

凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機構(gòu)直動滾子從動件直動平底從動件一

凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機構(gòu)

根據(jù)運動形式的不同，以上三種從動件還可分為直動從動件，擺動從動件，平面復(fù)雜運動從動件。擺動滾子從動件擺動尖頂從動件擺動平底從動件一

凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機構(gòu)

按凸輪高副的鎖合方式分類1)力鎖合：依靠中立或彈簧壓力鎖合一

凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機構(gòu)

按凸輪高副的鎖合方式分類2)形鎖合：依靠凸輪的幾何形狀

一

凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)的優(yōu)缺點：

只要設(shè)計出適當?shù)耐馆嗇喞?，即可使從動件實現(xiàn)預(yù)期的運動規(guī)律；結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、工作可靠。

凸輪為高副接觸（點或線），壓強較大，容易磨損，凸輪輪廓加工比較困難，費用較高。優(yōu)點：缺點：二

從動件常用運動規(guī)律3.3凸輪機構(gòu)1、凸輪機構(gòu)的運動循環(huán)及基本名詞術(shù)語凸輪基圓：以凸輪輪廓最小向徑OA為半徑作的圓。近休止角：當凸輪以等角速度ω按順時針方向轉(zhuǎn)動時，推桿首先與凸輪廓線的AB段圓弧接觸，此時推桿在最低位置靜止不動，凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角稱作近休止角（也稱近休運動角）。二

從動件常用運動規(guī)律3.3凸輪機構(gòu)推程：當凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，推桿與凸輪廓線的BC段接觸，推桿將由最低位置A被推到最高位置E，推桿的這一行程為推程，凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角稱為推程運動角

0

。遠休止角：凸輪再繼續(xù)轉(zhuǎn)動，當推桿與凸輪廓線的CD段接觸時，由于CD段為以凸輪軸心為圓心的圓弧，所以推桿處于最高位置靜止不動，在此過程中凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角稱作遠休止角(或稱遠休運動角)。

二

從動件常用運動規(guī)律3.3凸輪機構(gòu)回程:而后，在推桿與凸輪廓線DA段接觸時，它又由最高位置E回到最低位置A，推桿的這一行程稱作回程；凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角稱作回程運動角。行程:推桿在推程或回程中移動的距離h稱作推桿的行程。行程=推程=回程

由此我們知道，當凸輪沿順時針轉(zhuǎn)動一周時，推桿的運動經(jīng)歷了四個階段：靜止、上升、靜止、下降，其位移曲線如圖所示。這是最常見、最典型的運動形式。二

從動件常用運動規(guī)律3.3凸輪機構(gòu)2、從動件運動規(guī)律等速運動規(guī)律從動件在推程或回程開始和終止的瞬間，速度有突變，其加速度和慣性力在理論上為無窮大，致使凸輪機構(gòu)產(chǎn)生強烈的沖擊、噪聲和磨損，這種沖擊稱為剛性沖擊。因此，等速運動規(guī)律只適用于低速、輕載的場合。二

從動件常用運動規(guī)律3.3凸輪機構(gòu)等加速等減速運動規(guī)律

這種運動規(guī)律的加速度存在有限的突變，因而會在機構(gòu)中產(chǎn)生有限值的沖擊力，這種沖擊稱為柔性沖擊。與等速運動規(guī)律相比，其沖擊程度大為減小。因此，等加速等減速運動規(guī)律適用于中速、中載的場合。二

從動件常用運動規(guī)律3.3凸輪機構(gòu)余弦加速度（簡諧）運動規(guī)律

這種運動規(guī)律在行程的始末兩點加速度存在有限的突變，故也存在柔性沖擊，只適用于中速場合，但從動件作無間歇的升降升連續(xù)往復(fù)運動時，則得到連續(xù)的余弦曲線，運動中完全消除了柔性沖擊，這種情況下可用于高速運動。二

從動件常用運動規(guī)律3.3凸輪機構(gòu)正弦加速度（擺線）運動規(guī)律

多項式運動規(guī)律

三

凸輪機構(gòu)的傳力特性3.3凸輪機構(gòu)

1、凸輪有哪幾種型式?為什么說盤形凸輪是凸輪的最基本型式?它如何演變成移動凸輪和圓柱凸輪?

2、

試比較尖頂、滾子和平底從動件的優(yōu)缺點，并說明它們的應(yīng)用場合。3、說明等速、等加速等減速、簡諧運動和擺線運動等四種基本運動規(guī)律的加速度變化特點和它們的應(yīng)用場合。

4、凸輪的基圓指的是哪個圓?滾子從動件盤形凸輪的基圓在何處度量?

5、何謂凸輪機構(gòu)壓力角?壓力角的大小與凸輪尺寸有何關(guān)系?壓力角的大小對凸輪機構(gòu)的作用力和傳動有何影響?習題3.3凸輪機構(gòu)總結(jié)1、凸輪機構(gòu)的組成及分類2、凸輪從動件的運動規(guī)律3、凸輪輪廓曲線的幾個參數(shù)每天積累一點點理想便會距離我們越來越近！課程學(xué)習平臺學(xué)銀在線/detail/241541013中國大學(xué)MOOC/course/WXIC-1002376003汽車機械基礎(chǔ)課程學(xué)習平臺學(xué)銀在線/detail/241541013中國大學(xué)MOOC/course/WXIC-10023760033.13.23.33.4平面機構(gòu)的組成平面連桿機構(gòu)凸輪機構(gòu)其他常用機構(gòu)運動副及其分類、機構(gòu)運動簡圖的繪制、平面機構(gòu)的自由度平面連桿機構(gòu)概述、鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及應(yīng)用、鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別、鉸鏈四桿機構(gòu)的演化、四桿機構(gòu)的基本特性凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類、從動件常用運動規(guī)律、凸輪機構(gòu)的傳力特性螺旋機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)項

目三

汽車常用機構(gòu)3.4其他常用機構(gòu)能力目標：能夠分析汽車中駐車制動鎖止機構(gòu)、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器等常用機構(gòu)的工作原理。

在機器中完成間歇運動的機構(gòu)稱為間歇運動機構(gòu)，間歇運動機構(gòu)的類型很多，常用的主要有棘輪、槽輪機構(gòu)。

螺旋機構(gòu)在汽車及相關(guān)檢修工具中大量使用。

某些機器在工作中，要求有些機構(gòu)的主動件連續(xù)轉(zhuǎn)動，而從動件做周期性的間歇運動，即時動時停，如自動機床中的進給、送料、刀架轉(zhuǎn)位、成品輸送，