汽車機(jī)械基礎(chǔ)課件 項(xiàng)目五 汽車常用機(jī)構(gòu)

項(xiàng)目五汽車常用機(jī)構(gòu)汽車機(jī)械基礎(chǔ)任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)汽車凸輪機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)目錄CONTENTS任務(wù)二任務(wù)三項(xiàng)目五汽車常用機(jī)構(gòu)【情境再現(xiàn)】

情境12022年11月12日，李女士在某汽車4S店購(gòu)買了一輛家用代步車（長(zhǎng)安逸動(dòng)），一輛新車剛買回就出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)聲音很大的現(xiàn)象，這問(wèn)題令車主感到困惑。發(fā)動(dòng)機(jī)大多數(shù)常見(jiàn)異響的存在取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速狀態(tài)，或者發(fā)動(dòng)機(jī)的異響故障往往與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)有明顯的關(guān)系，尤其是曲柄連桿機(jī)構(gòu)和配氣機(jī)構(gòu)的異響都與工作循環(huán)有關(guān)。假如你是4S店服務(wù)人員，你該如何給李女士介紹這些更換項(xiàng)目和檢查呢？

情境22021年12月1日，李女士在某汽車4S店購(gòu)買了一輛家用代步車（吉利帝豪），但在行駛過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，汽缸蓋罩內(nèi)發(fā)出有節(jié)奏的“嗒嗒嗒”的響聲。假如你是4S店服務(wù)人員，你該如何給李女士介紹這些更換項(xiàng)目和檢查呢？

分析：1、李女士購(gòu)買的新車，怎么判斷異響是由什么引起的？依據(jù)是什么？

2、作為4S店維修接待服務(wù)人員，想要為李女士提供維修服務(wù)，針對(duì)相關(guān)汽車常用機(jī)構(gòu)，需要學(xué)習(xí)和掌握哪些相關(guān)知識(shí)？【目標(biāo)導(dǎo)航】12掌握運(yùn)動(dòng)副的概念及其類型；初步掌握平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法和分析方法。掌握平面機(jī)構(gòu)自由度的方法了解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用；掌握四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性和曲柄存在條件了解凸輪機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用；了解間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理、傳動(dòng)特點(diǎn)及應(yīng)用。3知識(shí)目標(biāo)實(shí)踐目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)

會(huì)繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

會(huì)計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度

會(huì)判斷四桿機(jī)構(gòu)的類型；會(huì)利用四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性解決實(shí)際問(wèn)題

會(huì)用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立理論聯(lián)系實(shí)際的實(shí)踐精神；培養(yǎng)學(xué)生良好的口頭表達(dá)能力以及人際溝通能力；培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作精神；培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和責(zé)任意識(shí)。平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析任務(wù)一任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析任務(wù)描述汽車常用的機(jī)構(gòu)有刮水器機(jī)構(gòu)、前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)等，這些機(jī)構(gòu)的各組成部分之間是通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接的。那么，內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)（見(jiàn)圖5-1）采用了哪些運(yùn)動(dòng)副?內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。那么，機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件是什么?圖5-1內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)1——挺柱2——?dú)忾T3——彈簧4——搖臂5——推桿6——凸輪任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

一、平面機(jī)構(gòu)的組成1．構(gòu)件的自由度

做平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件相對(duì)于指定參考系具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，稱為構(gòu)件的自由度。如圖5-2所示，一個(gè)在xOy平面內(nèi)做平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件，具有三個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)，即沿x軸和y軸的移動(dòng)，以及繞任一垂直于xOy平面的軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，做平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件具有三個(gè)自由度。平面機(jī)構(gòu)是由多個(gè)構(gòu)件，通過(guò)一定的約束關(guān)系有機(jī)地組合而成的。為了正確地分析或設(shè)計(jì)平面機(jī)構(gòu)，必須了解構(gòu)件的自由度、運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件類型等知識(shí)。

圖5-2構(gòu)件的自由度任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

一、平面機(jī)構(gòu)的組成

圖5-2構(gòu)件的自由度

2．運(yùn)動(dòng)副

在機(jī)構(gòu)中，組成機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件都應(yīng)具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，為傳遞運(yùn)動(dòng)，各構(gòu)件間必須以某種方式進(jìn)行相互連接。這種連接不是固定連接，而是能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接。這種使兩構(gòu)件直接接觸，并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接，稱為運(yùn)動(dòng)副。如軸與軸承的連接、內(nèi)燃機(jī)中活塞與氣缸的連接、活塞與連桿的連接、傳動(dòng)齒輪兩個(gè)齒輪輪齒間的連接等，都構(gòu)成了運(yùn)動(dòng)副。

兩構(gòu)件組成運(yùn)動(dòng)副后，就限制了兩構(gòu)件間的某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種限制稱為約束。構(gòu)件受到約束后自由度便隨之減少，運(yùn)動(dòng)副引入的約束數(shù)等于構(gòu)件失去的自由度數(shù)。

任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

一、平面機(jī)構(gòu)的組成

2．運(yùn)動(dòng)副

運(yùn)動(dòng)副中的兩構(gòu)件接觸形式不同，其限制的運(yùn)動(dòng)也不同，其接觸形式主要有點(diǎn)、線、面三種。按照兩構(gòu)件間的接觸形式，通常把平面運(yùn)動(dòng)副分為低副和高副。（1）低副

兩構(gòu)件間通過(guò)面的形式接觸而組成的運(yùn)動(dòng)副，稱為低副。低副根據(jù)兩構(gòu)件間允許的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式不同，又可分為回轉(zhuǎn)副和移動(dòng)副。

①回轉(zhuǎn)副

組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能繞某一軸線在一個(gè)平面內(nèi)做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)副稱為回轉(zhuǎn)副，又稱為鉸鏈。如圖5-3（a）所示，構(gòu)件1與構(gòu)件2之間通過(guò)圓柱面接觸而組成回轉(zhuǎn)副。內(nèi)燃機(jī)的曲軸與連桿、曲軸與機(jī)架、連桿與活塞之間都組成回轉(zhuǎn)副。圖5-3（a）回轉(zhuǎn)副

任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

一、平面機(jī)構(gòu)的組成

2．運(yùn)動(dòng)副

②移動(dòng)副

組成運(yùn)動(dòng)副的兩個(gè)構(gòu)件只能沿某一方向做相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)副稱為移動(dòng)副。如圖5-3（b）所示，構(gòu)件1與構(gòu)件2之間通過(guò)四個(gè)平面接觸組成移動(dòng)副，這兩個(gè)構(gòu)件只能產(chǎn)生沿軸線的相對(duì)移動(dòng)。內(nèi)燃機(jī)中的活塞與氣缸之間組成移動(dòng)副。

由于低副中兩構(gòu)件之間的接觸為面接觸，因此，容易制造和維修，承載能力大。承受相同載荷時(shí)，壓強(qiáng)較低，不易磨損，使用壽命較長(zhǎng)，故傳力性能較好。但其效率低，不能傳遞較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)兩構(gòu)件組成平面回轉(zhuǎn)副時(shí)，兩構(gòu)件間便只具有一個(gè)獨(dú)立的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)兩構(gòu)件組成平面移動(dòng)副時(shí)，兩構(gòu)件間便只具有沿一個(gè)方向的獨(dú)立的相對(duì)移動(dòng)。因此，平面低副引入兩個(gè)約束，使構(gòu)件失去了兩個(gè)自由度。圖5-3（b）移動(dòng)副

任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

一、平面機(jī)構(gòu)的組成

（2）高副

兩構(gòu)件間通過(guò)點(diǎn)或線的形式相接觸而組成的運(yùn)動(dòng)副，稱為高副。如圖5-4（a）所示的凸輪副和圖5-4（b）所示的齒輪副都是高副。顯然，構(gòu)件2可以相對(duì)于構(gòu)件1繞接觸點(diǎn)A轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，又可以沿接觸點(diǎn)的公切線t-t方向移動(dòng)，只有沿公法線n-n方向的運(yùn)動(dòng)受到限制。

由于高副中兩個(gè)構(gòu)件之間的接觸為點(diǎn)接觸或線接觸，因此，制造和維修較困難，承載能力小。在承受載荷時(shí)，壓強(qiáng)較高，接觸處易磨損、使用壽命短。但高副比較靈活，能傳遞較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

兩構(gòu)件組成高副時(shí)，在接觸處公法線n-n方向的移動(dòng)受到約束，但保留了沿公切線t-t方向的移動(dòng)和繞接觸點(diǎn)A的轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，平面高副引入一個(gè)約束，使構(gòu)件失去了一個(gè)自由度。（a）凸輪副（b）齒輪副圖5-4高副

任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

一、平面機(jī)構(gòu)的組成

此外，常用的運(yùn)動(dòng)副還有圖5-5（a）所示的球面副(球面鉸鏈)及圖5-5（b）所示的螺旋副。它們都是空間運(yùn)動(dòng)副，本任務(wù)不討論。（a）球面副

（b）螺旋副

圖5-5空間運(yùn)動(dòng)副任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

一、平面機(jī)構(gòu)的組成

3．組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件類型

由上述分析可知，機(jī)構(gòu)由構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副組成。構(gòu)件按其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同，可分為以下三類。

（1）機(jī)架

圖5-6回轉(zhuǎn)副的表示方法

機(jī)架是固定構(gòu)件，用來(lái)支承活動(dòng)構(gòu)件。組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件中必有也只有一個(gè)構(gòu)件為機(jī)架，其余構(gòu)件為活動(dòng)構(gòu)件。圖5-6所示的單缸內(nèi)燃機(jī)中，氣缸體就是固定構(gòu)件，它用來(lái)支承活塞、曲軸等。研究機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)時(shí)，常以機(jī)架作為參考系。任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

一、平面機(jī)構(gòu)的組成

3．組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件類型

由上述分析可知，機(jī)構(gòu)由構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副組成。構(gòu)件按其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同，可分為以下三類。

（2）原動(dòng)件

原動(dòng)件也稱為主動(dòng)件，是機(jī)構(gòu)中有驅(qū)動(dòng)力作用或已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律的構(gòu)件。原動(dòng)件一般與機(jī)架相連，一個(gè)機(jī)構(gòu)中必有一個(gè)或幾個(gè)原動(dòng)件。圖0-6中的活塞就是原動(dòng)件，其運(yùn)動(dòng)是由燃料燃燒形成的高壓氣體驅(qū)動(dòng)的。任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

一、平面機(jī)構(gòu)的組成

3．組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件類型

由上述分析可知，機(jī)構(gòu)由構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副組成。構(gòu)件按其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同，可分為以下三類。

（3）從動(dòng)件

圖5-6回轉(zhuǎn)副的表示方法

機(jī)構(gòu)中隨原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的所有活動(dòng)構(gòu)件稱為從動(dòng)件。圖5-6中的連桿、曲軸等都是從動(dòng)件。完成工作動(dòng)作的從動(dòng)件又稱為執(zhí)行構(gòu)件。

由以上分析可知，一般機(jī)構(gòu)由機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件組成。特殊的機(jī)構(gòu)可以沒(méi)有從動(dòng)件，但必須有原動(dòng)件和機(jī)架，如電動(dòng)機(jī)和液壓油缸等。任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制

在研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性時(shí)，為使問(wèn)題簡(jiǎn)化，可不考慮構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的實(shí)際結(jié)構(gòu)，只考慮與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的構(gòu)件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副類型及相對(duì)位置。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T4460—2013）以簡(jiǎn)圖圖形符號(hào)來(lái)表示機(jī)構(gòu)構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定的比例確定運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置及與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的尺寸，這種表明機(jī)構(gòu)的組成和各構(gòu)件間真實(shí)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)明圖形，稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。利用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖可以表達(dá)一部復(fù)雜機(jī)器的傳動(dòng)原理，可以進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析。任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制1．機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖形符號(hào)（1）運(yùn)動(dòng)副的表示方法

回轉(zhuǎn)副即為鉸鏈，用圓圈表示，其圓心代表相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸線。兩構(gòu)件組成回轉(zhuǎn)副的表示方法，如圖5-6所示。組成移動(dòng)副的兩個(gè)構(gòu)件中，將長(zhǎng)度較短的塊狀構(gòu)件稱為滑塊，將長(zhǎng)度較長(zhǎng)的槽狀或桿狀構(gòu)件稱為導(dǎo)槽或?qū)U，滑塊、導(dǎo)槽、導(dǎo)桿的導(dǎo)路必須與相對(duì)移動(dòng)方向一致。兩構(gòu)件組成移動(dòng)副的表示方法，如圖5-7所示。兩構(gòu)件組成高副時(shí)，需畫出兩構(gòu)件接觸處的曲線輪廓，如圖5-8所示。

圖5-7移動(dòng)副的表示方法圖

圖5-6回轉(zhuǎn)副的表示方法

圖5-8高副的表示方法圖任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制（2）構(gòu)件的表示方法軸、桿等構(gòu)件圖形符號(hào)的圖線用兩倍粗實(shí)線表示，塊類構(gòu)件圖形符號(hào)用小方塊表示。若構(gòu)件固連在一起，則涂以焊接記號(hào)；畫有斜線的構(gòu)件代表機(jī)架。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的常用圖形符號(hào)見(jiàn)表5-1。任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制名稱簡(jiǎn)圖符號(hào)名稱簡(jiǎn)圖符號(hào)構(gòu)件軸、桿機(jī)架基本符號(hào)兩副構(gòu)件機(jī)架是回轉(zhuǎn)副的一部分機(jī)架是移動(dòng)副的一部分三副構(gòu)件平面高副齒輪副外嚙合平面低副回轉(zhuǎn)副齒輪副內(nèi)嚙合移動(dòng)副凸輪副表5-1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的常用圖形符號(hào)任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制2.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法和步驟

繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，首先，要分析清楚機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動(dòng)情況，明確三類構(gòu)件，即機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件，弄清組成該機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)目；其次，仔細(xì)分析各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，確定運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目，以及運(yùn)動(dòng)副間的相對(duì)位置；最后，選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面，按一定的比例尺，用規(guī)定的符號(hào)和線條繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法和步驟如下所述。①分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，找出機(jī)構(gòu)的機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件。②分析構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，確定運(yùn)動(dòng)副的類型。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。④按比例尺用規(guī)定的符號(hào)和線條繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制3．繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，原動(dòng)件上應(yīng)標(biāo)有箭頭。

例1-1繪制圖0-6所示單缸內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。

解：繪制單缸內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的步驟如下所述。

①分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，找出機(jī)構(gòu)的機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件。由圖0-6可知，內(nèi)燃機(jī)殼體和氣缸體9是一個(gè)整體，在內(nèi)燃機(jī)中起機(jī)架的作用，氣缸體9內(nèi)的活塞1是原動(dòng)件，連桿7、曲軸6和與之相固連的大齒輪4、小齒輪5、凸輪10和進(jìn)氣門推桿2都是從動(dòng)件。任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制

②分析構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，確定運(yùn)動(dòng)副的類型。該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)由活塞1輸入，活塞1與氣缸體9組成移動(dòng)副；活塞1與連桿7，連桿7與曲軸6，曲軸6與內(nèi)燃機(jī)殼體之間組成回轉(zhuǎn)副。運(yùn)動(dòng)經(jīng)小齒輪5傳到大齒輪4，它們之間是線接觸，組成高副；小齒輪5與氣缸體9組成回轉(zhuǎn)副；大齒輪4與凸輪10連在一起為同一構(gòu)件，凸輪10與進(jìn)氣門推桿2之間是線接觸，組成高副；進(jìn)氣門推桿2與氣缸體9組成移動(dòng)副。

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。選擇內(nèi)燃機(jī)的主運(yùn)動(dòng)平面作為繪制單缸內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的平面。

④按比例尺用規(guī)定的符號(hào)和線條繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。根據(jù)選擇的繪圖比例尺，用規(guī)定符號(hào)和線條畫出所有構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，即可得到單缸內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如圖5-9所示。圖5-9單缸內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析三、機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件1．機(jī)構(gòu)的自由度

為了使所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)能夠具有確定運(yùn)動(dòng)，必須研究機(jī)構(gòu)的自由度和機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。

機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目，稱為機(jī)構(gòu)的自由度。顯然，機(jī)構(gòu)的自由度應(yīng)為所有活動(dòng)構(gòu)件自由度的總數(shù)與運(yùn)動(dòng)副引入的約束總數(shù)之差。

設(shè)一個(gè)平面機(jī)構(gòu)由N個(gè)構(gòu)件組成，其中必有一個(gè)構(gòu)件為機(jī)架，則活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為n=N-1。它們?cè)跊](méi)組成運(yùn)動(dòng)副之前，共有3n個(gè)自由度。由前述可知，平面低副引入兩個(gè)約束，平面高副引入一個(gè)約束。若機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件共組成PL個(gè)低副、PH個(gè)高副，則平面機(jī)構(gòu)自由度F的計(jì)算公式為任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制

例1-2計(jì)算圖5-9所示單缸內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)的自由度。

解：圖中曲軸6與小齒輪5、凸輪軸3上凸輪10與大齒輪4皆固連在一起，故可分別視為一個(gè)構(gòu)件。因此，可得活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=5，低副數(shù)高副數(shù)所以，該機(jī)構(gòu)的自由度為：

圖5-9單缸內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制2．計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng)（1）復(fù)合鉸鏈

兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以回轉(zhuǎn)副相連，則稱該連接為復(fù)合鉸鏈。圖5-10所示為三個(gè)構(gòu)件在A點(diǎn)形成復(fù)合鉸鏈。由圖可知，這三個(gè)構(gòu)件實(shí)際上組成了軸線重合的兩個(gè)回轉(zhuǎn)副，而不是一個(gè)回轉(zhuǎn)副。一般地，K個(gè)構(gòu)件形成的復(fù)合鉸鏈具有（K-1）個(gè)回轉(zhuǎn)副。計(jì)算自由度時(shí)，應(yīng)注意找出復(fù)合鉸鏈。圖5-10復(fù)合鉸鏈任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制

（2）局部自由度

與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)稱為局部自由度。如圖5-11（a）所示的凸輪機(jī)構(gòu)，為減少磨損，在從動(dòng)件2的端部裝有滾子3。凸輪1為原動(dòng)件，當(dāng)其逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)滾子3使從動(dòng)件2在導(dǎo)路中往復(fù)移動(dòng)。顯然，滾子3繞其自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，完全不會(huì)影響從動(dòng)件2的運(yùn)動(dòng)，因而滾子3的這一轉(zhuǎn)動(dòng)屬局部自由度。在計(jì)算該機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，可將滾子與從動(dòng)件看成一個(gè)構(gòu)件，如圖5-11（b）所示，這樣就可以去除局部自由度。計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，局部自由度應(yīng)除去不計(jì)。這時(shí)，該機(jī)構(gòu)中n=2，PL=2，PH=1，其自由度F=3×2-2×2-1=1。

局部自由度雖不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，但可以減少高副接觸處的摩擦和磨損。因此，在機(jī)械中常見(jiàn)有局部自由度的結(jié)構(gòu)，如滾動(dòng)軸承、滾子凸輪等。圖5-11局部自由度

（a）滾子轉(zhuǎn)動(dòng)

（b）滾子不轉(zhuǎn)動(dòng)

任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制（3）虛約束

機(jī)構(gòu)中與其他約束重復(fù)，而對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起新的限制作用的約束稱為虛約束。虛約束常出現(xiàn)在下列場(chǎng)合。

①兩構(gòu)件形成多個(gè)軸線重合的回轉(zhuǎn)副。圖5-12（a）所示曲軸與機(jī)架在A、B兩處組成了兩個(gè)回轉(zhuǎn)副，圖5-12（b）所示齒輪軸與機(jī)架在A、B兩處組成了兩個(gè)回轉(zhuǎn)副。從運(yùn)動(dòng)關(guān)系看，只有一個(gè)回轉(zhuǎn)副起約束作用，計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)按一個(gè)回轉(zhuǎn)副計(jì)算。

圖5-12回轉(zhuǎn)副軸線重合的虛約束圖

（a）曲軸與機(jī)架

（b）齒輪軸與機(jī)架任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制

②兩構(gòu)件形成多個(gè)導(dǎo)路平行或重合的移動(dòng)副。圖5-13中，凸輪機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)件2與機(jī)架4組成了兩個(gè)導(dǎo)路重合的移動(dòng)副，計(jì)算自由度時(shí)應(yīng)只算作一個(gè)移動(dòng)副。

上述兩種虛約束情況都屬于兩構(gòu)件形成多個(gè)作用相同的運(yùn)動(dòng)副。在判斷時(shí)，應(yīng)掌握兩構(gòu)件只能形成一個(gè)有效運(yùn)動(dòng)副的原則。

圖5-13移動(dòng)副導(dǎo)路重合的虛約束任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制

③兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡互相重合。如圖5-14（a）所示的平行四邊形機(jī)構(gòu)，桿BC做平移運(yùn)動(dòng)，其上各點(diǎn)軌跡均為圓心在機(jī)架AD上、半徑為AB的圓弧。該機(jī)構(gòu)自由度

現(xiàn)若在該機(jī)構(gòu)上加上構(gòu)件EF,且EF//AB、EF=AB,構(gòu)件EF上E點(diǎn)的軌跡與連桿BC上E點(diǎn)的軌跡重合，如圖5-14（b）所示。顯然，構(gòu)件EF對(duì)該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)并不產(chǎn)生任何影響，為虛約束。

因此，在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，應(yīng)將構(gòu)件EF去除。應(yīng)當(dāng)注意，構(gòu)件EF成為虛約束的幾何條件為EF∥AB、EF=AB，否則構(gòu)件EF將變?yōu)閷?shí)際約束，其自由度使機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)。

（a）平行四邊形機(jī)構(gòu)（b）虛約束圖5-14運(yùn)動(dòng)軌跡互相重合的虛約束任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制

④機(jī)構(gòu)中具有對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分。如圖5-15（b）所示的行星輪系，為使受力均勻，有三個(gè)相同的行星輪對(duì)稱布置。從運(yùn)動(dòng)關(guān)系看，只需一個(gè)行星輪2就能滿足運(yùn)動(dòng)要求，如圖5-15（a）所示，其余行星輪及其所引入的高副均為虛約束，應(yīng)除去不計(jì)。該機(jī)構(gòu)的自由度

綜上所述，虛約束雖對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起約束作用，但為改善機(jī)構(gòu)的剛性或受力情況，虛約束在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中被廣泛采用。計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，虛約束應(yīng)除去不計(jì)。

（a）運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（b）行星輪對(duì)稱布置圖5-15對(duì)稱結(jié)構(gòu)引入的虛約束任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制

例1-3計(jì)算圖5-16（a）所示篩料機(jī)構(gòu)的自由度。

解：經(jīng)分析可知，機(jī)構(gòu)中滾子F處有一個(gè)局部自由度。推桿DF與機(jī)架組成兩導(dǎo)路重合的移動(dòng)副E、E’，故其中之一為虛約束。C處為復(fù)合鉸鏈，彈簧不起限制自由度作用。去除局部自由度和虛約束后，按圖5-16（b）所示的機(jī)構(gòu)計(jì)算自由度。機(jī)構(gòu)中n=7,PL=9,PH=1,其自由度為（a）平行四邊形機(jī)構(gòu)

（b）虛約束

圖5-16篩料機(jī)構(gòu)任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制

例1-4計(jì)算圖5-17所示沖壓機(jī)構(gòu)的自由度。

解：經(jīng)分析可知，機(jī)構(gòu)中滾子D處有一個(gè)局部自由度；桿GG'與機(jī)架組成兩導(dǎo)路重合的移動(dòng)副，故其中之一為虛約束；B處為復(fù)合鉸鏈。去除局部自由度和虛約束后，計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度。機(jī)構(gòu)中其自由度為

圖5-17沖壓機(jī)構(gòu)

任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制3．機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件

通常，機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件只能輸入一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。顯然，只有機(jī)構(gòu)的自由度大于零，機(jī)構(gòu)才有可能運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，只有給機(jī)構(gòu)輸入的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目與機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)相等，該機(jī)構(gòu)才能有確定的運(yùn)動(dòng)。例如，例5-3中篩料機(jī)構(gòu)的自由度為2，從圖5-16中可看出，其原動(dòng)件數(shù)也為2，因此，該機(jī)構(gòu)具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

圖5-18所示四桿機(jī)構(gòu)中，原動(dòng)件數(shù)等于2，機(jī)構(gòu)自由度構(gòu)件要同時(shí)滿足原動(dòng)件AB和原動(dòng)件CD的給定運(yùn)動(dòng)，則勢(shì)必將桿BC拉斷。圖5-19所示為一個(gè)三構(gòu)件組合體，但各構(gòu)件之間無(wú)法相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以它不是機(jī)構(gòu)。圖5-20所示為一個(gè)五桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)只給定構(gòu)件AB運(yùn)動(dòng)時(shí)，其余構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)并不確定。

圖5-18四桿機(jī)構(gòu)圖

圖5-19三構(gòu)件組合體圖5-20五桿機(jī)構(gòu)任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制

綜上所述，當(dāng)機(jī)構(gòu)自由度數(shù)小于原動(dòng)件數(shù)時(shí)，機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)；當(dāng)機(jī)構(gòu)自由度數(shù)大于原動(dòng)件數(shù)時(shí)，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不確定；只有當(dāng)機(jī)構(gòu)自由度數(shù)大于零且等于原動(dòng)件數(shù)時(shí)，機(jī)構(gòu)才具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

因此，機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件為：機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)大于零，且等于機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)。

總之，機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算和其運(yùn)動(dòng)確定性的分析，可幫助設(shè)計(jì)人員判斷其合理性，同時(shí)也有助于設(shè)計(jì)人員判斷所繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的正確性。任務(wù)一平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析總結(jié)機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng)兩構(gòu)件形成多個(gè)軸線重回的回轉(zhuǎn)副兩構(gòu)件形成多個(gè)導(dǎo)路平行或重合的移動(dòng)副兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡互相重合機(jī)構(gòu)中具有對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分虛約束復(fù)合鉸鏈局部自由度平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的組成構(gòu)件的自由度回轉(zhuǎn)副低副移動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副高副從動(dòng)件原動(dòng)件組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)建類型機(jī)架機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法和步驟構(gòu)件的表示方法運(yùn)動(dòng)副的表示方法機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖形符號(hào)汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)任務(wù)二任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)任務(wù)描述汽車風(fēng)窗刮水器（見(jiàn)圖5-21）、汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（見(jiàn)圖5-22）、汽車車門啟閉機(jī)構(gòu)（見(jiàn)圖5-23）采用的都是四桿機(jī)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)車窗玻璃的清潔、汽車的轉(zhuǎn)向和車門的啟閉。那么，汽車風(fēng)窗刮水器、汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、汽車車門啟閉機(jī)構(gòu)分別采用的是哪種四桿機(jī)構(gòu)?是怎樣進(jìn)行工作的?圖5-21汽車風(fēng)窗刮水器圖5-22汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)圖5-23汽車車門啟閉機(jī)構(gòu)任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)一、平面連桿機(jī)構(gòu)

平面連桿機(jī)構(gòu)是由一些剛性構(gòu)件用回轉(zhuǎn)副和移動(dòng)副相互連接而組成的機(jī)構(gòu)。低副是面接觸，耐磨損；回轉(zhuǎn)副和移動(dòng)副的接觸表面是圓柱面和平面，制造簡(jiǎn)便，易于獲得較高的制造精度。因此，平面連桿機(jī)構(gòu)在各種機(jī)械和儀器中獲得廣泛使用。但低副中存在間隙，數(shù)目較多的低副會(huì)引起運(yùn)動(dòng)累積誤差；而且它的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，不易精確地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

由四個(gè)構(gòu)件組成的平面連桿機(jī)構(gòu)稱為平面四桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)有無(wú)移動(dòng)副的存在，平面四桿機(jī)構(gòu)可分為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和滑塊四桿機(jī)構(gòu)兩大類。在平面四桿機(jī)構(gòu)中，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是最基本的形式，其他四桿機(jī)構(gòu)可以看作鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化形式。任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)一、平面連桿機(jī)構(gòu)1．鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成

全部用回轉(zhuǎn)副相連的平面四桿機(jī)構(gòu)稱為平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)稱鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成如圖5-24所示。機(jī)構(gòu)中相對(duì)固定不動(dòng)的構(gòu)件4稱為機(jī)架，與機(jī)架4相連的構(gòu)件1、構(gòu)件3稱為連架桿，不與機(jī)架直接相連的構(gòu)件2稱為連桿。相對(duì)機(jī)架可做360°整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的連架桿，又稱為曲柄；相對(duì)機(jī)架做小于360°往復(fù)擺動(dòng)的連架桿，又稱為搖桿。圖5-24鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)一、平面連桿機(jī)構(gòu)2．鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型

在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，兩個(gè)連架桿可以一個(gè)是曲柄一個(gè)是搖桿，也可以都是曲柄或都是搖桿。因此，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有三種基本類型，即曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。（1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿中，如果一個(gè)為曲柄（AB桿），另一個(gè)為搖桿（CD桿），則稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，如圖5-25所示。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的主要用途是改變運(yùn)動(dòng)形式，它可以將曲柄的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復(fù)擺動(dòng)，如圖5-26所示的雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)；也可以將搖桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如圖5-27所示的縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)；或?qū)崿F(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖5-28所示的攪拌機(jī)機(jī)構(gòu)。

圖5-25曲柄搖桿機(jī)構(gòu)圖5-26雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)

圖5-27縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)

圖5-28攪拌機(jī)機(jī)構(gòu)任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)一、平面連桿機(jī)構(gòu)（2）雙曲柄機(jī)構(gòu)

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿（BC桿與AD桿）均為曲柄時(shí)，稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)，如圖5-29所示。雙曲柄機(jī)構(gòu)能將主動(dòng)曲柄的整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)曲柄的整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

一般雙曲柄機(jī)構(gòu)中的兩曲柄的長(zhǎng)度不相等，連桿與機(jī)架的長(zhǎng)度也不相等。因而，當(dāng)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5-30所示的慣性篩就是利用了雙曲柄機(jī)構(gòu)的這個(gè)特點(diǎn)。當(dāng)主動(dòng)曲柄1勻速回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)曲柄3變速回轉(zhuǎn)，通過(guò)構(gòu)件5使篩子6做變速往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到篩分物料的目的。圖5-29雙曲柄機(jī)構(gòu)圖

圖5-30慣性篩機(jī)構(gòu)任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)一、平面連桿機(jī)構(gòu)

當(dāng)雙曲柄機(jī)構(gòu)中相對(duì)的兩桿長(zhǎng)度分別相等時(shí)，該雙曲柄機(jī)構(gòu)稱為平行雙曲柄機(jī)構(gòu)或平行四邊形機(jī)構(gòu)，如圖5-31所示，有正平行雙曲柄機(jī)構(gòu)和反平行雙曲柄機(jī)構(gòu)兩種。正平行雙曲柄機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是兩曲柄AB和CD的轉(zhuǎn)向相同，且角速度相等，連桿做平動(dòng)。反平行雙曲柄機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是兩曲柄AB和CD的轉(zhuǎn)向相反，且角速度不等。圖5-32所示的機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，就是正平行雙曲柄機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例。圖5-31平行雙曲柄機(jī)構(gòu)

圖5-32機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)（a）正平行雙曲柄機(jī)構(gòu)

（b）反平行雙曲柄機(jī)構(gòu)任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)一、平面連桿機(jī)構(gòu)（3）雙搖桿機(jī)構(gòu)

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿（BC桿與AD桿）均為搖桿時(shí)，稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)，如圖5-33所示。雙搖桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)搖桿只能在一定的角度內(nèi)擺動(dòng)。圖5-34所示的港口起重機(jī)是典型的雙搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例，當(dāng)搖桿CD擺動(dòng)時(shí)，搖桿AB隨之?dāng)[動(dòng)，連桿BC上掛重物的M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡近似一水平直線，這樣可以節(jié)省動(dòng)力的消耗。圖5-33雙搖桿機(jī)構(gòu)

圖5-34港口起重機(jī)任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判別

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本類型的主要區(qū)別在于，連架桿是否為曲柄和存在幾個(gè)曲柄。機(jī)構(gòu)是否有曲柄存在，取決于機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的相對(duì)長(zhǎng)度和最短桿所處的位置。

①當(dāng)最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其他兩桿長(zhǎng)度之和時(shí)，可得到如下結(jié)論。a．若最短桿為連架桿，該機(jī)構(gòu)一定是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。b．若最短桿為機(jī)架，該機(jī)構(gòu)一定是雙曲柄機(jī)構(gòu)。c．若最短桿為連桿，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)度之和大于其他兩桿長(zhǎng)度之和時(shí)，則無(wú)論取哪一個(gè)構(gòu)件為機(jī)架，都無(wú)曲柄存在，機(jī)構(gòu)只能是雙搖桿機(jī)構(gòu)。

③當(dāng)構(gòu)件的長(zhǎng)度具有特殊的關(guān)系，如不相鄰的桿長(zhǎng)度兩兩分別相等，則該機(jī)構(gòu)無(wú)論以哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架，都是雙曲柄機(jī)構(gòu)（正平行雙曲柄機(jī)構(gòu)或反平行雙曲柄機(jī)構(gòu)）。

綜上，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件是：①最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和≤其他兩桿長(zhǎng)度之和；

②連架桿和機(jī)架中必有一桿是最短桿。任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判別例1-5圖5-35所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,桿AB長(zhǎng)L?=70mm,桿BC長(zhǎng).桿CD長(zhǎng)桿AD長(zhǎng)試判斷其類型。

解：分析最短桿AB與最長(zhǎng)桿AD之和與其他兩桿之和的關(guān)系。因?yàn)?/p>

所以又因?yàn)樽疃虠UAB為連架桿，所以，該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。

圖5-35鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)三、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)1．急回特性

如圖5-36所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，設(shè)曲柄AB為原動(dòng)件，搖桿CD為從動(dòng)件，曲柄每轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，曲柄與連桿BC有兩次共線，此時(shí)搖桿CD分別處于左、右兩個(gè)極限位置C?D和C?D。當(dāng)搖桿處于兩極限位置時(shí)，曲柄在兩相應(yīng)位置所夾的銳角θ稱為極位夾角。

圖5-36曲柄搖桿機(jī)構(gòu)急回特性任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)三、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)

由圖5-36可知，當(dāng)曲柄以角速度ω勻速轉(zhuǎn)過(guò)180°+θ時(shí),搖桿從C?D擺至C?D,稱為推程或正行程，所需時(shí)間為t?，C點(diǎn)的平均速度為v?;當(dāng)曲柄再轉(zhuǎn)過(guò)180°-θ時(shí),搖桿從C?D擺回至C?D，稱為回程或反行程，所需時(shí)間為t?，C點(diǎn)的平均速度為v?。不難看出，由于所以，。又由于搖桿上C點(diǎn)從C1到C2和從C2到C1的擺角相等，而所用時(shí)間卻不同，所以往返的平均速度也不同，即這種回程比推程的平均速度快的運(yùn)動(dòng)特性，稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性。

機(jī)構(gòu)的急回特性常用行程速比系數(shù)K表示，即

由上式可見(jiàn)，K值大小取決于極位夾角θ：當(dāng)θ=0°時(shí)，K=1，機(jī)構(gòu)沒(méi)有急回特性；當(dāng)θ>0°時(shí)，K>1，機(jī)構(gòu)具有急回特性。K值的大小反映了機(jī)構(gòu)的急回程度，K值越大，急回特性越明顯；反之，則越不明顯。通常利用機(jī)構(gòu)的急回特性，縮短回程（非生產(chǎn)）時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)三、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)2．壓力角與傳動(dòng)角

在設(shè)計(jì)和選用四桿機(jī)構(gòu)時(shí)，不但應(yīng)保證實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)要求，還應(yīng)使機(jī)構(gòu)具有較好的傳力性能，以使機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、輕便，效率高。機(jī)構(gòu)的傳力性能與壓力角有關(guān)。壓力角和傳動(dòng)角是反映機(jī)構(gòu)傳力性能的重要標(biāo)志。

圖5-37曲柄搖桿機(jī)構(gòu)壓力角和傳動(dòng)角任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)三、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)

在圖5-37所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，取曲柄AB為原動(dòng)件，搖桿CD為從動(dòng)件。若忽略各構(gòu)件質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)副中的摩擦，則曲柄AB通過(guò)連桿BC作用于搖桿CD上C點(diǎn)的力F沿BC方向，它與受力點(diǎn)C的絕對(duì)速度v。之間所夾的銳角α稱為壓力角。力F沿v。方向的分力

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

會(huì)增大運(yùn)動(dòng)副中的摩擦和磨損，對(duì)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)不利，故稱為有害分力。顯然，壓力角α越小，有效分力.越大，有害分力?越小，機(jī)構(gòu)的傳力性能越好。壓力角的余角，即連桿與從動(dòng)件間所夾的銳角稱為傳動(dòng)角，用γ表示。壓力角越小，傳動(dòng)角越大，機(jī)構(gòu)的傳力效果越好。任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)三、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)3．死點(diǎn)位置

在圖5-38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（AB?與共線、AB?與共線），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。此時(shí)，曲柄的壓力角α=90°，傳動(dòng)角γ=0°，無(wú)法推動(dòng)曲柄AB轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)的這個(gè)位置稱為死點(diǎn)位置。圖5-38曲柄搖桿機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)三、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中有無(wú)死點(diǎn)位置，取決于從動(dòng)件是否與連桿共線。對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)而言，當(dāng)曲柄為原動(dòng)件時(shí)，搖桿與連桿無(wú)共線位置，不出現(xiàn)死點(diǎn)。此外，當(dāng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)中通過(guò)死點(diǎn)位置時(shí)，從動(dòng)曲柄有可能會(huì)產(chǎn)生不確定的情況，既可能順時(shí)針回轉(zhuǎn)，也可能逆時(shí)針回轉(zhuǎn)。因此，死點(diǎn)位置對(duì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)是有害的，應(yīng)設(shè)法避免。

通常利用構(gòu)件的慣性作用，使機(jī)構(gòu)通過(guò)死點(diǎn)，縫紉機(jī)就是借助帶輪的慣性使機(jī)構(gòu)通過(guò)死點(diǎn)位置的；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)量的飛輪的慣性，順利通過(guò)死點(diǎn)位置（活塞處于上、下止點(diǎn)），并使從動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)向不變的。任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)三、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)

工程上，有時(shí)也利用死點(diǎn)位置提高機(jī)構(gòu)工作的可靠性。如圖5-39所示的飛機(jī)起落架，當(dāng)機(jī)輪著陸時(shí)，BC桿和CD桿共線，機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置，即使機(jī)輪受到很大的力，構(gòu)件BC也不會(huì)使CD桿轉(zhuǎn)動(dòng)（起落架不會(huì)折回），使飛機(jī)著陸可靠。又如圖5-40所示的鉆床工件夾緊裝置，當(dāng)工件被夾緊后，BCD成一條直線，機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置，無(wú)論工件的反力多大，夾緊裝置上的夾具也不會(huì)自行松脫。圖5-39飛機(jī)起落架死點(diǎn)位置圖5-40鉆床工件夾緊裝置死點(diǎn)位置任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)四、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化形式1．曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，將一個(gè)回轉(zhuǎn)副轉(zhuǎn)化為一個(gè)移動(dòng)副時(shí)，該機(jī)構(gòu)就轉(zhuǎn)化為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。圖5-41所示的機(jī)構(gòu)，連架桿AB繞相鄰機(jī)架4做整周轉(zhuǎn)動(dòng)，是曲柄；另一連架桿3在移動(dòng)副中沿機(jī)架導(dǎo)路滑動(dòng)，稱為滑塊。因此，該機(jī)構(gòu)稱為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。圖5-42所示的內(nèi)燃機(jī)中的曲柄連桿機(jī)構(gòu)就是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用。

圖5-42內(nèi)燃機(jī)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)圖5-41曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

汽車機(jī)構(gòu)中，還有由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演變而成的機(jī)構(gòu)。一般可通過(guò)將鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副，獲得相應(yīng)的派生機(jī)構(gòu)。凡含有移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)稱滑塊四桿機(jī)構(gòu)。本任務(wù)分析兩種汽車中常用的滑塊機(jī)構(gòu)，即曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和曲柄搖塊機(jī)構(gòu)。任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)2．曲柄搖塊機(jī)構(gòu)

如圖5-43所示，取與滑塊鉸接的桿件2作為機(jī)架，當(dāng)桿件1的長(zhǎng)度小于桿件2（機(jī)架）的長(zhǎng)度時(shí)，則桿件1能繞B點(diǎn)做整周轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊3與機(jī)架2組成回轉(zhuǎn)副而繞C點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，故該機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖塊機(jī)構(gòu)。圖5-44所示的自卸車翻斗機(jī)構(gòu)就是曲柄搖塊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用。在自卸車翻斗機(jī)構(gòu)中，當(dāng)油缸中壓力油推動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，車廂便繞回轉(zhuǎn)副中心傾斜，當(dāng)達(dá)到一定角度時(shí)，物料就自動(dòng)卸下。圖5-43曲柄搖塊機(jī)構(gòu)

圖5-44自卸車翻斗機(jī)構(gòu)任務(wù)二汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)

總結(jié)汽車常見(jiàn)四桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化形式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成雙搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判別死點(diǎn)位置壓力角與傳動(dòng)角急回特性汽車凸輪機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)任務(wù)三任務(wù)三汽車凸輪機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)任務(wù)描述

汽車內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要機(jī)構(gòu)，工作時(shí)要求在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)氣門要迅速打開(kāi)，隨即迅速關(guān)閉，然后保持關(guān)閉不動(dòng)。汽車停在斜坡上不會(huì)下滑是駐車制動(dòng)鎖止機(jī)構(gòu)在起作用。那么，內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)[見(jiàn)圖5-48（a）]采用的是哪種機(jī)構(gòu)，是怎樣進(jìn)行工作的?駐車制動(dòng)鎖止機(jī)構(gòu)[見(jiàn)圖5-48（b）]采用的又是哪種機(jī)構(gòu)，是怎樣進(jìn)行工作的?（a）內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)

（b）駐車制動(dòng)鎖止機(jī)構(gòu)

圖5-48內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)與駐車制動(dòng)鎖止機(jī)構(gòu)任務(wù)三汽車凸輪機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)（一）凸輪機(jī)構(gòu)的組成與特點(diǎn)

1．凸輪機(jī)構(gòu)的組成

凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪1、從動(dòng)件2和機(jī)架3三個(gè)基本構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)，如圖5-49所示。凸輪是一個(gè)具有特定曲線輪廓（或凹槽）的構(gòu)件，一般為主動(dòng)件，做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)移動(dòng)。與凸輪輪廓接觸的從動(dòng)件一般做往復(fù)移動(dòng)或擺動(dòng)，稱為從動(dòng)桿動(dòng)。從動(dòng)件靠重力或彈簧力與凸輪緊密接觸。

在凸輪機(jī)構(gòu)中，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，借助凸輪本身的曲線輪廓或凹槽迫使從動(dòng)件做一定的運(yùn)動(dòng)，即從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪輪廓曲線或凹槽曲線的形狀。圖5-49凸輪機(jī)構(gòu)1-凸輪2-從動(dòng)件3-機(jī)架任務(wù)三汽車凸輪機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)2．凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)

凸輪機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、設(shè)計(jì)方便，只要做出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，就可以使從?dòng)件得到預(yù)定的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律。其缺點(diǎn)是凸輪輪廓加工較為困難，凸輪輪廓精度要求高時(shí)、需用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。而且，凸輪副是點(diǎn)接觸或線接觸的高副，接觸應(yīng)力較大，易磨損。所以，凸輪機(jī)構(gòu)通常用于傳力不大的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)或控制機(jī)構(gòu)中。任務(wù)三汽車凸輪機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)（二）凸輪機(jī)構(gòu)的類型

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)有以下幾種分類方式。

1．按凸輪的形狀分類（1）盤形凸輪

盤形凸輪是凸輪的最基本形式，如圖5-50所示。它是一個(gè)繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并具有變化向徑的盤形構(gòu)件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用最廣，但從動(dòng)件的行程不能太大，故多用于行程較短的場(chǎng)合。圖5-50盤形凸輪任務(wù)三汽車凸輪機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)（2）移動(dòng)凸輪

移動(dòng)凸輪（又稱板狀凸輪）是一個(gè)具有曲線輪廓，并做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，如圖5-51所示。當(dāng)盤形凸輪的回轉(zhuǎn)中心趨于無(wú)窮大時(shí)，即成為移動(dòng)凸輪。（3）圓柱凸輪

圓柱凸輪是一個(gè)在圓柱端面上做出曲線輪廓或在圓柱面上開(kāi)有曲線凹槽的構(gòu)件，并繞其軸線旋轉(zhuǎn)，如圖5-52所示。它的從動(dòng)件可以獲得較大的行程，適用于行程較大的場(chǎng)合。圖5-51移動(dòng)凸輪

圖5-52圓柱凸輪任務(wù)三汽車凸輪機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)2．按從動(dòng)件的形狀分類

（1）尖頂從動(dòng)桿

尖頂從動(dòng)桿以尖頂與凸輪輪廓接觸，如圖5-53（a）所示。這種從動(dòng)桿結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，能與任何復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，故可使從動(dòng)桿實(shí)現(xiàn)任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但尖頂易磨損，故僅適用于傳力不大、低速及要求傳動(dòng)靈敏的場(chǎng)合，如儀表、記錄儀等。（2）曲面從動(dòng)桿

為了克服尖頂從動(dòng)桿的缺點(diǎn)，可以把從動(dòng)桿的端部做成曲面，稱為曲面從動(dòng)桿。曲面從動(dòng)桿以曲面與凸輪輪廓接觸，如圖5-53（b）所示。這種從動(dòng)桿在生產(chǎn)中應(yīng)用較多。

圖5-53從動(dòng)桿的形狀

（b）曲面從動(dòng)桿（a）尖頂從動(dòng)桿

任務(wù)三汽車凸輪機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)（3）滾子從動(dòng)桿

滾子從動(dòng)桿的端部鉸接一個(gè)滾子，并以滾子與凸輪輪廓接觸，如圖5-53（c）所示。由于滾子與凸輪輪廓是線接觸，又是滾動(dòng)摩擦，磨損較小且均勻，所以，它可用于傳遞較大的力，故應(yīng)用最廣泛。（4）平底從動(dòng)桿

平底從動(dòng)桿以平底與凸輪輪廓接觸，如圖5-53（d）所示。由于平底與凸輪之間容易形成楔形油膜，因此利于潤(rùn)滑和減少磨損。不計(jì)摩擦?xí)r，凸輪給從動(dòng)桿的作用力始終垂直于平底，傳動(dòng)效率較高，故常用于高速凸輪機(jī)構(gòu)中。但平底從動(dòng)桿不能與具有內(nèi)凹或凹槽輪廓的凸輪相接觸。圖5-53從動(dòng)桿的形狀（d）平底從動(dòng)桿（c）滾子從動(dòng)桿

任務(wù)三汽車凸輪機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)3．按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方式分類（1）移動(dòng)從動(dòng)桿

移動(dòng)從動(dòng)桿相對(duì)于機(jī)架做往復(fù)直線移動(dòng)，如圖5-49所示。（2）擺動(dòng)從動(dòng)桿

擺動(dòng)從動(dòng)桿相對(duì)于機(jī)架做往復(fù)擺動(dòng)，如圖5-50所示。圖5-49凸輪機(jī)構(gòu)1-凸輪2-從動(dòng)件3-機(jī)架圖5-50盤形凸輪任務(wù)三汽車凸輪機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)（三）凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用

凸輪機(jī)構(gòu)在汽車中主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)（在凸輪軸上）。凸輪軸是汽車中不可缺少的、非常重要的零件。按凸輪軸的布置位置，凸輪軸可分為凸輪軸上置式、凸輪軸中置式和凸輪軸下置式三種。按凸輪軸的數(shù)量，凸輪軸可分為單頂置凸輪軸和雙頂置凸輪軸兩種。單頂置凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)進(jìn)、排氣門；雙頂置凸輪軸一根控制進(jìn)氣門、一根控制排氣門。雙頂置凸輪軸是多氣門發(fā)動(dòng)機(jī)必不可少的配備，現(xiàn)在的發(fā)動(dòng)機(jī)大都采用雙頂置凸輪軸（奧迪、豐田等）設(shè)計(jì)。有些V型氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)甚至?xí)鋫渌母馆嗇S。

凸輪機(jī)構(gòu)在機(jī)械傳遞和自動(dòng)控制裝置中的應(yīng)用也比較廣泛，其應(yīng)用實(shí)例如下所述。任務(wù)三汽車凸輪機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)1．靠模車削機(jī)構(gòu)

靠模車削機(jī)構(gòu)如圖5-54所示?？磕０?（相當(dāng)于移動(dòng)凸輪）固定在車床床身上。車削加工時(shí)，工件1旋轉(zhuǎn)，刀架3帶動(dòng)車刀2（從動(dòng)件）沿工件軸向移動(dòng)，由靠模板曲線輪廓控制車刀相對(duì)于工件的徑向進(jìn)給；車刀按預(yù)定規(guī)律動(dòng)作，從而車削出具有曲面輪廓的工件。

圖5-54靠模車削機(jī)構(gòu)

1-工件

2-車刀

3-刀架

4-靠模板任務(wù)三汽車凸輪機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)2．自動(dòng)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)

自動(dòng)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)如圖5-55所示。帶有曲線凹槽的圓柱凸輪1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凹槽的側(cè)面推動(dòng)擺桿2端部的滾子，使擺桿繞固定鉸鏈的回轉(zhuǎn)中心C擺動(dòng)，擺桿另一端的扇形齒輪與刀架底部的齒條相嚙合，使刀架實(shí)現(xiàn)進(jìn)刀和退刀動(dòng)作。

圖5-55自動(dòng)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)

1-圓柱凸輪2-擺桿任務(wù)三汽車凸輪機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)3．自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)

自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)如圖5-56所示。當(dāng)帶有凹槽的圓柱凸輪1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)槽中的滾子，驅(qū)使從動(dòng)件2按一定運(yùn)動(dòng)規(guī)律做往復(fù)移動(dòng)，從動(dòng)件即將儲(chǔ)料器中的坯料推出，送到加工位置。凸輪每轉(zhuǎn)一周，運(yùn)送一個(gè)坯料到加工位置。

圖5-56自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)1-圓柱凸輪

2-從動(dòng)件任務(wù)三汽車凸輪機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)一