学习情境四 汽车常用传动机构幻灯片.ppt

学习情境四 汽车常用传动机构 2 本章重点 1 传动机构基本原理和规律 2 常用传动机构的工作原理 运动特性和结构特点 3 使用维护知识 3 情境描述 一台康明斯发动机进气管有异响 汽车行驶无力 检查气门间隙基本正常 初步诊断为进气门关闭不严 拆下气缸盖检查气门 发现所有进气门均有严重积碳 且第5 6两缸的气门密封带由于积碳过多已损坏 4 情境描述 进一步检查 又见进气管壁上有机油 这些机油是空气增压器叶片轴上渗漏出来的 由于空气增压器长期漏机油 因此 进气门严重积碳 于是 更换空气增压器和进气门 研磨好气门后进行密封试验 5 情境描述 密封试验不漏油后 将发动机气缸盖装复试车 但进气管仍有回气的异响存在 不过比原先减轻许多 再次对发动机进行反复检查 发现工作时第1缸的排气门摇臂压下很少 判断可能是第1缸的凸轮磨损 6 情境描述 过甚所致 更换凸轮轴后 发动机工作正常 因发动机凸轮轴凸轮磨损引起进气管异响的故障现象消失 7 7 PersonalNSummary 单元一 机构传动基础 一 机构组成 二 机构的运动简图 三 机构具有确定运动的条件 一 机构组成和分类机构是构件的组合体 各构件之间具有确定的相对运动 构件是由一个或几个零件刚性地连接在一起 做为一个整体而运动的单元 单元一 四 机构传动的类型和用途 一 机构组成 二 机构的运动简图 三 机构具有确定运动的条件 单元一 四 机构传动的类型和用途 1 曲柄2 连杆3 活塞4 气缸5 连杆体6 螺栓7 连杆盖8 螺母 一 机构组成 二 机构的运动简图 三 机构具有确定运动的条件 二 构件的表示方法 单元一 四 机构传动的类型和用途 一 机构组成 二 机构的运动简图 三 机构具有确定运动的条件 二 构件的表示方法 单元一 四 机构传动的类型和用途 一 机构组成 二 机构的运动简图 三 机构具有确定运动的条件 三 运动副及其表示方法机构中每一构件都是通过一定形式和其他构件相连的 但显然不能是刚性的 而应保持相互连接的两构件之间能产生某些相对运动 我们把两构件间的这种可动联接称为运动副 单元一 四 机构传动的类型和用途 一 机构组成 二 机构的运动简图 三 机构具有确定运动的条件 1 运动副元素 两构件之间的接触 不外乎点 线 面三种接触形式 这些参与接触的点 线 面称运动副元素 单元一 四 机构传动的类型和用途 一 机构组成 二 机构的运动简图 三 机构具有确定运动的条件 2 运动副的分类及表示方法按照运动副组成构件的接触方式 运动副可分为低副和高副两类 凡是通过面接触而构成的运动副称为低副 凡是通过点或线接触面构成的运动副称为高副 根据组成平面低副的两构件之间的相对运动的性质 低副又可分为转动副和移动副 单元一 四 机构传动的类型和用途 一 机构组成 二 机构的运动简图 三 机构具有确定运动的条件 1 低副两构件构成面接触的运动副 单元一 四 机构传动的类型和用途 转动副 一 机构组成 二 机构的运动简图 三 机构具有确定运动的条件 1 低副两构件构成面接触的运动副 单元一 四 机构传动的类型和用途 移动副 一 机构组成 二 机构的运动简图 三 机构具有确定运动的条件 2 高副两构件构成点 线接触的运动副 表示方法 绘出接触处的实际轮廓形状 单元一 四 机构传动的类型和用途 一 机构组成 二 机构的运动简图 三 机构具有确定运动的条件 单元一 四 机构传动的类型和用途 一 平面机构运动简图的概念由于机构各部分的运动是由其原动件的运动规律 该机构中的各运动副的类型以及机构的运动尺寸来决定的 而与构件的外形 断面尺寸 组成构件的零件数目以及固联方式等无关 单元一 二 机构的运动简图 一 机构组成 三 机构具有确定运动的条件 四 机构传动的类型和用途 所以只要根据机构的运动尺寸 按照一定的比例尺定出运动副的位置 就可以用运动副的代表符号以及国家标准规定常用机构的运动简图的符号将机构的运动情况表示出来 单元一 二 机构的运动简图 一 机构组成 三 机构具有确定运动的条件 四 机构传动的类型和用途 二 构件的分类及带有运动副元素的构件的图示 单元一 二 机构的运动简图 一 机构组成 三 机构具有确定运动的条件 四 机构传动的类型和用途 1 构件的分类机构中的构件按其运动性质可分为三类 1 机架机架是机构中视作固定不动的构件 它用来支承其它可动构件 单元一 二 机构的运动简图 一 机构组成 三 机构具有确定运动的条件 四 机构传动的类型和用途 2 原动件已给定运动规律的活动构件 即直接接受能源或最先接受能源作用有驱动力或力矩的构件 3 从动件机构中随着原动件的运动而运动的其他活动构件 单元一 二 机构的运动简图 一 机构组成 三 机构具有确定运动的条件 四 机构传动的类型和用途 2 机构运动简图的绘制方法和步骤 1 明确机构的组成 研究分析机构的运动情况 认明机架 原动件及构件间的运动副 构件用数字编号 运动副用字母代表 2 选择视图平面一般选择与各构件运动平面相互平行的平面作为视图平面 单元一 二 机构的运动简图 一 机构组成 三 机构具有确定运动的条件 四 机构传动的类型和用途 3 绘制机构运动简图选择适当的比例 从主动件开始依次绘图 就可以得到机构运动简图 单元一 二 机构的运动简图 一 机构组成 三 机构具有确定运动的条件 四 机构传动的类型和用途 一 自由度与约束自由度是构件可能出现的独立运动 任何一个构件在空间自由运动时皆有6个自由度 即在直角坐标系内沿x轴 y轴和z轴的移动以及绕x轴 y轴和z轴的转动 共计6个独立运动 一个作平面运动的构件 则只有3个自由度 单元一 三 机构具有确定运动的条件 一 机构组成 二 机构的运动简图 四 机构传动的类型和用途 一个作平面运动的构件 则只有3个自由度 单元一 三 机构具有确定运动的条件 一 机构组成 二 机构的运动简图 四 机构传动的类型和用途 二 平面机构自由度的计算假设某平面机构由个活动构件 个低副和个高副所组成 由于一个不受约束构件的平面运动有三个自由度 而一个低副有两个约束条件 一个高副有一个约束条件 因此平面机构自由度的计算公式为 单元一 三 机构具有确定运动的条件 一 机构组成 二 机构的运动简图 四 机构传动的类型和用途 例计算图中所示的内燃机机构的自由度 单元一 三 机构具有确定运动的条件 一 机构组成 二 机构的运动简图 四 机构传动的类型和用途 三 机构自由度计算中特殊情况的处理1 复合铰链复合铰镕是指个构件在同一处构成同轴线的转动副 复合铰链处的转动副数目应为 单元一 三 机构具有确定运动的条件 一 机构组成 二 机构的运动简图 四 机构传动的类型和用途 单元一 三 机构具有确定运动的条件 一 机构组成 二 机构的运动简图 四 机构传动的类型和用途 2 局部自由度局部自由度是指机构中某些构件的局部独立运动 它并不影响其他构件的运动 因此 计算机构自由度时不考虑其局部自由度 单元一 三 机构具有确定运动的条件 一 机构组成 二 机构的运动简图 四 机构传动的类型和用途 单元一 三 机构具有确定运动的条件 一 机构组成 二 机构的运动简图 四 机构传动的类型和用途 3 虚约束虚约束是指在机构运动分析中不产生实际约束效果的重复约束 当机构中存在虚约束时 其消除办法是将含有虚约束的构件及其组成的运动副去掉 单元一 三 机构具有确定运动的条件 一 机构组成 二 机构的运动简图 四 机构传动的类型和用途 四 平面机构具有确定运动的条件平面机构具有确定运动的充要条件为 机构自由度大于0 且原动件数目等于机构的自由度 单元一 三 机构具有确定运动的条件 一 机构组成 二 机构的运动简图 四 机构传动的类型和用途 例计算图所示大筛机构的自由度 单元一 三 机构具有确定运动的条件 一 机构组成 二 机构的运动简图 四 机构传动的类型和用途 一 机构传动的类型根据传动原理的不同 机构传动可分为推压传动 摩擦传动和啮合传动三类 其中推压传动有连杆机构传动 凸轮机构传动 槽轮机构传动 棘轮机构传动等 单元一 四 机构传动的类型和用途 一 机构组成 二 机构的运动简图 三 机构具有确定运动的条件 摩擦传动有摩擦轮传动 带传动等 啮合传动有齿轮传动 蜗杆传动 螺旋传动 链传动 非圆齿轮传动等 单元一 四 机构传动的类型和用途 一 机构组成 二 机构的运动简图 三 机构具有确定运动的条件 一 机构传动的类型根据传动的速比能否改变 机构传动可分为固定速比传动 可调速比传动和变速比传动 其中 固定速比传动有齿轮传动 蜗杆传动 带传动 螺旋传动等 单元一 四 机构传动的类型和用途 一 机构组成 二 机构的运动简图 三 机构具有确定运动的条件 可调速比传动有有级变速传动 无级变速传动 变速比传动有连杆机构传动凸轮机构传动 槽轮机构传动 棘轮机构传动 非圆齿轮传动等 单元一 四 机构传动的类型和用途 一 机构组成 二 机构的运动简图 三 机构具有确定运动的条件 41 学习案例 有一台1 6m3挖掘机的动力F8L413F风冷柴油机 正常大修后 运行不到三个月 就开始出现动力下降 排气冒黑烟 烧机油故障 对该机进行拆机检查 发现该机活塞 气缸套 气门等均严重磨损 所以又按大修要求对该柴油机进行了大修 42 学习案例 但大修后 同样运行不到三个月 动力下降 冒黑烟 烧机油故障再次出现 设备单位认为是柴油机的零部件存在质量问题 但仔细检查零部件的来源 发现都是可靠的正厂产品 没有质量问题 43 学习案例 聘请专家到现场对柴油机的原有零部件进行了认真的检查分析 发现该柴油机的进气管内壁及气缸盖进气道内充满了约1mm后的泥沙灰尘 因此 专家认定是空气进气系统有问题 空气过滤不净所致 44 PersonalNSummary 单元二 汽车常见平面连杆机构 一 平面连杆机构的组成 特点及应用 二 平面四杆机构的类型和应用 机构根据构件之间的相对运动为平面运动或空间运动 连杆机构可分为平面连杆机构和空间连杆机构 根据机构中构件数目的多少分为四杆机构 五杆机构 六杆机构等 一般将五杆及五杆以上的连杆机构称为多杆机构 单元二 一 平面连杆机构的组成 特点及应用 二 平面四杆机构的类型和应用 当连杆机构的自由度为1时 称为单自由度连杆机构 当自由度大于1时 称为多自由度连杆机构 根据形成连杆机构的运动链是开链还是闭链 亦可将相应的连杆机构分为开链连杆机构 机械手通常是运动副为转动副或移动副的空间开链连杆机构 和闭链连杆机构 单元二 一 平面连杆机构的组成 特点及应用 二 平面四杆机构的类型和应用 单闭环的平面连杆机构的构件数至少为4 因而最简单的平面闭链连杆机构是四杆机构 其他多杆闭链机构无非是在其基础上扩充杆组而成 单闭环的空间连杆机构的构件数至少为3 因而可由三个构件组成空间三杆机构 单元二 当连杆机构的自由度为1时 称为单自由度连杆机构 当自由度大于1时 称为多自由度连杆机构 根据形成连杆机构的运动链是开链还是闭链 亦可将相应的连杆机构分为开链连杆机构 机械手通常是运动副为转动副或移动副的空间开链连杆机构 和闭链连杆机构 单元二 二 平面四杆机构的类型和应用 一 平面连杆机构的组成 特点及应用 单闭环的平面连杆机构的构件数至少为4 因而最简单的平面闭链连杆机构是四杆机构 其他多杆闭链机构无非是在其基础上扩充杆组而成 单闭环的空间连杆机构的构件数至少为3 因而可由三个构件组成空间三杆机构 单元二 二 平面四杆机构的类型和应用 一 平面连杆机构的组成 特点及应用 1 曲柄摇杆机构若铰链四杆机构中的两个连架杆 一个是曲柄而另一个是摇杆 则该机构称为曲柄摇杆机构 单元二 二 平面四杆机构的类型和应用 一 平面连杆机构的组成 特点及应用 单元二 二 平面四杆机构的类型和应用 一 平面连杆机构的组成 特点及应用 2 双曲柄机构如果铰链四杆机构中的两个连架杆都能作360 整周回转 则这种机构称为双曲柄机构 在双曲柄机构中 若两个曲柄的长度相等 机架与连架杆的长度相等 这种双曲柄机构称为平行双曲柄机构 单元二 二 平面四杆机构的类型和应用 一 平面连杆机构的组成 特点及应用 单元二 二 平面四杆机构的类型和应用 一 平面连杆机构的组成 特点及应用 单元二 二 平面四杆机构的类型和应用 一 平面连杆机构的组成 特点及应用 3 双摇杆机构铰链四杆机构的两个连架杆都在小于360 的角度内作摆动 这种机构称为双摇杆机构 单元二 二 平面四杆机构的类型和应用 一 平面连杆机构的组成 特点及应用 二 铰链四杆机构中曲柄存在的条件四杆机构有曲柄的条件是 各杆的长度需满足最短杆与最长杆的长度和应小于或等于其他两杆的长度和 杆长条件 且最短杆为连架杆或机架 单元二 二 平面四杆机构的类型和应用 一 平面连杆机构的组成 特点及应用 当最短杆为连架杆时 该四杆机构将成为曲柄摇杆机构 当最短杆为机架时将成为双曲柄机构 如果各杆的长度不满足杆长条件 则该四杆机构将不存在周转副 因而也不可能有曲柄 因此不论以何杆为机架 该四杆机构将成为双摇杆机构 单元二 二 平面四杆机构的类型和应用 一 平面连杆机构的组成 特点及应用 单元二 二 平面四杆机构的类型和应用 一 平面连杆机构的组成 特点及应用 59 PersonalNSummary 单元三 汽车凸轮传动 一 凸轮传动机构的组成 应用和分类 一 凸轮传动机构的组成和应用 单元三 一 凸轮传动机构的组成 应用和分类 单元三 一 凸轮传动机构的组成 应用和分类 二 凸轮传动机构的类型1 按凸轮的形状和运动分类 1 盘形回转凸轮这种凸轮是能绕固定轴线转动并具有变化向径的盘形零件 单元三 一 凸轮传动机构的组成 应用和分类 单元三 一 凸轮传动机构的组成 应用和分类 2 平板移动凸轮这种凸轮是相对机架作直线运动的平板状零件 单元三 一 凸轮传动机构的组成 应用和分类 3 圆柱回转凸轮这种凸轮是轮廓曲线位于圆柱体上并绕其轴线旋转的凸轮 可看作是平板移动凸轮卷绕在圆柱体上演化而成 单元三 一 凸轮传动机构的组成 应用和分类 单元三 一 凸轮传动机构的组成 应用和分类 2 按从动件的形状分类 1 尖顶从动件以尖顶与凸轮轮廓接触的从动件 单元三 一 凸轮传动机构的组成 应用和分类 2 滚子从动件以铰接的滚子与凸轮轮廓接触的从动件 单元三 一 凸轮传动机构的组成 应用和分类 3 平底从动件以平底平面与凸轮轮廓接触的从动件 单元三 一 凸轮传动机构的组成 应用和分类 3 按从动件运动形式分类 1 直动从动件若从动件相对机架只作往复直线运动 则称为直动从动件凸轮机构 2 摆动从动件当凸轮机构从动件绕其轴线作往复摆动时 则称为摆动从功件凸轮机构 单元三 71 学习案例 一辆福田轻卡车 配置扬柴YZ4105QF发动机 由于发动机气缸体产生裂纹而更换了发动机气缸体 该车出厂3天后 车主反映该车在长途行驶途中发动机产生异响 要求现场救援 技术人员到现场后 检查机油 冷却液均正常 72 学习案例 起动发动机后 机油压力明显偏低 且突然加速后 发动机发出 铛铛 的响声 将车拖回修理厂拆卸后发现 第5道凸轮轴轴颈后端面与凸轮轴油堵磨损严重并粘结在一起 图2 第1道凸轮轴轴颈前 73 学习案例 端面与凸轮轴限位止推板磨损严重并粘结在一起 图3 第1缸连杆轴承烧熔 图1 曲轴第1缸连杆轴颈油孔被轴承熔化后堵死 轴颈高温变色 气缸体上第1道和第5道凸轮轴轴承滑转 气缸体报废 74 学习案例 75 学习案例 76 学习案例 77 PersonalNSummary 单元四 其他常用机构 一 棘轮运动机构 二 槽轮机构 三 不完全齿轮机构 一 棘轮机构的工作原理和类型 单元四 四 螺旋传动机构 一 棘轮运动机构 二 槽轮机构 三 不完全齿轮机构 棘轮机构可分为齿式棘轮和摩擦式棘轮机构两大类 按棘轮轮齿分布在外线或内线 可分为外啮合式棘轮传动和内啮合式棘轮传动两种形式 单元四 四 螺旋传动机构 一 棘轮运动机构 二 槽轮机构 三 不完全齿轮机构 1 齿式辣轮机构 单元四 四 螺旋传动机构 齿式棘轮机构a 外啮合式棘轮机构b 内啮合式棘轮机构1 摇杆2 棘爪3 止动爪5 机架6 簧片 一 棘轮运动机构 二 槽轮机构 三 不完全齿轮机构 2 摩擦式棘轮机构 单元四 四 螺旋传动机构 一 棘轮运动机构 二 槽轮机构 三 不完全齿轮机构 二 棘轮机构的特点和应用棘轮机构的主要特点是结构简单 工作可靠 转角的大小容易改变 但其传递动力较小 传动平稳性较差 因此 常用于转速不高 转角不大的场合 单元四 四 螺旋传动机构 一 槽轮机构的工作原理及特点 单元四 二 槽轮机构 一 棘轮运动机构 三 不完全齿轮机构 四 螺旋传动机构 不完全齿轮机构是由渐开线齿轮机构演变而成的一种间歇起动机构 单元四 三 不完全齿轮机构 一 棘轮运动机构 二 槽轮机构 四 螺旋传动机构 螺纹传动是用内 外螺纹组成的螺旋副来传递运动和动力的传动装置 螺旋传动主要用来把主动件的回转运动转变为从动件的直线往复运动 单元四 四 螺旋传动机构 一 棘轮运动机构 二 槽轮机构 三 不完全齿轮机构 一 螺纹及其主要参数1 螺纹的形成将直角三角形ABC的纸片绕在圆柱面上 并使其底边BC和圆柱面底周边相重合 则斜边AB在圆柱面上形成的一条曲线即为螺旋线 单元四 四 螺旋传动机构 一 棘轮运动机构 二 槽轮机构 三 不完全齿轮机构 单元四 四 螺旋传动机构 一 棘轮运动机构 二 槽轮机构 三 不完全齿轮机构 2 螺纹的分类 1 按线数分 在圆柱体上沿一条螺旋线切制的螺纹 称为单线螺纹 也可沿二条 三条螺旋线分别切制出双线螺纹和三线螺纹 单元四 四 螺旋传动机构 一 棘轮运动机构 二 槽轮机构 三 不完全齿轮机构 2 按螺旋线绕行方向的不同 分为有右旋螺纹和左旋螺纹之分 单元四 四 螺旋传动机构 一 棘轮运动机构 二 槽轮机构 三 不完全齿轮机构 3 按位置 螺纹有外螺纹和内螺纹之分 在圆柱体外表面上形成的螺纹 称为外螺纹 在圆孔的表面上形成的螺纹 称为内螺纹 4 按照牙型平面的不同 可将螺纹分为普通螺纹 管螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹等 除矩形螺纹外 均已标准化 单元四 四 螺旋传动机构 一 棘轮运动机构 二 槽轮机构 三 不完全齿轮机构 3 螺纹的基本参数和尺寸 单元四 四 螺旋传动机构 一 棘轮运动机构 二 槽轮机构 三 不完全齿轮机构 1 大径 d D 螺纹的最大直径 对外螺纹是牙顶圆柱直径 d 对内螺纹是牙底圆柱直径 D 标准规定大径为螺纹的公称直径 2 小径 d1 D1 螺纹的最小直径 对外螺纹是牙底圆柱直径 d1 对内螺纹是牙顶圆柱直径 D1 单元四 四 螺旋传动机构 一 棘轮运动机构 二 槽轮机构 三 不完全齿轮机构 3 中径 d2 D2 处于大径和小径之间的一个假想圆柱直径 该圆柱的母线位于牙型上凸起 牙 和沟槽 牙间 宽度相等处 此假想圆柱称为中径圆柱 4 螺距 P 在中径线上 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离 单元四 四 螺旋传动机构 一 棘轮运动机构 二 槽轮机构 三 不完全齿轮机构 5 导程 S 同一螺旋线上 相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离 对单线螺纹 S P 对于线数为n的多线螺纹 S np 6 牙形角 在轴向截面内螺纹牙形两侧边的夹角 单元四 四 螺旋传动机构 一 棘轮运动机构 二 槽轮机构 三 不完全齿轮机构 4 螺纹代号与标记M24 1 5左 5g6g L其中 M24 代表公称直径为24mm的螺纹1 5 表示螺纹的螺距为1 5mm左 代表螺纹为左旋螺纹5g 螺纹中径公差代号 单元四 四