汽车机械基础：项目三 汽车通用机构

1、1,项目三汽车通用机构,汽车的内部由许多机构组成，它们相互配合，相互协调，对力与能量进行转换、传递，从而使汽车正常行驶。而这些机构中，最为常见的就是平面连杆机构，如汽车发动机的曲柄连杆机构、车轮的转向机构、雨刷的摆动、车门的启闭等都是由平面连杆机构来实现的。本项目我们通过机构知识的学习，从而了解在汽车中对平面连杆机构的应用,任务3.2,任务3.1,汽车常用机构的组成,平面连杆机构,3,任务3.1 汽车常用机构的组成,任务描述： 学习任务主要内容是汽车常用的机构，从任务上了解汽车发动机其中的运动副，平面四连杆机构的基本原理。掌握平面机构运动简图的绘制和平面连杆机构的基本特性。通过任务学习有助于对

2、学习汽车发动机曲柄连杆机构打下基础,4,任务3.1 汽车常用机构的组成,任务目标： 1. 了解平面机构的组成 2. 掌握运动副的形式和符号 3. 掌握机构中构件的分类 4.具有识读机构运动简图的能力,5,任务3.1 机械制图国家标准简介,3.1.1 机器的组成 常见机器有汽车、拖拉机、机床、起重机、机器人等。从结构、功用来分析，它们有着共同的特征： 1.都是人为的实体组合。 2.各实体间具有确定的相对运动。 3.能实现能量的转换或完成有用的机械功。 现代机器一般由动力装置、传动装置、执行装置和操纵、控制装置及辅助装置部分组成,6,任务3.1 机械制图国家标准简介,3.1.2运动副 1.低副 2

3、.平面高副,图32转动副,图31移动副,a) 齿轮副 (b)凸轮副 图33平面高副,7,任务3.1 机械制图国家标准简介,3.1.3平面机构运动简图的绘制 1.运动副的表示方法 (1)低副：转动副和移动副的表示方法见表3-1 (2)高副：两构件组成高副时，在简图中应当画出两构件接触处的曲线轮廓，见表3-1 2构件的表示方法 (1)机架 (2)原动件 (3)从动件,8,任务3.1 机械制图国家标准简介,3. 机构运动简图的绘制 例3-1 绘制图3一4(a)所示抽水筒的机构运动简图。 (1)分析相构的组成和运动情况。 (2)确定构件数以及运动副数、类型和相对位置。 (3)选择视图平面。 (4)绘制

4、机构运动简图,图3-4抽水筒的机构运动简图 1-手柄；2-杆件；3-活塞杆；4-抽水筒,9,任务3.1 机械制图国家标准简介,3. 1.4平面机构的自由度 1.自由度和约束 2. 平面机构自由度计算 机构具有确定的运动条件是：F0；机构的原动件数等于其自由度数,图35平面运动机构的自由度,10,任务3.1 机械制图国家标准简介,例3. 2计算图3-4(a)所示抽水筒机构的自由度。 解：在抽水筒机构中有3个活动构件，组成了3个转动副和1个移动副; PL = 4，没有高副 由式(3一1)得F= F=3n-2PL-PH=33-24-0=1 该机构具有一个原动件，与机构的自由度相等，因此具有确定的运动

5、。 计算图37所示五杆铰链机构的自由度。 F=3n-2PL-PH=34-25-0=2 则此机构必须具有两个原动件，其构件才具有确定的相对运动,图36平面桁架 图37五杆铰链机构,11,任务3.2 平面连杆机构,任务描述： 平面连杆机构是由若干构件用平面低副(转动副和移动副)连接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。平面连杆机构是一种低副机构。虽然它在结构上常常不如高副机构简单，设计一也往往比高副机构复杂，而且低副中间有间隙存在，会引起一定的运动误差，但由于它能实现多种运动形式的转换，一也能实现比较复杂的运动规律，又由于构件之间连接处是面接触(圆柱面或平面)，能传递较大的力，制造也

6、比较简便，因此平面连杆机构广泛应用在各种机械和仪器设备中,12,任务3.2 平面连杆机构,任务目标： 1. 了解铰链四杆机构基本知识 2. 掌握铰链四杆机构的基本分类 3. 熟悉铰链四杆机构的运动性质 4. 具有分析汽车常见四杆机构运动的能力,13,任务3.2平面连杆机构,3.2.1 铰链四杆机构 1.曲柄摇杆机构 2.双曲柄机构,图38铰链四杆机构,图39搅拌机构,图310缝纫机踏板机构,图3-11双曲柄机构,图3-12 惯性筛机构,图3-13双曲柄机构,图3-14机车车轮联动机构,14,任务3.2平面连杆机构,3.双摇杆机构,图3-15反向双曲柄机构,图3-18鹤式起重机,图3-17平行双

7、曲柄机构的运动不确定,图3-19风扇摇头机构,15,任务3.2平面连杆机构,3.2.2 铰链四杆机构的类型判别 在铰链四杆机构中曲柄存在的条件是： （1）连架杆与机架中必有一杆是最短杆 （2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和 根据曲柄存在的条件，可以得到以下推论：在铰链四杆机构中，最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和时，则 以最短杆的邻边为机架时，为曲柄摇杆机构，如图3-20a所示。 以最短杆为机架时，为双曲柄机构，如图3-20b所示。 以最短杆的对边为机架时，为双摇杆机构，如图3-20c所示,图3-20铰链四杆机构类型的判定a)曲柄摇杆机构b)双曲柄机构c)双摇杆

8、机构d)双摇杆机构,16,任务3.2平面连杆机构,17,任务3.2平面连杆机构,3.2.3铰链四杆机构的演化 1.曲栖滑块机构 2.导杆机构 3.摇块机构 4.定块机构,图3-22曲柄摇杆机构 图3-23偏心曲柄滑块机构,图3-17对心曲柄滑块机构 图3-25导杆机构1、2、3-杆4-滑块,图3-26曲柄滑块机构,图3-27液压升降机构,图3-28定块机构1、2、3-杆4-滑块,18,任务3.2平面连杆机构,3.2.4平面四杆机构的基本特性 .急回运动 .压力角和传动角 3.死点位置,图3-30 曲柄摇杆机构的急回特性分析,图3-31铰链四杆机构,图3-33工件夹紧机构,图3-32飞机起落架机构,19,自测题,1.绘制图334所示内燃机的机构的运动简图。 2.机构具有确定运动的条件是什么? 3.计算图3-35所示机构运动简图中的自由度,图3-34 内燃机,20,自测题,4.绘制一个你在生活中遇到的平面机构。 5.什么是平面连杆机构? 6.铰链四杆机构按运动形式可分为哪几种类型?各自的运动特性是什么? 7.机构的急回特性有何作用?判断四杆机构有无急回特性的根据是什么? 8.四杆机构可以通过哪些