云天课件－高职《汽车机械基础》项目四汽车常用机构

汽车机械基础授课：胡志恒项目四

汽车常用机构P.89项目四汽车常用机构

常用机构：平面连杆机构、凸轮机构等机构。

内容：机构的组成、运动规律、汽车常用机构P.89

任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度平面连杆机构：基本形式及其演化。

机构的组成、运动规律任务描述P.90机器定义：机器是人工实物组合、各部分之间有确定的运动关系、能实现功能转换。任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度一、机构的相关概念P.90机器的组成：机器－机构－构件－零件。零件：是最基本的制造单元。专用零件和通用零件。

构件：机器中运动的最小单元。可由若干个零件组成。机构：由若干构件组成独立的运动体系。

机器：是一个完整设备的总成通称，“机器”是由若干“机构”组成的。

机械：是机器和机构的总称。曲柄滑块机构连杆构件连杆零件任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度一、机构的相关概念P.90

平面机构：组成机构的所有构件都在同一平面或平行平面内运动。

空间机构：组成机构的所有构件在空间运动

构件的约束：为保证机构的运动规律，对构件的某些自由度必需有一定的限制，这就是“约束”。

约束方式：铰链（转动副）、滑块（移动副）、螺旋副、齿轮副等等。

1.构件的自由度

两构件之间的联接方式：如铰链联接，能限制构件的某些运动。

任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度二、平面机构的组成P.90平面构件的自由度：平面自由构件，可以有3个独立运动，即沿x方向的移动、沿y方向的移动以及绕任意点A的转动。（即2移1转）

运动副：两个构件之间的可动联接称为运动副，以实现两构件的联接并实现确定的相对运动。2.运动副任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度二、平面机构的组成P.90

（1）低副

两构件之间通过面与面接触而组成的运动副称为低副。（2）高副两构件以点或线的形式相接触而组成的运动副称为高副。3.运动副的分类

平面运动副：低副与高副。任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度二、平面机构的组成P.903.运动副的分类

任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度二、平面机构的组成P.90

机构中的构件的类型：

（1）固定构件（也称机架）是用来支承活动构件（运动构件）的构件。

（2）原动件（也称主动件）是运动规律己知的活动构件。它的运动是由外界输入的，故又称为输人构件。

（3）从动件是机构中随着原动件的运动而运动的其余活动构件。其中输出预期运动的从动件称为输出构件。

机构的组成：由原动件、从动件和机架组成。特殊机构可以没有从动件，但必须有原动件和机架，如电动机、液压油缸等。任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度二、平面机构的组成P.90

4.机构构件类型

机构运动简图：用规定符号表示构件和运动副的类型，并确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸，表示机构组成和各构件间运动关系的简单图形。2.常用构件和运动副的符号机构运动简图中的运动副表示如下任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度三、平面机构运动简图的绘制P.90

1.机构运动简图的概念其它说明代号：任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度三、平面机构运动简图的绘制P.90

2.常用构件和运动副的符号

（1）分析机构运动，找出机架、原动件与从动件。

（2）从原动件开始，按照运动的传递顺序，分析各构件之间相对运动的性质，确定活动构件数目、运动副的类型和数目。

（3）合理选择视图平面，应选择能较好表示运动关系的平面为视图平面。

（4）选择合适的比例尺，长度比例尺用ц表示，在机械设计中规定如下：

ц

=实际长度／图示长度

（5）按比例定出各运动副之间的相对位置，用规定符号绘制机构运动简图。

（6）各转动中心标以大写的英文字母，各构件标阿拉伯字母，机构的原动件以箭头标出。任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度三、平面机构运动简图的绘制P.90

2.常用构件和运动副的符号绘制机构运动简图的一般步骤如下：

平面机构的每个活动构件，在未用运动副联接之前，都有三个自由度。

当两个构件组成运动副之后，它们的相对运动就受到约束，自由度随之减少。

一个约束，使构件失去一个自由度。

在平面机构中，每个低副引入两个约束，使构件失去两个自由度；每个高副引入一个约束，使构件看失去一个自由度。

任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度四、平面机构自由度的计算P.90

1.平面机构自由度公式

由公式可知，机构自由度F取决于活动构件的件数以及运动副的性质（低副或高副）和个数。任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度四、平面机构自由度的计算P.90

1.平面机构自由度公式

机构的自由度：

1）复合铰链三个或更多的构件在同一处联接成同轴线的2个或更多个转动副，就构成了复合铰链；

复合铰链，每增加一次应加一个转动副。

2）局部自由度在有的机构中为了其它一些非运动的原因，设置了附加构件，这种附加构件的运动是完全独立的，对整个构件的运动毫无影响，我们把这种独立运动称为局部自由度。

任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度四、平面机构自由度的计算P.90

2.计算机构自由度的注意事项（三种特殊情况）

3）虚约束：

指机构中与其它约束重复，对机构不产生新的约束作用的约束。在自由度计算中不应计入约束。①两构件间形成多处具有相同作用的运动副②两构件上联接点的运动轨迹重合③机构中具有对运动起相同作用的对称部分任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度四、平面机构自由度的计算P.90

2.计算机构自由度的注意事项（三种特殊情况）

要使所设计的运动链成为机构，组成运动链的各构件之间必须具有确定的相对运动。不能产生运动或作无规则运动的运动链均不能成为机构。

机构具有确定相对运动的条件：机构的自由度数不能为零，且机构的自由度与机架所具有的独立运动（原动件）的数目相等。

任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度四、平面机构自由度的计算P.90

3.

机构具有确定相对运动的条件(a)练一练机构的自由度数不能为零，且机构的自由度与机架所具有的独立运动（原动件）的数目相等。

任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度四、平面机构自由度的计算P.90

3.

机构具有确定相对运动的条件(b)(c)

任务一绘制平面机构运动简图和计算自由度四、平面机构自由度的计算P.90任务实施例：教材作业P.99第四计算题。解：机构有两个原动件；总共有8个构件（可动构件有7个）。机构有9个低副（6个转动副，2个移动副）、1个高副。

1.铰链四杆机构的组成任务二平面连杆机构及其特性分析

一、铰链四杆机构的组成和基本形式P.90

组成：1个机架、2个连架杆（曲柄或摇杆）、1个连杆。

2.铰链四杆机构的类型

三种基本形式(1)曲柄摇杆机构(2)双曲柄机构。(3)双摇杆机构。任务二平面连杆机构及其特性分析

一、铰链四杆机构的组成和基本形式P.90一个曲柄二个曲柄无曲柄曲柄摇杆机构

2.铰链四杆机构的类型

(1)

曲柄摇杆机构任务二平面连杆机构及其特性分析

一、铰链四杆机构的组成和基本形式P.90

两个连架杆中，具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构。惯性筛机构双曲柄机构

2.铰链四杆机构的类型

(2)

双曲柄机构任务二平面连杆机构及其特性分析

一、铰链四杆机构的组成和基本形式P.90

两个连架杆中，具有两个曲柄(无摇杆)的铰链四杆机构。平行(反向)双曲柄机构双摇杆机构

2.铰链四杆机构的类型

(3)

双摇杆机构任务二平面连杆机构及其特性分析

一、铰链四杆机构的组成和基本形式P.101

两个连架杆中，具有两个摇杆(无曲柄)的铰链四杆机构。

任务二平面连杆机构及其特性分析

二、平面四杆机构的演化P.90铰链四杆机构的演化:改变铰链四杆机构的某些结构，可以演化为其它常见的连杆机构。

1.曲柄滑块机构曲柄滑块机构是曲柄摇杆机构的演化形式。

任务二平面连杆机构及其特性分析

二、平面四杆机构的演化P.901.曲柄滑块机构曲柄滑块机构是曲柄摇杆机构的演化形式。由曲柄、连杆、滑块、机架组成。

2.导杆机构

任务二平面连杆机构及其特性分析

二、平面四杆机构的演化P.90牛头刨床导杆机构

任务二平面连杆机构及其特性分析

二、平面四杆机构的演化P.90

3.摇块机构和定块机构定块机构（移动导杆机构）

任务二平面连杆机构及其特性分析

二、平面四杆机构的演化P.90

3.摇块机构和定块机构摇块机构（摆动导杆滑块机构）

4.双滑块机构任务二平面连杆机构及其特性分析

二、平面四杆机构的演化P.90

1.铰链四杆机构中曲柄存在的条件

条件1：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，此条件称为“杆长之和条件”。

条件2：连架杆或机架中最少有一根是最短杆。任务二平面连杆机构及其特性分析

三、铰链四杆机构中曲柄存在的条件P.901根曲柄2根曲柄

2.铰链四杆机构基本类型的判别准则

（1）若机构不满足杆长之和条件则只能成为双摇杆机构。

（2）若机构满足杆长之和条件，则以最短杆的邻边为机架时为曲柄摇杆机构；

(3)若机构满足杆长之和条件，则以最短杆为机架时为双曲柄机构；

(4)若机构满足杆长之和条件，则以最短杆的对边为机架时为双摇杆机构。任务二平面连杆机构及其特性分析

三、铰链四杆机构中曲柄存在的条件P.90双摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构

1．急回运动特性

任务二平面连杆机构及其特性分析

四、平面四杆机构的基本特性P.105

在曲柄摇杆机构中,当以曲柄为匀速旋转时,摇杆的往返速度不等.急回行程速比：极位夹角：

1．急回运动特性

任务二平面连杆机构及其特性分析

四、平面四杆机构的基本特性P.105

在曲柄摇杆机构中,当以曲柄为匀速旋转时,摇杆的往返速度不等.

2．死点位置

任务二平面连杆机构及其特性分析

四、平面四杆机构的基本特性P.105当以机构的摇杆为主动件、曲柄为从动件，在机构处于压力角的位置时，曲柄不能动作的位置。

死点位置有两个，位于连杆与曲柄共线时的位置。

2．死点位置

任务二平面连杆机构及其特性分析

四、平面四杆机构的基本特性P.105死点的害处：影响机构平稳性，特别是启动性能。死点的解决办法：惯性、多组错列。

2．死点位置

任务二平面连杆机构及其特性分析

四、平面四杆机构的基本特性P.105死点的用处：用于锁定机构。

压力角和传动角都是在不断的变化，为保证机构有足够的传动能力，在设计时应控制传动角的大小，一般取最小传动角：

3．压力角和传动角

任务二平面连杆机构及其特性分析

四、平面四杆机构的基本特性P.105压力角：从动件上受力点的驱动力F的方向与这点运动方向V之间所夹的锐角，用

表示。传动角：压力角的余角称为，用

表示。例：四杆机构如图所示：

1)以AB或CD为机架时，即最短杆AD成连架杆，故为曲柄摇杆机构；

2)以BC为机架时，即最短杆成连杆，故机构为双摇杆机构；

3)以AD为机架时，即以最短杆为机架，机构为双曲柄机构。任务实施

任务二平面连杆机构及其特性分析

四、平面四杆机构的基本特性

凸轮机构的组成：是由凸轮（主动件）、从动件和机架三个基本构件组成。任务三

凸轮机构

一、凸轮机构的组成和应用

凸轮机构的应用：

1.按凸轮的形状分

(1)盘形凸轮(2)移动凸轮(3)圆柱凸轮2.按从动件的型式分(1)尖顶从动件。(2)滚子从动件。(3)平底从动件。

3.按从动件的运动形式分

移动（直线移动）和摆动任务三

凸轮机构

二、凸轮机构的分类

1．基本概念基圆：以凸轮轮廓的最小向径r0为半径所绘制的圆。推程：从动件由最低处上升到最高处的过程。升程：推程中从动件所走过的距离（从动件的最大位移），用h表示。推程运