汽车机械基础 课件 3.2平面连杆机构

汽车机械基础课程学习平台学银在线/detail/241541013中国大学MOOC/course/WXIC-10023760033.13.23.33.4平面机构的组成平面连杆机构凸轮机构其他常用机构运动副及其分类、机构运动简图的绘制、平面机构的自由度平面连杆机构概述、铰链四杆机构的基本形式及应用、铰链四杆机构基本类型的判别、铰链四杆机构的演化、四杆机构的基本特性凸轮机构的应用及分类、从动件常用运动规律、凸轮机构的传力特性间歇运动机构、螺旋机构项

目三

汽车常用机构3.2平面连杆机构能力目标：能够准确分析常用四杆机构的类型；能够准确分析常用四杆机构及演化机构的运动特点。

汽车前轮转向机构是一个平面连杆机构，由杆件和低副连接而成，能进行多种运动的变换以及实现一些比较简单的运动规律和运动轨迹。

最简单连杆机构是由四个构件组成，称为四杆机构。它应用广泛，是组成多杆机构的基础。

汽车前轮转向机构是如何驱使前轮转动来实现转向的？这个机构由哪些构件组成，是什么类型的机构？3.2平面连杆机构任务导入任务分析一平面连杆机构概述3.2平面连杆机构1、连杆机构－由若干刚性构件用低副（转动副、移动副）联接而成的机构称为连杆机构。一平面连杆机构概述3.2平面连杆机构2、连杆机构可分为空间连杆机构和平面连杆机构。平面连杆机构：所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。3、铰链四杆机构－平面四杆机构中的运动副都是转动副。二铰链四杆机构的基本形式及应用3.2平面连杆机构连杆:不与机架相连的构件

铰链四杆机构机架:固定不动的构件连架杆:与机架相连的构件摇杆:若连架杆可绕机架在小于一周的范围内作往复摆动，则称为摇杆机架连杆A1B2C3D4连架杆连架杆曲柄:若连架杆可绕机架作整周转动，则称为曲柄3.2平面连杆机构二铰链四杆机构的基本形式及应用

1、曲柄摇杆机构汽车雨刮器机构铰链四杆机构：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。3.2平面连杆机构二铰链四杆机构的基本形式及应用

1、曲柄摇杆机构雷达天线机构缝纫机踏板机构铰链四杆机构：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。3.2平面连杆机构二铰链四杆机构的基本形式及应用

1、曲柄摇杆机构搅拌机机构铰链四杆机构：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。3.2平面连杆机构二铰链四杆机构的基本形式及应用

2、双曲柄机构机车车轮3.2平面连杆机构二铰链四杆机构的基本形式及应用

2、双曲柄机构振动筛机构不等双曲柄机构3.2平面连杆机构二铰链四杆机构的基本形式及应用

双曲柄机构特例：正平行四边形机构、反平行四边形机构特点：二曲柄等速正平行四边形机构反平行四边形机构特点：二曲柄转向相反车门开闭机构3.2平面连杆机构二铰链四杆机构的基本形式及应用

3、双摇杆机构铸造用大型造型机的翻箱机构3.2平面连杆机构二铰链四杆机构的基本形式及应用

3、双摇杆机构汽车前轮转向机构3.2平面连杆机构三铰链四杆机构基本类型的判别1、曲柄存在的条件aabcbcd蓝色三角形成立红色三角形成立3.2平面连杆机构三铰链四杆机构基本类型的判别最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和结论◆最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和◆最短杆是连架杆或机架当最短杆为连架杆，则最短杆是曲柄当最短杆为机架，则两个连架杆均为曲柄。3.2平面连杆机构三铰链四杆机构基本类型的判别2、铰链四杆机构基本类型的判别方法◆最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和时，取不同构件为机架，则得不同的机构：

②

若取最短构件为机架ab(两个连架杆均为曲柄)，则该机构为双曲柄机构。

③

若取最短构件为连杆dc(不存在曲柄)，则该机构为双摇杆机构。

①

若取最短构件为连架杆ad或bc(最短杆为曲柄)，则该机构为曲柄摇杆机构。acdb3.2平面连杆机构三铰链四杆机构基本类型的判别◆最短杆与最长杆之和大于其它两杆长度之和时，机构中不存在曲柄，所以该机构为双摇杆机构。acdb3.2平面连杆机构三铰链四杆机构基本类型的判别请判断下列机构属于何类型？练一练3012010090答：曲柄摇杆机构1、70120150602、答：双摇杆机构3.2平面连杆机构三铰链四杆机构基本类型的判别问题讨论：下列机构的曲柄存在条件abab+eaBbACa)aBbACeb)aBbACec)ab-ed)aCABb?想一想3Dr3.2平面连杆机构四铰链四杆机构的演化1、曲柄滑块机构1B2C34AD铰链四杆机构曲线导轨曲柄滑块机构

变3构件形状r

e01B24AC31B24AC3对心式曲柄滑块机构偏置式曲柄滑块机构1B2C4A3.2平面连杆机构四铰链四杆机构的演化2、摇块机构曲柄滑块机构2作机架3B2C曲柄摇块机构液压动作筒车箱举升机构A41A41B2C33.2平面连杆机构四铰链四杆机构的演化3、定块机构A41B2C3曲柄滑块机构3定块机构1BA21BA21BA2手动唧筒机构3作机架1B24AC3应用3.2平面连杆机构四铰链四杆机构的演化4、导杆机构A41B2C3１作机架A41B2C3导杆机构举例：牛头刨床刨刀驱动机构曲柄滑块机构3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性θ：极位夹角Ψ：摇杆摆角

当机构从动件处于两极限位置时，主动件曲柄在两相应位置AB和AB所夹的锐角θ，称为极位夹角。1.极位夹角3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性2.急回特性及行程速度变化系数时间：转角：运动：从动件c的平均角速度：急回运动：当曲柄等速回转的情况下，通常把从动件往复运动速度快慢不同的运动称为急回运动。主动件a时间：转角：运动：从动件c3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性行程速比系数K通常把从动件往复运动平均速度的比值(大于1)称为行程速比系数，用K表示。3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性分析：K=180º+θ180º-θ观察？θ=0º，k=?，表示？k=1，无急回特性？θ≠0º，k=?，表示？K>1，有急回特性？θ↗，k如何变化，表示？k↗，急回特性愈显著3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性判断1.曲柄摇杆机构中，摇杆两极限位置的夹角称为极位夹角。（）2.平面连杆机构急回特性可以缩短非生产时间，提高工作效率。3.机构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称为急回特性。4.曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件，摇杆为从动件，一定具有急回特性。×√（）（）（）×√练一练3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性选择1.有急回特性的平面连杆机构的行程速比系数k为多少？2.图示曲柄摇滑块机构，该机构的行程速比系数k为多少？A）k=1B）k>1C）k≥1D）k<1（）（）A）k=1B）k>1C）k=0D）k<1BA练一练aBbACa)3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性计算如图所示，θ=30°，该机构的急回特性系数k为多少？C2ωB1BB2CC1ADφ1φ2θψ工作行程空回行程θ解：k=180º+θ180º-θ=180º+30º180º-30º=1.4练一练3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性aBbACa)aBbACeb)aBbACec)

＝0a+bC2b-aC1

a+bC2b-aC1

d)aCABbC2C2

问题讨论：下列机构有无急回特性，若有，标出极位夹角

。想一想3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性3、压力角和传动角压力角：力F的作用线与力作用点绝对速度V所夹的锐角α称为压力角。传动角：压力角的余角γ称为传动角在其它条件不变的情况下压力角α越大，作功W越大3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性

所以压力角是机构传力性能的一个重要指标，它是力的利用率大小的衡量指标。压力角越小，传动角越大，机构传力性能越好。

ABCDabcd

FtFnF

在图示铰链四杆机构中，设AB杆为原动件，如不计各构件质量和运动副中的摩擦，连杆BC为二力杆件，它作用于从动件CD上的力F是沿BC方向的。Ft为有效分力，Fn为有害分力。压力角

越小，有效分力越大。3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性ABCDabcdFFtFn曲柄摇杆机构的压力角3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性曲柄摇杆机构的压力角对一般机械αmax≤50o或γmin≥40o对大功率机械αmax≤40o或γmin≥50o

max

minaBbACeb)aBbACa)Ab

b

min

min

d)aCABb00;900.e)e)00;900.五四杆机构的基本特性问题讨论：标出下列机构在图示位置的压力角

．传动

及最小传动角min.想一想4、机构的死点位置死点位置B2C24ABCD231=00=00B1C1

死点：机构运动时出现传动角=00的位置。BACB1C１=00C2B2=00五四杆机构的基本特性4、机构的死点位置死点位置3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性曲柄摇杆机构（曲柄为主动件）的死点无死点存在3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性曲柄摇杆机构（摇杆为主动件）的死点AB与BC共线时或者机构有死点存在3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性曲柄滑块机构（曲柄为主动件）的死点无死点存在3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性曲柄滑块机构（滑块为主动件）的死点有死点存在3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性避免死点位置的危害火车轮加虚约束的平行四边形机构3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性避免死点位置的危害加虚约束的平行四边形机构3.2平面连杆机构五四杆机构的基本特性飞机起落架机构=00折叠家具机构=00死点的利用3.2平面连杆机构1、平面连杆机构的概念及特点

连杆机构——平面连杆机构——平面四杆机构——铰链四杆机构总结2、铰链四杆机构的基本类型曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构3.2平面连杆机构lmin+lmax≤l1+l2①最短杆为连架杆—曲柄摇杆机构②最短杆为机架—双曲柄机构③最短杆为连