汽车机械基础课件 汽车常用机构

汽车机械基础学习单元三汽车常用机构添加你的文本添加你的文本添加你的文本添加你的文本学习任务一学习任务二单缸内燃机机构运动简图的绘制汽车前轮转向机构分析添加你的文本添加你的文本学习任务三汽车发动机配气机构分析驻车制动锁止机构分析学习任务四1.了解：机构的组成；机构具有确定运动条件；凸轮机构从动件的运动规律；螺旋机构与棘轮机构的应用；2.掌握：运动副及机构运动简图；铰链四杆机构的基本类型及性质；3.重点与难点：铰链四杆机构的基本类型及性质。学习任务一AB学习运动副的定义与分类学习运动副的表示方法C学会绘制机构运动简图1机构常识1，机构常识从机器的组成来看，它们有着共同之处：（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）能实现变换或者传递能量、物料和信息。从制造角度来分析，机器是由若干零件组成的，零件是机器组成中不可再拆的最小单元，是机器的制造单元。从运动角度分析，机器是由若干构件组成的。2运动副2，运动副运动副：两构件直接接触而又彼此有一定的相对运动的连接。运动副面接触：低副按接触特性可分为点或线接触：高副接触形式有：点、线和面转动副移动副3机构运动简图由于机构的运动仅与机构中运动副的性质（低副或者高副等）、运动副的数目及相对位置（转动副中心、移动副中心、高副接触点的位置等）、构件的数目有关，而与构件的外形、截面尺寸、组成构件的零件数目、运动副的具体构造等因素无关，因此，可以按照一定的长度比例尺确定运动副的位置，并用特定的构件和运动副符号及线条绘制出图形，这种表示机构运动特征的简单图形称为机构运动简图。机构运动简图简明地表达了实际机构的运动情况，此外，还可以通过该图进行运动和动力分析。机构运动简图组成机构的构件，根据运动副性质可分为三类：机构的组成从动件：机构中随主动件而运动的其他全部活动构件称为从动件。主动件（原动件）：机构中作用了驱动力或力矩的构件，或运动规律已知的构件称为主动件或原动件(给定已知运动规律的构件)。机架：机构中固定不动的构件称为机架，它用来支撑机构中的其他活动构件。机构运动简图的符号机构运动简图绘制的方法（1）观察机构的实际结构，分析机构的运动情况，找出机构的固定件（机架）、主动件和从动件。（2）从主动件开始，按照运动传递路线，分清构件间相对运动的性质，确定运动副的类型。（3）以与机构运动平面相平行的平面作为绘制运动简图的平面，用规定的符号和线条按照比例绘制在此平面上，得到的图形即为机构运动简图。机构的组成计划与实施7.内燃机机构运动简图绘制完成。如图所示。内燃机结构与机构运动简图1—机油泵2—油底壳3—连杆4—曲轴5—曲轴箱6—飞轮7—凸轮轴8—气门挺杆9—气门弹簧10—活塞11—气缸12—排气门13—火花塞14—化油器15—进气管16—排气管17—排气门18—凸轮轴齿轮学习任务二汽车前轮转向机构分析任务描述：发动机中的活塞、连杆、曲轴等组成了平面连杆机构，转向机构采用了铰链四杆机构，结合平面连杆机构的相关知识对转向机构进行分析。学习目标STARTTENENDAB能叙述铰链四杆机构的概念能叙述铰链四杆机构的基本类型及性质C会分析汽车常见四杆机构的运动平面连杆机构是由若干构件以低副（转动副和移动副）连接而成的机构，也称平面低副机构。其主要优点是：（1）容易实现常见的转动、移动及其转换，所以获得广泛的应用；（2）由于运动副全部为低副，是面接触，压强小，磨损轻，机构的寿命较长；（3）低副接触表面形状简单，是平面或者圆柱面，易于加工，成本较低。它的主要缺点是低副中存在的间隙使机构的运动误差不可避免，使其运动精度降低。此外，它不容易实现复杂的运动规律，所以只应用于运动精度要求不高、运动规律不复杂的场合。平面连杆机构通常以其所含的构（杆）件数来命名，如四杆机构、五杆机构、六杆机构等。最常见的平面连杆机构是平面四杆机构。当四杆机构中的运动副都是转动副时，称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构中最基本的形式。相关知识1铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构是将四个构件用四个转动副组成的机构。铰链四杆机构有三种类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。机构的组成若连架杆能绕机架整周转动则称为曲柄若连架杆只能绕机架小于360°转动则称为摇杆曲柄摇杆机构：两个连架杆中一个是曲柄（AB），一个是摇杆(CD)。类型一之曲柄摇杆机构作用：曲柄整周运动---->摇杆往复运动

摇杆往复运动---->曲柄整周运动双曲柄机构：两个连架杆都为曲柄如机车车轮联动类型二之双曲柄机构作用：主动曲柄整周运动---->从动曲柄整周运动

（匀速）（变速或等速）惯性筛机构类型三之双摇杆机构双摇杆机构：两个连架杆都为摇杆如飞机起落架2铰链四杆机构类型的判别铰链四杆机构有曲柄存在的条件是：（1）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和；（2）在机架和连架杆当中必有一杆是最短杆。根据以上条件，一般可以按照下面的方法判断铰链四杆机构的基本类型：（1）当最短杆与最长杆长度之和小于或者等于另外两杆长度之和时，则：①如果最短杆为连架杆，该机构一定是曲柄摇杆机构；②如果最短杆为机架，该机构一定是双曲柄机构；③如果最短杆为连杆，该机构一定是双摇杆机构。（2）当最短杆与最长杆长度之和，大于另外两杆长度之和时，机构无曲柄存在，此时机构为双摇杆机构。铰链四杆机构类型的判别如下图所示的铰链四杆机构中，现分别以AB、BC、CD和AD各杆为机架时，试判别其各属何种机构。例题解：（1）分析判断：最短杆与最长杆长度之和＝50＋20＝70<其余两杆长度之和＝30＋45＝75。最短杆为AD。最短杆为连架杆（AD连架杆）AB或CD为机架，机构为曲柄摇杆机构；最短杆AD为连杆，

BC为机架，机构为双摇杆机构；最短杆AD为机架，机构为双曲柄机构。3铰链四杆机构的演化形式在实际的机械机构中，通过将铰链四杆机构的转动副转化为移动副或者选取不同杆为机架，可获得相应的派生的四杆机构。凡含有移动副的四杆机构，简称滑块四杆机构。曲柄滑块机构是汽车中常见的滑块机构。在曲柄摇杆机构中，将一个转动副转化为一个移动副时，该机构就转化为曲柄滑块机构。图下图所示为汽车内燃机中的曲柄滑块机构——活塞连接机构，连架杆AB可做整周转动，是曲柄；活塞在气缸中滑动，称为滑块。铰链四杆机构的演化形式汽车内燃机中的曲柄滑块机构——活塞连杆机构4平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性在实际工程中，常利用机构的急回特性来缩短空回行程的时间，提高生产效率。急回特性压力角与传动角死点位置实际生产要求连杆机构不仅能够实现预定的运动规律，还必须具有较好的传力性能，以使机构运转灵活、轻便、高效。机构的传力性能与压力角有关。如缝纫机的踏板机构在运动过程中，依靠具有较大质量的大带轮的转动惯性，使机构顺利通过死点位置。如单缸发动机的曲轴在运动过程中，是依靠具有较大质量的飞轮惯性，顺利通过死点位置。

学习任务三汽车发动机配气机构分析任务描述：配气机构是发动机中的两大机构之一。其按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门。汽车的配气机构主要采用了凸轮机构，结合凸轮机构的相关知识对配气机构进行分析。学习目标STARTTENENDAB能讲述凸轮机构的组成和分类能讲述凸轮机构的基本参数及从动件的运动规律C学会分析汽车凸轮机构的运动1凸轮机构的组成及特点凸轮机构的组成及特点组成发动机配气机构2凸轮机构的分类凸轮机构的分类凸轮分类按凸轮形状按从动件形状按从动件的运动形式盘型凸轮平移移动凸轮圆柱凸轮尖顶从动件滚子从动件平底从动件移动从动件摆动从动件3凸轮机构的基本参数及运动过程凸轮机构的基本参数及运动过程基圆：以凸轮的最小向径为半径所作的圆称为基圆，基圆半径用γ0

表示。推程及从动件的升程：当凸轮以等角速度ω1顺时针转过δ0

时，凸轮轮廓AB段按照一定运动规律将从动件尖顶由起始位置A推到最远位置B'，这一过程称为推程，而与推程相对应的凸轮转角δ0

称为推程运动角。从动件移动的距离h称为从动件的升程。远休止角：凸轮继续转过δs

时，对应的凸轮轮廓BC段是圆弧，所以从动件在最高位置静止不动，对应的凸轮转角δs

称为远休止角。回程：凸轮继续转过δh

时，从动件在其重力或弹簧力作用下按一定运动规律沿CD段回到初始位置，这个过程称为回程，凸轮相应的转角δh

称为回程运动角。凸轮机构的基本参数及运动过程近休止角：凸轮继续转过δs'时，因凸轮轮廓DA为圆弧，所以从动件在最近位置静止不动，对应的凸轮转角δs'称为近休止角。位移曲线：当凸轮顺时针转过角δ时，从动件就产生一个位移s。压力角：压力角α是在从动件与凸轮的接触点，从动件的受力方向线（凸轮轮廓曲线的法线）与速度方向之间的夹角。4凸轮轴铰链四杆机构类型的判别在汽车发动机配气机构中，凸轮尺寸小而且紧接轴径时，凸轮与轴做成一体，称为凸轮轴，如下图所示。凸轮轴的作用是按照发动机的工作顺序、配气相位及气门开度的变化规律驱动和控制气门的开启及关闭。汽车发动机配气机构的凸轮轴学习任务四驻车制动锁止机构分析任务描述：驻车制动器在车辆停稳后用于稳定车辆，避免车辆在斜坡路面停车时由于溜车造成事故。轿车的驻车制动器手柄采用了棘轮机构作为锁止机构。结合棘轮机构的相关知识对驻车制动器的锁止机构进行分析。学习目标STARTTENENDAB能叙述间歇运动机构的特点能叙述棘轮机构的工作原理C学会分析汽车棘轮机构运动棘轮机构的结构组成和工作原理相关知识在机械运动中，当机构的主动件连续运动或者摆动时，从动件做周期性的时动、时停运动，称为间歇运动。能实现间歇运动的机构，称为间歇运动机构。汽车上较为常用的间歇运动机构是棘轮运动机构。棘轮机构结构简单、制造方便、运动可靠，可实现步进运动、分度、超越运动和制动等。棘轮转动的角度可在较大范围内改变或调节，棘轮每次运动与停止的时间比，可以通过选择适当的驱动机构来改变，比较灵活。但是棘轮机构在工作时，棘爪在棘轮齿背滑行时，在运动开始和终止的瞬间将引起刚性冲击、噪声和磨损，运动精度不高，平稳性差，常用于载荷不大、转速不高的场合。1—摇杆；2—驱动棘爪；3—棘轮；4—制动棘爪；5—弹簧

棘轮基本结构在机械运动中，当机构的主动件连续运动或者摆动时，从动件做周