项目四汽车常用机构学习任务一铰链四杆机构

1、学习任务一 铰链四杆机构,胡 琼,2014 年 11 月 10 日,铰链四杆机构,【学习目标】 1能规范进行5A-FE发动机曲柄连杆机构的拆装。 2能叙述运动副的概念。 3. 能绘制机构运动简图。 4. 知道平面连杆机构。 5. 能叙述铰链四杆机构的组成。 6能叙述铰链四杆机构的基本类型。 7. 知道曲柄存在的条件。 8. 知道铰链四杆机构的演化。 9. 能识读汽车机械装配图。,【学习重点】 1. 机构运动简图。 2. 平面连杆机构。 3. 铰链四杆机构的组成。 4铰链四杆机构的基本类型。 5. 曲柄存在的条件。 6. 铰链四杆机构的演化。,铰链四杆机构,【学习内容】,一、运动副的概念 二、机

2、构运动简图 三、平面连杆机构 四、铰链四杆机构的组成 五、铰链四杆机构的基本类型 六、曲柄存在的条件 七、铰链四杆机构的演化 八、装配图的识读,铰链四杆机构（包含铰链四杆机构在实际应用中的一些演 化）在汽车上的应用非常广泛，如雨刮控制机构、车门玻璃 升降机构（图4-1-1）等。,图4-1-1 车门玻璃的升降机构,技能训练： 一、设备及汽车维修资料的准备 （1）组套工具（图4-1-2）、扭力扳手（图4-1-3）、常用工具及 专用工具等。 （2）5A-FE发动机及台架，如图4-1-4所示。 （3）5A-FE发动机维修手册。,图4-1-2 组套工具,图4-1-3 扭力扳手,图4-1-4 5A-FE发

3、动机及台架,二、计划、实施和检查 以5A-FE发动机为例来演示、讲解曲柄连杆机构的拆装步骤。 1.曲柄连杆机构的拆卸 （1）拧松6个飞轮螺栓，拆下飞轮，如图4-1-5所示。接着拧松2个 后端盖板螺栓，拆下后端盖板，如图4-1-6所示。,图4-1-5 拆下飞轮,图4-1-6 拆下后端盖板,（2）拆下正时皮带与曲轴正时皮带轮，拆下机油盘与油泵。 （3）拆下6个后油封座圈螺栓、后油封座圈与垫片，如图4-1-7所 示。 （4）拆卸连杆盖，检查连杆和连杆盖上的配合记号，如图4-1-8所 示，以保证正确地重新组装，卸下连杆盖螺母。,图4-1-7 拆卸后油封座圈与垫片,图4-1-8 连杆盖装配记号,用塑料贴

4、面的锤子轻敲连杆螺栓并提起连杆盖，但应保持下轴瓦 仍嵌在连杆盖中，如图4-1-9所示。 用短软管套在连杆螺栓上，以保护曲轴不受损坏，如图4-1-10所 示。卸下活塞和连杆组件。 注意：用缸口铰刀去掉气缸顶部的所有积碳，以保护曲轴和缸体 不受损坏。推动活塞、连杆组件及上轴瓦，通过气缸体顶部将其取 下。拆卸后应将轴瓦、连杆与连杆盖放在一起并按正确的顺序放置 。,图4-1-10 安装曲轴保护短软管,图4-1-9 拆卸连杆盖,（5）拧松主轴承盖螺栓，如图4-1-11所示。 注意：按顺序，分几次均匀地拧松并卸下主轴承盖螺栓。 用拆下的主轴承盖螺栓前后撬动主轴承盖，并拆下主轴承盖、 下主轴瓦和下止推垫片，

5、如图4-1-12所示。,图4-1-11 拧松主轴承盖螺栓,图4-1-12 拆下主轴承盖,拆下后把下主轴瓦与主轴承盖放在一起并按正确的顺序放置。向 上取出曲轴，如图4-1-13所示，并把上主轴瓦、上止推垫片与气缸 体放在一起。清洗所有主轴颈和主轴瓦。 注意：防止进入沙粒、灰尘等；防止擦伤零件工作表面；注意 每个零件的安装位置、方向等。 2.曲柄连杆机构的装配 按与曲柄连杆机构拆卸相反的顺序进行。,图4-1-13 取下曲轴,知识衔接： 一、运动副的概念 运动副是指组成机构的各构件直接接触的可动连接。按运动范围 ，运动副分为空间运动副和平面运动副两大类。 根据组成运动副的两构件的接触形式不同，平面运

6、动副可分为低 副和高副。 1.低副 低副是指两构件之间呈面接触的运动副，包括转动副、移动副和 螺旋副，如图4-1-14所示。,图4-1-14 低副,小提示：低副的特点是运动副的接触表面为平面或圆柱面，承受 载荷时单位面积上的压力较小，承载能力大，便于制造、维修，但 其效率低且摩擦损失大，故在工作中要保证良好的润滑。 （1）转动副 指两构件在接触处只能相对转动的运动副，如汽车 车门铰链，如图4-1-15所示。 （2）移动副 指两构件在接触处只能相对直线移动的运动副，如 活塞在气缸的移动，如图4-1-16所示。,图4-1-15 汽车车门铰链,图4-1-16 活塞在气缸中的移动,（3）螺旋副 指两构

7、件在接触处具有转动和移动的复合运动的运 动副，如活动扳手的螺旋副，如图4-1-17所示。 2.高副 高副是指两构件间呈点或线接触的运动副，如图4-1-18（a）、 （b）所示。,图4-1-17 活动扳手的螺旋副,图4-1-18 高副,二、机构运动简图 按照一定的长度比例确定机构运动中运动副的位置，并用特定的 构件和运动副符号及简单线条绘出图形，这种简单图形称为机构运 动简图。常用的机构运动简图符号见表4-1-1所示。 表4-1-1 常用的机构运动简图符号,机构运动简图绘制的步骤： 分析机构的组成和运动情况，找出机架、主动件与从动件 。 从主动件开始，沿运动的传递顺序，分析构件之间的相对 运动特

8、性，确定构件、运动副的类型和数目。 合理选择视图，通常选择平行于构件运动的平面作为视图 平面。 选择适当的长度比例，定出各运动副之间的相对位置，用 构件和运动副的规定符号绘制机构运动简图。,三、平面连杆机构 平面连杆机构是由若干刚性构件用转动副或移动副相互连 接而组成的在同一平面或相互平行平面内运动的机构。 用四个转动副相连的平面四杆机构，简称为铰链四杆机构 ，如图4-1-19所示。,图4-1-19 铰链四杆机构,1、3连架杆 2.连杆 4.机架,四、铰链四杆机构的组成 铰链四杆机构由连架杆、连杆和机架组成，如图4-1-19所 示。机架是指铰链四杆机构中固定不动的构件；连杆是指不 与机架相连的

9、构件；连架杆是指机构中与机架用低副相连的 构件。按其运动特征连架杆可分成曲柄和摇杆两种，其中能 做整周回转运动的连架杆称为曲柄，而仅能在某一角度范围 内摆动的连架杆称为摇杆。,五、铰链四杆机构的基本类型 铰链四杆机构有三种不同型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机 构和双摇杆机构。 1.曲柄摇杆机构 在铰链四杆机构中，如果两个连架杆中一个为曲柄，另一 个为摇杆，则这种机构称为曲柄摇杆机构，如图4-1-20所示 的汽车前窗双雨刮器机构。,图4-1-20 汽车前窗双雨刮器机构,2.双曲柄机构 在铰链四杆机构中，若两连架杆均为曲柄时，则该机构称为双曲 柄机构。通常取其中一个曲柄为原动件且做等速转动，另一个曲柄

10、 为从动件，一般做变速转动。根据曲柄的长度和旋转方向的不同， 双曲柄机构分为平行双曲柄机构、反向双曲柄机构、不等长双曲柄 机构。 （1）平行双曲柄机构 连杆与机架的长度相等且两曲柄长度相等、转向相同的双曲柄机 构，如图4-1-21所示的铲斗机。,图4-1-21 铲斗机,（2）反向双曲柄机构 连杆与机架的长度相等且两曲柄长度相等，但两曲柄转向 相反的双曲柄机构，如图4-1-22所示公交车的车门启闭机构 。,图4-1-22 公交车的车门启闭机构,（3）不等长双曲柄机构 两曲柄长度不等的双曲柄机构，如图4-1-23所示的惯性筛。 2双摇杆机构 在铰链四杆机构中，如果两连架杆均为摇杆，这种机构称为双摇

11、 杆机构，如图4-1-24所示的汽车前轮转向机构。,图4-1-23 惯性筛,图4-1-24 汽车前轮转向机构,小提示： 双摇杆机构存在两个极限位置，如图4-1-25所示的B1C1D 和C2B2A。,图4-1-25 双摇杆机构极限位置,六、曲柄存在的条件 铰链四杆机构中曲柄存在的具体条件可概括如下： 连架杆与机架中，必有一个是最短杆。 最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其他两杆长度之和。 铰链四杆机构可以分为以下三种基本类型： 以与最短杆件相邻的杆件作机架时，该机构为曲柄摇杆机构。 如果取最短杆为机架，该机构为双曲柄机构。 以与最短杆件相对的杆件作机架时，该机构为双摇杆机构。 如果在铰链四杆机构

12、中，最短杆件与最长杆件的长度之和大于其 余两杆件的长度之和，则无论以哪一杆件为机架，均为双摇杆机构 。,七、铰链四杆机构的演化 1曲柄滑块机构 曲柄滑块机构是具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构，是由 曲柄摇杆机构演化而来的，如图4-1-26所示曲柄滑块机构在发动机 中的应用，即发动机曲柄滑块机构。,图4-1-26 发动机曲柄滑块机构,2.导杆机构 连架杆中至少有一个构件为导杆的平面四杆机构称为导杆 机构，如图4-1-27所示的载货汽车自动翻转卸货机构。,图4-1-27 载货汽车自动翻转卸货机构,汽车机械识图知识链接 装配图的识读 一、装配图的内容 装配图是表达机器或部件的图样，是设计零件、制

13、定装配工 艺流程、进行装配、检验、安装及维修的技术文件，也是表达 设计思想、指导生产和交流技术的重要技术文件。在使用时， 要由装配图了解产品的结构、性能、零件相互之间的装配关系 、传动路线、工作原理、保养及维修的方法。 图4-1-28所示为活塞连杆总成装配图。,图4-1-28 活塞连杆总成装配图,一张完整的装配图具备的内容有： 1.一组图形 装配图中由一组图形和各种表达方法，将装配体的工作原 理、零件的装配关系、零件的连接和传动情况，以及各零件 的主要结构形状表达清楚。因此在视图的选择和画法上与零 件图有所区别。 （1）视图选择。 主视图应反映装配体的工作位置、总体结构特征和装配 关系。 视图

14、应尽量反映主要零件的结构，清晰表达零件的种类。,（2）视图规定画法 相邻零件的画法 接触面、配合面只画一条轮廓线；非配合面即使间隙很小 ，也要画出两条线。 剖面线画法 相邻两金属零件的剖面线方向应相反，或方向一致但间隔 不相等；各视图上同一零件的剖面线方向和间隔应相同；厚 度小于2mm的图形可用涂黑代替剖面符号。 简化画法 若干个相同的零件组，只画一处，其余用细点画线表示其 位置。,实心零件的画法 纵向剖切，且剖切面经过零件对称平面或轴线时，可不画 剖面线；但作局部剖视时可画剖面线。 夸大画法 当图形的厚度或间隙过小时，允许不按规定比例，可将该 部分夸大画出。 假想画法 用细双点画线表示某些零

15、件的极限位置或运动范围，也可 用细双点画线表示不属于该装配体的有关相邻部件。,拆卸画法。 假想沿零件结合面剖切或假想将某些零件拆卸后绘制图形 ，可清楚表达被遮住的部分，需要时注上“拆去等”。 单个零件画法。 可以在装配图中单独画出某一零件的视图，但必须标注清 楚投射方向和名称，并在所画视图上注上相同字母。,2.必要的尺寸 装配图上有表明装配体的规格（性能）、装配、安装、检 验、总体大小等方面的尺寸。 规格性能尺寸是设计产品的依据；总体尺寸表示装配体所 占空间尺寸的大小；装配尺寸表示装配体装配时需要保证的 零件之间较重要的距离尺寸和间隙尺寸。 3.技术要求 用文字说明或标注标记、代号指明该装配体

16、在装配、检验 、调试、运输和安装等方面所需达到的技术要求。,4.标题栏、明细栏、零件序号 图纸的右下角是标题栏，表明装配体的名称、图号、比 例和责任者签字等。明细栏中填写组成零件的序号、名称、 材料、数量、标准件的规格和代号以及热处理要求等。零件 序号是每个零件都要给一个顺序号，依相邻位置按一定的顺 序方向标注，零件序号的标注方法如图4-1-29所示。,图4-1-29 零件序号的标注方法,二、识读装配图的方法和步骤 1.概括了解 了解标题栏、读明细栏、初步看视图。 2.了解工作原理和装配关系 在一般了解的基础上，结合有关说明书仔细分析机器的工 作原理和装配关系，这是看装配图的一个重要环节，分析

17、各 装配干线，弄清零件相互的配合、定位、连接方式。此外， 对运动零件的润滑、密封形式等，也要有所了解。,3.分析视图，看懂零件的结构形状 分析视图，了解各视图、剖视图、断面图等投影干线及表 达意图。了解各零件的主要作用，帮助看懂零件结构。分析 零件时，应从主要视图中的主要零件开始，可按“先简单、后 复杂”的顺序进行。有些零件在装配图上不一定表达完全清楚 ，可配合零件图来读装配图，这是读装配图极其重要的方法 。,4.分析尺寸和技术要求 分析尺寸是找出装配图中的性能（规格）尺寸、装配尺寸 、安装尺寸、总体尺寸和其他重要尺寸。 技术要求一般是对装配体提出的装配要求、检验要求和使 用要求等。 综上所述

18、，看装配图只有按步骤对装配体进行全面了解、 分析和总结全部资料，认真归纳，才能准确无误地看懂装配 体。,二、配合 1.配合的种类 基本尺寸相同的相互结合的孔轴公差带之间的关系称为配合。 根据相配合的孔和轴之间配合的松紧程度不同，国家标准将配合 分为间隙配合、过盈配合和过渡配合三种。 （1）间隙配合。 具有间隙（包括最小间隙为零）的配合。 （2）过盈配合。 具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。 （3）过渡配合。 可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合。,2.公差带与配合的代号及标注 （1）在零件图上的标注形式 孔的公差带代号：H7、G6、F8；轴的公差带代号：h7、g6、f8。 公差带代号标注有以下三种： 直接用代号，如图4-1-30（a）所示。 直接标上下偏差，如图4-1-30（b）所示。 标注公差带代号的同时在后面括弧里面加上上下偏差，如图4-1- 30（c）所示。,图4-1-30 零件图上的公差带代号标注,（2）在装配图上的标注形式 采用组合标注法：在基本尺寸后面用分式表示，分子为孔 的公差代号；分母为