常用机构汽车机械基础教案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第六章惯用机构第六章惯用机构学习目标：学习目标：学习目标：学习目标：经过本章学习具备惯用机构基本知识。学习要求学习要求学习要求学习要求：掌握平面连杆机构、凸轮机构、间歇机构、螺旋机构等基本形式与应用特点；第1页平面四杆机构是平面机构基础，按其构件运动形式不一样，可分为铰链四杆机构和滑块四杆机构两大类，前者是平面四杆机构基本形式，后者由前者衍生而成。一、铰链四杆机构基本形式及应用一、铰链四杆机构基本形式及应用一、铰链四杆机构基本形式及应用一、铰链四杆机构基本形式及应用铰链四杆机构是指联接构件间，都是作回转运动平面四杆机构。如图6-1所表示。第一节平面连杆机构第一节平面连杆机构第2页按两连架杆是曲柄还是摇杆不一样，可将铰链四杆机构分为以下三种形式。1 1曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构两连架杆中一个为曲柄另一个为摇杆铰链四杆机构，称为曲柄摇杆机构。曲柄摇杆机构主要用以实现将曲柄匀速转动变成摇杆摆动，如图6-2所表示雷达天线俯仰角调整机构；或是将摇杆往复摆动变成曲柄整周转动，如图6-3所表示缝纫机脚踏板机构。第3页2 2双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构两连架杆均为曲柄铰链四杆机构，称为双曲柄机构。双曲柄机构中，通常主动曲柄作匀速转动，从动曲柄作同向变速转动。如图6-4所表示惯性筛机构，当曲柄AB作匀速转动时，曲柄CD作变速转动，经过构件CF使筛子产生变速直线运动，筛子内物料因惯性而往返抖动，从而到达筛选目标。第4页在双曲柄机构中，若相正确两杆长度分别相等，则称为平行四边形机构。它有如图6-5a所表示正平行双曲柄机构和如图6-5b所表示反平行双曲柄机构两种形式。前者运动特点是两曲柄转向相同且角速度相等，连杆作平动；后者运动特点是两曲柄转向相反且角速度不等。第5页图6-6所表示机车驱动轮联动机构是正平行双曲柄机构应用实例。图6-7所表示为车门启闭机构，是反平行双曲柄机构一个应用，它使两扇车门朝相反方向转动，从而确保两扇门能同时开启或关闭。在正平行双曲柄机构中，当各构件共线时，可能出现从动曲柄与主动曲柄转向相反现象，即运动不梯形；当汽车转弯时，两摇杆摆过不一样角度，使两前轮转动轴线汇交于后轮轴线上O点，以确保车辆转弯每一瞬时，四个轮子与地面之间均绕O点作纯滚动。第6页二、其它形式四杆机构及应用二、其它形式四杆机构及应用二、其它形式四杆机构及应用二、其它形式四杆机构及应用1 1 1 1曲柄滑块机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构在如图6-9所表示汽车发动机活塞一连杆机构中，将曲轴回转运动转化为活塞往复运动，或是将活塞往复运动转化为曲轴回转运动。第7页2 2 2 2导杆机构导杆机构导杆机构导杆机构若将图6-9所表示曲柄滑块机构构件作为机架，则曲柄滑块机构就演化为导杆机构，连架杆对滑块运动起导向作用，称为导杆，它包含转动导杆机构和摆动导杆机构两种形式。如图6-10所表示，导杆均能绕机架作整周转动，称为转动导杆机构。如图6-11所表示，导杆4只能在某一角度内摆动，称为摆动导杆机构。导杆机构含有很好传力性能，惯用于插床、牛头刨床和送料装置等机器中。第8页3 3 3 3摇块机构：摇块机构：摇块机构：摇块机构：若将图6-9所表示曲柄滑块机构构件作为机架，则曲柄滑块机构就演化为如图6-12所表示摇块机构。构件l作整周转动，滑块3只能绕机架往复摆动。这种机构惯用于摆缸式原动机和气、液压驱动装置中，如图6-13所表示自动货车翻斗机构。第9页4 4 4 4定块机定块机定块机定块机构：构：构：构：若将图6-9所表示曲柄滑块机构滑块作为机架，则曲柄滑块机构就演化为如图6-14所表示定块机构。这种机构惯用于抽油泵和手摇抽水唧筒（图6-15）。第10页三、平面四杆机构特征参数三、平面四杆机构特征参数三、平面四杆机构特征参数三、平面四杆机构特征参数*1 1 1 1铰链四杆机构存在曲柄条件铰链四杆机构存在曲柄条件铰链四杆机构存在曲柄条件铰链四杆机构存在曲柄条件有没有曲柄存在必须满足以下两个条件：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。2）最短杆为机架或连架杆。依据以上条件，我们可得进行铰链四杆机构基本类型判别，方法以下：1）当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时：若最短杆为连架杆，则机构为曲柄摇杆机构；若最短杆为机架，则机构为双曲柄机构；若最短杆为连杆，则机构为双摇杆机构。2）当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论取何杆为机架，机构均为双摇杆机构。第11页2 2 2 2平面四杆机构极限位置平面四杆机构极限位置平面四杆机构极限位置平面四杆机构极限位置曲柄摇杆机构、摆动导杆机构和曲柄滑块机构中，当曲柄为原动件时，从动件作往复摆动或往复移动，存在左、右两个极限位置，如图6-17所表示。内燃机活塞连杆机构中活塞上止点和下止点即曲柄滑块机构两极限位置。第12页3 3 3 3压力角和传动角压力角和传动角压力角和传动角压力角和传动角在不计摩擦力，惯性力和重力时，从动件上受力点速度方向与所受作用力方向之间所夹锐角，称为机构压力角，用a表示。衡量机构传力性能特征参数是压力角。但在详细应用中，为了直观从机构运动简图中以连杆和从动件所夹锐角来判别机构传力性能优劣，引入传动角。它是压力角余角。=90-a=180-传动角越大，机构传力性能越好。在机构运动过程中，压力角和传动角大小是随机构位置而改变。第13页4 4 4 4死点死点死点死点图6-18所表示曲柄摇杆机构中，摇杆CD为原动件，曲柄AB为从动件。当摇杆摆到极限位置C1D和C2D时，连杆与从动曲柄共线，机构两位置压力角a=90，=0，此时有效驱动力矩为零，不能使从动曲柄转动，机构处于“卡死”或运动不确定状态（即工作件在该位置可能向反方向转动），这个位置称为死点位置。第14页四、平面多杆机构介绍四、平面多杆机构介绍四、平面多杆机构介绍四、平面多杆机构介绍*如图6-20所表示手动冲床机构就是由双摇杆机构ABCD和滑块机构DCEG组成，这两个四杆机构共有一个机架，实际上只有六个构件，称为六杆机构。第15页一、凸轮机构组成和应用一、凸轮机构组成和应用一、凸轮机构组成和应用一、凸轮机构组成和应用如图6-21所示，凸轮机构由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。图6-22所表示为内燃机配气机构。第二节凸轮机构第二节凸轮机构第16页二、凸轮机构分类二、凸轮机构分类二、凸轮机构分类二、凸轮机构分类凸轮机构类型很多，通常按凸轮和从动件几何形状及运动类型分类。1 1 1 1按凸轮形状分类按凸轮形状分类按凸轮形状分类按凸轮形状分类（1）盘形凸轮 盘形凸轮是一个外缘或凹槽含有改变半径盘形构件，如图6-22所表示内燃机配气机构。（2）圆柱凸轮 圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽或在圆柱端面上制出曲线轮廓构件，如图6-23所表示为缝纫机拉线机构。第17页（3）移动凸轮 如图6-24所表示为自动机床靠模机构。盘形凸轮和移动凸轮与从动件之间相对运动为平面运动，属于平面凸轮机构；而圆柱凸轮与从动件之间相对运动不在平行平面内，属于空间凸轮机构。第18页2 2 2 2 按从动件形式分类按从动件形式分类按从动件形式分类按从动件形式分类（如图6-25所表示）（1）尖顶从动件 （2）滚子从动件（3）平底从动件另外，凸轮可按从动件运动类型分为直动从动件和摆动从动件。第19页间歇运动机构是将主动间连续运动变换为从动件遵照一定规律时停时动机构。间歇运动机构类型很多，惯用有棘轮机构、槽轮机构等。一、棘轮机构一、棘轮机构一、棘轮机构一、棘轮机构1 1 1 1棘轮机构组成及工作原理棘轮机构组成及工作原理棘轮机构组成及工作原理棘轮机构组成及工作原理如图6-26所表示，棘轮机构由棘轮、棘爪及机架组成。图6-27是双棘爪机构。第三节间歇运动机构第三节间歇运动机构第20页2 2 2 2棘轮机构类型棘轮机构类型棘轮机构类型棘轮机构类型棘轮机构按其工作原理，可分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构两大类。按啮合部位可分为外啮合和内啮合两种形式；按驱动方向可分为单向驱动和双向驱动棘轮机构，单向驱动棘轮机构棘轮多为锯齿形，双向驱动棘轮机构棘轮多为矩形。如图6-28所表示为自行车后轮飞轮中内啮合单向驱动棘轮机构。第21页图6-29是控制牛头刨床工作台进与退棘轮机构。图6-30所表示为摩擦式棘轮机构。第22页二、槽轮机构二、槽轮机构二、槽轮机构二、槽轮机构槽轮机构由带销主动拨盘、含有径向槽从动槽轮和机架组成。槽轮机构停歇时间和运动时间取决于槽轮槽数和拨销数。槽轮机构可分为外槽轮机构和内槽轮机构，如图6-31、图6-32。第23页槽轮机构结构简单，工作可靠，转位方便，能准确控制转角，但转角大小不可调整，且有冲击，只能用于低速机构或分度机构中。如图6-33所表示为转塔车床刀架转位机构。第24页螺旋机构由螺杆、螺母和机架组成（普通把螺杆和螺母之一作成机架），其主要功用是将旋转运动变换为直线运动，并同时传递运动和动力，是机械设备和仪器仪表中广泛应用一个传动机构。按用途和受力情况，螺旋机构又可分为传递运动、动力和用于调整等三种类型；按螺旋副摩擦性质，螺旋机构可分为滑动螺旋机构、滚动螺旋机构和静压螺旋机构三种类型。螺旋机构含有结构简单、工作连续平稳、传动比大、承载能力强、传递运动准确，易实现自锁等优点，故应用广泛。螺旋机构缺点是摩擦损耗大、传动效率低。伴随滚珠螺纹出现，缺点已得到很大改进。一、螺纹及其主要参数一、螺纹及其主要参数一、螺纹及其主要参数一、螺纹及其主要参数螺纹是指在圆柱或圆锥内或外表面上，用不一样形状刀具沿螺旋线切制出含有相同断面连续凸起和沟槽。在圆柱（或圆锥）外表面上螺纹叫外螺纹；在零件内表面上螺纹称为内螺纹。第四节螺旋机构第四节螺旋机构第25页螺纹有右旋和左旋之分。当螺纹按顺时针旋进称为右旋螺纹，反之称为左旋螺纹。判别旋向时，可将外螺纹按轴线垂直放置，若螺纹可见部分为左低右高，则为右旋螺纹，反之为左旋螺纹。标准螺纹主要参数以下：1 1 1 1直径直径直径直径螺纹直径有大径（公称直径）、小径、中径。如图6-34所表示。大径指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切假想圆柱直径。用d（D）表示。小径指与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切假想圆柱直径。用d1（D1）)表示。中径母线经过牙型上沟槽宽度和凸起宽度相等假想圆柱直径。用d2（D2）表示。第26页2 2 2 2线数线数线数线数n n n n螺纹螺旋线数量，有单线和多线之分。如图6-35所表示。3 3 3 3螺距螺距螺距螺距P P P P及导程及导程及导程及导程PhPhPhPh螺纹相邻两牙上对应点间轴向距离称为螺距。同一条螺旋线上相邻两牙上对应点间轴向距离称为导程。Ph=nP。如图6-35所表示。第27页4 4 4 4螺纹升角螺纹升角螺纹升角螺纹升角在中径圆柱面上螺旋线切线与垂直于螺纹轴线平面间夹角。=arcot(Ph/d2)=arcot(nP/d2)5 5 5 5牙型角牙型角牙型角牙型角a a a a经过螺纹轴线剖切时所得螺纹剖面形状称牙型。螺纹牙形两侧边夹角称为牙型角。惯用螺纹牙型有三角形、矩形、梯形和锯齿形等。螺纹主要用于零件间可拆卸连接和传递动力。对于传力螺旋机构和联接螺纹，如螺旋千斤顶、螺旋式压力机等，都要求螺纹含有自锁性。螺纹自锁也就是指内、外螺纹旋合后，如不加反向外力，则不论轴向载荷多大，都不会自行松开这种现象。第28页二、滑动螺旋传动机构二、滑动螺旋传动机构二、滑动螺旋传动机构二、滑动螺旋传动机构按螺杆上螺旋副数目，滑动螺旋机构可分为单螺旋机构和双螺旋机构两种。1 1 1 1单螺旋机构单螺旋机构单螺旋机构单螺旋机构由一个螺杆和一个螺母组成。依据螺杆和螺母相对运动组合，单螺旋机构有四种基本传动形式，其运动形式及特点、应用见表6-3。第29页2 2 2 2双螺旋机构双螺旋机构双螺旋机构双螺旋机构含有两段不一样螺纹螺杆与两个螺母组成螺旋机构称为双螺旋机构。3 3 3 3差动螺旋机构差动螺旋机构差动螺旋机构差动螺旋机构当两螺旋副中螺纹旋向相同时，则形成差动螺旋机构。如图6-36所表示。第30页4 4 4 4复式螺旋机构复式螺旋机构复式螺旋机构复式螺旋机构如图6-37所表示电杆线张紧器，图6-38所表示弹簧圆规均属于复式螺旋机构。第31页三、滚动螺旋传动机构三、滚动螺旋传动机构三、滚动螺旋传动机构三、滚动螺旋传动机构为降低摩擦，提升传动效率和精度，在螺杆和螺母螺旋面上加工出弧形螺旋槽，从而形成滚道，并放入滚珠。当螺杆与螺母相对转动时，滚珠沿滚道滚动，这种螺旋机构称为滚动螺旋机构，如图6-39所表示。滚动螺旋机构按滚道返回装置不一样，分为由外循环和内循环两种。第32页一、选择题一、选择题一、选择题一、选择题 1、铰链四杆机构中与机架相连，并能实现360旋转构件是。A、曲柄B、连杆C、摇杆D、机架 2、铰链四杆机构中与机架相连，只能在一定角度内进行摆动构件是。A、曲柄B、连杆C、摇杆D、机架 3、能够实现回转运动与直线往复运动转换平面四杆机构是。A、曲柄摇杆机构B、曲柄滑块机构C、导杆机构D、摇块机构 4、曲柄滑块机构当以为主动件时，会出现“死点”现象。A、曲柄B、滑块C、连杆 复习试题复习试题第33页5、将曲柄摇杆机构长度取无穷大时，曲柄摇杆机构中将转化为沿直线运动滑块，成为曲柄滑块机构。A、曲柄B、连杆 C、摇杆D、机架 6、能够实现从动件绕固定点摆动凸轮机构是。A、盘形凸轮机构B、圆柱凸轮机构C、移动凸轮机构 7、利用超越性设计超越离合器是一个棘轮机构。A、单向驱动B、双向驱动8、螺旋机构主要作用是。A、将旋转运动转换成旋转运动B、将旋转运动转换成直线运动C、将直线运动转换成旋转运动9、在双螺旋机构中当两螺旋副中螺纹旋向时，则形成差动螺旋机构。A、相同B、相反 10、以下螺旋机构中不具备自锁功效螺旋机构是。A、单螺旋机构B、双螺旋机构C、滚动螺旋传动机构第34页二、填空题二、填空题二、填空题二、填空题1、平面四杆机构是平面机构基础，按其构件运动形式不一样，可分为和两大类，前者是平面四杆机构基本形式，后者由前者衍生而成。2、按两连架杆是曲柄还是摇杆不一样，可将铰链四杆机构分为、和 三种类型。3、平面四杆机构动作时，空回行程比工作行程需要时间短，返回速度比工作行程快，这就是平面四杆机构。4、压力角，而传动角，则平面四杆机构传力效果越好，平面四杆机构中含有良好传力性能。5、凸轮机构由、和 三个基本构件组成。6、凸轮机构从动件通常有、和 三种形式。7、间歇运动机构是将主动件连续运动变换为从动件遵照一定规律时停时动机构。惯用有、等。第35页8、槽轮机构停歇时间和运动时间取决于槽轮和。9、按用途和受力情况，螺旋机构可分为、和 等三种类型。10、按螺杆上螺旋副数目，滑动螺旋机构可分为和 两种。三、判断题三、判断题三、判断题三、判断题1、铰链四杆机构两连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆铰链四杆机构，称为曲柄摇杆机构。（）2、双曲柄机构中，通常主动曲柄作匀速转动，从动曲柄作同向匀速转动。（）3、曲柄滑块机构上、下止点位置，也是两个“死点”位置。（）4、任何平面四杆机构都有可能出现“死点”现象。（）5、铰链四杆机构存在曲柄条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，而且最短杆为机架或连架杆。（）第36页6、尖顶从动件凸轮机构最为简单，且尖顶能与任意复杂凸轮轮廓保持接触，从而确保从动件实现复杂运动规律。（）7、间歇运动机构主要作用是主动件作连续运动时，从动件实现间歇运动。（）8、螺纹自锁也就是指内、外螺纹旋合后，如不加反向外力，则不论轴向载荷多大，都不会自行松开这种现象。（）9、全部螺旋机构都含有自锁功效。（）10、两对螺旋副螺纹旋向相反，转动螺杆能使两个螺母同时反向移动，产生很大位移，多用于需快速移动或快速调整装置中，它也称为倍速机构。（）四、讨论题四、讨论题四、讨论题四、讨论题画出折叠椅和雨伞结构简图，试分析它们是怎样工作?第37页