汽车平面连杆机构.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,汽车机械基础,项目一 汽车平面连杆机构,1,一、机构的组成与运动简图,二、汽车常用四杆机构,三、四杆机构演化,四、,本 章 内 容,2,一机构的组成与运动简图,复习,3,一、机构的组成及相关概念,构件,：运动单元体,零件,：制造单元体,构件可由一个或,几个零件组成。,一 机构的组成与运动简图,机械,：机械和机构的统称,4,一、机构的组成及相关概念,构件,：运动单元体,零件,：制造单元体,构件可由一个或,几个零件组成。,一 机构的组成与运动简图,机械,：机械和机构的统称,复习,5,二,.,机构中的三类构件,机构中的构件分为以下三种类型。,图,4-3,液体搅拌机,1,机架,2,曲柄,3,连杆,4,摇杆,(1),机架,机构中被视为固定不动的构件,。,机构中其他构件在它的支承下运动。图,4-3,中的构件,1,是机架。,(2),原动件,机构中由外部给定其运动的构件,，,也称为,输入构件。,机构中其他构件的运动由它驱动。图,4-3,中曲柄,2,的转动由外部输入，是原动件。,(3),从动件,机构中由原动件驱动的其他构件,。,若从动件直接实现机构的功能，称为,执行件,；若从动件把运动输出本机构，称为,输出构件,。图,4-3,中连杆,3,、摇杆,4,都是从动件。,复习,6,三、运动副的表示方法,转动副,用一个小圆圈表示。,转动副的表示方法,在代表转动副中机架（固定件）的线条上，需画上一列斜线。,移动副,用与移动方向一致的 一条直线或两条平行线表示。,移动副的表示方法,复习,7,1,平面高副,简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓。,球面副与螺旋副,平面高副的表示方法,球面副和螺旋副的表示方法,a,）球面副,b,）螺旋副,复习,三、运动副的表示方法,8,四、构件自由度,一个构件未用运动副与其它构件连接之前，有三个自由度。,当用运动副连接后，构件间的相对运动受到约束，失去一些自由度。运动副不同，失去的自由度数目和保留的自由度数目也不同。,复习,9,2.,计算公式,n,：机构中活动构件数；,P,l,：机构中低副数；,P,h,：机构中高副数；,F,：机构的自由度数；,F=3n-2P,l,-P,h,计算实例,n=3,P,l,=4,P,h,=0,F=3n-2P,l,-P,h,=33-2P,l,-P,h,=33-24-0,=1,练习,10,项目一 汽车平面连杆机构,本课,任务一,学过本课以后请写出在汽车中都有哪些是平面连杆结构（至少写出,5,项）。,11,项目一 汽车平面连杆机构,1.,平面连杆机构,：,若干构件通过低副连接而成的平面机构。,2.,平面连杆机构的特点：,具有运动可逆性。,3.,平面连杆机构主要优点,A,D,C,B,（,1,）低副压力小，制造简单，制造精度较高。（,2,）实现转动、摆动和移动等基本运动形式转换。（,3,）实现多种运动规律。,一、相关知识,1,）低副存在间隙，产生运动误差。,2,）不易精确实现复杂运动规律。,4.,平面连杆机构主要缺点,12,平面连杆机构分类,13,平面四杆机构,铰链四杆机构,(,全转动副,),含有移动副,的平面四杆机构,曲柄摇杆机构,双曲柄机构,双摇杆机构,曲柄滑块机构,曲柄导杆机构,曲柄摇块机构,移动导杆机构,14,铰链四杆机构的类型及应用,课堂任务二,15,1.,铰链四杆机构,图,4-10,铰链四杆机构,1,、,3,连架杆,2,连杆,4,机架,以,4,个铰链联接,4,个构件而成的机构,。,铰链四杆机构有三种基本形式：,曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构,。,二、铰链四杆机构的类型及应用,曲柄,作整周定轴回转的构件；,连杆,与其他构件链接,的构件；,连架杆,与机架相联的构件；,摇杆,作定轴摆动的构件；,周转副,能作,360,相对回转的运动副；,摆转副,只,能作有限角度摆动的运动副。,曲柄,连杆,摇杆,16,铰链四杆机构有三种基本形式：,曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构,。,二、铰链四杆机构的基本型式及应用,一为,摇杆,一为,曲柄,连架杆,17,(1),曲柄摇杆机构,铰链四杆机构的两个连架杆之一是曲柄、另一是摇杆，为,曲柄摇杆机构,。,（,1,）将转动变为摆动,图,4-8,破碎机的破碎机构,将曲柄的连续转动转变为摇杆的往复摆动。,（,1,）雷达,18,(1),曲柄摇杆机构,(2),搅拌器,:,曲柄主动,19,(1),曲柄摇杆机构,(3),汽车玻璃窗雨刷,:,转动变换为摆动,20,(1),曲柄摇杆机构,（,2,）将摆动变为转动,(4),缝纫机踏板机构：,摆动变换为转动,将摇杆的往复摆动转变为曲柄的整周转动,21,(1),曲柄摇杆机构,脱粒机及其机构运动简图,a,脚踏脱粒机,b,机构运动简图,摇杆为原动件：脚踏缝纫机 脚踏脱粒机,（,2,）将摆动变为转动,图,4-13,缝纫机踏板机构,22,(2),双曲柄机构,铰链四杆机构的两个连架杆均为曲柄，称为,双曲柄机构。,双曲柄机构中的任一个曲柄均可作为原动件，带动从动曲柄旋转。,图,4-14,惯性筛,但双曲柄机构具有如下运动特性：,原动曲柄匀速转动时，从动曲柄以每圈为周期作变速转动。,图,4-14,所示的惯性筛中，原动曲柄匀速转动，从动曲柄则在每一圈转动中周期性地变换快慢，从而达到筛分物料的目的。,23,平行双曲柄机构,或,平行四边形机构,两曲柄长度相等，且连杆机架的长度也相等的双曲柄机构。,图,4-15,平行四边形机构的运动特性,及其应用示例,a),平行双曲柄机构,b),机车车轮联动机构,平行四边形机构运动有两个特性：,原动从动曲柄的转动保持同步。运动中两曲柄保持平行，连杆与“机架”也保持平行。它因此获得广泛应用，如火车车轮的联动机构。,24,平行双曲柄机构,25,(2),双曲柄机构,1,）两曲柄等长且平行，,1,=,2,26,(2),双曲柄机构,当两曲柄共线时，有可能成为反向双曲柄机构,:,1,2,反平行双曲柄机构,27,车门,反平行四边形机构,公共汽车的车门开关机构,1,主动曲柄,2,连杆,3,从动曲柄,4,机架,5,右车门,6,左车门,7,活塞门,8,气缸,28,(2),双曲柄机构,插床双曲柄机构,29,(2),双曲柄机构,摄影台升降机构,30,(2),双曲柄机构,31,电风扇摇头机构示意图,(3),双摇杆机构,双摇杆机构,两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构,。,双摇杆机构中的任一个活动件（摇杆或连杆）均可作为原动件，使两个摇杆均实现往返摆动。,如电风扇的一种摇头机构。,起重机机构,汽车转向机构,32,飞机起落架机构,33,A,B,D,C,E,A,B,D,C,E,A,B,D,C,E,34,（,4,）,铰链四杆机构的类型判别,1,、铰链四杆机构曲柄存在条件为：,1,）连架杆和机架中必有一杆是最短杆；,2,）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。（称为杆长条件）,上述两个条件必须同时满足，否则机构不存在曲柄,35,在满足杆长和的条件下,，取不同杆为机架就可以得到不同类型的铰链四杆机构。,（,1,）以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄，另一连架杆为摇杆，即该机构为,曲柄摇杆机构,；,（,2,）以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，,该机构为双曲柄机构,；,（,3,）以最短杆的对边构件为机架，均无曲柄存在，即该机构,为双摇杆机构,。,36,37,三、铰链四杆机构的演化,演化方法：转动副 移动副（滑块四杆机构）；,选取不同构件作为机架,（一）,、,转动副转化成移动副,1,、,铰链四杆机构中一个转动副转化为移动副,38,1,1.,滑块四杆机构,图,4-12,曲柄滑块机构,a,）对心曲柄滑块机构,b,）偏置曲柄滑块机构,1,曲柄,2,连杆,3,滑块,4,机架,含有移动副四杆机构称为滑块四杆机构，简称滑块机构,。,其基本形式有曲柄滑块机构、导杆机构、摇块机构和定块机构。,39,1,曲柄滑块机构应用很广泛，如内燃机里的曲柄滑块机构和自动送料机构等。,图,4-21,曲柄滑块机构的应用示例,a),内燃机中的曲柄滑块机构,b),自动送料机构,1,曲轴,2,连杆,3,活塞,4,滑块,5,曲柄,40,41,2,、,摇块机构,(1),、演化过程,曲柄滑块机构中，当将连杆改为机架时，就演化成摇块机构。,42,(2),、应用,泵,43,3,、,导杆机构,曲柄滑块机构中，当将曲柄改为机架时，就演化成导杆机构。,44,4,、,定块机构,曲柄滑块机构中，当将滑块改为机架时，就演化成定块机构。,45,总结 任务二,1.,运动副,运动副是指两构件直接接触并能产生相对运动的一种活动联接，通常用三种接触形式联接起来：即点接触、线接触和面接触。,2.,平面连杆机构,由若干构件通过低副连接组成的平面机构称为平面连杆机构（也称为低副机构）。,平面四杆机构是多杆机构的基础，结构最简单，应用最广泛。,3.,铰链四杆机构,全部用转动副将四个构件联接起来的四杆机构称为铰链四杆机构。,4,铰链四杆机构的分类,1,、曲柄摇杆机构,2,、双曲柄机构,3,、双摇杆机构。,46,任务三、铰链四杆机的基本特性,学习任务：试对图,1-1-15,所示的结构进行分析，并完成相应学习内容。,47,一、铰链四杆机构的曲柄存在条件,(,一,),曲柄存在条件,通过对铰链四杆机构的三种基本形式的分析可以看到，三种基本形式的区别在于有无曲柄和有几个曲柄。观察图,1-1-16,铰链四杆机构，可以看到，四个杆相对长度对机构类型有影响。因此，铰链四杆机构的三种基本形式与机构中四个杆相对长度有关系。,铰链四杆机构中是否存在曲柄，取决于机构各杆的相对长度和机架的选择。,1,、在曲柄摇杆机构中，曲柄是最短杆；,2,、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。,这是曲柄存在的必要条件。,复习,48,49,二）铰链四杆机构的判断规则,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：,(1),以最短杆的邻边为机架时为曲柄摇杆机构；,(2),以最短杆为机架时为双曲柄机构；,(3),以最短杆的对边为机架时为双摇杆机构。,复习,50,【,任务实施,】,51,二、铰链四杆机构的基本特点,（一）急回特性,摇杆摆回速度比摆去速度快的性质，称急回特性。,52,（二）传力特性（压力角和传动角）,通常用压力角和传动角来表示四杆机构的传力性能。从动件受力点的受力方向与受力点的速度方向间所夹的锐角，称为压力角，压力角的余角，称为传动角，如图,1-1-18,53,（二）传力特性（压力角和传动角）,机构运转过程中，压力角和传动 随从动件的位置而变化。压力角愈小，使从动件运动的有效分力越大，机构传动的效率也越高，所以可用压力角的大小判断机构的传力特性。为了保证机构能正常工作，要限制工作行程的最大压力角 或最小传动角，一般设计时应使最小传动角,40,。,54,（三）死点位置,曲柄,AB,为从动件时，当连杆,BC,与曲柄,AB,处于共线位置时，连杆,BC,与曲柄,AB,之间的传动角,0,，压力角,=90,，这时摇杆,CD,经连杆,BC,传给从动件曲柄,AB,的力通过曲柄转动中心,A,，转动力矩为零，从动件不转，机构停顿，机构所处的这种位置称为死点位置。,55,（三）死点位置,通过死点位置采取的措施：,1,、利用从动件的惯性顺利地通过死点位置。,2,、采用错位排列地方式顺利地通过死点位置。,56,任务三 总结,（一）,铰链四杆机的基本特性,1,、急回特性：摇杆摆回速度比摆去速度快的性质，称急回特性。,2,、死点位置：曲柄为从动件时，当连杆与曲柄处于共线位置时，连杆与曲柄之间的传动角,0,，压力角,=90,，这时摇杆经连杆传给从动件曲柄的力通过曲柄转动中心，转动力矩为零，从动件不转，机构停顿，机构所处的这种位置称为死点位置。,（二）铰链四杆机构的判断规则,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：,(1),以最短杆的邻边为机架时为曲柄摇杆机构；,(2),以最短杆为机架时为双曲柄机构；,(3),以最短杆的对边为机架时为双摇杆机构。,57,Thank You!,58,