项目5用机构分析

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1、汽车机械基础（第2版）主编：刘根平 盛露晨 主审：张则雷高等职业教育“十三五”规划教材Contents项目一 简单形体的投影项目二 机械识图基本知识项目三 零件图的识读项目四 装配图的识读项目五 常用机构分析项目六 齿轮传动分析项目七 蜗轮蜗杆传动项目八 带传动和链传动分析项目九 键、销连接项目十 螺纹连接项目十一 轴与轴承项目十二 液压和液力传动分析项目十三汽车常用材料的识别与选用项目五 常用机构分析n 项目要求n 课题1 平面机构的组成n 课题2 平面四杆机构n 课题三 凸轮机构n 课题四 棘轮机构 理解铰链 四杆机构和机器、机械、机构、零件及运动副基本概念；会分析曲柄滑块机构、凸轮机构和

2、棘轮机构工作过程和特点。 能自制一铰链 四杆机构，观察并分析其运动及演化规律；能绘制凸轮机构从动件的运动曲线。 通过动手制作铰链 四杆机构，提高学生的学习兴 趣，培养学生理论联 系实际 、一丝不苟、团结协 作的工作作风。项目要求1知识目标2技能目标3素养目标课题一 平面机构的组成一、机器的组成及相关概念 平面机构是指组成机构的所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。工程上常见的机构大多属于平面机构，所以，本课题仅 限于讨论平面机构。 机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息。从机器的组成来分析，所有机器具有下列三个共同特征： 1、机器u（1）都是由许多构件组合而成的；

3、u（2）各构件间具有确定的相对运动；u（3）能实现能量转换或完成有用的机械功。课题一 平面机构的组成2、机构 机构是用来传递运动和力的构件系统。与机器相比，机构仅具备机器的前两个特征，而不具备第三个特征。3、构件4、零件 从运动角度看，可以认为机器是由若干构件组成的。各构件之间具有确定的相对运动，所以，构件是机器的运动单元。 从制造角度看，机器是由若干个零件组成的。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。课题一 平面机构的组成二、运动副 两构件之间直接接触又能产生一定相对运动的活动联接称为运动副。即运动副是两构件直接接触所形成的可动联接。根据运动副中两构件接触形式不同，运动副可分

4、为低副和高副两大类。1、低副 低副是指两构件之间以面接触的运动副。按两构件的相对运动情况，可又分为转动 副、移动副和螺旋副，如图所示。低副课题一 平面机构的组成2、高副 高副是两构件之间以点或线接触的运动副。 可分为齿轮 副、凸轮副等，如图所示。高副课题一 平面机构的组成三、平面机构的运动简图 用线条表示构件，用简单符号表示运动副的类型，按一定比例确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸，这种简明表示机构各构件运动关系的图形称机构运动简图 ，如图所示。b)运动简图a)结构图曲柄滑块机构运动简图课题一 平面机构的组成1、机器、机构、构件、零件、运动副等概念。2、运动副分为低副和高副；低副又分为转动

5、副、移动副和螺旋副。3、平面机构运动简图概念及常用运动副、构件的表示方法。课题小结课题二 平面四杆机构 一、铰链四杆机构的组成及分类1、铰链四杆机构的组成 平面连杆机构是指由一些刚性构件用转动副或移动副相互连接而成的平面机构。最简单的平面连杆机构由四个构件组成，简称四杆机构。 铰链四杆机构是各构件（杆）之间全部用转动副连接的四杆机构，它是平面四杆机构的基本形式，如图所示。固定不动的杆AD称为机架，与机架相连的杆AB和CD称为连架杆，不与机架直接相连的杆BC称为连杆。在连架杆中，能绕机架作整周转动的称为曲柄，只能在某一角度内绕机架作往复摆动的称为摇杆。铰链四杆机构课题二 平面四杆机构2、铰链四杆

6、机构的基本类型（1）曲柄摇杆机构汽车刮水器机构（3)双曲柄机构（2）双摇杆机构汽车转向机构铰链四杆机构根据连架杆的种类和数目，可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种类型 惯性筛机构课题二 平面四杆机构3、铰链四杆机构类型的判别 u（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。u（2）最短杆为机架或连架杆。 在铰链四杆机构中，曲柄的存在必须满足以下两个条件：根据曲柄存在条件，我们可以判别铰链 四杆机构的基本类型，方法如下：u（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：u 若最短杆为连架杆，则机构为曲柄摇杆机构；u 若最短杆为机架，则机构为双曲柄机构；u 若最短杆

7、为连杆，则机构为双摇杆机构。u（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。课题二 平面四杆机构二、铰链四杆机构的基本性质1、急回特性构 曲柄摇杆机构中，曲柄AB虽作等速转动，而摇杆CD来回摆动的速度不同。利用这一特性，使空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度，可以节省空回行程的时间，提高生产效率。2、压力角和传动角 从动件上受力点的速度方向与所受作用力方向之间所夹的锐角，称为机构的压力角，用表示。传动角是压力角的余角，用表示。它反映机构传力性能的优劣，即传动角越大，传动越省力。3、死点 机构的传动角0，压力角90的情况。此时连杆对从动曲柄的作

8、用力恰好通过其回转中心不能推动曲柄转动，机构的这种位置称为死点。课题二 平面四杆机构三、铰链四杆机构的演化1、曲柄滑块机构 前面介绍的三种铰链四杆机构，还远远满 足不了实际工作的需要，为此可将铰链四杆机构通过演化而成各种变异机构。 活塞连杆机构 图示汽车发动 机活塞连杆机构中，将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动课题二 平面四杆机构2、导杆机构导杆机构是通过改变曲柄滑块机构的固定构件演化而成的。a）曲柄滑块机构 b) 转动导杆机构 c）摆动导杆机构d）移动导杆机构课题二 平面四杆机构3、摇块机构课题二 平面四杆机构 1、铰链四杆机构的三种基本类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 2、曲

9、柄存在的条件：（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。 3、铰链四杆机构的演化。将其某一转动副转化为移动副或取不同构件作机架，可得到多种形式的演化机构，如曲柄滑块机构、摇块机构等。课题小结课题三 凸轮机构1、凸轮机构的组成及应用一、凸轮机构概述 凸轮机构是通过凸轮与从动件之间的直接接触来传递运动和动力的，如图所示，它主要由凸轮、从动件和机架组成。 凸轮的基本结构课题三 凸轮机构2、凸轮机构的分类（1）按从动件的端部结构形状不同，可分为尖顶式从动件、滚子式从动件、平底式从动件，如图所示。凸轮机构的分类平底式从动件尖顶式从式动件滚子式从动件课题三 凸轮机

10、构 （2）按照凸轮的形状不同，可分为盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮三种。 盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮课题三 凸轮机构3、凸轮机构的主要工作特点二、凸轮机构的工作原理基本参数如图所示：（1）基圆 以凸轮轮廓最小半径 rb所作的圆。（2）推程 从动件经过轮 廓AB段，从动件被推到最高位置。（3）推程运动角 角0。（4）回程 经过轮 廓CD段，从动件由最高位置回到最低位置。（5）回程运动角 角2。（6）远停程角 角1 。（7）近停程角 角3 。 u 优点：只要正确地设计凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任意给定的运动规律，且结构简单、紧凑、工作可靠。u 缺点：凸轮与从动件之间为点或线接触，不易润滑，容易磨

11、损。因此，凸轮机构多用于传力不大的控制机构和调节机构中。课题三 凸轮机构2、从动件的运动规律 从动件的位移、速度和加速度随转角（或时间t）的变化规律，称为从动件的运动规律。常用运动规律有：3、凸轮轮廓曲线的绘制凸轮轮廓曲线的绘制通常采用反转法。u（1）等速运动规律；u（2)等加速等减速运动规律。课题三 凸轮机构 1、凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架组成。 2、按从动件的端部结构形状可分为尖顶从动件、滚子从动件和平底从动件；按照凸轮形状可分为盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。 3、凸轮机构从动件的运动规律常用的有等速运动规律、等加速等减速运动规律等。课题小结课题四 棘轮机构一、棘轮机构概述 如图所示

12、，棘轮机构由主动摆杆、棘爪、棘轮、止回棘爪和机架组成。棘轮机构1、棘轮机构的组成课题四 棘轮机构2、棘轮机构的工作原理 上图所示主动件空套在与棘轮固连的从动轴上，并与驱动棘爪用转动副相联。当主动件顺时针方向摆动时 ，驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中，使棘轮跟着转过一定角度，此时，止回棘爪在棘轮的齿背上滑动。当主动件逆时针方向转动时 ，止回棘爪阻止棘轮发生逆时针方向转动，而驱动棘爪却能够在棘轮齿背上滑过，所以，这时棘轮静止不动。因此，当主动件作连续的往复摆动时，棘轮作单向的间歇运动。二、棘轮机构的分类 常用的棘轮机构按其工作原理不同，可分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构两大类。课题四 棘轮机构 a) b) 棘轮机构分类a)齿式棘轮机构 b)摩擦式棘轮机构课题四 棘轮机构三、棘轮机构的特点和应用1、棘轮机构的工作特点 棘轮机构结构简单，工作可靠，棘轮转角调节方便，而且止回爪还有防止棘轮反转的作用。但它传动时 有较大的冲击和噪声，而且定位精度差，运动平稳性差。 2、棘轮机构的应用用于速度较低、载荷不大、精度要求不高的场合。课题四 棘轮机构 1、棘轮机构由主动摆杆、棘爪、棘轮、止回棘爪和机架组成。 2、常用的棘轮机构按其工作原理不同，可分为齿式棘轮机构所示和摩擦式棘轮机构两大类。 3、棘轮机构的工作原理及特点。课题小结THANK YOU