汽車常用機構(gòu)與傳動[115頁]

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1、單元2常用機械機構(gòu)知識目標(biāo)能力目標(biāo)了解并掌握平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等汽車常用機構(gòu)的作用和特點。掌握鉸鏈四桿機構(gòu)的組成、基本類型及演化機構(gòu)。掌握凸輪機構(gòu)的組成、工作原理及類型。熟悉汽車中平面連桿機構(gòu)和凸輪機構(gòu)的應(yīng)用情況。會安裝、演示鉸鏈四桿機構(gòu)。能正確拆裝汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)的凸輪軸。汽車升降機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)活塞連桿機構(gòu)認(rèn)識平面連桿機構(gòu) 汽車的正常工作，需要各種機構(gòu)來實現(xiàn)特定形式的運動。例如，發(fā)動機利用活塞連桿機構(gòu)的連續(xù)運轉(zhuǎn)來提供動力，如圖（a）所示；汽車前后窗利用雨刮器的左右擺動來清潔玻璃，如圖（b）所示；載貨汽車?yán)密噹淖詣臃D(zhuǎn)來卸載貨物，如圖（c）所示。汽車上述功能的實現(xiàn)都離不開平面連桿機

2、構(gòu)。那你知道什么是平面連桿機構(gòu)嗎？它在汽車中還有哪些應(yīng)用？讓我們一起來認(rèn)識平面連桿機構(gòu)吧！平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu) 在汽車中的在汽車中的應(yīng)用應(yīng)用連架桿機架連架桿連桿攪拌機縫紉機2.雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)（取最短桿為機架）特點：1.兩連架桿都是曲柄（整周轉(zhuǎn)） 2.主動曲柄勻速轉(zhuǎn)，從動曲柄變速轉(zhuǎn)反向雙曲柄機構(gòu)不等長雙曲柄機構(gòu)：對邊不相等不等長雙曲柄機構(gòu)：對邊不相等平行雙曲柄機構(gòu)：對邊相等平行雙曲柄機構(gòu)：對邊相等且兩曲柄轉(zhuǎn)向相同且兩曲柄轉(zhuǎn)向相同應(yīng)用：應(yīng)用：天平秤天平秤反向雙曲柄機構(gòu)：對邊相等但不平行，但兩曲柄轉(zhuǎn)向相反 公共汽車車門啟閉機構(gòu)3 3、雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu) 特點：兩連架桿都是搖桿（擺動） 港

3、口起重機等腰梯形雙搖桿機構(gòu)等腰梯形雙搖桿機構(gòu)三、鉸鏈三、鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判別四桿機構(gòu)類型的判別鉸鏈四桿機構(gòu)的三種基本型式的主要區(qū)別，在于連架桿是否存在曲柄。機構(gòu)中是否存在曲柄，取決于：各構(gòu)件的相對長度。選取哪一構(gòu)件為機架。2、當(dāng)機構(gòu)中最短構(gòu)件長度、當(dāng)機構(gòu)中最短構(gòu)件長度lmin與最長構(gòu)件長度與最長構(gòu)件長度lmax之和大于或等于其余之和大于或等于其余兩構(gòu)件兩構(gòu)件l 、l之和，即：之和，即：則不論取哪一構(gòu)件為機架，均無曲柄存在，為雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)。四四、平面四桿機構(gòu)的演化平面四桿機構(gòu)的演化（滑塊四桿機構(gòu)）；1.1.演化方式演化方式（一個轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副一個轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副）2.類型對心曲柄

4、滑塊機構(gòu) 偏置曲柄滑塊機構(gòu)3.改變構(gòu)件的尺寸 在曲柄滑塊機構(gòu)中，若曲柄很短，可將曲柄制成偏心輪的形式稱為偏心輪機構(gòu)。 偏心輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，偏心輪軸頸的強度和剛度大，且易于安裝整體式連桿，廣泛用于曲柄長度要求較短、沖擊在和較大的機械中。 顎式破碎機 曲柄滑塊機構(gòu)中，當(dāng)將最短桿改為機架時，就演化成轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)。 b.轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)a.曲柄滑塊機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)增加機架長度牛頭刨床機構(gòu) 簡易刨床 a.曲柄滑塊機構(gòu)b.搖塊機構(gòu)(2)、應(yīng)用泵自卸卡車的翻斗機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)中，當(dāng)將滑塊改為機架時，就演化成移動導(dǎo)桿機構(gòu)(定塊機構(gòu))a.曲柄滑塊機構(gòu)b.定塊機構(gòu)應(yīng)用定塊機構(gòu):手搖唧筒cos1FF sin

5、2FF 1234ABCD在機構(gòu)運動過程中，傳動角在機構(gòu)運動過程中，傳動角是不斷變化的。是不斷變化的。一般情況下，應(yīng)使機構(gòu)在一個運動循環(huán)中的最小傳動角40min傳遞較大功率時，50min避免措施：避免措施： 兩組機構(gòu)錯開排列，如兩組機構(gòu)錯開排列，如火車輪機構(gòu)火車輪機構(gòu); ;FAEDGBCABEFDCG靠靠飛輪的慣性飛輪的慣性（如內(nèi)燃機、縫紉機等）。（如內(nèi)燃機、縫紉機等）。死點位置的利用：死點位置的利用：夾緊工具當(dāng)在FP力作用下夾緊工件時，鉸鏈中心B、C、D共線，機構(gòu)處于死點位置，此時工件加在構(gòu)件1上的反作用力FQ無論多大，也不能使構(gòu)件3轉(zhuǎn)動。這就保證在去掉外力FP之后，仍能可靠夾緊工件。當(dāng)需要取

6、出工件時，只要在手柄上施加向上的外力，就可使機構(gòu)離開死點位置，從而松脫工件。 ABCD飛機起落架1、擺角2、極位夾角3、急回特性4、行程速比系數(shù)（以曲柄搖桿機構(gòu)為例）曲柄搖桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)1、擺角2、極位夾角曲柄AB1AB21801搖桿C1DC2D11t1211tCCv 曲柄AB2AB11802搖桿C2DC1D22t2122tCCv =常數(shù)1 2t1 t2V2 V13、急回特性4、行程速比系數(shù)搖桿擺回速度與擺去速度的比值。180180212112ttvvK已知K時，11180KK，機構(gòu)具有急回特性。K越大，急回作用越明顯。,機構(gòu)不具有急回特性。曲柄搖桿機構(gòu)具有急回特性。偏置式曲柄

7、滑塊機構(gòu)具有急回特性。擺動導(dǎo)桿機構(gòu)具有急回特性。利用機構(gòu)的急回特性縮短非生產(chǎn)時間，提高勞動生產(chǎn)率。一、凸輪傳動機構(gòu)的組成和特點凸輪機構(gòu)運用機床進(jìn)刀機構(gòu)一、凸輪傳動機構(gòu)的組成和特點內(nèi)燃機的配氣機構(gòu)1.組成：凸輪，從動件，機架2.作用：將凸輪的轉(zhuǎn)動或移動轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭蛹囊苿踊驍[動 3.特點:(1)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，工作可靠，容易設(shè)計，只需設(shè)計適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從動件得到預(yù)期的運動規(guī)律。(2)高副接觸，易磨損，用于傳力不大的控制機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu) 二二、凸輪機構(gòu)的分類凸輪機構(gòu)的分類1 1.按按凸輪的形狀分類凸輪的形狀分類(1)(1)、盤形凸輪、盤形凸輪是一個繞固定軸轉(zhuǎn)動并且具有變化向徑的盤形零件，應(yīng)是一

8、個繞固定軸轉(zhuǎn)動并且具有變化向徑的盤形零件，應(yīng)用廣泛。但從動件的行程不能太大。用廣泛。但從動件的行程不能太大。(2)(2)移動凸輪移動凸輪 具有曲線輪廓，并作往復(fù)直線移動的構(gòu)件。具有曲線輪廓，并作往復(fù)直線移動的構(gòu)件。(3)(3)、圓柱凸輪、圓柱凸輪 在圓柱面上開有曲線凹槽，可使從動件獲得較大的行程。在圓柱面上開有曲線凹槽，可使從動件獲得較大的行程。(2)、滾子從動件 滾子從動件：滾子與凸輪之間為滾動摩擦，磨損小，可傳遞較大的動力，應(yīng)用廣泛。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。(3)、平底從動件 平底從動件：從動件的端部以平面與凸輪輪廓接觸。當(dāng)不考慮摩擦?xí)r，凸輪作用在從動件上的力始終垂直于平底，傳動效率高，且接觸處易于

9、形成油膜，利于潤滑，常用于高速凸輪機構(gòu)中。但不能與內(nèi)凹或直線輪廓接觸。3.按從動件的運動形式（2）擺動從動件（1）移動從動件4.按鎖合方式的不同（鎖合：保證凸輪與從動件始終接觸的方式鎖合：保證凸輪與從動件始終接觸的方式 ）力鎖合凸輪，如靠重力、彈簧力鎖合的凸輪等；形鎖合凸輪，如溝槽凸輪等。溝槽凸輪形鎖合凸輪，如溝槽凸輪、等徑及等寬凸輪、共軛凸輪等。 三、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用（）配氣機構(gòu)自動車床上的走刀機構(gòu)（）自動車床橫刀架進(jìn)給機構(gòu)（）車床仿形機構(gòu)（4）顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡視度調(diào)節(jié)機構(gòu)基圓：以凸輪最小半徑rb所在的圓，rb稱為凸輪的基圓半徑。BC遠(yuǎn)休、遠(yuǎn)休止角：CD回程、回程運動角：DA近休、近休止角：ss

10、0AB推程、推程運動角：s000四、凸輪機構(gòu)的工作過程四、凸輪機構(gòu)的工作過程基圓：以凸輪最小半徑rb所在的圓，rb稱為凸輪的基圓半徑。BC遠(yuǎn)休、遠(yuǎn)休止角：CD回程、回程運動角：DA近休、近休止角：AB推程、推程運動角：五、常用的從動件運動規(guī)律 1.等速運動規(guī)律 0/110dtdvaCdtdsvCCs運動方程式一般表達(dá)式： 運動特性：運動特性：當(dāng)采用勻速運動規(guī)律時，推桿在運動的起始點和終止點因速度有突變，在理論上加速度值為瞬時無窮大，使推桿產(chǎn)生非常大的慣性力，致使凸輪受到很大的沖擊，稱為剛性沖擊剛性沖擊。推程運動線圖推程運動線圖：適用場合：低速、輕載。 運動特性：當(dāng)采用等加速等減速運動規(guī)律時，在

11、起點、中點和終點時，加速度有突變，因而推桿的慣性力也將有突變，不過這一突變?yōu)橛邢拗担?，凸輪機構(gòu)中由此而引起的沖擊稱為柔性沖擊。 適用場合：中速、輕載。2、等加速等減速運動規(guī)律 運動方程式一般表達(dá)式：22122102/2/CdtdvaCCdtdsvCCCs3、簡諧運動規(guī)律（余弦加速度運動規(guī)律）： 簡諧運動：當(dāng)一點在圓周上等速運動時，其在直徑上的投影的運動即為簡諧運動。推桿推程運動方程式：02022000cos2sin2cos12hahvhs推桿回程運動方程式：0022000cos2sin2cos12hahvhs 運動特性：這種運動規(guī)律的加速度在起點和終點時有有限數(shù)值的突變，故也有柔性沖擊。

12、適用場合：中速、中載。小結(jié)：小結(jié)：等速運動規(guī)律：等速運動規(guī)律： 有剛性沖擊有剛性沖擊 低速輕載低速輕載等加速等減速運動：等加速等減速運動： 柔性沖擊柔性沖擊 中速輕載中速輕載余弦加速度運動規(guī)律：余弦加速度運動規(guī)律： 柔性沖擊柔性沖擊 中低速重載中低速重載運動規(guī)律運動規(guī)律 運動特性運動特性 適用場合適用場合螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動同時傳遞運動或動力。 主要用于傳遞動力，運動、測量及及調(diào)整等。1.1.螺旋傳動按其用途，可分為以下三種類型螺旋傳動按其用途，可分為以下三種類型: : 傳力螺旋傳力螺旋 傳動螺旋傳動螺旋 調(diào)整螺旋調(diào)整螺旋一一、

13、螺旋傳動的螺旋傳動的類型類型（1）傳力螺旋舉重器、千斤頂、加壓螺旋用途：傳遞動力，以小轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生大軸向力，要求自鎖 特點：低速、間歇工作，傳遞軸向力大、自鎖（2）傳導(dǎo)螺旋機床進(jìn)給絲杠用途：傳遞運動，要求有較高精度 特點：速度高、連續(xù)工作、精度高（3）調(diào)整螺旋機床、儀器及測試裝置中的微調(diào)螺旋。 （機床卡盤，壓力機，車床尾座的調(diào)整螺旋 ） 用途：調(diào)整和固定零件間的相互位置 特點：是受力較小且不經(jīng)常轉(zhuǎn)動 螺紋：矩形，梯形，鋸齒形螺桿上螺旋副數(shù)目：單螺旋傳動；雙螺旋傳動（1）滑動螺旋傳動機構(gòu)1）單螺旋傳動機構(gòu)螺桿又轉(zhuǎn)又移（螺母固定）(傳力螺旋)螺旋千斤頂，螺旋式壓力機。要求強度和自鎖性能 螺桿轉(zhuǎn)螺母移

14、(傳導(dǎo)螺旋)傳遞運動，要求精度和效率高（多線螺紋）?；瑒勇菪?滾動螺旋 靜壓螺旋2.2.螺旋傳動按其螺旋副摩擦性質(zhì)的不同，又可分為：螺旋傳動按其螺旋副摩擦性質(zhì)的不同，又可分為：2）雙螺旋傳動機構(gòu)（調(diào)整螺旋） 螺桿上有不同螺距的螺紋，分別與兩個螺母組成兩個螺旋副 螺桿又轉(zhuǎn)又移，螺母一個固定另一移動 差動螺旋傳動機構(gòu)（微調(diào)機構(gòu)） 兩個螺旋副旋向相同復(fù)式螺旋傳動機構(gòu)（快速調(diào)整或移動） 兩個螺旋副旋向相反滑動螺旋特點：優(yōu)點：構(gòu)造簡單、傳動比大，工作連續(xù)，傳動平穩(wěn)、加工方便、工作可靠、承載能力高、傳動精度高、易于自鎖。缺 點 ：磨損快、壽命短，摩擦損耗大，傳動效率低（3040%） 傳動精度低（）滾動螺旋

15、傳動機構(gòu)摩擦性質(zhì)為滾動摩擦。滾動螺旋傳動是在具有圓弧形螺旋槽的螺桿和螺母之間連續(xù)裝填若干滾動體（多用鋼球），當(dāng)傳動工作時，滾動體沿螺紋滾道滾動并形成循環(huán) 特點：傳動效率高（可達(dá)90%），起動力矩小，傳動靈活平穩(wěn)，低速不爬行，同步性好，定位精度高。 缺點：不自鎖，需附加自鎖裝置，抗振性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝要求高，成本較高。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器工作過程）靜壓螺旋傳動機構(gòu)一、棘輪機構(gòu)1.組成及特點由棘輪、棘爪、機架三個基本構(gòu)件組成。 為防止在起升過程中重物意外的回落，采用棘輪機構(gòu)可阻止卷筒倒轉(zhuǎn)，起到安全保護(hù)作用。正常行駛鏈輪（內(nèi)圈有棘齒）鏈條棘爪后輪軸踏板不動鏈輪和鏈條不再轉(zhuǎn)動后輪在慣性力的作用下仍可

16、帶動棘爪轉(zhuǎn)動，棘爪在棘齒背上滑過。1）單動式棘輪機構(gòu)當(dāng)主動搖桿往復(fù)擺動一次時，棘輪只能單向間歇地轉(zhuǎn)過某一角度。（2）按主動件與從動件的運動方式2 2）雙動式棘輪機構(gòu)）雙動式棘輪機構(gòu) 主動件作往復(fù)擺動時，可視兩個棘爪交替帶動棘輪沿同一方向作間隙傳動3）可變向棘輪機構(gòu) 翻轉(zhuǎn)變向棘輪機構(gòu) 回轉(zhuǎn)變向棘輪機構(gòu) 是一種無棘齒的棘輪，靠棘爪和棘輪之間的摩擦力傳動，棘輪轉(zhuǎn)角可作無級調(diào)節(jié)。另一棘爪用來制動。傳動噪音小，但接觸表面間容易發(fā)生滑動。4）摩擦式棘輪機構(gòu)優(yōu)點：優(yōu)點：此種機構(gòu)多用于兩軸相錯的分度間歇運動中。 與槽輪固聯(lián)的刀架上裝有六種刀具，相應(yīng)的槽輪上有六個徑向槽，撥盤上裝有一個圓銷，當(dāng)主動軸連續(xù)回轉(zhuǎn)時，

17、撥盤上的圓銷便驅(qū)動槽輪作間歇轉(zhuǎn)動，從而帶動刀架間歇轉(zhuǎn)位。應(yīng)用：刀架轉(zhuǎn)換機構(gòu) 為了適應(yīng)人們的視覺暫留現(xiàn)象，要求影片作間歇運動，槽輪開有四個徑向槽，當(dāng)傳動軸帶動圓銷，每轉(zhuǎn)過一周時，槽輪轉(zhuǎn)過90，所以能使影片的畫面有一段停留時間。放映機的卷片機構(gòu)三、不完全齒輪機構(gòu)1.不完全齒輪機構(gòu)的工作原理和類型外嚙合不完全齒輪機構(gòu)由齒輪機構(gòu)演變而成，即在主動齒輪上只作一個或幾個齒，而在從動齒輪上，做出與主動齒輪相應(yīng)的齒間，形成不完全的齒輪傳動，從而達(dá)到從動齒輪做間歇運動的要求。內(nèi)嚙合不完全齒輪機構(gòu) 主動輪上有1個輪齒，從動輪的圓周上，有10個齒間。當(dāng)主動輪旋轉(zhuǎn)一周時，從動輪只轉(zhuǎn)過1/10轉(zhuǎn)。2.不完全齒輪機構(gòu)的特點和應(yīng)用從動輪每轉(zhuǎn)一周的停歇時間、運動時間及每次轉(zhuǎn)動的角度變化范圍都較大，設(shè)計較靈活；但加工工藝復(fù)雜，從動輪在運動開始，終了時沖擊較大，故一般用于低速、輕載場合。 1.平面連桿機構(gòu)的曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)，分別可以實現(xiàn)各種運動轉(zhuǎn)化。2.鉸鏈四桿機構(gòu)類型可根據(jù)桿長關(guān)系分析判定。3.鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式可通過將轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副或選取不同構(gòu)件為機架等方法，演化得到各種新的形式，得到更廣泛的應(yīng)用。4.平面四桿基本特性主要包括急回特性、壓力角與傳動角、死點等。5.凸輪機構(gòu)的分類、應(yīng)用及特點。6.螺旋傳動機構(gòu)的分類、組成、傳動特點和應(yīng)用。7.間歇運動機構(gòu)的分類、傳動特點及應(yīng)用。單元小結(jié)