1、任务一认识铰链四杆机构一、制作铰链四杆机构1.落料(图5-1)图5-1落料1)制作材料一般用宽度为2030mm 的竹片。2)用锯条锯下长度不等的四根竹条,操作过程中注意安全。2.打孔(图5-2)图5-2打孔1)可用电钻和钻床打孔,但操作前须经教师指导。2)孔与端边应留有一定距离以免打孔过程中竹条开裂。3.去毛刺(图5-3)利用锉刀或其他刀具去除竹条各边及孔周围的毛刺。4.连接(图5-4)1)利用螺栓、螺母或铁(铜)丝连接各竹条,注意固定不可过于紧密,各连接处应能自由转动。2)如遇最长杆长度大于等于其余三杆长度之和的情况,则应适当缩短最长杆长度。二、分析铰链四杆机构的原理1.铰链四杆机构的组成1
2、)铰链四杆机构中,固定不动的构件称为机架(如图5-5所示的a杆)。机构中不与机架相连的构件称为连杆(如图5-5所示的c杆)。机构中与机架用低副相连的构件称为连架杆(如图5-5所示的b杆、d杆,低副为两构件以面接触的运动副)。2)与机架用转动副相连且能绕该转动副轴线整圈旋转的构件称为曲柄。与机架相连但只能绕该转动副轴线摆动的构件称为摇杆。2.观察铰链四杆机构的工作特性(1)a为机架此时的机构如图5-6所示。1)a为机架,转动b,观察b、d的运动方式。2)通过交流得出b、d可能出现的运动方式,思考为什么会出现不同的运动方式3)图示四杆长度关系为bdca。(2)b为机架此时的机构如图5-7所示。1)
3、b为机架,转动c,观察a、c的运动方式。2)通过交流得出a、c可能出现的运动方式,思考为什么会出现这一情况。(3)c为机架此时的机构如图5-8所示。1)c为机架,转动d,观察b、d的运动方式。2)通过交流得出b、d可能出现的运动方式 1)d为机架,转动c,观察a、c的运动方式。2)通过交流得出a、c可能出现的运动方式,思考为什么会出现这一情况。图5-9四杆机构53.铰链四杆机构中曲柄存在的条件通过上文的观察与分析可知是否存在曲柄是铰链四杆机构的重要特征,而连杆成为曲柄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(图5-10)。2)连架杆与机架中必有一个是最短杆,如
4、图5-11所示铰链四杆长度关系为bdca(必须a、b或c作为机架)。4.铰链四杆机构三种基本类型的判别方法根据曲柄存在的条件,可以推导出铰链四杆机构的三种基本类型 及其判别方法。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(图5-12),则 取最短杆为连架杆时,构成曲柄摇杆机构。图5-12四杆机构82)若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和,则无曲柄存在,只能构成双摇杆机构。三、铰链四杆机构的演化1.曲柄滑块机构应用于内燃机中的活塞连杆机构,如图5-13所示,如图5-14所示的压力机等均将四杆机构中的摇杆转化为作往复运动的滑块,因而称为曲柄滑块机构。2.移动导杆机构
5、如图5-15所示的抽水机等机构称为移动导杆机构。3.曲柄摇块机构如图5-16所示的自翻卸料装置等机构将四杆机构中的连架杆转化为摆动的摇块,因而称为曲柄摇块机构。任务二认识凸轮机构一、认识发动机配气机构1.观察配气机构模型配气机构模型如图 5-17所示,找出配气机构中各传动零部件的所在位置。2.分析工作过程1)凸轮轴转动时,当凸轮的圆柱面(基圆)部分与液压挺杆接触时,挺杆不升高,挺杆以上的传动件不动作,气门是关闭的,如图5-18所示。2)当凸轮的凸起部分与液压挺杆接触时,便开始将挺杆顶起,于是气门被打开,如图5-19所示。图5-19配气机构工作过程21气门座2液压挺杆3凸轮4气门弹簧5气门导管6
6、气门3)当凸轮的最大凸起处与液压挺杆接触时,气门达到最大开度(升程),如图5-20所示。4)随后,凸轮与液压挺杆接触表面的凸起半径开始逐渐变小,气门在气门弹簧的作用下开始上升直至关闭,并反向推动摇臂等传动杆件,使挺杆下压,以保持与凸轮的接触,如图5-21所示。5)当凸轮凸起部分离开液压挺杆时,气门完全关闭,如图5-22所示。图5-22配气机构工作过程51气门座2液压挺杆3凸轮4气门弹簧5气门导管6气门二、分析凸轮机构的组成、特点和类型1.凸轮机构的组成凸轮机构在汽车发动机中的应用主要是配气机构,如图5-23所示。2.凸轮机构的特点1)只要适当的设计凸轮轮廓的曲线形状,就可以使从动件获得任意预定
7、的运动规律。凸轮机构简单紧凑,可用在对从动件运动规律要求严格的场合。2)凸轮机构可以高速起动,动作准确可靠。3)由于数控机床及电子计算机的广泛应用,凸轮的轮廓曲线加工较为方便。使用寿命,传递动力不宜过大。5)在高速凸轮机构中,运动特性很复杂,要精确分析和设计凸轮轮廓曲线比较困难。3.凸轮机构的分类凸轮机构的类型取决于凸轮和从动件的形式。4)凸轮机构在接触处,难以保持良好的润滑,故容易磨损,为了延长 图5-25凸轮a)盘形凸轮b)移动凸轮c)圆柱凸轮1)盘形凸轮应用很广,例如补鞋机中的盘形凸轮如图5-26所示。图5-26补鞋机中的盘形凸轮2)移动凸轮如图5-27所示。3)圆柱凸轮如图5-28所示。图5-29推杆1)从动件作往复直线移动时称为推杆,推杆结构如图5-29所示。2)从动件作摆动时称为摆杆,部分轿车发动机的配气机构由上置凸轮轴的凸轮直接驱动摇臂,这个摇臂就属于摆杆,如图5-30所示。图5-30摇臂图5-31从动件a)尖底从动件b)滚子从动件c)平底从动件1)尖底从动件如图5-32所示。图5-32尖底从动件2)滚子从动件如图5-33所示。3)平底从动件如图5-34所示。
