1、单元2常用机械机构知识目标能力目标了解并掌握平面连杆机构、凸轮机构等汽车常用机构的作用和特点。掌握铰链四杆机构的组成、基本类型及演化机构。掌握凸轮机构的组成、工作原理及类型。熟悉汽车中平面连杆机构和凸轮机构的应用情况。会安装、演示铰链四杆机构。能正确拆装汽车发动机配气机构的凸轮轴。汽车升降机构曲柄连杆机构活塞连杆机构认识平面连杆机构 汽车的正常工作，需要各种机构来实现特定形式的运动。例如，发动机利用活塞连杆机构的连续运转来提供动力，如图（a）所示；汽车前后窗利用雨刮器的左右摆动来清洁玻璃，如图（b）所示；载货汽车利用车厢的自动翻转来卸载货物，如图（c）所示。汽车上述功能的实现都离不开平面连杆机
2、构。那你知道什么是平面连杆机构吗？它在汽车中还有哪些应用？让我们一起来认识平面连杆机构吧！平面连杆机构平面连杆机构 在汽车中的在汽车中的应用应用连架杆机架连架杆连杆搅拌机缝纫机2.双曲柄机构双曲柄机构（取最短杆为机架）特点：1.两连架杆都是曲柄（整周转）2.主动曲柄匀速转，从动曲柄变速转反向双曲柄机构不等长双曲柄机构：对边不相等不等长双曲柄机构：对边不相等平行双曲柄机构：对边相等平行双曲柄机构：对边相等且两曲柄转向相同且两曲柄转向相同应用：应用：天平秤天平秤反向双曲柄机构：对边相等但不平行，但两曲柄转向相反 公共汽车车门启闭机构3 3、双摇杆机构双摇杆机构 特点：两连架杆都是摇杆（摆动）港口起
3、重机等腰梯形双摇杆机构等腰梯形双摇杆机构三、铰链三、铰链四杆机构类型的判别四杆机构类型的判别铰链四杆机构的三种基本型式的主要区别，在于连架杆是否存在曲柄。机构中是否存在曲柄，取决于：各构件的相对长度。选取哪一构件为机架。2、当机构中最短构件长度、当机构中最短构件长度lmin与最长构件长度与最长构件长度lmax之和大于或等于其余之和大于或等于其余两构件两构件l、l之和，即：之和，即：则不论取哪一构件为机架，均无曲柄存在，为双摇杆机构双摇杆机构。四四、平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化（滑块四杆机构）；1.1.演化方式演化方式（一个转动副转化为移动副一个转动副转化为移动副）2.类型对心曲柄滑块机
4、构 偏置曲柄滑块机构3.改变构件的尺寸 在曲柄滑块机构中，若曲柄很短，可将曲柄制成偏心轮的形式称为偏心轮机构。偏心轮机构结构简单，偏心轮轴颈的强度和刚度大，且易于安装整体式连杆，广泛用于曲柄长度要求较短、冲击在和较大的机械中。颚式破碎机 曲柄滑块机构中，当将最短杆改为机架时，就演化成转动导杆机构。b.转动导杆机构a.曲柄滑块机构摆动导杆机构转动导杆机构增加机架长度牛头刨床机构 简易刨床 a.曲柄滑块机构b.摇块机构(2)、应用泵自卸卡车的翻斗机构曲柄滑块机构中，当将滑块改为机架时，就演化成移动导杆机构(定块机构)a.曲柄滑块机构b.定块机构应用定块机构:手摇唧筒cos1FF sin2FF 12
5、34ABCD在机构运动过程中，传动角在机构运动过程中，传动角是不断变化的。是不断变化的。一般情况下，应使机构在一个运动循环中的最小传动角40min传递较大功率时，50min避免措施：避免措施：两组机构错开排列，如两组机构错开排列，如火车轮机构火车轮机构;FAEDGBCABEFDCG靠靠飞轮的惯性飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。（如内燃机、缝纫机等）。死点位置的利用：死点位置的利用：夹紧工具当在FP力作用下夹紧工件时，铰链中心B、C、D共线，机构处于死点位置，此时工件加在构件1上的反作用力FQ无论多大，也不能使构件3转动。这就保证在去掉外力FP之后，仍能可靠夹紧工件。当需要取出工件时，只要在手
6、柄上施加向上的外力，就可使机构离开死点位置，从而松脱工件。ABCD飞机起落架1、摆角2、极位夹角3、急回特性4、行程速比系数（以曲柄摇杆机构为例）曲柄摇杆机构曲柄滑块机构摆动导杆机构1、摆角2、极位夹角曲柄AB1AB21801摇杆C1DC2D11t1211tCCv 曲柄AB2AB11802摇杆C2DC1D22t2122tCCv=常数1 2t1 t2V2 V13、急回特性4、行程速比系数摇杆摆回速度与摆去速度的比值。180180212112ttvvK已知K时，11180KK，机构具有急回特性。K越大，急回作用越明显。,机构不具有急回特性。曲柄摇杆机构具有急回特性。偏置式曲柄滑块机构具有急回特性。
7、摆动导杆机构具有急回特性。利用机构的急回特性缩短非生产时间，提高劳动生产率。一、凸轮传动机构的组成和特点凸轮机构运用机床进刀机构一、凸轮传动机构的组成和特点内燃机的配气机构1.组成：凸轮，从动件，机架2.作用：将凸轮的转动或移动转变为从动件的移动或摆动 3.特点:(1)结构简单、紧凑，工作可靠，容易设计，只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到预期的运动规律。(2)高副接触，易磨损，用于传力不大的控制机构和调节机构 二二、凸轮机构的分类凸轮机构的分类1 1.按按凸轮的形状分类凸轮的形状分类(1)(1)、盘形凸轮、盘形凸轮是一个绕固定轴转动并且具有变化向径的盘形零件，应是一个绕固定轴转动并且具有
8、变化向径的盘形零件，应用广泛。但从动件的行程不能太大。用广泛。但从动件的行程不能太大。(2)(2)移动凸轮移动凸轮 具有曲线轮廓，并作往复直线移动的构件。具有曲线轮廓，并作往复直线移动的构件。(3)(3)、圆柱凸轮、圆柱凸轮 在圆柱面上开有曲线凹槽，可使从动件获得较大的行程。在圆柱面上开有曲线凹槽，可使从动件获得较大的行程。(2)、滚子从动件 滚子从动件：滚子与凸轮之间为滚动摩擦，磨损小，可传递较大的动力，应用广泛。但结构较复杂。(3)、平底从动件 平底从动件：从动件的端部以平面与凸轮轮廓接触。当不考虑摩擦时，凸轮作用在从动件上的力始终垂直于平底，传动效率高，且接触处易于形成油膜，利于润滑，常
9、用于高速凸轮机构中。但不能与内凹或直线轮廓接触。3.按从动件的运动形式（2）摆动从动件（1）移动从动件4.按锁合方式的不同（锁合：保证凸轮与从动件始终接触的方式锁合：保证凸轮与从动件始终接触的方式）力锁合凸轮，如靠重力、弹簧力锁合的凸轮等；形锁合凸轮，如沟槽凸轮等。沟槽凸轮形锁合凸轮，如沟槽凸轮、等径及等宽凸轮、共轭凸轮等。三、凸轮机构的应用（）配气机构自动车床上的走刀机构（）自动车床横刀架进给机构（）车床仿形机构（4）显微镜、望远镜视度调节机构基圆：以凸轮最小半径rb所在的圆，rb称为凸轮的基圆半径。BC远休、远休止角：CD回程、回程运动角：DA近休、近休止角：ss0AB推程、推程运动角：s
10、000四、凸轮机构的工作过程四、凸轮机构的工作过程基圆：以凸轮最小半径rb所在的圆，rb称为凸轮的基圆半径。BC远休、远休止角：CD回程、回程运动角：DA近休、近休止角：AB推程、推程运动角：五、常用的从动件运动规律 1.等速运动规律 0/110dtdvaCdtdsvCCs运动方程式一般表达式：运动特性：运动特性：当采用匀速运动规律时，推杆在运动的起始点和终止点因速度有突变，在理论上加速度值为瞬时无穷大，使推杆产生非常大的惯性力，致使凸轮受到很大的冲击，称为刚性冲击刚性冲击。推程运动线图推程运动线图：适用场合：低速、轻载。运动特性：当采用等加速等减速运动规律时，在起点、中点和终点时，加速度有突
11、变，因而推杆的惯性力也将有突变，不过这一突变为有限值，所以，凸轮机构中由此而引起的冲击称为柔性冲击。适用场合：中速、轻载。2、等加速等减速运动规律 运动方程式一般表达式：22122102/2/CdtdvaCCdtdsvCCCs3、简谐运动规律（余弦加速度运动规律）：简谐运动：当一点在圆周上等速运动时，其在直径上的投影的运动即为简谐运动。推杆推程运动方程式：02022000cos2sin2cos12hahvhs推杆回程运动方程式：0022000cos2sin2cos12hahvhs 运动特性：这种运动规律的加速度在起点和终点时有有限数值的突变，故也有柔性冲击。适用场合：中速、中载。小结：小结：等
12、速运动规律：等速运动规律：有刚性冲击有刚性冲击 低速轻载低速轻载等加速等减速运动：等加速等减速运动：柔性冲击柔性冲击 中速轻载中速轻载余弦加速度运动规律：余弦加速度运动规律：柔性冲击柔性冲击 中低速重载中低速重载运动规律运动规律 运动特性运动特性 适用场合适用场合螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。它主要用于将回转运动变为直线运动同时传递运动或动力。主要用于传递动力，运动、测量及及调整等。1.1.螺旋传动按其用途，可分为以下三种类型螺旋传动按其用途，可分为以下三种类型:传力螺旋传力螺旋 传动螺旋传动螺旋 调整螺旋调整螺旋一一、螺旋传动的螺旋传动的类型类型（1）传力螺旋举重器、
13、千斤顶、加压螺旋用途：传递动力，以小转矩产生大轴向力，要求自锁 特点：低速、间歇工作，传递轴向力大、自锁（2）传导螺旋机床进给丝杠用途：传递运动，要求有较高精度 特点：速度高、连续工作、精度高（3）调整螺旋机床、仪器及测试装置中的微调螺旋。（机床卡盘，压力机，车床尾座的调整螺旋）用途：调整和固定零件间的相互位置 特点：是受力较小且不经常转动 螺纹：矩形，梯形，锯齿形螺杆上螺旋副数目：单螺旋传动；双螺旋传动（1）滑动螺旋传动机构1）单螺旋传动机构螺杆又转又移（螺母固定）(传力螺旋)螺旋千斤顶，螺旋式压力机。要求强度和自锁性能 螺杆转螺母移(传导螺旋)传递运动，要求精度和效率高（多线螺纹）。滑动螺
14、旋 滚动螺旋 静压螺旋2.2.螺旋传动按其螺旋副摩擦性质的不同，又可分为：螺旋传动按其螺旋副摩擦性质的不同，又可分为：2）双螺旋传动机构（调整螺旋）螺杆上有不同螺距的螺纹，分别与两个螺母组成两个螺旋副 螺杆又转又移，螺母一个固定另一移动 差动螺旋传动机构（微调机构）两个螺旋副旋向相同复式螺旋传动机构（快速调整或移动）两个螺旋副旋向相反滑动螺旋特点：优点：构造简单、传动比大，工作连续，传动平稳、加工方便、工作可靠、承载能力高、传动精度高、易于自锁。缺 点：磨损快、寿命短，摩擦损耗大，传动效率低（3040%）传动精度低（）滚动螺旋传动机构摩擦性质为滚动摩擦。滚动螺旋传动是在具有圆弧形螺旋槽的螺杆和
15、螺母之间连续装填若干滚动体（多用钢球），当传动工作时，滚动体沿螺纹滚道滚动并形成循环 特点：传动效率高（可达90%），起动力矩小，传动灵活平稳，低速不爬行，同步性好，定位精度高。缺点：不自锁，需附加自锁装置，抗振性差，结构复杂，制造工艺要求高，成本较高。循环球式转向器工作过程）静压螺旋传动机构一、棘轮机构1.组成及特点由棘轮、棘爪、机架三个基本构件组成。为防止在起升过程中重物意外的回落，采用棘轮机构可阻止卷筒倒转，起到安全保护作用。正常行驶链轮（内圈有棘齿）链条棘爪后轮轴踏板不动链轮和链条不再转动后轮在惯性力的作用下仍可带动棘爪转动，棘爪在棘齿背上滑过。1）单动式棘轮机构当主动摇杆往复摆动一次
16、时，棘轮只能单向间歇地转过某一角度。（2）按主动件与从动件的运动方式2 2）双动式棘轮机构）双动式棘轮机构 主动件作往复摆动时，可视两个棘爪交替带动棘轮沿同一方向作间隙传动3）可变向棘轮机构 翻转变向棘轮机构 回转变向棘轮机构 是一种无棘齿的棘轮，靠棘爪和棘轮之间的摩擦力传动，棘轮转角可作无级调节。另一棘爪用来制动。传动噪音小，但接触表面间容易发生滑动。4）摩擦式棘轮机构优点：优点：此种机构多用于两轴相错的分度间歇运动中。与槽轮固联的刀架上装有六种刀具，相应的槽轮上有六个径向槽，拨盘上装有一个圆销，当主动轴连续回转时，拨盘上的圆销便驱动槽轮作间歇转动，从而带动刀架间歇转位。应用：刀架转换机构
17、为了适应人们的视觉暂留现象，要求影片作间歇运动，槽轮开有四个径向槽，当传动轴带动圆销，每转过一周时，槽轮转过90，所以能使影片的画面有一段停留时间。放映机的卷片机构三、不完全齿轮机构1.不完全齿轮机构的工作原理和类型外啮合不完全齿轮机构由齿轮机构演变而成，即在主动齿轮上只作一个或几个齿，而在从动齿轮上，做出与主动齿轮相应的齿间，形成不完全的齿轮传动，从而达到从动齿轮做间歇运动的要求。内啮合不完全齿轮机构 主动轮上有1个轮齿，从动轮的圆周上，有10个齿间。当主动轮旋转一周时，从动轮只转过1/10转。2.不完全齿轮机构的特点和应用从动轮每转一周的停歇时间、运动时间及每次转动的角度变化范围都较大，设计较灵活；但加工工艺复杂，从动轮在运动开始，终了时冲击较大，故一般用于低速、轻载场合。1.平面连杆机构的曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构，分别可以实现各种运动转化。2.铰链四杆机构类型可根据杆长关系分析判定。3.铰链四杆机构的基本形式可通过将转动副转化为移动副或选取不同构件为机架等方法，演化得到各种新的形式，得到更广泛的应用。4.平面四杆基本特性主要包括急回特性、压力角与传动角、死点等。5.凸轮机构的分类、应用及特点。6.螺旋传动机构的分类、组成、传动特点和应用。7.间歇运动机构的分类、传动特点及应用。单元小结
