《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》

項(xiàng)目一

平面連桿機(jī)構(gòu)

任務(wù)1

機(jī)械組成認(rèn)識(shí)

任務(wù)2認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)副

任務(wù)3平面連桿機(jī)構(gòu)類型的判斷及應(yīng)用

任務(wù)4平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性

任務(wù)5

平面連桿機(jī)構(gòu)的演化項(xiàng)目二

凸輪機(jī)構(gòu)模塊一汽車常用機(jī)構(gòu)項(xiàng)目一平面連桿機(jī)構(gòu)本項(xiàng)目概述本項(xiàng)目主要介紹平面連桿機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)制造簡單，易于獲得較高的制造精度，在汽車和各類機(jī)械中獲得廣泛應(yīng)用。本項(xiàng)目主要包括五個(gè)任務(wù)：機(jī)械組成認(rèn)識(shí)、認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)副、平面連桿機(jī)構(gòu)類型的判斷及應(yīng)用、平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性、平面連桿機(jī)構(gòu)的演化。通過任務(wù)學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)副和平面連桿機(jī)構(gòu)，學(xué)習(xí)并理解汽車雨刮器、車門玻璃升降機(jī)構(gòu)、汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)、車門開閉機(jī)構(gòu)、汽車起重機(jī)、自卸汽車的翻斗機(jī)構(gòu)等是如何實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的。任務(wù)1機(jī)械組成認(rèn)識(shí)汽車是一個(gè)復(fù)雜的整體，由車身、發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、傳動(dòng)軸、制動(dòng)系統(tǒng)、電腦和傳感器等組成，每一個(gè)組成部分又由多個(gè)小單元組成，而每一個(gè)小單元又是由若干機(jī)構(gòu)或構(gòu)件組成，汽車的整體結(jié)構(gòu)組成圖如圖1-1-1所示。圖1-1-1汽車整體結(jié)構(gòu)組成圖任務(wù)1機(jī)械組成認(rèn)識(shí)一、機(jī)器與機(jī)構(gòu)機(jī)器是人們根據(jù)使用要求而設(shè)計(jì)制造的一種執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，它能變換或傳遞能量、物料與信息，以代替或減輕人的體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)。比如汽車就能夠變換能量、傳遞物料，通過汽車乘坐或駕駛汽車來減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度；又如，計(jì)算機(jī)可以減輕人的腦力勞動(dòng)等。

以汽車為例來說明機(jī)器的組成，如圖1-1-2所示。

圖1-1-2汽車動(dòng)力傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖任務(wù)1機(jī)械組成認(rèn)識(shí)一、機(jī)器與機(jī)構(gòu)機(jī)器的組成通常包括動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分、控制部分和保障部分，各組成部分的作用和應(yīng)用以汽車舉例，如表1-1-1所示。組成部分作

用舉

例動(dòng)力部分

機(jī)器的動(dòng)力源，將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，為機(jī)器驅(qū)動(dòng)各部件運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、蒸汽機(jī)、空氣壓縮機(jī)、液壓油泵傳動(dòng)部分

連接動(dòng)力部分與執(zhí)行部分之間的橋梁。將動(dòng)力部分的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳給執(zhí)行部分的中間裝置離合器、變速器、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)、四桿機(jī)構(gòu)、液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)執(zhí)行部分工作部分，直接完成機(jī)器預(yù)定的功能車輪控制部分

控制機(jī)器其他基本部分，使操作者能隨時(shí)實(shí)現(xiàn)或終止各種操作預(yù)期的功能轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、變速桿、制動(dòng)器及其踏板、離合器及其踏板、加速踏板等組成汽車的控制系統(tǒng)安全保障部分保障機(jī)器的正常工作車道保持、車燈照明、潤滑、安全帶、安全氣囊、ABS、ASR、EBD表1-1-1汽車各組成部分的作用和應(yīng)用舉例任務(wù)1機(jī)械組成認(rèn)識(shí)一、機(jī)器與機(jī)構(gòu)機(jī)器與機(jī)構(gòu)既有區(qū)別又有聯(lián)系，從各自特征與功用上去分析，機(jī)器與機(jī)構(gòu)的區(qū)別如表1-1-2所示。

名

稱特

征功

用機(jī)

器（1）任何機(jī)器都是人為的實(shí)物組合；（2）各運(yùn)動(dòng)實(shí)體之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；（3）在生產(chǎn)過程中，能代替或減輕人們的勞動(dòng)，完成有用的機(jī)械能（如汽車、機(jī)床、洗衣機(jī)等）或轉(zhuǎn)換機(jī)械能（如發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、空氣壓縮機(jī)、油泵等）利用機(jī)械能來做功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換機(jī)

構(gòu)

只具有機(jī)器特征中的（1）和（2）兩項(xiàng)，不具備（3）項(xiàng)僅用于實(shí)現(xiàn)傳遞運(yùn)動(dòng)和力，不能實(shí)現(xiàn)做功或能量轉(zhuǎn)換表1-1-2機(jī)器與機(jī)構(gòu)的區(qū)別任務(wù)1機(jī)械組成認(rèn)識(shí)一、機(jī)器與機(jī)構(gòu)如果單純從結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)角度分析，機(jī)構(gòu)與機(jī)器之間并無本質(zhì)區(qū)別，因此在很多場合中將機(jī)構(gòu)和機(jī)器統(tǒng)稱為機(jī)械。機(jī)械的種類繁多、應(yīng)用廣泛，按照機(jī)械的用途不同，可分為動(dòng)力機(jī)械、加工機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械和信息機(jī)械等，常見機(jī)械的類型、功能及應(yīng)用舉例如表1-1-3所示。

表1-1-3常見機(jī)械的類型、功能及應(yīng)用舉例類

型功

能應(yīng)用舉例動(dòng)力機(jī)械實(shí)現(xiàn)其他形式能量與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、液壓泵、壓縮機(jī)等加工機(jī)械改變物料的狀態(tài)、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和形狀金屬切削機(jī)床、粉碎機(jī)、沖壓機(jī)、織布機(jī)、軋鋼機(jī)、包裝機(jī)、縫紉機(jī)等運(yùn)輸機(jī)械改變?nèi)嘶蛭锪系目臻g位置汽車、機(jī)車、纜車、船舶、飛機(jī)、電梯、起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等信息機(jī)械獲取或處理各種信息復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、繪圖機(jī)、傳真機(jī)、相機(jī)、攝像機(jī)等任務(wù)1機(jī)械組成認(rèn)識(shí)二、構(gòu)件與零件構(gòu)件是機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)單元，構(gòu)件之間有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其形狀和尺寸主要取決于運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。比如曲軸、連桿、活塞等。從制造角度看，機(jī)器是由若干個(gè)零件組成的。零件是機(jī)器組成中不可再拆的最小單元，是機(jī)器的制造單元。機(jī)器、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件、零件之間的關(guān)系如示：

任務(wù)2認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)副一、運(yùn)動(dòng)副在機(jī)構(gòu)中，兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)連接稱為運(yùn)動(dòng)副。如圖1-1-9所示的發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)。兩個(gè)構(gòu)件上直接接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的點(diǎn)、線、面等元素被稱為運(yùn)動(dòng)副元素。運(yùn)動(dòng)副構(gòu)成三要素：①兩個(gè)構(gòu)件；②直接接觸；③有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，三要素缺一不可。圖1-1-9發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)任務(wù)2認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)副二、運(yùn)動(dòng)副的分類根據(jù)運(yùn)動(dòng)副中兩構(gòu)件之間的接觸形式不同，運(yùn)動(dòng)副可分為低副和高副兩大類。分

類名

稱定

義低副：兩構(gòu)件之間為面接觸轉(zhuǎn)動(dòng)副兩構(gòu)件之間做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，又稱為鉸鏈或鉸接移動(dòng)副兩構(gòu)件之間做相對(duì)直線移動(dòng)螺旋副既有相對(duì)直線移動(dòng)又有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副螺旋副任務(wù)2認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)副二、運(yùn)動(dòng)副的分類根據(jù)運(yùn)動(dòng)副中兩構(gòu)件之間的接觸形式不同，運(yùn)動(dòng)副可分為低副和高副兩大類。分

類名

稱高副：兩構(gòu)件之間為點(diǎn)接觸或線接觸滾動(dòng)輪接觸凸輪與從動(dòng)桿齒輪嚙合車輪與地面齒輪嚙合配氣機(jī)構(gòu)任務(wù)3平面連桿機(jī)構(gòu)類型的判斷一、平面四桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)是將一些剛性構(gòu)件以轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副連接而成的平面機(jī)構(gòu)，屬于低副機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律、位置、軌跡等要求較復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)，在生產(chǎn)中廣泛用于動(dòng)力的傳遞或運(yùn)動(dòng)形式的改變。最常見的平面連桿機(jī)構(gòu)是平面四桿機(jī)構(gòu)。其中，全部運(yùn)動(dòng)副都是轉(zhuǎn)動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)和含有一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛。任務(wù)3平面連桿機(jī)構(gòu)類型的判斷一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)圖1-1-16所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：固定不動(dòng)的構(gòu)件2稱為機(jī)架；不與機(jī)架直接相連的構(gòu)件4稱為連桿；與機(jī)架相連的構(gòu)件1、3稱為連架桿；曲柄：連架桿能做整周旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件；搖桿：連架桿僅能在某一個(gè)角度（小于180°）范圍內(nèi)搖擺的構(gòu)件。圖1-1-16鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成動(dòng)圖運(yùn)動(dòng)簡圖任務(wù)3平面連桿機(jī)構(gòu)類型的判斷二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，根據(jù)連架桿運(yùn)動(dòng)形式的不同，可分為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)三種基本形式。1．曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的作用是將主動(dòng)曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)搖桿的往復(fù)擺動(dòng)；也可以將主動(dòng)搖桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。圖1-1-17曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖任務(wù)3平面連桿機(jī)構(gòu)類型的判斷二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型1．曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用及運(yùn)動(dòng)分析如表所示。圖

例機(jī)構(gòu)簡圖主

動(dòng)

件機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析應(yīng)

用曲柄主動(dòng)，搖桿從動(dòng)，有急回特性主動(dòng)曲柄CD回轉(zhuǎn)，從動(dòng)搖桿AB往復(fù)擺動(dòng)，利用搖桿的延長部分實(shí)現(xiàn)刮水器動(dòng)作剪板機(jī)、破碎機(jī)、攪拌機(jī)、篩沙機(jī)、抽油機(jī)、跑步機(jī)、雷達(dá)俯仰裝置、汽車前窗刮水器、空調(diào)出風(fēng)口風(fēng)向擺動(dòng)裝置、牛頭刨床橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)搖桿主動(dòng)，曲柄從動(dòng)，有死點(diǎn)位置踏板（相當(dāng)于搖桿）為主動(dòng)件，當(dāng)腳蹬踏板時(shí)，通過連桿使帶輪（相當(dāng)于曲柄）做整周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)任務(wù)3平面連桿機(jī)構(gòu)類型的判斷二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型2．雙曲柄機(jī)構(gòu)兩個(gè)連架桿都能夠做整周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，雙曲柄機(jī)構(gòu)能將主動(dòng)曲柄的整周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換為從動(dòng)曲柄的整周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)一個(gè)曲柄為主動(dòng)件做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，另一個(gè)從動(dòng)件曲柄做周期性的變速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以做等速轉(zhuǎn)動(dòng)。圖1-1-18雙曲柄機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖任務(wù)3平面連桿機(jī)構(gòu)類型的判斷二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型2．雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)在日常生活中的機(jī)械上應(yīng)用廣泛，比如天平、公交車車門開關(guān)機(jī)構(gòu)等。汽車車門啟閉機(jī)構(gòu)蒸汽火車車輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析：兩曲柄的轉(zhuǎn)向相反，角速度也不相同。牽動(dòng)主動(dòng)曲柄的延伸端，能使兩扇車門同時(shí)開啟或關(guān)閉機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析：利用平行四邊形機(jī)構(gòu)兩曲柄轉(zhuǎn)向相同、角速度相等的特點(diǎn)，使從動(dòng)車輪與主動(dòng)車輪具有完全相同的運(yùn)動(dòng)軌跡。為了防止這種機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中變?yōu)榉聪螂p曲柄機(jī)構(gòu)，在機(jī)構(gòu)中增設(shè)了一個(gè)輔助構(gòu)件（曲柄CD）任務(wù)3平面連桿機(jī)構(gòu)類型的判斷二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型3．雙搖桿機(jī)構(gòu)兩連架桿都是搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。它可將主動(dòng)搖桿的往復(fù)擺動(dòng)經(jīng)連桿轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)搖桿的往復(fù)擺動(dòng)。圖1-1-19雙搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖任務(wù)3平面連桿機(jī)構(gòu)類型的判斷二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型3．雙搖桿機(jī)構(gòu)①兩搖桿轉(zhuǎn)速不同。②主動(dòng)搖桿的勻速擺動(dòng)轉(zhuǎn)化為從動(dòng)搖桿的變速擺動(dòng)。③有死點(diǎn)位置，無急回特性電動(dòng)機(jī)外殼AB是一個(gè)搖桿，CD為另一個(gè)搖桿，蝸輪作為連桿BC，由蝸桿傳動(dòng)，帶動(dòng)主動(dòng)搖桿CD往復(fù)擺動(dòng)，從而帶動(dòng)從動(dòng)搖桿AB做往復(fù)擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇搖頭連架桿AB、CD均為搖桿，飛機(jī)起飛后，AB桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，CD桿連接的輪子收起；反之，輪子放下?lián)u桿AB、CD同向擺動(dòng)并帶動(dòng)兩輪同時(shí)轉(zhuǎn)向，但兩前輪轉(zhuǎn)過的角度不同，這樣就能保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)所有車輪的軸線都交于一點(diǎn)任務(wù)3平面連桿機(jī)構(gòu)類型的判斷三、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型判斷1．曲柄存在的條件曲柄是能做整周旋轉(zhuǎn)的連架桿，只有這種能做整周旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件才能實(shí)現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以曲柄是機(jī)構(gòu)中的關(guān)鍵構(gòu)件。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中是否存在曲柄，主要取決于機(jī)構(gòu)中各桿件的相對(duì)長度和機(jī)架的選擇。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄條件為：①最短桿+最長桿≤其余兩桿長度之和；②連架桿與機(jī)架中必須有一個(gè)是最短桿。上述兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足，否則鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中無曲柄存在。任務(wù)3平面連桿機(jī)構(gòu)類型的判斷三、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型判斷2．鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本類型判別的方法最短桿+最長桿≤其余兩桿長度之和，這是曲柄存在的前提條件。（1）最短桿+最長桿<其余兩桿長度之和，則有以下三種情況。①以最短桿為一個(gè)連架桿—曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；最短桿為曲柄，當(dāng)搖桿為主動(dòng)件時(shí)存在死點(diǎn)位置。②以最短桿為機(jī)架—雙曲柄機(jī)構(gòu)；兩個(gè)連架桿都是曲柄。③以最短桿為連桿—雙搖桿機(jī)構(gòu)；無曲柄存在。如圖1-1-20所示的三個(gè)機(jī)構(gòu)，均滿足“最短桿+最長桿≤其余兩桿長度之和”這一前提條件，但由于機(jī)架或連架桿的選擇不同，最終形成了三種不同的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。任務(wù)3平面連桿機(jī)構(gòu)類型的判斷三、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型判斷2．鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本類型判別的方法如圖1-1-20所示的三個(gè)機(jī)構(gòu)，均滿足“最短桿+最長桿≤其余兩桿長度之和”這一前提條件，但由于機(jī)架或連架桿的選擇不同，最終形成了三種不同的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。圖1-1-20基本類型判別任務(wù)3平面連桿機(jī)構(gòu)類型的判斷三、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型判斷2．鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本類型判別的方法（2）最短桿+最長桿＝其余兩桿長度之和，任意桿為機(jī)架——（平行）雙曲柄機(jī)構(gòu)，這是一個(gè)特例。最短桿+最長桿>其余兩桿長度之和，任意桿為機(jī)架——雙搖桿機(jī)構(gòu)。例：已知各桿件的尺寸如圖1-1-21所示，若分別以桿件AB、BC、CD、DA為機(jī)架，相應(yīng)得到何種機(jī)構(gòu)？解：AB為最短桿，AD為最長桿，因

，所以滿足桿長和條件。若以AB為機(jī)架，即以最短桿為機(jī)架，兩個(gè)連架桿BC、AD均為曲柄，因此得到雙曲柄機(jī)構(gòu)；若以AD或BC為機(jī)架，即以最短桿為連架桿，因此得到曲柄搖桿圖1-1-21四桿機(jī)構(gòu)基本類型判別任務(wù)4平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性一、急回特性在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，以曲柄為主動(dòng)件，搖桿為從動(dòng)件，將曲柄的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為搖桿的往復(fù)擺動(dòng)。當(dāng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過程中，從動(dòng)件往復(fù)運(yùn)行同樣的路程，但前進(jìn)和后退兩個(gè)方向的速度是不一樣的，即“前進(jìn)稍慢、退回快速”，這一特性被稱為四桿機(jī)構(gòu)的急回特性，有急回特性的四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖1-1-29所示。圖1-1-29有急回特性的四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖任務(wù)4平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性一、急回特性衡量一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)急回特性的相對(duì)程度，可用行程速度變化系數(shù)K來表示，稱為行程速度變化系數(shù)。式中，θ為極位夾角，即搖桿在極限位置時(shí)，曲柄兩位置之間所夾銳角。上式表明，當(dāng)機(jī)構(gòu)有極位夾角θ時(shí)，則K>1，機(jī)構(gòu)有急回特性；極位夾角θ

越大，機(jī)構(gòu)的急回特性越明顯；極位夾角θ=0°時(shí)，則K=1，機(jī)構(gòu)往返所用的時(shí)間相同，機(jī)構(gòu)無急回特性。圖1-1-29有急回特性的四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖任務(wù)4平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性二、壓力角與傳動(dòng)角衡量一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)其傳遞動(dòng)力性能大小的特性參數(shù)是壓力角。壓力角：在不計(jì)摩擦力、重力、慣性力的條件下，機(jī)構(gòu)中輸出件運(yùn)動(dòng)的力的方向線與輸出件上受力點(diǎn)的速度方向所夾的銳角α。傳動(dòng)角：壓力角的余角，即=90°-α。壓力角和傳動(dòng)角的示意圖如圖1-1-31所示。壓力角α越小或者傳動(dòng)角越大，有效分力就越大，對(duì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)越有利；反之，則降低機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率。圖1-1-31壓力角和傳動(dòng)角示意圖任務(wù)4平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性三、死點(diǎn)位置在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，以搖桿為主動(dòng)件，將搖桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲柄的直線運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)的某一瞬時(shí)突然“卡死”或出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向不確定（反轉(zhuǎn)）現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)的這個(gè)位置稱為死點(diǎn)位置。圖1-1-32死點(diǎn)位置任務(wù)4平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性三、死點(diǎn)位置當(dāng)死點(diǎn)有害時(shí)，需要機(jī)構(gòu)順利通過死點(diǎn)位置的方法為了使機(jī)構(gòu)能夠順利地通過死點(diǎn)位置，保持正常工作，常采用以下方法方法一：利用飛輪的慣性作用來通過死點(diǎn)位置，縫紉機(jī)曲軸上的大帶輪，就兼有飛輪作用方法二：采用多組機(jī)構(gòu)錯(cuò)列，如右圖所示兩組車輪的錯(cuò)列裝置，兩級(jí)機(jī)構(gòu)的曲柄錯(cuò)列相錯(cuò)90°的機(jī)構(gòu)順利通過死點(diǎn)位置方法三：增設(shè)輔助構(gòu)件，如右圖所示平行雙曲柄機(jī)構(gòu)，在機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置，由于死點(diǎn)位置運(yùn)動(dòng)的不確定性，平行雙曲柄機(jī)構(gòu)可能變成反向雙曲柄，在機(jī)構(gòu)中增設(shè)一個(gè)輔助曲柄EF表1-1-9死點(diǎn)有害的示例及解決方案任務(wù)4平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性三、死點(diǎn)位置表1-1-10死點(diǎn)有利的示例死點(diǎn)位置有害時(shí)應(yīng)該加以克服，但在某些場合卻是有利的，可以用來實(shí)現(xiàn)工作要求，如下圖所示的鉆床夾緊機(jī)構(gòu)如下圖所示主飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)。連桿BC和從動(dòng)曲柄CD成一直線，此時(shí)機(jī)輪上即使受到很大的力，但由于機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置，起落架也不會(huì)反轉(zhuǎn)，從而使飛機(jī)的降落更加安全可靠還原收起放下如下圖所示為汽車維修中經(jīng)常使用的杠桿式夾緊鉗，俗稱大力鉗。這是死點(diǎn)機(jī)構(gòu)在汽車維修中應(yīng)用的典型實(shí)例。調(diào)整螺釘即調(diào)整桿件AB的長度，以適應(yīng)不同厚度的工件產(chǎn)生死點(diǎn)位置。當(dāng)卡在死點(diǎn)位置時(shí)，大力鉗可以產(chǎn)生非常大的夾緊力，通常用于螺母六角損壞時(shí)無法使用扳手或套筒時(shí)的拆卸，也在汽車鈑金的焊接中，用于夾緊工件

任務(wù)5平面連桿機(jī)構(gòu)的演化一、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)如圖1-1-37所示，構(gòu)件3稱為滑塊，與機(jī)架4構(gòu)成一個(gè)移動(dòng)副；構(gòu)件1是曲柄，構(gòu)件2是連桿。當(dāng)曲柄AB做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊C在連桿BC的帶動(dòng)下做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)副中心移動(dòng)路線中心線的延長線通過曲柄回轉(zhuǎn)中心時(shí)，稱為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，如圖1-1-37（a）所示；當(dāng)滑塊上轉(zhuǎn)動(dòng)副中心移動(dòng)路線中心線的延長線與曲柄回轉(zhuǎn)中心有偏心距e的時(shí)候，稱為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，如圖1-1-37（b）所示。圖中距離H稱為滑塊的行程，其距離等于曲柄AB長度的2倍，即H=2AB。圖1-1-37曲柄滑塊機(jī)構(gòu)任務(wù)5平面連桿機(jī)構(gòu)的演化二、搖桿滑塊機(jī)構(gòu)將圖1-1-38（a）中的滑塊3作為機(jī)架，曲柄AB為主動(dòng)件，桿BC成為繞鉸鏈C擺動(dòng)的搖桿，桿AC演變成為滑動(dòng)桿做往復(fù)直線移動(dòng)，就得到搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，如圖1-1-38（a）所示，也稱為定塊機(jī)構(gòu)。常用于日常生活中的手壓水泵等機(jī)械中。圖1-1-38（b）中所示的手壓水泵就是該機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例。在圖1-1-38（b）所示的手壓水泵中，當(dāng)扳動(dòng)手柄AB時(shí)，主動(dòng)件曲柄AB做上下往復(fù)回轉(zhuǎn)，帶動(dòng)桿BC繞鉸鏈C做往復(fù)擺動(dòng)，從而帶動(dòng)活塞桿（桿4）作為滑塊在缸筒（機(jī)架3）中做上下直線移動(dòng)，完成抽水的運(yùn)動(dòng)。圖1-1-38搖桿滑塊機(jī)構(gòu)及應(yīng)用任務(wù)5平面連桿機(jī)構(gòu)的演化三、曲柄搖塊機(jī)構(gòu)若將圖1-1-38（a）中的連桿BC作為機(jī)架，桿AB為曲柄做整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，滑塊3只能繞鉸鏈C擺動(dòng)，導(dǎo)桿AC與滑塊3組成移動(dòng)副，就得到曲柄搖塊機(jī)構(gòu)，如圖1-1-40（a）所示的曲柄搖塊機(jī)構(gòu)常用于吊車、工程機(jī)械等機(jī)械機(jī)構(gòu)中。圖1-1-40（b）所示的自卸卡車的翻斗舉升機(jī)構(gòu)就是該機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例。圖1-1-40（b）自卸卡車的舉升機(jī)構(gòu)，主動(dòng)件AB勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，桿件3繞鉸鏈擺動(dòng)，可以使滑塊4在桿件3中做直線運(yùn)動(dòng)并隨桿件3做變速擺動(dòng)，從而使液壓缸隨著車斗反轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行擺動(dòng)，完成自卸翻斗工作。圖1-1-40曲柄搖塊機(jī)構(gòu)及應(yīng)用任務(wù)5平面連桿機(jī)構(gòu)的演化四、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)引導(dǎo)滑塊移動(dòng)的構(gòu)件稱為導(dǎo)桿。連架桿中至少有一個(gè)構(gòu)件為導(dǎo)桿的平面四桿機(jī)構(gòu)稱為導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。若將圖1-1-41（a）中的構(gòu)件AB作為機(jī)架，構(gòu)件BC作為曲柄，構(gòu)件3沿導(dǎo)桿AC移動(dòng)并做平面運(yùn)動(dòng)，就得到曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，如圖1-1-41所示。若，導(dǎo)桿4能做整周轉(zhuǎn)動(dòng)，則稱為曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（見圖1-1-41（a）），常與其他構(gòu)件組合，用于插床以及回轉(zhuǎn)泵等機(jī)械中。若，導(dǎo)桿4只能擺動(dòng)，則稱為曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（見圖1-1-41（b）），常與其他構(gòu)架組合，用于牛頭刨床和插床等機(jī)械中。圖1-1-41曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)項(xiàng)目二凸輪機(jī)構(gòu)本項(xiàng)目概述機(jī)械的執(zhí)行部分多采用機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換，以滿足機(jī)械各種工作任務(wù)的需要。機(jī)械執(zhí)行部分最常見的機(jī)構(gòu)有平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。本項(xiàng)目主要介紹凸輪機(jī)構(gòu)的組成及其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。本項(xiàng)目主要包括一個(gè)任務(wù)：凸輪機(jī)構(gòu)的組成及應(yīng)用。通過任務(wù)學(xué)習(xí)，了解凸輪機(jī)構(gòu)的組成，學(xué)習(xí)并理解汽車發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)閉進(jìn)、排氣門的工作原理。任務(wù)凸輪機(jī)構(gòu)的組成及應(yīng)用一、組成凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪（主動(dòng)件）、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)，如圖1-2-1所示。其中，凸輪是一個(gè)具有特殊曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，主動(dòng)件凸輪通常做等速轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)，通過高副接觸使從動(dòng)件得到預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，簡單描述就是凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪的輪廓形狀。圖1-2-1凸輪機(jī)構(gòu)任務(wù)凸輪機(jī)構(gòu)的組成及應(yīng)用二、特點(diǎn)由圖1-2-2所示凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例中可見，凸輪機(jī)構(gòu)是依靠凸輪輪廓直接與從動(dòng)件接觸，迫使從動(dòng)件有規(guī)律的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)（直動(dòng)）或擺動(dòng)。這種直動(dòng)或擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求，決定了所需凸輪的輪廓形狀，即改變凸輪形狀就可以使凸輪機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件獲得較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。所以說，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪的輪廓曲線。圖1-2-2繞線機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)任務(wù)凸輪機(jī)構(gòu)的組成及應(yīng)用三、凸輪機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用每種凸輪機(jī)構(gòu)適用于不同的場合，常見凸輪機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用場合如表所示。分類方式及應(yīng)用特

點(diǎn)應(yīng)用場合按凸輪的形狀分類盤形凸輪機(jī)構(gòu)平面凸輪機(jī)構(gòu)也叫圓盤凸輪機(jī)構(gòu)，是凸輪機(jī)構(gòu)最基本的形式，其結(jié)構(gòu)簡單，從動(dòng)件行程不大應(yīng)用最廣，多用于行程較短的場合，如發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)、油泵驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等板狀凸輪機(jī)構(gòu)也叫移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)，是回轉(zhuǎn)中心半徑趨向無窮大的盤形凸輪機(jī)構(gòu)的演變形式多用于靠模仿形機(jī)械中，如車床仿形機(jī)構(gòu)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)空間凸輪在圓柱（軸）的端面上做出曲線輪廓或者在圓柱面上開有曲線凹槽，能使從動(dòng)桿獲得較大的行程適用于行程較大的機(jī)械，如車床橫刀架進(jìn)給機(jī)構(gòu)按從動(dòng)件的形狀分類尖頂從動(dòng)件從動(dòng)件結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作靈敏度高，但易磨損，承載能力小適用于速度低、傳力小和動(dòng)作靈敏等場合。例如儀表機(jī)構(gòu)滾子從動(dòng)件滾子摩擦阻力小、承載能力強(qiáng)，但從動(dòng)件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大，其運(yùn)動(dòng)慣性大應(yīng)用廣泛，適用于重載、低速。發(fā)動(dòng)機(jī)搖臂平頂從動(dòng)件結(jié)構(gòu)簡單、受力平穩(wěn)，凸輪與從動(dòng)件之間易于形成油膜。摩擦阻