第六章_常用機構(gòu)(汽車機械基礎(chǔ)教案)

1、通過本章的學(xué)習(xí)具備常用機構(gòu)的基本知識。：掌握平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、間歇機構(gòu)、螺旋機構(gòu)等的基本形式與應(yīng)用特點；平面四桿機構(gòu)是平面機構(gòu)的基礎(chǔ)，按其構(gòu)件的運動形式不同，可分為鉸鏈四桿機構(gòu)和滑塊四桿機構(gòu)兩大類，前者是平面四桿機構(gòu)的基本形式，后者由前者衍生而成。鉸鏈四桿機構(gòu)是指聯(lián)接構(gòu)件間，都是作回轉(zhuǎn)運動的平面四桿機構(gòu)。如圖6-1所示。第一節(jié)平面連桿機構(gòu)第一節(jié)平面連桿機構(gòu)按兩連架桿是曲柄還是搖桿的不同，可將鉸鏈四桿機構(gòu)分為以下三種形式。兩連架桿中一個為曲柄另一個為搖桿的鉸鏈四桿機構(gòu)，稱為曲柄搖桿機構(gòu)。曲柄搖桿機構(gòu)主要用以實現(xiàn)將曲柄的勻速轉(zhuǎn)動變成搖桿的擺動，如圖6-2所示的雷達天線俯仰角調(diào)整機構(gòu)；或是將搖

2、桿的往復(fù)擺動變成曲柄的整周轉(zhuǎn)動，如圖6-3所示的縫紉機腳踏板機構(gòu)。兩連架桿均為曲柄的鉸鏈四桿機構(gòu)，稱為雙曲柄機構(gòu)。雙曲柄機構(gòu)中，通常主動曲柄作勻速轉(zhuǎn)動，從動曲柄作同向變速轉(zhuǎn)動。如圖6-4所示的慣性篩機構(gòu)，當(dāng)曲柄AB作勻速轉(zhuǎn)動時，曲柄CD作變速轉(zhuǎn)動，通過構(gòu)件CF使篩子產(chǎn)生變速直線運動，篩子內(nèi)的物料因慣性而來回抖動，從而達到篩選的目的。在雙曲柄機構(gòu)中，若相對的兩桿長度分別相等，則稱為平行四邊形機構(gòu)。它有如圖6-5a所示的正平行雙曲柄機構(gòu)和如圖6-5b所示的反平行雙曲柄機構(gòu)兩種形式。前者的運動特點是兩曲柄的轉(zhuǎn)向相同且角速度相等，連桿作平動；后者的運動特點是兩曲柄的轉(zhuǎn)向相反且角速度不等。圖6-6所示的

3、機車驅(qū)動輪聯(lián)動機構(gòu)是正平行雙曲柄機構(gòu)的應(yīng)用實例。圖6-7所示為車門啟閉機構(gòu)，是反平行雙曲柄機構(gòu)的一個應(yīng)用，它使兩扇車門朝相反的方向轉(zhuǎn)動，從而保證兩扇門能同時開啟或關(guān)閉。在正平行雙曲柄機構(gòu)中，當(dāng)各構(gòu)件共線時，可能出現(xiàn)從動曲柄與主動曲柄轉(zhuǎn)向相反的現(xiàn)象，即運動不梯形；當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時，兩搖桿擺過不同的角度，使兩前輪轉(zhuǎn)動軸線匯交于后輪軸線上的O點，以確保車輛轉(zhuǎn)彎的每一瞬時，四個輪子與地面之間均繞O點作純滾動。在如圖6-9所示的汽車發(fā)動機活塞一連桿機構(gòu)中，將曲軸的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運動，或是將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)化為曲軸的回轉(zhuǎn)運動。若將圖6-9所示的曲柄滑塊機構(gòu)的構(gòu)件作為機架，則曲柄滑塊機構(gòu)就演化為導(dǎo)桿機

4、構(gòu)，連架桿對滑塊的運動起導(dǎo)向作用，稱為導(dǎo)桿，它包括轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)和擺動導(dǎo)桿機構(gòu)兩種形式。如圖6-10所示，導(dǎo)桿均能繞機架作整周轉(zhuǎn)動，稱為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)。如圖6-11所示，導(dǎo)桿4只能在某一角度內(nèi)擺動，稱為擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。導(dǎo)桿機構(gòu)具有很好的傳力性能，常用于插床、牛頭刨床和送料裝置等機器中。若將圖6-9所示曲柄滑塊機構(gòu)的構(gòu)件作為機架，則曲柄滑塊機構(gòu)就演化為如圖6-12所示的搖塊機構(gòu)。構(gòu)件l作整周轉(zhuǎn)動，滑塊3只能繞機架往復(fù)擺動。這種機構(gòu)常用于擺缸式原動機和氣、液壓驅(qū)動裝置中，如圖6-13所示的自動貨車翻斗機構(gòu)。若將圖6-9所示曲柄滑塊機構(gòu)的滑塊作為機架，則曲柄滑塊機構(gòu)就演化為如圖6-14所示的定塊機構(gòu)。這種

5、機構(gòu)常用于抽油泵和手搖抽水唧筒（圖6-15）。有無曲柄的存在必須滿足以下兩個條件：1）最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和。2）最短桿為機架或連架桿。根據(jù)以上條件，我們可得進行鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別，方法如下：1）當(dāng)最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和時：若最短桿為連架桿，則機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)；若最短桿為機架，則機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)；若最短桿為連桿，則機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)。2）當(dāng)最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和時，則不論取何桿為機架，機構(gòu)均為雙搖桿機構(gòu)。曲柄搖桿機構(gòu)、擺動導(dǎo)桿機構(gòu)和曲柄滑塊機構(gòu)中，當(dāng)曲柄為原動件時，從動件作往復(fù)擺動或往復(fù)移動，存在左、右兩個極限位置

6、，如圖6-17所示。內(nèi)燃機活塞連桿機構(gòu)中活塞的上止點和下止點即曲柄滑塊機構(gòu)的兩極限位置。在不計摩擦力，慣性力和重力時，從動件上受力點的速度方向與所受作用力方向之間所夾的銳角，稱為機構(gòu)的壓力角，用a表示。衡量機構(gòu)傳力性能的特性參數(shù)是壓力角。但在具體應(yīng)用中，為了直觀的從機構(gòu)運動簡圖中以連桿和從動件所夾的銳角來判別機構(gòu)傳力性能的優(yōu)劣，引入傳動角。它是壓力角的余角。=90- a=180- 傳動角越大，機構(gòu)的傳力性能越好。在機構(gòu)運動過程中，壓力角和傳動角的大小是隨機構(gòu)位置而變化的。圖6-18所示的曲柄搖桿機構(gòu)中，搖桿CD為原動件，曲柄AB為從動件。當(dāng)搖桿擺到極限位置C1D和C2D時，連桿與從動曲柄共線，

7、機構(gòu)兩位置的壓力角a=90，=0，此時有效驅(qū)動力矩為零，不能使從動曲柄轉(zhuǎn)動，機構(gòu)處于“卡死”或運動不確定狀態(tài)（即工作件在該位置可能向反方向轉(zhuǎn)動），這個位置稱為死點位置。如圖6-20所示的手動沖床機構(gòu)就是由雙搖桿機構(gòu)ABCD和滑塊機構(gòu)DCEG組成，這兩個四桿機構(gòu)共有一個機架，實際上只有六個構(gòu)件，稱為六桿機構(gòu)。如圖6-21所示，凸輪機構(gòu)由凸輪、從動件和機架三個基本構(gòu)件組成。圖6-22所示為內(nèi)燃機配氣機構(gòu)。第二節(jié)凸輪機構(gòu)第二節(jié)凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)的類型很多，通常按凸輪和從動件的幾何形狀及運動類型分類。（1）盤形凸輪 盤形凸輪是一種外緣或凹槽具有變化半徑的盤形構(gòu)件，如圖6-22所示的內(nèi)燃機配氣機構(gòu)。（2）

8、圓柱凸輪 圓柱凸輪是一種在圓柱面上開有曲線凹槽或在圓柱端面上制出曲線輪廓的構(gòu)件，如圖6-23所示為縫紉機拉線機構(gòu)。（3）移動凸輪 如圖6-24所示為自動機床靠模機構(gòu)。盤形凸輪和移動凸輪與從動件之間的相對運動為平面運動，屬于平面凸輪機構(gòu)；而圓柱凸輪與從動件之間的相對運動不在平行平面內(nèi)，屬于空間凸輪機構(gòu)。（如圖6-25所示）（1）尖頂從動件 （2）滾子從動件（3）平底從動件此外，凸輪可按從動件的運動類型分為直動從動件和擺動從動件。間歇運動機構(gòu)是將主動間的連續(xù)運動變換為從動件遵循一定規(guī)律的時停時動的機構(gòu)。間歇運動機構(gòu)的類型很多，常用的有棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)等。如圖6-26所示，棘輪機構(gòu)由棘輪、棘爪及機

9、架組成。圖6-27是雙棘爪機構(gòu)。第三節(jié)間歇運動機構(gòu)第三節(jié)間歇運動機構(gòu)棘輪機構(gòu)按其工作原理，可分為齒式棘輪機構(gòu)和摩擦式棘輪機構(gòu)兩大類。按嚙合部位可分為外嚙合和內(nèi)嚙合兩種形式；按驅(qū)動方向可分為單向驅(qū)動和雙向驅(qū)動棘輪機構(gòu)，單向驅(qū)動棘輪機構(gòu)的棘輪多為鋸齒形，雙向驅(qū)動棘輪機構(gòu)的棘輪多為矩形。如圖6-28所示為自行車后輪飛輪中的內(nèi)嚙合單向驅(qū)動棘輪機構(gòu)。圖6-29是控制牛頭刨床工作臺進與退的棘輪機構(gòu)。圖6-30所示為摩擦式棘輪機構(gòu)。槽輪機構(gòu)由帶銷的主動撥盤、具有徑向槽的從動槽輪和機架組成。槽輪機構(gòu)的停歇時間和運動時間取決于槽輪的槽數(shù)和撥銷數(shù)。槽輪機構(gòu)可分為外槽輪機構(gòu)和內(nèi)槽輪機構(gòu)，如圖6-31、圖6-32。槽

10、輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，轉(zhuǎn)位方便，能精確控制轉(zhuǎn)角，但轉(zhuǎn)角大小不可調(diào)節(jié)，且有沖擊，只能用于低速機構(gòu)或分度機構(gòu)中。如圖6-33所示為轉(zhuǎn)塔車床的刀架轉(zhuǎn)位機構(gòu)。螺旋機構(gòu)由螺桿、螺母和機架組成（一般把螺桿和螺母之一作成機架），其主要功用是將旋轉(zhuǎn)運動變換為直線運動，并同時傳遞運動和動力，是機械設(shè)備和儀器儀表中廣泛應(yīng)用的一種傳動機構(gòu)。按用途和受力情況，螺旋機構(gòu)又可分為傳遞運動、動力和用于調(diào)整等三種類型；按螺旋副的摩擦性質(zhì)，螺旋機構(gòu)可分為滑動螺旋機構(gòu)、滾動螺旋機構(gòu)和靜壓螺旋機構(gòu)三種類型。 螺旋機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作連續(xù)平穩(wěn)、傳動比大、承載能力強、傳遞運動準(zhǔn)確，易實現(xiàn)自鎖等優(yōu)點，故應(yīng)用廣泛。螺旋機構(gòu)的缺點是摩

11、擦損耗大、傳動效率低。隨著滾珠螺紋的出現(xiàn)，缺點已得到很大的改善。螺紋是指在圓柱或圓錐的內(nèi)或外表面上，用不同形狀的刀具沿螺旋線切制出的具有相同斷面的連續(xù)凸起和溝槽。在圓柱（或圓錐）外表面上的螺紋叫外螺紋；在零件內(nèi)表面上的螺紋稱為內(nèi)螺紋。第四節(jié)螺旋機構(gòu)第四節(jié)螺旋機構(gòu)螺紋有右旋和左旋之分。當(dāng)螺紋按順時針旋進的稱為右旋螺紋，反之稱為左旋螺紋。判別旋向時，可將外螺紋按軸線垂直放置，若螺紋可見部分為左低右高，則為右旋螺紋，反之為左旋螺紋。標(biāo)準(zhǔn)螺紋的主要參數(shù)如下：螺紋的直徑有大徑（公稱直徑）、小徑、中徑。如圖6-34所示。大徑指與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相切的假想圓柱的直徑。用d（D）表示。小徑指與外螺紋牙底

12、或內(nèi)螺紋牙頂相切的假想圓柱的直徑。用d1（D1）)表示。中徑母線通過牙型上溝槽寬度和凸起寬度相等的假想圓柱的直徑。用d2（D2）表示。螺紋的螺旋線的數(shù)量，有單線和多線之分。如圖6-35所示。螺紋相鄰兩牙上對應(yīng)點間的軸向距離稱為螺距。同一條螺旋線上相鄰兩牙上對應(yīng)點間的軸向距離稱為導(dǎo)程。Ph=nP。如圖6-35所示。在中徑圓柱面上螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角。=arcot(Ph/d2)=arcot(nP/d2)通過螺紋軸線剖切時所得的螺紋剖面形狀稱牙型。螺紋牙形兩側(cè)邊的夾角稱為牙型角。常用的螺紋牙型有三角形、矩形、梯形和鋸齒形等。螺紋主要用于零件間的可拆卸連接和傳遞動力。對于傳力螺旋

13、機構(gòu)和聯(lián)接螺紋，如螺旋千斤頂、螺旋式壓力機等，都要求螺紋具有自鎖性。螺紋的自鎖也就是指內(nèi)、外螺紋旋合后，如不加反向外力，則不論軸向載荷多大，都不會自行松開的這種現(xiàn)象。按螺桿上螺旋副的數(shù)目，滑動螺旋機構(gòu)可分為單螺旋機構(gòu)和雙螺旋機構(gòu)兩種。由一個螺桿和一個螺母組成。根據(jù)螺桿和螺母相對運動的組合，單螺旋機構(gòu)有四種基本傳動形式，其運動形式及特點、應(yīng)用見表6-3。具有兩段不同螺紋的螺桿與兩個螺母組成的螺旋機構(gòu)稱為雙螺旋機構(gòu)。當(dāng)兩螺旋副中的螺紋旋向相同時，則形成差動螺旋機構(gòu)。如圖6-36所示。如圖6-37所示的電桿線張緊器，圖6-38所示的彈簧圓規(guī)均屬于復(fù)式螺旋機構(gòu)。為減少摩擦，提高傳動效率和精度，在螺桿和

14、螺母的螺旋面上加工出弧形螺旋槽，從而形成滾道，并放入滾珠。當(dāng)螺桿與螺母相對轉(zhuǎn)動時，滾珠沿滾道滾動，這種螺旋機構(gòu)稱為滾動螺旋機構(gòu)，如圖6-39所示。滾動螺旋機構(gòu)按滾道返回裝置的不同，分為由外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種。 1、鉸鏈四桿機構(gòu)中與機架相連，并能實現(xiàn)360旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件是。 A、曲柄B、連桿C、搖桿D、機架 2、鉸鏈四桿機構(gòu)中與機架相連，只能在一定角度內(nèi)進行擺動的構(gòu)件是。 A、曲柄B、連桿C、搖桿D、機架 3、能夠?qū)崿F(xiàn)回轉(zhuǎn)運動與直線往復(fù)運動轉(zhuǎn)換的平面四桿機構(gòu)是 。 A、曲柄搖桿機構(gòu)B、曲柄滑塊機構(gòu)C、導(dǎo)桿機構(gòu)D、搖塊機構(gòu) 4、曲柄滑塊機構(gòu)當(dāng)以為主動件時，會出現(xiàn)“死點”現(xiàn)象。 A、曲柄B、滑塊C、連桿

15、復(fù)習(xí)試題復(fù)習(xí)試題5、將曲柄搖桿機構(gòu)的長度取無窮大時，曲柄搖桿機構(gòu)中的將轉(zhuǎn)化為沿直線運動的滑塊，成為曲柄滑塊機構(gòu)。 A、曲柄B、連桿 C、搖桿D、機架 6、能夠?qū)崿F(xiàn)從動件繞固定點擺動的凸輪機構(gòu)是 。 A、盤形凸輪機構(gòu)B、圓柱凸輪機構(gòu)C、移動凸輪機構(gòu) 7、利用超越性設(shè)計的超越離合器是一種棘輪機構(gòu)。 A、單向驅(qū)動B、雙向驅(qū)動8、螺旋機構(gòu)的主要作用是 。A、將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動B、將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動C、將直線運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動9、在雙螺旋機構(gòu)中當(dāng)兩螺旋副中的螺紋旋向時，則形成差動螺旋機構(gòu)。A、相同B、相反 10、下列螺旋機構(gòu)中不具備自鎖功能的螺旋機構(gòu)是 。A、單螺旋機構(gòu)B、雙螺旋機構(gòu)C、滾動

16、螺旋傳動機構(gòu)1、平面四桿機構(gòu)是平面機構(gòu)的基礎(chǔ)，按其構(gòu)件的運動形式不同，可分為和兩大類，前者是平面四桿機構(gòu)的基本形式，后者由前者衍生而成。2、按兩連架桿是曲柄還是搖桿的不同，可將鉸鏈四桿機構(gòu)分為 、 和 三種類型。3、平面四桿機構(gòu)動作時，空回行程比工作行程需要的時間短，返回速度比工作行程快，這就是平面四桿機構(gòu)的 。4、壓力角 ，而傳動角 ，則平面四桿機構(gòu)的傳力效果越好，平面四桿機構(gòu)中具有良好的傳力性能。5、凸輪機構(gòu)由 、 和 三個基本構(gòu)件組成。6、凸輪機構(gòu)的從動件通常有 、 和 三種形式。7、間歇運動機構(gòu)是將主動件的連續(xù)運動變換為從動件遵循一定規(guī)律的時停時動的機構(gòu)。常用的有 、 等。8、槽輪機構(gòu)的停歇時間和運動時間取決于槽輪的和 。9、按用途和受力情況，螺旋機構(gòu)可分為 、 和 等三種類型。10、按螺桿上螺旋副的數(shù)目，滑動螺旋機構(gòu)可分為和 兩種。1、鉸鏈四桿機構(gòu)兩連架桿中一個為曲柄，另一個為搖桿的鉸鏈四桿機構(gòu)，稱為曲柄搖桿機構(gòu)。（ ）2、雙曲柄機構(gòu)中，通常主動曲柄作勻速轉(zhuǎn)動，從動曲柄作同向勻速轉(zhuǎn)動。（ ）3、曲柄滑塊機構(gòu)的上、下止點位置，也是兩個“死點”位置。（ ）4、任何平面四桿機構(gòu)都有可能出現(xiàn)“死點”現(xiàn)象。（ ）5、鉸鏈四桿機構(gòu)存在曲柄的條件：最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和，并且最短桿為機架或連架桿。