汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)學(xué)習(xí)任務(wù)8

汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)主要內(nèi)容本章小結(jié)重點(diǎn)難點(diǎn)汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)任務(wù)目標(biāo)掌握平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法和分析方法掌握平面連桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件熟悉平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型、傳動(dòng)特性了解汽車(chē)常用機(jī)構(gòu)的組成，凸輪機(jī)構(gòu)與間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的類(lèi)型、特點(diǎn)汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)重點(diǎn)難點(diǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)主要內(nèi)容第二節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度第一節(jié)汽車(chē)常用機(jī)構(gòu)的組成第三節(jié)平面連桿機(jī)構(gòu)第四節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)第一節(jié)

汽車(chē)常用機(jī)構(gòu)的組成汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)主要了解汽車(chē)常用機(jī)構(gòu)的組成、運(yùn)動(dòng)副的概念、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖以及繪制。本節(jié)任務(wù)目標(biāo)機(jī)器與機(jī)構(gòu)的區(qū)別？機(jī)器與機(jī)構(gòu)的區(qū)別:機(jī)器能實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換或代替人的勞動(dòng)去做有用功，而機(jī)構(gòu)沒(méi)有這種功能機(jī)構(gòu)只產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換，目的是傳遞或變換運(yùn)動(dòng)。汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)

機(jī)構(gòu)是用運(yùn)動(dòng)副連接起來(lái)的構(gòu)件系統(tǒng)，用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，還可用來(lái)改變運(yùn)動(dòng)形式。機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件之間必須有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，任意拼湊起來(lái)的構(gòu)件不一定具有確定運(yùn)動(dòng)。構(gòu)件應(yīng)如何組合，才具有確定的運(yùn)動(dòng)，這對(duì)分析汽車(chē)上的機(jī)構(gòu)是非常重要的。一、汽車(chē)常用機(jī)構(gòu)的組成汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)

通常將機(jī)器和機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械。構(gòu)件是運(yùn)動(dòng)的單元，而零件是制造的單元。通常把為協(xié)同完成某一功能而裝配在一起的若干個(gè)零件的裝配體稱(chēng)為部件，只在某些特定類(lèi)型的機(jī)器中才使用的零件，稱(chēng)為專(zhuān)用零件。按照用途的不同，可把機(jī)器分為動(dòng)力機(jī)器、工作機(jī)器和信息機(jī)器。現(xiàn)代機(jī)器一般由動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置、執(zhí)行裝置和操縱控制裝置四個(gè)部分組成。此外，還有必要的輔助裝置。1．機(jī)器組成的概念汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)動(dòng)力裝置是機(jī)器的動(dòng)力來(lái)源，有電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、液壓馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)等?，F(xiàn)代機(jī)器大多采用電動(dòng)機(jī)，而內(nèi)燃機(jī)主要用于運(yùn)輸機(jī)械、工程機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械。傳動(dòng)裝置將動(dòng)力裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力變換成執(zhí)行裝置所需的運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，并傳遞到執(zhí)行部分。機(jī)器中的傳動(dòng)有機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)和電力傳動(dòng)。其中，機(jī)械傳動(dòng)應(yīng)用的最多。（1）動(dòng)力裝置（2）傳動(dòng)裝置執(zhí)行裝置是直接完成機(jī)器預(yù)定功能的工作部分，如車(chē)床的卡盤(pán)和刀架，汽車(chē)的車(chē)輪，船舶的螺旋槳，帶式輸送機(jī)的輸送帶等。（3）執(zhí)行裝置操縱和控制裝置是用以控制機(jī)器的起動(dòng)、停車(chē)、正反轉(zhuǎn)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)改變及各執(zhí)行裝置間的動(dòng)作協(xié)調(diào)的。自動(dòng)化機(jī)器的控制系統(tǒng)能使機(jī)器進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)數(shù)據(jù)處理和顯示、自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)、故障診斷、自動(dòng)保護(hù)等。輔助裝置則有照明、潤(rùn)滑、冷卻裝置等。（4）操縱、控制及輔助裝置本課程的研究對(duì)象是汽車(chē)常用機(jī)構(gòu)以及通用機(jī)械零部件。對(duì)于巨型、微型、以及高速、高溫、高壓或低溫條件下工作的通用零部件，則在有關(guān)專(zhuān)門(mén)課程中研究。二、運(yùn)動(dòng)副構(gòu)件和構(gòu)件之間既要相互連接（接觸）在一起，又要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。而兩構(gòu)件之間這種可動(dòng)的連接（接觸）就稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)副。運(yùn)動(dòng)副元素：兩構(gòu)件上直接參加接觸構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的部分。運(yùn)動(dòng)副：按兩構(gòu)件接觸情況，常分為低副、高副兩大類(lèi)。1.低副兩構(gòu)件以面接觸而形成的運(yùn)動(dòng)副。

(1)轉(zhuǎn)動(dòng)副：只允許兩構(gòu)件作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，又稱(chēng)作鉸鏈。

a)固定鉸鏈一、平面運(yùn)動(dòng)副b)活動(dòng)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)的組成(2)移動(dòng)副：只允許兩構(gòu)件作相對(duì)移動(dòng)。移動(dòng)副機(jī)構(gòu)的組成2.高副兩構(gòu)件以點(diǎn)或線接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。凸輪副機(jī)構(gòu)的組成齒輪副機(jī)構(gòu)的組成二、空間運(yùn)動(dòng)副若兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)均為空間運(yùn)動(dòng)，則稱(chēng)為空間運(yùn)動(dòng)副。螺旋副球面副三、平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

運(yùn)動(dòng)副及構(gòu)件的表示方法1.構(gòu)件構(gòu)件均用直線或小方塊等來(lái)表示，畫(huà)有斜線的表示機(jī)架。2.轉(zhuǎn)動(dòng)副構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)，如下圖表示。。表示轉(zhuǎn)動(dòng)副的圓圈，其圓心必須與回轉(zhuǎn)軸線重合。一個(gè)構(gòu)件具有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)，則應(yīng)在兩條交叉處涂黑，或在其內(nèi)畫(huà)上斜線。平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

3.移動(dòng)副兩構(gòu)件組成移動(dòng)副，其導(dǎo)路必須與相對(duì)移動(dòng)方向一致。4.平面高副兩構(gòu)件組成平面高副時(shí)，其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中應(yīng)畫(huà)出兩構(gòu)件接觸處的曲線輪廓，對(duì)于凸輪、滾子，習(xí)慣劃出其全部輪廓；對(duì)于齒輪，常用點(diǎn)劃線劃出其節(jié)圓。繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的步驟1）功能分析。確定機(jī)械系統(tǒng)的總功能和進(jìn)行功能分解。2）繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。3）執(zhí)行（工作）機(jī)構(gòu)選型。4）繪制機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方案圖。5）機(jī)構(gòu)的尺度綜合。6）繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。例試?yán)L制內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖氣缸體1活塞2進(jìn)氣閥3排氣閥4連桿5曲軸6凸輪7頂桿8齒輪10解：1）分析運(yùn)動(dòng)，確定構(gòu)件的類(lèi)型和數(shù)量

2）確定運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型和數(shù)目

3）選擇視圖平面

4）選取比例尺，根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸，定出各運(yùn)動(dòng)副間的相對(duì)位置

5）畫(huà)出各運(yùn)動(dòng)副和機(jī)構(gòu)符號(hào)，并表示出各構(gòu)件平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

演示例試?yán)L制內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖示為一簡(jiǎn)易沖床的設(shè)計(jì)圖。試分析設(shè)計(jì)方案是否合理。如不合理，則繪出修改后的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。

本節(jié)思考與練習(xí)1、按照用途的不同，機(jī)器如何分類(lèi)？2、運(yùn)動(dòng)副怎么分類(lèi)？3、如何繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖？第二節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度本節(jié)任務(wù)目標(biāo)主要了解自由度的概念、平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件以及平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題。一、自由度的概念機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件之間必須具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。顯然，不能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的一堆構(gòu)件難以用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)。為了使組合起來(lái)的構(gòu)件能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)并具有運(yùn)動(dòng)確定性，有必要探討機(jī)構(gòu)自由度。機(jī)構(gòu)的自由度是指機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須給予的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。二、自由度的計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度是機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)機(jī)架所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。而從動(dòng)件是不能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的，原動(dòng)件才能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，故原動(dòng)件數(shù)必定等于機(jī)構(gòu)的自由度。1．平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件運(yùn)動(dòng)鏈和機(jī)構(gòu)都是由構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副組成的系統(tǒng)，機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)傳遞和變換，必須使其運(yùn)動(dòng)具有可能性和確定性。無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件組合或著無(wú)規(guī)則亂動(dòng)的運(yùn)動(dòng)鏈都不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)變換。將運(yùn)動(dòng)鏈的一個(gè)構(gòu)件固定為機(jī)架，當(dāng)運(yùn)動(dòng)鏈中一個(gè)或幾個(gè)原動(dòng)件位置確定時(shí)，其余從動(dòng)件的位置也隨之確定，這種運(yùn)動(dòng)鏈便成為機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)才具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。那么究竟取一個(gè)還是幾個(gè)構(gòu)件作原動(dòng)件，這取決于機(jī)構(gòu)的自由度。機(jī)構(gòu)的自由度就是機(jī)構(gòu)具有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目。因此，當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)等于自由度數(shù)時(shí)，機(jī)構(gòu)就具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。2．平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題兩個(gè)以上的構(gòu)件共用同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線所構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副稱(chēng)為復(fù)合鉸鏈。如圖所示為三構(gòu)件在同一處構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副，以及它的俯視圖?？梢钥闯觯巳齻€(gè)構(gòu)件共組成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。當(dāng)由n個(gè)構(gòu)件組成復(fù)合鉸鏈時(shí)，則應(yīng)當(dāng)組成n-1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。在計(jì)算自由度時(shí)，應(yīng)仔細(xì)觀察是否有復(fù)合鉸鏈存在，以免影響計(jì)算。（1）復(fù)合鉸鏈（2）局部自由度機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的不影響機(jī)構(gòu)輸出與輸入運(yùn)動(dòng)關(guān)系的自由度稱(chēng)為局部自由度。（3）虛約束在運(yùn)動(dòng)副引入的約束中，有些約束對(duì)機(jī)構(gòu)自由度的影響是重復(fù)的，它對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起任何限制作用。這種重復(fù)而對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立限制作用的約束稱(chēng)為虛約束。在計(jì)算自由度時(shí)應(yīng)先去除虛約束。本節(jié)思考與練習(xí)1、如何計(jì)算自由度？2、平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件有哪些？3、平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算應(yīng)注意哪些問(wèn)題？第三節(jié)平面連桿機(jī)構(gòu)本節(jié)任務(wù)目標(biāo)主要了解平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及演化以及平面四桿機(jī)構(gòu)類(lèi)型的判別方法及特性。一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及演化如果所有低副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副，這種四桿機(jī)構(gòu)就稱(chēng)為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。它是平面四桿機(jī)構(gòu)最基本的形式，其他形式的四桿機(jī)構(gòu)都可看作是在它的基礎(chǔ)上演化而成的。如圖所示為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。1．鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)根據(jù)連架桿運(yùn)動(dòng)形式的不同，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)又可分為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)三種基本形式。（1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)具有一個(gè)曲柄和一個(gè)搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱(chēng)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)一般以曲柄為主動(dòng)件作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿為從動(dòng)件作往復(fù)擺動(dòng)。如圖所示。（2）雙曲柄機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱(chēng)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，通常主動(dòng)曲柄作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)曲柄作變速轉(zhuǎn)動(dòng)。若雙曲柄機(jī)構(gòu)中，兩曲柄長(zhǎng)度相等且平行，連桿與機(jī)架長(zhǎng)度也相等且平行，則該機(jī)構(gòu)稱(chēng)為平行四邊形機(jī)構(gòu)。（3）雙搖桿機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)搖桿的的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱(chēng)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，它常用于操縱機(jī)構(gòu)、儀表機(jī)構(gòu)等，如圖所示飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)。兩搖桿長(zhǎng)度相等的雙搖桿機(jī)構(gòu)稱(chēng)為等腰梯形機(jī)構(gòu)，如圖所示汽車(chē)前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。2．鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化一般生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用各種四桿機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)雖然具有不同的外形和構(gòu)造，但都具有相同的運(yùn)動(dòng)特性或一定的內(nèi)在聯(lián)系，并且都可看作是從鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而來(lái)的。演化的目的或是為了滿足運(yùn)動(dòng)方面，或者是為了滿足動(dòng)力方面，或者是為了滿足結(jié)構(gòu)方面的要求。揭示各種平面四桿機(jī)構(gòu)間的內(nèi)在聯(lián)系，可為其分析和設(shè)計(jì)提供很大的方便。通過(guò)用移動(dòng)副取代轉(zhuǎn)動(dòng)副、變更桿件長(zhǎng)度、變更機(jī)架和擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副等途徑，就可以得到鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的其他演化型式。下面通過(guò)實(shí)例介紹鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化型式。（1）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)在如圖所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，隨著搖桿3長(zhǎng)度的增加，C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡m-m逐漸趨于平緩。當(dāng)搖桿3的長(zhǎng)度增至無(wú)限大時(shí)，C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡則成為直線m-m，如圖所示，于是構(gòu)件3由搖桿演變成滑塊，轉(zhuǎn)動(dòng)副D演化成移動(dòng)副，于是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)深化成如曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，直線m-m即為滑塊導(dǎo)路的中心線。當(dāng)滑塊導(dǎo)路中心線m-m通過(guò)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心A時(shí)，則稱(chēng)該機(jī)構(gòu)為對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，如圖所示；若當(dāng)滑塊導(dǎo)路中心線m-m不通過(guò)曲柄回轉(zhuǎn)中心A而有一偏距e時(shí)，則稱(chēng)該機(jī)構(gòu)為偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，如圖所示。（2）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)可以看成是改變曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，如圖所示的固定構(gòu)件演化而來(lái)的。演化后在滑塊中與滑塊作相對(duì)移動(dòng)的構(gòu)件稱(chēng)為導(dǎo)桿。（3）雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)是具有兩個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)?？梢哉J(rèn)為是由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的兩桿長(zhǎng)度趨于無(wú)窮大而演化成的。（4）偏心輪機(jī)構(gòu)在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，如果若要求滑塊行程較小則必須減小曲柄長(zhǎng)度。由于結(jié)構(gòu)上的困難很難在較短的曲柄上制造出兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，往往采用轉(zhuǎn)動(dòng)副中心與幾何中心不重合的偏心輪來(lái)代替曲柄，如圖所示。二、平面四桿機(jī)構(gòu)類(lèi)型的判別方法及特性平面四桿機(jī)構(gòu)的三種基本型式的區(qū)別主要取決于機(jī)構(gòu)內(nèi)是否存在曲柄，而機(jī)構(gòu)中有無(wú)曲柄又與各構(gòu)件間的相對(duì)尺寸有關(guān)，為此需要分析曲柄存在的條件，再結(jié)合“取不同構(gòu)件為機(jī)架”的四桿機(jī)構(gòu)演化原理，可推出曲柄存在的條件如下：①最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和；②最短桿或其相鄰桿應(yīng)為機(jī)架。1．平面四桿機(jī)構(gòu)類(lèi)型的判別（1）平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件（2）平面四桿機(jī)構(gòu)類(lèi)型的判別根據(jù)有曲柄的條件可得推論：①當(dāng)最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和大于其余兩桿長(zhǎng)度之和時(shí)，只能得到雙搖桿機(jī)構(gòu)；②當(dāng)最長(zhǎng)桿與最短桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和時(shí)：a.最短桿為機(jī)架時(shí)得到雙曲柄機(jī)構(gòu)；b.最短桿的相鄰桿為機(jī)架時(shí)得到曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；c.最短桿的對(duì)面桿為機(jī)架時(shí)得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。③當(dāng)最長(zhǎng)桿與最短桿長(zhǎng)度之和大于其余兩桿長(zhǎng)度之和時(shí)，則連架桿不能成為曲柄，無(wú)論哪桿為機(jī)架，機(jī)構(gòu)都是雙搖桿機(jī)構(gòu)。2．四桿機(jī)構(gòu)的特性（1）壓力角和傳動(dòng)角①壓力角a壓力角：從動(dòng)件所受的力F與受力點(diǎn)速度Vc所夾的銳角a。有效分力：Ft=Fcosa有害分力：Fr=Fsinaa愈小，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能愈好。②傳動(dòng)角g傳動(dòng)角：連桿與從動(dòng)件所夾的銳角g。g=900-a

g越大，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能越好，設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)使gmin≥40°，對(duì)于高速大功率機(jī)械應(yīng)使gmin≥50°。③最小傳動(dòng)角的位置鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)在曲柄與機(jī)架共線的兩位置出現(xiàn)最小傳動(dòng)角。對(duì)于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)主動(dòng)件為曲柄時(shí)，最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架垂直的位置。對(duì)于擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)由于在任何位置時(shí)主動(dòng)曲柄通過(guò)滑塊傳給從動(dòng)桿的力的方向，與從動(dòng)桿上受力點(diǎn)的速度方向始終一致，所以傳動(dòng)角等于90度。（2）死點(diǎn)位置①死點(diǎn)的位置在從動(dòng)曲柄與連桿共線的連個(gè)位置之一時(shí)，出現(xiàn)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角g=0，壓力角a=90的情況，這時(shí)連桿對(duì)從動(dòng)曲柄的作用里恰好通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心，不能推動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)的這種位置稱(chēng)為死點(diǎn)位置。②死點(diǎn)的利弊利：工程上利用死點(diǎn)進(jìn)行工作。弊：機(jī)構(gòu)有死點(diǎn)，從動(dòng)件將出現(xiàn)卡死或運(yùn)動(dòng)方向不確定現(xiàn)象，對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不利。③度過(guò)死點(diǎn)的方法增大從動(dòng)件的質(zhì)量、利用慣性度過(guò)死點(diǎn)位置。采用機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列的方法。（3）急回特性和行程速比系數(shù)①急回特性機(jī)構(gòu)工作件返回行程速度大于工作行程的特性。工作行程時(shí)：V1=C1C2/t1

返回行程時(shí)：V2=C1C2/t2②行程速比系數(shù)K為了表示工作件往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的急回程度，用V2和V1的比值K來(lái)描述。由上式可得：③急回特性的作用四桿機(jī)構(gòu)的急回特性可以節(jié)省空間，提高生產(chǎn)率。本節(jié)思考與練習(xí)1、簡(jiǎn)述鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化過(guò)程。2、如何辨別平面四桿機(jī)構(gòu)類(lèi)型？3、四桿機(jī)構(gòu)有什么特性？第四節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)與間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)本節(jié)任務(wù)目標(biāo)凸輪機(jī)構(gòu)組成、特點(diǎn)、應(yīng)用、類(lèi)型、運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分類(lèi)和工作原理。一、凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)是采用高副機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，利用凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使從動(dòng)件完成位移或擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)速度或加速度按照預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律變化。當(dāng)某些運(yùn)動(dòng)要求連桿機(jī)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)，而從動(dòng)件又需要復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)常采用凸輪機(jī)構(gòu)。如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)，就是采用凸輪機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。1．凸輪機(jī)構(gòu)的組成如圖所示，凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪1從動(dòng)件2和機(jī)架3組成的高副機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)是機(jī)械工程中廣泛應(yīng)用的一種高副機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)常用于低速、輕載的自動(dòng)機(jī)或自動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)。2．凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及其應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)：①便于準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，易于設(shè)計(jì)；③凸輪機(jī)構(gòu)可以高速起動(dòng)，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。缺點(diǎn)：由于凸輪機(jī)構(gòu)屬于高副機(jī)構(gòu)，故凸輪與從動(dòng)件之間為點(diǎn)或線接觸，不便潤(rùn)滑，易于磨損。因此凸輪機(jī)構(gòu)多用于傳力不大的控制機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。凸輪輪廓曲線不易加工。3．凸輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型按形狀可分為：盤(pán)形凸輪、移動(dòng)凸輪、圓柱凸輪三類(lèi)，分述如下。①盤(pán)形凸輪這種凸輪是一個(gè)具有變化向徑輪廓尺寸的盤(pán)形構(gòu)件，是凸輪的最基本類(lèi)型。②移動(dòng)凸輪當(dāng)盤(pán)形凸輪的回轉(zhuǎn)中心趨于無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)，凸輪相對(duì)機(jī)架作直線運(yùn)動(dòng)，這種凸輪稱(chēng)為移動(dòng)凸輪。③圓柱凸輪為圓柱凸輪，在圓柱面上開(kāi)有曲線凹槽，或在圓柱端面上制出曲線輪廓，可使從動(dòng)件得到較大的行程。屬于空間凸輪機(jī)構(gòu)。4．凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指其位移、速度和加速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是根據(jù)機(jī)器工作要求確定的。從動(dòng)件不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)應(yīng)于不同的凸輪輪廓。在設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，首先選定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)凸輪輪廓。最常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有以下兩種。（1）等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律當(dāng)凸輪以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，從動(dòng)件在推程和回程的速度為常數(shù)，這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律叫做等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。如圖所示。（2）等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律是從動(dòng)件在一個(gè)推程或回程中，前半段做等加速運(yùn)動(dòng)，后半段做等減速運(yùn)動(dòng)；而且前后兩段加速度的絕對(duì)值相等。如圖所示。二、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在機(jī)器工作時(shí)，當(dāng)主動(dòng)件作連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，常需要從動(dòng)件產(chǎn)生周期性的運(yùn)動(dòng)和停歇，實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，稱(chēng)為間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。最常見(jiàn)的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等，它們廣泛用于自動(dòng)機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、刀架的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)、精紡機(jī)的成形機(jī)構(gòu)等。本節(jié)將扼要介紹這幾類(lèi)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理、類(lèi)型和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。1．棘輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程搖桿逆時(shí)針擺動(dòng)——棘爪插入齒槽——棘輪轉(zhuǎn)過(guò)角度——制動(dòng)爪劃過(guò)齒背搖桿順時(shí)針擺動(dòng)——棘爪劃過(guò)脊背——制動(dòng)爪阻止棘輪作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)——棘輪靜止不動(dòng)因此當(dāng)搖桿作連續(xù)的往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，棘輪將作單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。（1）棘輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及工作原理它主要有搖桿、棘爪、棘輪、制動(dòng)爪和機(jī)架組成。彈簧使制動(dòng)爪和棘輪保持接觸。按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，常用的棘輪機(jī)構(gòu)可分為輪齒式和摩擦式兩類(lèi)。（2）棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造和運(yùn)動(dòng)可靠，棘輪轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)方便，而且制動(dòng)爪還有防止棘輪反轉(zhuǎn)的作用。但是，當(dāng)棘爪落入齒槽底部，開(kāi)始推動(dòng)棘輪接觸的瞬時(shí)會(huì)發(fā)生剛性沖擊，故傳動(dòng)的平穩(wěn)性較差。當(dāng)棘爪返回在棘輪齒頂滑行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生噪聲和齒頂磨損。棘輪的轉(zhuǎn)角不宜過(guò)大，而且只能以棘輪齒數(shù)為單位作有級(jí)的變化。因此，棘輪機(jī)構(gòu)常用于低速、輕載且要求轉(zhuǎn)角不太大或需要經(jīng)常改變轉(zhuǎn)角的場(chǎng)合。2．槽輪機(jī)構(gòu)當(dāng)撥盤(pán)上的圓柱銷(xiāo)A沒(méi)有進(jìn)入槽輪的徑向槽時(shí)，槽輪的內(nèi)凹鎖止弧面被撥盤(pán)上的外凸鎖止弧面卡住，槽輪靜止不動(dòng)。當(dāng)圓柱銷(xiāo)A進(jìn)入槽輪的徑向槽時(shí)，鎖止弧面被松開(kāi)，則圓柱銷(xiāo)A驅(qū)動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)撥盤(pán)上的圓柱銷(xiāo)離開(kāi)徑向槽的時(shí)候，下一個(gè)鎖止弧面又被卡住，槽輪又靜止不動(dòng)。由此將主動(dòng)件的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)槽輪的間歇運(yùn)動(dòng)。（1）槽輪機(jī)構(gòu)的組成和工作原理（2）槽輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型、特