汽車機(jī)械基礎(chǔ)

（微課版）新編21世紀(jì)職業(yè)教育精品教材適用于職業(yè)院校、技工院校汽車類專業(yè)目錄CONTENTS汽車機(jī)械識(shí)圖汽車常用材料汽車常用機(jī)械傳動(dòng)汽車常用連接01030507公差配合與技術(shù)測(cè)量汽車常用機(jī)構(gòu)汽車支承零部件汽車液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)

02040608緒論第一節(jié)

平面四桿機(jī)構(gòu)第二節(jié)

凸輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)

間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)汽車常用機(jī)構(gòu)Part04運(yùn)動(dòng)副平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖0102第一節(jié)平面四桿機(jī)構(gòu)平面機(jī)構(gòu)的自由度03平面四桿機(jī)構(gòu)與鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)04一、運(yùn)動(dòng)副4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（一）運(yùn)動(dòng)副的概念機(jī)構(gòu)是具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的組合體。為了傳遞運(yùn)動(dòng)和力,需要以一定方式將各個(gè)構(gòu)件彼此連接起來(lái),這種連接既要對(duì)彼此連接的兩構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)加以限制,使得構(gòu)件間不發(fā)生各自獨(dú)立的自由運(yùn)動(dòng),又要允許它們之間能產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這種允許兩構(gòu)件之間直接接觸并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)連接稱為運(yùn)動(dòng)副。兩構(gòu)件上參與接觸而構(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。一、運(yùn)動(dòng)副4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（二）運(yùn)動(dòng)副的分類1.低副兩構(gòu)件之間通過(guò)面接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為低副,也稱為鉸鏈.根據(jù)組成低副的兩構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式不同,低副又可分為轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副。（1）轉(zhuǎn)動(dòng)副。若組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件之間只能在平面內(nèi)做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),則這種運(yùn)動(dòng)副稱為轉(zhuǎn)動(dòng)副。（2）移動(dòng)副。若組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件之間只能做相對(duì)直線移動(dòng),則這種運(yùn)動(dòng)副稱為移動(dòng)副。一、運(yùn)動(dòng)副4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（二）運(yùn)動(dòng)副的分類2.高副兩構(gòu)件之間通過(guò)點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為高副。由于高副是點(diǎn)或線接觸,所以可實(shí)現(xiàn)多種形式的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,傳遞較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)；但接觸處的壓強(qiáng)大,易磨損,承載能力差,制造和維修困難。若機(jī)構(gòu)中所有的運(yùn)動(dòng)副均為低副,則該機(jī)構(gòu)稱為低副機(jī)構(gòu)；若機(jī)構(gòu)中至少有一個(gè)運(yùn)動(dòng)副是高副,則該機(jī)構(gòu)稱為高副機(jī)構(gòu)。二、平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（一）機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的分類1.機(jī)架機(jī)構(gòu)中固定不動(dòng)或相對(duì)固定位置不發(fā)生變化的構(gòu)件稱為機(jī)架,如機(jī)床床身、汽車底盤、飛機(jī)機(jī)身等,用于支承機(jī)構(gòu)中的可動(dòng)構(gòu)件（相對(duì)于機(jī)架運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件）。通常以機(jī)架作為參考坐標(biāo)系,來(lái)分析研究其他可動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)特性。在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中,機(jī)架的表示方法是在代表機(jī)架的桿件上繪制若干條均勻的短斜線。二、平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（一）機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的分類2.主動(dòng)件機(jī)構(gòu)中接受外部給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的,作用有驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩的可動(dòng)構(gòu)件稱為主動(dòng)件或原動(dòng)件,是機(jī)構(gòu)中輸入運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的構(gòu)件,一般與機(jī)架相連。在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中,常用帶箭頭的構(gòu)件表示主動(dòng)件。二、平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（一）機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的分類3.從動(dòng)件機(jī)構(gòu)中除主動(dòng)件以外,隨著主動(dòng)件運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的其余可動(dòng)構(gòu)件稱為從動(dòng)件。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和機(jī)構(gòu)的組成。由此可知,機(jī)構(gòu)可由機(jī)架、主動(dòng)件及所有的從動(dòng)件組成。同一機(jī)構(gòu)中,在不同情況下,某些構(gòu)件既可作為主動(dòng)件,又可作為從動(dòng)件。例如,在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),曲軸為主動(dòng)件,連桿與活塞即為從動(dòng)件；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),活塞為主動(dòng)件,連桿與曲軸即為從動(dòng)件。二、平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（二）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的概念工程實(shí)際中的機(jī)構(gòu)一般由外形和結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜的構(gòu)件組成,機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性只與構(gòu)件的數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目和類型以及它們之間的相對(duì)位置有關(guān),而與構(gòu)件的形狀、組成構(gòu)件的零件數(shù)目和運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造及組成材料等因素?zé)o關(guān)。因此,在分析現(xiàn)有機(jī)構(gòu)或設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)時(shí),為了更加直觀地表示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況,便于進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析,可按一定的比例尺確定各運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置,并用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的簡(jiǎn)單符號(hào)及線條代表運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件,由此繪制出的圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。顎式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析：運(yùn)動(dòng)由皮帶輪5輸入,通過(guò)偏心軸2帶動(dòng)活動(dòng)顎板3及肘板4運(yùn)動(dòng),構(gòu)件1為機(jī)架,起支撐作用。在結(jié)構(gòu)上,皮帶輪5和偏心軸2可以看作一個(gè)構(gòu)件,其作用是將外部輸入的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成偏心軸2繞A點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?；顒?dòng)顎板3工作時(shí)可繞偏心軸2的幾何中心B點(diǎn)做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),肘板4在C、D兩點(diǎn)分別與活動(dòng)顎板3及機(jī)架通過(guò)鉸鏈連接。二、平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（三）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的表示符號(hào)1.運(yùn)動(dòng)副的表示符號(hào)（1）轉(zhuǎn)動(dòng)副。轉(zhuǎn)動(dòng)副一般用一個(gè)小圓圈來(lái)表示，圓圈的圓心表示兩構(gòu)件相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸線。（2）移動(dòng)副。移動(dòng)副表示滑塊在直線或槽中移動(dòng)，其導(dǎo)路與構(gòu)件的相對(duì)移動(dòng)方向一致。（3）平面高副。平面高副一般用兩構(gòu)件接觸時(shí)的輪廓曲線來(lái)表示。2.構(gòu)件的表示符號(hào)繪制構(gòu)件時(shí),通常將該構(gòu)件參與構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副按照它們的位置用符號(hào)表示出來(lái)。二、平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（四）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制1.分析機(jī)構(gòu)的組成,確定構(gòu)件的類型和數(shù)目（1）曲柄連桿機(jī)構(gòu)：活塞1為主動(dòng)件，連桿2、曲軸3為從動(dòng)件，氣缸體8為機(jī)架（2）齒輪機(jī)構(gòu)：與曲軸固連的齒輪4為主動(dòng)件，齒輪5為從動(dòng)件，氣缸體8為機(jī)架。（3）凸輪機(jī)構(gòu)：與齒輪5固連的凸輪6為主動(dòng)件，氣門頂桿7為從動(dòng)件，氣缸體8為機(jī)架。二、平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（四）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制2.從主動(dòng)件開(kāi)始,依次分析構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式,確定運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目根據(jù)組成運(yùn)動(dòng)副構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系可知，活塞1與氣缸體8組成移動(dòng)副；活塞1與連桿2組成轉(zhuǎn)動(dòng)副；連桿2與曲軸3組成轉(zhuǎn)動(dòng)副；曲軸3與齒輪4固連成一個(gè)構(gòu)件，它與氣缸體8組成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副；凸輪6與齒輪5固連成一個(gè)構(gòu)件，它與氣缸體8組成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副；而齒輪4與齒輪5組成齒輪副，凸輪6與氣門頂桿7組成凸輪副，它們都是高副；氣門頂桿7與氣缸體8組成移動(dòng)副。所以內(nèi)燃機(jī)的主體機(jī)構(gòu)共有B個(gè)運(yùn)動(dòng)副，其中移動(dòng)副2個(gè)，轉(zhuǎn)動(dòng)副4個(gè)，高副2個(gè)。優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比二、平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（四）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制3.選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面和主動(dòng)件位置,通常選擇與構(gòu)件運(yùn)動(dòng)平行的平面作為投影為內(nèi)燃機(jī)的整個(gè)主體機(jī)構(gòu)為平面機(jī)構(gòu),所以取連桿的運(yùn)動(dòng)平面作為投影面。4.選擇適當(dāng)?shù)谋壤?按照各運(yùn)動(dòng)副間的距離和相對(duì)位置,以規(guī)定的線條和符號(hào)進(jìn)行繪制三個(gè)機(jī)構(gòu)皆選定相同比例尺,確定各運(yùn)動(dòng)副的位置,然后用規(guī)定的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副符號(hào)繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。三、平面機(jī)構(gòu)的自由度4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（一）自由度和約束1.構(gòu)件的自由度構(gòu)件的自由度是指構(gòu)件可以進(jìn)行的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。一個(gè)在平面Oy內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，它除了能沿：軸和y軸方向自由移動(dòng)外，還可以繞垂直于平面rOy的：軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，一個(gè)在平面自由運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件具有3個(gè)自由度。在力學(xué)里，自由度指力學(xué)系統(tǒng)的獨(dú)立坐標(biāo)的個(gè)數(shù)，可用圖示的三個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)參數(shù)x、y、θ表示。2.平面運(yùn)動(dòng)副的約束若將A點(diǎn)與地面鉸接，形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，則該構(gòu)件在z軸方向和y軸方向的移動(dòng)受到了限制，只能繞A點(diǎn)在平面.Oy內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，自由度由3變成1。因此，在引人運(yùn)動(dòng)副后，構(gòu)件的自由運(yùn)動(dòng)將受到限制，通常把對(duì)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的限制稱為約束。在平面機(jī)構(gòu)中，每個(gè)低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副）引人2個(gè)約束，使構(gòu)件失去2個(gè)自由度，只保留1個(gè)自由度；而每個(gè)高副（凸輪副、齒輪副）引人1個(gè)約束，使構(gòu)件失去1個(gè)自由度，只保留2個(gè)自由度。三、平面機(jī)構(gòu)的自由度4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（二）平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng),是指機(jī)構(gòu)中所有的從動(dòng)件,在主動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)下,都能按照一定的規(guī)律運(yùn)動(dòng),在任意瞬間其位置都是完全確定的。由上述可知,機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目表明機(jī)構(gòu)可以進(jìn)行的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。換言之,機(jī)構(gòu)要運(yùn)動(dòng),自由度必須大于零,而機(jī)構(gòu)中主動(dòng)件對(duì)于機(jī)架只有一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。因此,平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是該機(jī)構(gòu)的自由度F>0,并且主動(dòng)件的數(shù)目與機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目相等。四、平面四桿機(jī)構(gòu)與鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（一）平面四桿機(jī)構(gòu)的概念及特點(diǎn)1.基本概念各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)均在同一平面或在相互平行的平面內(nèi)的機(jī)構(gòu)稱為平面機(jī)構(gòu)。若組成該平面機(jī)構(gòu)的構(gòu)件全部用低副連接,則這樣的機(jī)構(gòu)稱為平面連桿機(jī)構(gòu),因此平面連桿機(jī)構(gòu)又稱為低副機(jī)構(gòu)。平面四桿機(jī)構(gòu)是指由四個(gè)桿件組成的平面連桿機(jī)構(gòu),是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、應(yīng)用最廣泛的平面連桿機(jī)構(gòu)。平面四桿機(jī)構(gòu)可分為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和滑塊四桿機(jī)構(gòu)兩大類。前者是平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式,后者是由前者演化而來(lái)。四、平面四桿機(jī)構(gòu)與鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（一）平面四桿機(jī)構(gòu)的概念及特點(diǎn)2.主要特點(diǎn)在平面四桿機(jī)構(gòu)中，各構(gòu)件組成的運(yùn)動(dòng)副為轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副，其主要特點(diǎn)如下：（1）各構(gòu)件以低副連接，接觸面的壓強(qiáng)小，容易進(jìn)行潤(rùn)滑，機(jī)構(gòu)的磨損較小，因此壽命較長(zhǎng)。（2）接觸面為平面或者圓柱面，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，加工精度高。（3）可進(jìn)行遠(yuǎn)距離操縱控制，能實(shí)現(xiàn)多樣化的運(yùn)動(dòng)軌跡及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在汽車領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)、汽車雨刮器及汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等。（4）低副接觸面之間存在間隙，會(huì)在機(jī)構(gòu)工作過(guò)程中產(chǎn)生不可避免的誤差，產(chǎn)生的慣性力難以平衡，降低了傳動(dòng)精度，且連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算比較復(fù)雜，難以精確地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，不適用于高速的場(chǎng)合。四、平面四桿機(jī)構(gòu)與鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（二）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)1.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用（1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,若兩個(gè)連架桿一個(gè)為曲柄,另一個(gè)為搖桿,則這種機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。（2）雙曲柄機(jī)構(gòu)。在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,若兩個(gè)連架桿均為曲柄,則這種機(jī)構(gòu)稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。其作用是將主動(dòng)曲柄的等速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)曲柄的等速或變速轉(zhuǎn)動(dòng)。在雙曲柄機(jī)構(gòu)中,若連架與機(jī)架長(zhǎng)度相等,且兩個(gè)曲柄的長(zhǎng)度也相等,則該雙曲柄機(jī)構(gòu)又稱為平行四邊形機(jī)構(gòu)。（3）雙搖桿機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,若兩個(gè)連架桿均為搖桿,則這種機(jī)構(gòu)稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。其作用是將主動(dòng)搖桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)搖桿的往復(fù)擺動(dòng)。四、平面四桿機(jī)構(gòu)與鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（二）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)2.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別（1）最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和。（2）連架桿與機(jī)架中必有一個(gè)是最短桿。當(dāng)滿足以上條件時(shí),還需要根據(jù)機(jī)架的位置分情況討論：（1）取最短桿的相鄰桿為機(jī)架時(shí),該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。（2）取最短桿為機(jī)架時(shí),該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。（3）取與最短桿相對(duì)的桿件為機(jī)架時(shí),得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)不滿足以上條件時(shí),說(shuō)明機(jī)構(gòu)中不存在曲柄,那么不管取哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架,該機(jī)構(gòu)都一定為雙搖桿機(jī)構(gòu)。四、平面四桿機(jī)構(gòu)與鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（三）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化1.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)在圖（a）所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄1繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，搖桿3上C點(diǎn)的軌跡為一段圓弧。搖桿長(zhǎng)度越長(zhǎng)，℃點(diǎn)的軌跡圓弧就越平直。當(dāng)搖桿長(zhǎng)度增加到無(wú)窮大時(shí)，C點(diǎn)的軌跡就變成一條直線。這時(shí)可以用滑塊代替搖桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副D將演化為移動(dòng)副，所得機(jī)構(gòu)稱為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（b）所示。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)在汽車領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞連桿機(jī)構(gòu)、車載空調(diào)壓縮機(jī)等。四、平面四桿機(jī)構(gòu)與鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（三）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化2.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)若將與滑塊相對(duì)的構(gòu)件1固定為機(jī)架，此時(shí)滑塊3可相對(duì)構(gòu)件4滑動(dòng)并一起繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)件4稱為導(dǎo)桿，所得機(jī)構(gòu)為導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)機(jī)架1的長(zhǎng)度小于構(gòu)件2時(shí)，構(gòu)件2和導(dǎo)桿4均能做整周轉(zhuǎn)動(dòng)，此機(jī)構(gòu)稱為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，如圖所示。小型刨床就是轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例。四、平面四桿機(jī)構(gòu)與鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（三）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化3.移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)若將滑塊3固定為機(jī)架，此時(shí)導(dǎo)桿4可相對(duì)滑塊做往復(fù)移動(dòng)，所得機(jī)構(gòu)為移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，也叫定塊機(jī)構(gòu)，如圖（a）所示。圖（b）中的抽水唧簡(jiǎn)就是移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例，其中，活塞由提手AB帶動(dòng)在唧筒中上下往復(fù)移動(dòng)。四、平面四桿機(jī)構(gòu)與鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（三）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化4.曲柄搖塊機(jī)構(gòu)若將與滑塊相連的構(gòu)件2固定為機(jī)架，此時(shí)構(gòu)件1可繞機(jī)架做整周轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊3可繞機(jī)架上C點(diǎn)做往復(fù)擺動(dòng)，所得機(jī)構(gòu)為曲柄搖塊機(jī)構(gòu)，如圖（a）所示。圖（b）中的貨車自動(dòng)卸貨機(jī)構(gòu)就是搖塊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例，其中，活塞桿2在液壓缸3（相當(dāng)于搖塊）中往復(fù)移動(dòng)，推動(dòng)車廂1繞車身的C點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到自動(dòng)卸貨的目的。四、平面四桿機(jī)構(gòu)與鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（四）平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性1.急回特性在圖所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，其曲柄AB在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，有兩次與連桿BC共線，搖桿CD分別到達(dá)極限位置CD和CD。搖桿在兩極限位置間的夾角稱為搖桿的擺角，用表示。搖桿CD處于兩個(gè)極限位置時(shí)，曲柄相應(yīng)的兩個(gè)位置AB、AB,所夾的銳角稱為極位夾角，用0表示。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，從動(dòng)件搖桿的往返擺動(dòng)行程和往返速度是不一樣的，返程比往程要快，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的這種運(yùn)動(dòng)特性稱為急回特性。除曲柄搖桿機(jī)構(gòu)外,具有急回運(yùn)動(dòng)特性的四桿機(jī)構(gòu)還有曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。在牛頭刨床、插床等機(jī)械設(shè)備中,通常利用機(jī)構(gòu)的急回特性來(lái)縮短空回行程的時(shí)間,以提高生產(chǎn)加工效率。四、平面四桿機(jī)構(gòu)與鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（四）平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性2.壓力角和傳動(dòng)角作用于從動(dòng)件上的力與該力作用點(diǎn)的速度方向所夾的銳角α稱為壓力角，壓力角的余角γ稱為傳動(dòng)角，如圖所示。壓力角α越小，傳動(dòng)角γ越大，機(jī)構(gòu)的傳力性能越好。因此，壓力角α和傳動(dòng)角γ是判斷機(jī)構(gòu)傳力性能的重要參數(shù)。四、平面四桿機(jī)構(gòu)與鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)4.1平面四桿機(jī)構(gòu)（四）平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性3.死點(diǎn)位置在圖所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若搖桿為主動(dòng)件，則當(dāng)搖桿處于兩個(gè)極限位置CD、C?D時(shí)，連桿BC均與曲柄共線。這時(shí)，主動(dòng)搖桿CD通過(guò)連桿作用于從動(dòng)曲柄AB上的力，恰好通過(guò)曲柄的回轉(zhuǎn)中心A，此時(shí)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角γ=0°，壓力角a=90°所以理論上（在不計(jì)構(gòu)件的重力、慣性力和運(yùn)動(dòng)副中摩擦阻力的條件下）不論用多大的力，都不能使曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，出現(xiàn)“卡死”或運(yùn)動(dòng)方向不確定的現(xiàn)象。機(jī)構(gòu)的這種位置稱為死點(diǎn)位置。機(jī)構(gòu)是否存在死點(diǎn)位置，取決于連桿是否與從動(dòng)件共線。為克服死點(diǎn)對(duì)傳動(dòng)的不利影響,可以通過(guò)對(duì)從動(dòng)曲柄施加外力、加飛輪或利用構(gòu)件自身重量以增大從動(dòng)件的慣性作用及采用機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列的方法使機(jī)構(gòu)順利通過(guò)死點(diǎn)位置。凸輪機(jī)構(gòu)的概念及特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的分類0102第二節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程03一、凸輪機(jī)構(gòu)的概念及特點(diǎn)4.2凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)是由主動(dòng)件凸輪、從動(dòng)件擺桿（或推桿）和支撐它們的機(jī)架組成的高副機(jī)構(gòu)。其中,凸輪是一個(gè)具有特殊曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件,當(dāng)它運(yùn)動(dòng)時(shí),通過(guò)其上的曲線輪廓與從動(dòng)件的高副接觸,使從動(dòng)件獲得預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,因此凸輪通常為主動(dòng)件。它具有以下特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,設(shè)計(jì)方便,可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（2）凸輪與從動(dòng)件之間為點(diǎn)或者線接觸,屬于高副,潤(rùn)滑不便,容易磨損。（3）凸輪機(jī)構(gòu)一般用于傳遞動(dòng)力不大的場(chǎng)合。二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類4.2凸輪機(jī)構(gòu)（一）按凸輪的形狀分類1.盤形凸輪機(jī)構(gòu)盤形凸輪機(jī)構(gòu)具有變化向徑且能繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的盤形零件，能使從動(dòng)件在垂直于凸輪軸線上做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。它是最基本的凸輪形式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，適用于從動(dòng)件行程較短的場(chǎng)合。2.移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)相當(dāng)于回轉(zhuǎn)中心趨于無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)的盤形凸輪機(jī)構(gòu)，外形呈板狀，工作時(shí)相對(duì)機(jī)架做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件也在同一平面內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。3.圓柱凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)相當(dāng)于將移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)卷成圓柱形，其輪曲線位于圓柱面上，它與從動(dòng)件之間的運(yùn)動(dòng)為空間運(yùn)動(dòng)，可用于從動(dòng)件行程較長(zhǎng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中。二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類4.2凸輪機(jī)構(gòu)（二）按從動(dòng)件的形式分類1.尖頂從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)尖頂從動(dòng)件的頂部十分尖銳，能夠與各種輪形狀的凸輪保持接觸，可實(shí)現(xiàn)任意規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，尖頂從動(dòng)件雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但容易損，故只適用于低速、傳力不大的場(chǎng)合。2.滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件頂通過(guò)滾子與凸輪接觸，由于滾子與凸輪之間為滾動(dòng)摩擦，磨損小、承載能力強(qiáng)、應(yīng)用廣泛，故適用于傳遞較大動(dòng)力的場(chǎng)合。3.平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件與凸輪之間為線接觸，在接觸面間容易形成油膜，潤(rùn)滑條件較好；而且平底的受力平穩(wěn)，傳動(dòng)效率高，故適用于高速凸輪機(jī)構(gòu)。三、凸輪機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程4.2凸輪機(jī)構(gòu)（一）凸輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)在凸輪機(jī)構(gòu)中，以凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心為圓心，凸輪輪最小向徑04所作的圓稱為凸輪的基圓，其半徑用r表示。從動(dòng)件在位置A的時(shí)候，離圓心O的距離最近，為初始位置，從動(dòng)件從最近位置A到最遠(yuǎn)位置B之間的距離稱為升程，用符號(hào)h表示。為了方便觀察從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,以從動(dòng)件的位移s、速度ω、凸輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度δ等作為參數(shù),繪制出凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)線圖和從動(dòng)件的位移線圖。其中運(yùn)動(dòng)線圖直觀地反映了從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,是設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的重要依據(jù)。三、凸輪機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程4.2凸輪機(jī)構(gòu)（一）凸輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)1.推程凸輪以等角速度ω按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)角度δ0時(shí),從動(dòng)件按一定規(guī)律由位置A移動(dòng)到位置B,這一過(guò)程稱為推程。凸輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度δ0稱為推程運(yùn)動(dòng)角。2.遠(yuǎn)停程凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)角度8。時(shí)，從動(dòng)件與凸輪的BC圓弧段接觸并停在離凸輪圓心O最遠(yuǎn)的位置B'，這一過(guò)程稱為遠(yuǎn)停程。凸輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度8。稱為遠(yuǎn)休止角。三、凸輪機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程4.2凸輪機(jī)構(gòu)（一）凸輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)3.回程凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)角度8。時(shí)，由于凸輪CD段的輪廓向徑逐漸變小，從動(dòng)件在重力或彈簧力的作用下，以一定的規(guī)律從位置B'返回位置A，這一過(guò)程稱為回程。凸輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度

稱為回程運(yùn)動(dòng)角。4.近停程凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)角度8。時(shí)，從動(dòng)件與凸輪的BC圓弧段接觸并停在離凸輪圓心O最遠(yuǎn)的位置B'，這一過(guò)程稱為遠(yuǎn)停程。凸輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度8。稱為遠(yuǎn)休止角。凸輪機(jī)構(gòu)工作時(shí),凸輪每轉(zhuǎn)過(guò)一圈,從動(dòng)件經(jīng)歷推程、遠(yuǎn)停程、回程、近停程四個(gè)運(yùn)動(dòng)階段,這時(shí)凸輪不斷旋轉(zhuǎn),從動(dòng)件重復(fù)升、停、降、停的運(yùn)動(dòng)循環(huán)。三、凸輪機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程4.2凸輪機(jī)構(gòu)（二）從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有等速運(yùn)動(dòng)、等加速等減速運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)等,下面介紹最簡(jiǎn)單的等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指凸輪做等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件上升或下降的速度為一常數(shù)。由于凸輪機(jī)構(gòu)工作時(shí)，凸輪一般做等速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以其轉(zhuǎn)動(dòng)角度就反映了運(yùn)動(dòng)時(shí)間。用位移s與轉(zhuǎn)角δ的關(guān)系代替等速運(yùn)動(dòng)中位移與時(shí)間的關(guān)系，可以畫出凸輪每轉(zhuǎn)過(guò)一定角度與從動(dòng)件對(duì)應(yīng)的位移量的關(guān)系曲線圖，稱為從動(dòng)件位移曲線圖。由于等速運(yùn)動(dòng)中位移量與時(shí)間成正比，所以等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移曲線是一條斜直線。等速運(yùn)動(dòng)的從動(dòng)件在開(kāi)始上升的一瞬間和上升轉(zhuǎn)為下降的一瞬間都會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊，這種沖擊稱為剛性沖擊。隨著凸輪的不斷旋轉(zhuǎn)，這種沖擊所引發(fā)的振動(dòng)是很大的，所以等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律只適用于低速和從動(dòng)件質(zhì)量較小的場(chǎng)合。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的概念常見(jiàn)的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)0102第三節(jié)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)一、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的概念4.3間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是指有些機(jī)械需要其構(gòu)件周期地運(yùn)動(dòng)和停歇。能夠?qū)⒃瓌?dòng)件的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)件周期性運(yùn)動(dòng)和停歇的機(jī)構(gòu)。例如,牛頭刨床工作臺(tái)的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng),電影放映機(jī)的送片運(yùn)動(dòng)等都用的有間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。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)、連桿機(jī)構(gòu)和不完全齒輪機(jī)構(gòu)。二、常見(jiàn)的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4.3間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（一）棘輪機(jī)構(gòu)1.棘輪機(jī)構(gòu)的組成和特點(diǎn)棘輪機(jī)構(gòu)由棘輪、主動(dòng)棘爪、制動(dòng)棘爪和搖桿等組成，常與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、液壓裝置等配套應(yīng)用。棘輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，棘輪和棘爪制造方便，運(yùn)動(dòng)可靠等優(yōu)點(diǎn)，但棘爪在棘輪輪齒表面滑過(guò)時(shí)會(huì)引起較大的噪聲，且容易造成機(jī)構(gòu)的磨損，故齒形棘輪機(jī)構(gòu)多用于低速輕載的間歇運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。二、常見(jiàn)的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4.3間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（一）棘輪機(jī)構(gòu)2.棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理在棘輪機(jī)構(gòu)中,當(dāng)曲柄推動(dòng)搖桿向左擺動(dòng)時(shí),主動(dòng)棘爪嵌入棘輪齒槽,推動(dòng)棘輪沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度；當(dāng)曲柄推動(dòng)搖桿向右擺動(dòng)時(shí),主動(dòng)棘爪可在棘輪的齒上滑過(guò),但制動(dòng)棘爪由于插入棘輪齒槽中,將阻止棘輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),從而使棘輪保持靜止。因此,當(dāng)搖桿做連續(xù)往復(fù)擺動(dòng)時(shí),棘輪將做單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。二、常見(jiàn)的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4.3間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（一）棘輪機(jī)構(gòu)3.棘輪機(jī)構(gòu)的分類和應(yīng)用棘輪機(jī)構(gòu)的類型很多，主要有以下幾種分類方法。（1）根據(jù)制動(dòng)原理不同，棘輪機(jī)構(gòu)分為兩種：齒嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)、摩擦式