汽车机械基础第六章常见机构
59页1、第六章 常见机构,本章主要介绍的内容有: 第一节 平面连杆机构 第二节 凸轮机构 第三节 间歇运动机构 第四节 螺旋机构,第一节 平面连杆机构,本节主要介绍的内容有: 铰链四杆机构的基本形式及应用 其他形式的四杆机构及应用 平行四杆机构的特征参数 平行多杆机构简介,慨述,构件间只能做平面移动或回转运动的平面机构,称为平面连杆机构。常以其所含的构件(杆)数来命名,如四杆机构、五杆机构,其中具有四杆以上的平面连杆机构称为多杆机构。 平面四杆机构是平面机构的基础,按其构件的运动形式不同,可分为铰链四杆机构和滑块四杆机构两大类,前者是平面四杆机构的基本形式,后者由前者衍生而成。,一铰链四杆机构的基本形式及应用,铰链四杆机构是指联接构件间,都是作回转运动的平面四杆机构。如图6-1所示,构件4固定不动,称为机架;构件1和3与机架相连,并绕A、D作定轴转动,称为连架杆,其中能绕机架作360转动的连架杆称为曲柄,只能在一定角度内作摆动的连架杆称为摇杆;构件2与机架相对,称为连杆,一般而言,连杆的运动状态较为复杂。,两连架杆中一个为曲柄另一个为摇杆的铰链四杆机构,称为曲柄摇杆机构。曲柄摇杆机构主要用以实
2、现将曲柄的匀速转动变成摇杆的摆动,如图6-2所示的雷达天线俯仰角调整机构;或是将摇杆的往复摆动变成曲柄的整周转动,如图6-3所示的缝纫机脚踏板机构。,曲柄摇杆机构,两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构,称为双曲柄机构。双曲柄机构中,通常主动曲柄作匀速转动,从动曲柄作同向变速转动。如图6-4所示的惯性筛机构,当曲柄AB作匀速转动时,曲柄CD作变速转动,通过构件CF使筛子产生变速直线运动,筛子内的物料因惯性而来回抖动从而达到筛选的目的。,双曲柄机构,在双曲柄机构中,若相对的两杆长度分别相等,则称为平行四边形机构。它有如图6-5a所示的正平行双曲柄机构和如图6-5b所示的反平行双曲柄机构两种形式。前者的运动特点是两曲柄的转向相同且角速度相等,连杆作平动;后者的运动特点是两曲柄的转向相反且角速度不等。,图6-5 平行双曲柄机构,图6-6所示的机车驱动轮联动机构是正平行双曲柄机构的应用实例。,图6-6 机车驱动轮联动机构,图6-7所示为车门启闭机构,是反平行双曲柄机构的一个应用,它使两扇车门朝相反的方向转动,从而保证两扇门能同时开启或关闭。,图6-7 车门启闭机构,在正平行双曲柄机构中,当各构件共线时
3、,可能出现从动曲柄与主动曲柄转向相反的现象,即运动不梯形;当汽车转弯时,两摇杆摆过不同的角度,使两前轮转动轴线汇交于后轮轴线上的O点,以确保车辆转弯的每一瞬时,四个轮子与地面之间均绕O点作纯滚动,如图6-8所示。,图6- 汽车前轮转向机构,二其他形式的四杆机构及应用 1曲柄滑块机构,将曲柄摇杆机构的摇杆长度取无穷大时,曲柄摇杆机构中的摇杆将转化为沿直线运动的滑块,成为曲柄滑块机构。曲柄滑块机构广泛用于回转运动与往复移动之间的转换。在如图6-9所示的汽车发动机活塞一连杆机构中,将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动,或是将活塞的往复运动转化为曲轴的回转运动。,导杆机构,若将图6-9所示的曲柄滑块机构的构件作为机架,则曲柄滑块机构就演化为导杆机构,连架杆对滑块的运动起导向作用,称为导杆,它包括转动导杆机构和摆动导杆机构两种形式。如图6-10所示,导杆均能绕机架作整周转动,称为转动导杆机构。,图6-11 插床主机构(摆动导杆机构),如图6-11所示,导杆4只能在某一角度内摆动,称为摆动导杆机构。导杆机构具有很好的传力性能,常用于插床、牛头刨床和送料装置等机器中。,摇块机构,若将图6-9所示曲柄
4、滑块机构的构件作为机架,则曲柄滑块机构就演化为如图6-12所示的摇块机构。,图6-13 自动货车翻斗机构,构件l作整周转动,滑块3只能绕机架往复摆动。这种机构常用于摆缸式原动机和气、液压驱动装置中,如图6-13所示的自动货车翻斗机构。,定块机构,若将图6-9所示曲柄滑块机构的滑块作为机架,则曲柄滑块机构就演化为如图6-14所示的定块机构。,图6-15 手摇唧筒,这种机构常用于抽油泵和手摇抽水唧筒(图6-15)。 解: 分析:最短杆与最长杆长度之和=50+20=70其余两杆长度之和=30+45=75。最短杆为AD。 以AB或CD为机架,则最短杆AD为连架杆,机构为曲柄摇杆机构;以BC为机架,则最短杆AD为连杆,机构为双摇杆机构;以最短杆AD为机架,机构为双曲柄机构。,三平行四杆机构的特征参数 1铰链四杆机构存在曲柄的条件,机构中有无曲柄、有几个曲柄是铰链四杆机构的重要特征。有无曲柄的存在必须满足以下两个条件: (1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。 (2)最短杆为机架或连架杆。 根据以上条件,我们可得进行铰链四杆机构基本类型的判别,方法如下: 1)当最短杆与最长杆长度之
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