汽车机械基础项目三
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《汽车机械基础》连接与连接件
连接组成
连接件 被连接件
连接类型
动连接——连接件与被连接件间有相对运动。 静连接——连接件与被连接件间无相对运动。
汽车机械基础
可 拆 连 接 —— 多次装拆，无损使用。
连接类型
可拆连接 过盈连接
普通平键连接、半圆键连接 花键连接、楔键连接 切向键连接、螺纹连接、销连接
不可拆连接 焊接、黏接、铆接
不可拆连接 —— 拆后至少损坏一个零件。
汽车机械基础
（二）螺纹连接类型及其预紧与防松 1.螺纹紧固件
汽车机械基础
2.螺纹连接的基本类型 螺纹连接的基本类型有四种：螺栓连接、双头螺柱连接、
螺钉连接和紧定螺钉连接。
（1）螺栓连接： 用于被连接件不 太厚、装拆方便 的场合。
普通螺栓连 接：螺栓和孔壁 有间隙，孔的加 工精度低。
汽车机械基础
圆柱销 轴
零件1 圆锥销
开口销
轴套 圆柱销连接
零件2 圆锥销连接
开槽螺母 销孔
开口销连接
汽车机械基础
四、其他紧固连接
（一）不可拆连接 1.焊接
焊接是通过加热或者加压或者两者并用，添加或不加填充材 料，使两分离的工件在其接合表面达到原子间的结合，形成永久 连接的一种工艺方法。
变速箱体
汽车机械基础
3.花键连接
花键连接是由周向均布多个键齿的花键轴和带有相应键齿槽 的轮毂组成的一种连接。花键连接工作时，靠键齿侧面与键齿槽 侧面的挤压传递扭矩。由于花键连接是多齿传递扭矩，且键与轴 做成一体，故花键连接比平键连接具有承载能力高、对轴的强度 削弱程度小（齿浅、应力集中小）、定心好和导向性好等优点。 花键连接适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的场合。
控制预紧力的目的：预紧力过大，会使连接超载；预紧力 不足，可能导致连接失效。
《汽车机械基础》课件 《汽车机械基础》课件 项目3 任务三
汽车发动机依靠曲轴输出扭矩， 请根据表3-3-1所示的某款发动机 性能参数表，计算该发动机以最大 功率工作时曲轴输出的扭矩，以及 曲轴输出最大扭矩时的功率分别为
多少。
表3-3-1
某款发动机性能参数表
圆轴发生扭转变形时，横截面上将有内力——扭矩产生。与杆件拉压内力的求法类似，扭矩的求 法同样采用截面法。如图（a）所示，圆轴在其两端垂直轴线的平面内，受一对大小相等、转向相反的 力偶M作用而处于平衡状态。为求任意截面上的内力，假想沿横截面m—m将轴切开为Ⅰ，Ⅱ两部分， 两部分截面上的扭矩分别用T和T'表示。取Ⅰ部分为研究对象，其受力情况如图（b）所示，根据平衡 条件，列平衡方程∑Mx=0，即M-T=0，解得扭矩的大小T=M。同理，取Ⅱ部分为研究对象，其受力情 况如 图（c）所示，同样可求得扭矩的大小T'=M。
二、剪切和挤压
汽车机械或其他工程应用中常用铆钉连接、销钉连接、焊接及键连接等方式来连接不同的构件，如图 所示。这些零件虽然小，却在传递运动和载荷时起着重要作用。它们在工作时都会发生剪切或挤压变形。
剪切与挤压实例
1．剪切变形与剪切力
当杆件受到一对大小相等、方向相反而且作用线相距很近的外力作用时，截面处发生相对错动的 变形，这种变形称为剪切变形。在图（a）所示的铆钉连接中，铆钉的右上侧面和左下侧面受到压力作 用，如图（b）所示，铆钉的上、下两部分将会在压力作用下沿两力之间的截面n—n发生相对错动，如 图（c）所示。当外力足够大时，铆钉将被剪断，剪断的截面称为剪切面。
1．圆轴扭转的概念
如图所示，扭转杆件的受力特点为：杆件两端受到一对大小相等、转向相反、作用面垂直于轴线 的外力偶作用；变形特点为：在这对外力偶的作用下，杆件的横截面形状保持不变，但各截面都绕轴 线发生相对转动。这种变形称为扭转变形，通常将以扭转变形为主的杆件称为轴。在工程实际中，轴 的横截面多为圆形或圆环形，故又称圆轴。
汽车机械基础-教案(项目三 汽车构件静力学分析)
2.本节课主要以视频播放、小组讨论为主，对学生总结分析能力有较强要求。
3.本次课程要求学生有认真、细心的学习态度，灵活的思维能力。
学情分析
1.学生对于平面力系的复杂性和抽象性可能还缺乏足够的认识和准备。
2.部分学生对理论推导和计算感到枯燥乏味，缺乏学习兴趣。
3.网络搜索资料能力强，但是逻辑分析能力较弱。
内容
教师活动
学生活动
思政元素
发布问卷调查[课程结束后1天内]
发布五道问题，对学生本节课的学习效果进行主观评价
通过问卷星发布问卷调查
及时、认真完成问卷调查
职教云作业[课程结束后2天内]
学习静力学基础在汽车上案例应用。
督促学生按时提交作业并及时批改反馈给学生及时改正。
按时完成书本作业及时上交，针对成绩反馈的知识点掌握不足及时查漏补缺。
观看视频，并聆听教师总结
培养学生的动手操作能力。
课堂评价[10分钟]
总结此次课程知识点，展示学生课堂过程得分，并发布课后作业。
总结课程知识点，职教云上传知识总结图片，展示职教云上本节课学生得分，鼓励得分低的同学，并下发课后作业
认真观看板书，课后查看职教云课程总结图片，并及时完成课后作业。
课后活动
环节
2.通过该课程的学习，学生能够理解并掌握平面力系的合成与分解、平衡条件、平衡方程等基本理论，以及运用这些理论解决实际工程问题的能力。
内容分析
1.通过对平面力系系统的学习和实践，包括平面一般力系的合成与简化、平衡条件及平衡方程的建立与求解等，学生将能够全面掌握平面力系的相关知识，提高分析问题和解决问题的能力，同时培养良好的科学态度和职业素养。。
1.了解平面力系的基本概念;
2.掌握平面力系的合成原理和方法;
3.本次课程要求学生有认真、细心的学习态度，灵活的思维能力。
学情分析
1.学生对于平面力系的复杂性和抽象性可能还缺乏足够的认识和准备。
2.部分学生对理论推导和计算感到枯燥乏味，缺乏学习兴趣。
3.网络搜索资料能力强，但是逻辑分析能力较弱。
内容
教师活动
学生活动
思政元素
发布问卷调查[课程结束后1天内]
发布五道问题，对学生本节课的学习效果进行主观评价
通过问卷星发布问卷调查
及时、认真完成问卷调查
职教云作业[课程结束后2天内]
学习静力学基础在汽车上案例应用。
督促学生按时提交作业并及时批改反馈给学生及时改正。
按时完成书本作业及时上交，针对成绩反馈的知识点掌握不足及时查漏补缺。
观看视频，并聆听教师总结
培养学生的动手操作能力。
课堂评价[10分钟]
总结此次课程知识点，展示学生课堂过程得分，并发布课后作业。
总结课程知识点，职教云上传知识总结图片，展示职教云上本节课学生得分，鼓励得分低的同学，并下发课后作业
认真观看板书，课后查看职教云课程总结图片，并及时完成课后作业。
课后活动
环节
2.通过该课程的学习，学生能够理解并掌握平面力系的合成与分解、平衡条件、平衡方程等基本理论，以及运用这些理论解决实际工程问题的能力。
内容分析
1.通过对平面力系系统的学习和实践，包括平面一般力系的合成与简化、平衡条件及平衡方程的建立与求解等，学生将能够全面掌握平面力系的相关知识，提高分析问题和解决问题的能力，同时培养良好的科学态度和职业素养。。
1.了解平面力系的基本概念;
2.掌握平面力系的合成原理和方法;
汽车机械基础项目三 识读零件图
• 1.能说出零件图的作用和包含的内容。 • 2.知道零件图的视图表达方法。 • 3.会分析零件图的尺寸基准和尺寸标注。 • 4.会识读简单汽车零件图。
着手的任务是
• 1.识读轴类零件图。 • 2.识读箱体类零件图。
图3-1所示是齿轮轴零件图,可按照以下方法和步骤读图。 1.分析标题栏 图3-1所示零件为齿轮轴,其材料为45钢,比例为1∶1 ,数量为 1 件,说明该齿轮轴在减 速器装配时只用了一个。
4.分析技术要求 表面粗糙度的最高要求是0.4μm,最低要求是12.5μm。右上角标注了该齿轮轴的基本 参数(模数、齿数、压力角)。 5.归纳与总结 通过以上分析,把零件的结构形状、尺寸、技术要求等综合起来考虑,就能形成对齿轮 轴的较全面的认识。
表示零件结构、大小及技术要求的图样称为零件图,它是直接指导制造和检验零件 的重要技术文件。
图3-2 6个基本视图的形成 a)将机件置于六面投影体系中 b)V面不动,展开其余各面 c)基本视图位置的配置
基本视图的投影规律为:主视图、俯视图和后视图、仰视图长相等;主视图、左视 图和后视图、右视图高平齐;俯视图、左视图和仰视图、右视图宽相等,如图3-3所示。
在实际绘图时,应根据零件结构的复杂程度选用合适的基本视图,不是任何零件都 需要6个基本视图,而是以利用最少的视图把零件结构表达清楚为原则。例如图3-1所 示的零件图, 只要一个主视图和一个移出断面图就可以表达清楚了,其他的视图可以不 画。
零件图必须包括以下四方面的内容。 一、一组视图及其表示方法 用一组视图(包括基本视图、向视图、局部视图、斜视图、旋转视图、剖视图、断 面图、局部放大图和简化画法等)可以正确、完整、清晰和简便地表达出零件的结构 形状。
1.认识视图 (1)基本视图 将一个零件置于正六面体中,以正六面体6 个相互垂直的面做投影面, 分别向各投影面进行正投射,再按规定展开,就可得到 6 个基本视图。一般情况下, 6 个 基本视图可以较全面地反映物体的结构形状,如图3-2和图3-3 所示。
着手的任务是
• 1.识读轴类零件图。 • 2.识读箱体类零件图。
图3-1所示是齿轮轴零件图,可按照以下方法和步骤读图。 1.分析标题栏 图3-1所示零件为齿轮轴,其材料为45钢,比例为1∶1 ,数量为 1 件,说明该齿轮轴在减 速器装配时只用了一个。
4.分析技术要求 表面粗糙度的最高要求是0.4μm,最低要求是12.5μm。右上角标注了该齿轮轴的基本 参数(模数、齿数、压力角)。 5.归纳与总结 通过以上分析,把零件的结构形状、尺寸、技术要求等综合起来考虑,就能形成对齿轮 轴的较全面的认识。
表示零件结构、大小及技术要求的图样称为零件图,它是直接指导制造和检验零件 的重要技术文件。
图3-2 6个基本视图的形成 a)将机件置于六面投影体系中 b)V面不动,展开其余各面 c)基本视图位置的配置
基本视图的投影规律为:主视图、俯视图和后视图、仰视图长相等;主视图、左视 图和后视图、右视图高平齐;俯视图、左视图和仰视图、右视图宽相等,如图3-3所示。
在实际绘图时,应根据零件结构的复杂程度选用合适的基本视图,不是任何零件都 需要6个基本视图,而是以利用最少的视图把零件结构表达清楚为原则。例如图3-1所 示的零件图, 只要一个主视图和一个移出断面图就可以表达清楚了,其他的视图可以不 画。
零件图必须包括以下四方面的内容。 一、一组视图及其表示方法 用一组视图(包括基本视图、向视图、局部视图、斜视图、旋转视图、剖视图、断 面图、局部放大图和简化画法等)可以正确、完整、清晰和简便地表达出零件的结构 形状。
1.认识视图 (1)基本视图 将一个零件置于正六面体中,以正六面体6 个相互垂直的面做投影面, 分别向各投影面进行正投射,再按规定展开,就可得到 6 个基本视图。一般情况下, 6 个 基本视图可以较全面地反映物体的结构形状,如图3-2和图3-3 所示。
机械基础习题(项目三 常用机械传动)
项目三常用机械传动任务1 从电动机到机头曲轴的传动方式及特点一、填空题1.带传动一般由、和柔性传动带组成，其中安装在主动轴上，安装在从动轴上。
2.按其工作原理来分，带传动可分为带传动和带传动。
3.普通V带按从小到大分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，标记在上。
4.带轮的轮辐部分有实心式、、孔板式和四种形式。
5.同步带传动是由和组成的啮合传动，通过带轮表面的与齿轮的相啮合来传递运动和动力。
6.带轮运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新，才能正常工作。
7.根据V带结构图，填写各部分名称。
1 2 3 48.根据带轮的实物图，填写各部分名称。
12二、选择题1.以下不属于V带传动的特点的是（）A．结构简单 B．传动平稳 C．传动比准确 D．维护容易2.当传动带轮的直径为500mm时，应选用（）带轮。
A．实心式 B．腹板式 C．孔板式 D．轮辐式3.以下不属于V带的型号的是（）A．X B．Y C．Z D．A4.在空气压缩机中，发动机曲轴和配气凸轮轴之间的传动方式一般采用（）A．V带传动 B．同步带传动 C．平带传动 D．圆带传动5.当运动速度为28m/s时，带轮材料应选择（）A．HT150 B．HT200 C．HT250 D．铸钢三、判断题1.啮合型带传动主要依靠摩擦力来传递运动和动力。
（）2.平带传动使用最广泛，空气压缩机上使用的就是平带传动。
（）3.与摩擦型带传动比较，同步带传动的带轮和传动带之间没有相对滑动，能够保证严格的传动比。
（）4.带传动造价低廉、不需润滑、维护容易，且能进行大间距和多轴间进行传递动力，因此在近代机械传动中应用广泛。
（）四、简答题1.传动带有哪些类型？各有什么特点？2.空气压缩机中用的V带，标记为B 1400 GB/T 11544-1997。
请解释一下该标记的含义。
3.简述常见的V带张紧方法有哪几些。
4.根据图示说明传动带的合理张紧程度的判断方法。
5.如图所示是以电动机为动力的空气压缩机，试分析从电动机到空气压缩机曲轴的传动方式及特点。
《汽车机械基础》电子教案(3) 项目三 汽车机械传动装置
任务一 带传动
普通 V 带的型号已标准化（GB/T 11544-1997 ) ，按 截面尺寸从小到大依次为 Y、Z、A、B、C、D、E 七种型号， 其截面尺寸与参数见表2-1。其中 Y 型尺寸最小，只用于传 递运动。常用 Z 、 A 、 B 、 C等型号。V带的截面积越大， 其传递的功率越大。
当V带垂直其底边弯曲时，在带中保持原长度不变的任 意一条周线叫做V带的节线。由全部节线构成的面叫做节面。 节宽bp就是带的节面宽度。当带垂直其底边弯曲时，该宽度 保持不变。 V带横截面中梯形轮廓的最大宽度叫做顶宽b ， 梯形轮廓的高度叫做带的高度 h 。带的高度与其节宽之比 叫做带的相对高度。对于普通 V 带，其相对高度约为 0.7 ， 窄 V 带、半宽 V 带、宽 V 带的相对高度分别约为 0.9 , 0.5 , 0.3 。
任务一 带传动
表3-1 V带和V带轮槽截面尺寸（GB/T 11544-1997）
任务一 带传动
（二）带传动的张紧、安装和维护
1.带传动的安装和维护
带传动的安装与维护正确的安装、调整、使用和维护是保证带传动 正常工作和延长使用寿命的有效措施。在带传动的安装、调整、安装使 用和维护方面，应注意以下几点： 1）带轮的安装
项目三 汽车机械传动装置
任务一 带传动 任务二 链传动 任务三 齿轮传动 任务四 蜗轮蜗杆传动
任务一 带传动
目录
（一）带传动概述； （二）V带的结构和型号； （三）带传动张紧、安装和维护。
任务一 带传动
任务导入
如图 3-1所示为大理石切割机。动力传递系统采用了平 带传动。通过平带传动将电动机的旋转运动输送给切割机的 带轮，使切割锯高速旋转。工作中发现平带因为变形、磨损、 老化等原因已不能正常使用，需要更换，试选择合适的平带， 并正确安装。
汽车机械基础(第3版)项目三 汽车常用机械零部件
【学习目标】 1．掌握轴的类型及应用场合。 2．掌握轴的常用材料、轴的组成及轴上
零件的固定方式。
【相关知识】 一、轴的类型 二、轴的常用材料及选用 三、轴的结构
★ 轴的功用 轴是机械中的重要零件，轴器 等），并传递动力和运动。
一、轴的类型
（一）根据所承受载荷的不同，轴可分为心轴、传动轴和转轴三种。 1.心轴 只承受弯矩而不传递扭矩的轴。 转动心轴、固定心轴 ①转动心轴：工作时轴承受弯矩，且轴转动。 例：铁路车辆的轴。
项目三 汽车常用机械零部件
任务一 轴 任务二 轴承 任务三 联轴器、离合器、制动器与弹簧 任务四 连接与连接件
【任务引入】
手动变速器中有输入轴、输出轴和中间轴。汽车手动变速 器靠这些轴和齿轮等零部件相配合，实现汽车变速。那么，手 动变速器的输入轴是哪种类型的轴？
【任务分析】
轴是机械中的重要零件，主要功用是支承回转零件（如齿 轮、带轮、链轮、联轴器等），并传递动力和运动。机器的工 作能力和工作质量，在很大程度上与轴有关。
②固定心轴：工作时轴承受弯矩，且轴固定。 例：自行车的前轮轴。
2.传动轴 只传递扭矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴。 例：汽车中连接变速箱与后桥之间的轴。
3.转轴 既承受弯矩又传递扭矩的轴。 例：减速器中的轴。
（二）根据轴线形状的不同，轴可分为直轴、曲轴和软轴三种。
1.直轴 用于一般机械中。按外形不同又分为光轴、阶梯轴和 空心轴。
用的场合。
动轴承广泛应用在一般机械中。
一、滑动轴承
1.滑动轴承形式及分类
（1）根据载荷形式分类
例：内燃机、曲柄压力机。
3.软轴（钢丝软轴） 也叫挠性轴，由几层紧贴在一起的钢丝构 成，具有良好的挠性，它可以把回转运动灵活地传到任何空间位 置，适用于连续振动的场合，具有缓和冲击的作用。常用于医疗 器械和电动手持小型机具中。
汽车机械基础项目三零件图的识读
1、表面结构的主要评定参数
表面结构评定主要根据表面粗糙度来确定。表面粗糙度的主要评 定参数有： （1）轮廓算术平均偏差Ra （2）轮廓最大高度Rz
课题二
识读零件图的技术要求
2、表面结构的基本特征符号 表面结构表达的基本图形符号及意义见表3-3所示。
课题二
识读零件图的技术要求
3、表面结构的代号标注 表面结构的代号标注方法，如图3-8所示。
项目十三
汽车常用材料的识别与选用
项目三
零件图的识读
项目要求
p 32
知识目标
知道识读零件图的步骤、方法； 懂得零件尺寸和各种技术要求的含义。 能根据零件图想象出立体形状； 能绘制简单零件的零件图。
技能目标
素养目标
通过典型零件图的识读，将本课程所学知识进行融会贯通； 进一步增强学生空间想象能力； 培养学生综合分析问题的能力。
课题二
识读零件图的技术要求 课题小结
１、零件图中的技术要求主要有:极限与配合、 形位公差和表面粗糙度和热处理项目等； ２、孔、轴尺寸代号由基本偏差代号的拉丁 字母和表示公差的数字组合而成，如ϕ30H7、 ϕ30d6等； ３、配合种类有间隙配合、过渡配合和过盈 配合；配合制度有基孔制配合和基轴制配合； 4、形位公差是形状公差和位置公差的简称 5、表面结构评定的（2）配合种类 配合种类有三种： 孔的实际尺寸总比轴的实际尺寸大，装配后保证具 有间隙的配合称为间隙配合。
间隙配合
过盈配合
孔的实际尺寸总比轴的实际尺寸小，装配时需要一 定的外力才能将轴装入孔中的配合称为过盈配合。
过渡配合
轴的实际尺寸比孔的尺寸有时小、有时大，装配后可 能具有间隙，也可能具有过盈的配合称为过渡配合。
汽 车 机 械 基 础
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QC3
图3-1 铰链四杆机构 QC3
二、铰链四杆机构的基本类型和基本特性
铰链四杆机构由机架、连架杆和连杆组成,如图3-1所示,机架AD是机构 中固定不动的杆,连架杆AB与CD是与机架直接连接的杆,连杆BC是与两 连架杆相连的杆。在铰链四杆机构中,连杆通常做平面运动,连架杆AB与 CD绕各自的回转中心A与D转动。其中能做整周回转运动的连架杆称为 曲柄,仅能在一定角度范围内摆动的连架杆称为摇杆。
QC3
图3-8 曲柄滑块机构的应用 a)仿真图 b)机构运动简图
QC3
2.导杆机构
导杆机构是通过改变曲柄滑块机构的机架演化而来的。连架杆中至少有
一个构件作为导杆的平面四杆机构称为导杆机构,如图3-9所示的载货汽车 自动翻转卸料机构采用了导杆机构,杆BC为车架,当液压缸中的活塞向右 上方运动时,带动导杆CA、AB(即车厢)向右摆动,从而使汽车的车厢倾斜 一定角度,完成卸料。
QC3
图3-6 曲柄摇杆机构的死点位置
QC3
图3-7 四缸发动机
QC3
三、铰链四杆机构的判别
在铰链四杆机构中,要使连架杆成为曲柄,必须同时具备以下两个条件: 1)连架杆和机架中必须有一个是最短杆。 2)最短杆和最长杆长度之和必须小于或等于其余两杆的长度之和。
根据曲柄存在的条件,铰链四杆机构可分为以下三种情况: 1)以与最短杆相邻的杆为机架时,该机构为曲柄摇杆机构。 2)以最短杆为机架时,该机构为双曲柄机构。 3)以与最短杆相对的杆为机架时,该机构为双摇杆机构。
如果铰链四杆机构中最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆的长度 之和,则无论以哪一杆件为机架,该机构均为双摇杆机构。
QC3
四、铰链四杆机构的具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构,它是 由曲柄摇杆机构演化而来的,也称曲柄连杆机构图3-8所示为该机 构在发动机中的应用。
QC3
(一)铰链四杆机构的基本类型 根据连架杆运动形式的不同,可将铰链四杆机构分为曲柄摇杆机 构、双曲柄机构、双摇杆机构三种基本类型。 1.曲柄摇杆机构
QC3
在铰链四杆机构中,若两连架杆分别为曲柄和摇杆,则该机构称为 曲柄摇杆机构。如图3-2所示的汽车刮水器,曲柄为主动件做回转 运动,摇杆为从动件做往复摆动,利用摇杆的延长部分实现刮水动 作。
QC3
汽车发动机的曲柄滑块机构由曲柄摇杆机构演化而来,同样会出 现死点位置,即发动机的上止点和下止点。如图3-7所示的四缸发 动机,为使曲轴越过死点位置而继续转动,可采用以下方法:四个曲 柄滑块机构的死点位置互相错开180°并共同控制曲轴;将飞轮安装 在曲轴上,利用飞轮的惯性带动曲轴转过死点位置,确保曲轴连续 工作。
能力目标:
能对汽车发动机曲柄连杆机构进行拆装。
QC3
工作任务
解平面连杆机构的基本组成形式、特点,并通过对汽车发动机曲柄连杆
机构的拆装,进一步掌握判别铰链四杆机构类型的方法。
QC3
相关理论
一、平面连杆机构
平面连杆机构是由若干刚性构件通过转动副或移动副的形式相互连接,并 在同一平面或相互平行平面内运动的机构。其构件的形状多种多样,但从 运动原理来看,均可用等效的杆状构件替代。常用的平面连杆机构是由四 个构件组成的,称为平面四杆机构,其构件数目最少且能转换运动,应用非 常广泛,也是组成多杆机构的基础。平面四杆机构可分为铰链四杆机构和 滑块四杆机构,前者的四个构件都用铰链(转动副)连接,如图3-1所示,后者 由前者演化而来。 平面连杆机构具有压强小、磨损轻、寿命较长,形状简单、易于加工,能进行 多种运动变换等优点;但与高副机构相比,它难以准确实现预期运动,设计计 算复杂。
图3-2 汽车刮水器 a)刮水器运动简图 b)刮水器实物图 QC3
2.双曲柄机构 在铰链四杆机构中,若两连架杆均为曲柄,则该机构称为双曲柄机 构。根据曲柄长度和旋转方向的不同,双曲柄机构常用的有平行 双曲柄机构和反向双曲柄机构两种。
(1)平行双曲柄机构 连杆与机架的长度相等,两个曲柄的长度相等且旋 向相同的双曲柄机构为平行双曲柄机构,如图3-3所示。
QC3
图3-5 汽车转向机构 a)汽车转向机构运动简图 b)汽车转向机构实物图
QC3
(二)铰链四杆机构的基本特性
铰链四杆机构的基本特性主要有急回特性和死点位置两种。 在曲柄摇杆机构中,当曲柄等速转动时,摇杆来回摆动的平均速度 是不同的,摇杆的这种运动特性称为急回特性。一般应用四杆机 构的急回特性可以节省空回行程的时间,提高效率。 在曲柄摇杆机构中,若摇杆为主动件,曲柄为从动件,当机构处于图 3-6所示的C1AB1和AB2C2两个位置时,连杆与曲柄共线,机构处于死 点位置,这时不论作用于摇杆的力有多大,均不能使曲柄转动。
QC3
图3-4 车门启闭机构 a)车门启闭机构运动简图 b)车门启闭机构实物图
QC3
3.双摇杆机构
在铰链四杆机构中,若两连架杆均为摇杆,则该机构称为双摇杆机
构。目前,大多数汽车的转向机构就是双摇杆机构,如图3-5所示。 采用前轮作为转向轮,两前轮分别与摇杆AB、DC相连,汽车转向 时,尽量使全部车轮绕同一瞬时转向中心O点做圆周运动,从而保 证左、右两轮(或摇杆AB、DC)转过不同的角度。
QC3
图3-3 机车车轮联动机构 a)车轮联动机构实物图 b)车轮联动机构运动简图
QC3
(2)反向双曲柄机构 连杆与机架的长度相等,两个曲柄的长度相等但旋
向相反的双曲柄机构为反向双曲柄机构。公交车的车门启闭机构就是
反向双曲柄机构,如图3-4所示。当主动曲柄以逆时针方向从B1点转到B2 点时,通过连杆使从动曲柄以顺时针方向从C1点转到C2点,从而保证了两 扇车门的同时开启和关闭。
HJ1
汽车常用机构主要有平面连杆机构和凸轮机构,如发动机曲柄连杆
机构、刮水器控制机构、车门启闭机构、汽车转向机构等,这些机构不 断地传递运动、转换运动形式,保证了汽车各系统的正常运转。
HJ1
任务一 平面连杆机构
QC3
知识目标:
1.掌握平面连杆机构的基本组成形式、特点。 2.掌握判别铰链四杆机构类型的方法。
图3-1 铰链四杆机构 QC3
二、铰链四杆机构的基本类型和基本特性
铰链四杆机构由机架、连架杆和连杆组成,如图3-1所示,机架AD是机构 中固定不动的杆,连架杆AB与CD是与机架直接连接的杆,连杆BC是与两 连架杆相连的杆。在铰链四杆机构中,连杆通常做平面运动,连架杆AB与 CD绕各自的回转中心A与D转动。其中能做整周回转运动的连架杆称为 曲柄,仅能在一定角度范围内摆动的连架杆称为摇杆。
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图3-8 曲柄滑块机构的应用 a)仿真图 b)机构运动简图
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2.导杆机构
导杆机构是通过改变曲柄滑块机构的机架演化而来的。连架杆中至少有
一个构件作为导杆的平面四杆机构称为导杆机构,如图3-9所示的载货汽车 自动翻转卸料机构采用了导杆机构,杆BC为车架,当液压缸中的活塞向右 上方运动时,带动导杆CA、AB(即车厢)向右摆动,从而使汽车的车厢倾斜 一定角度,完成卸料。
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图3-6 曲柄摇杆机构的死点位置
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图3-7 四缸发动机
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三、铰链四杆机构的判别
在铰链四杆机构中,要使连架杆成为曲柄,必须同时具备以下两个条件: 1)连架杆和机架中必须有一个是最短杆。 2)最短杆和最长杆长度之和必须小于或等于其余两杆的长度之和。
根据曲柄存在的条件,铰链四杆机构可分为以下三种情况: 1)以与最短杆相邻的杆为机架时,该机构为曲柄摇杆机构。 2)以最短杆为机架时,该机构为双曲柄机构。 3)以与最短杆相对的杆为机架时,该机构为双摇杆机构。
如果铰链四杆机构中最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆的长度 之和,则无论以哪一杆件为机架,该机构均为双摇杆机构。
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四、铰链四杆机构的具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构,它是 由曲柄摇杆机构演化而来的,也称曲柄连杆机构图3-8所示为该机 构在发动机中的应用。
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(一)铰链四杆机构的基本类型 根据连架杆运动形式的不同,可将铰链四杆机构分为曲柄摇杆机 构、双曲柄机构、双摇杆机构三种基本类型。 1.曲柄摇杆机构
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在铰链四杆机构中,若两连架杆分别为曲柄和摇杆,则该机构称为 曲柄摇杆机构。如图3-2所示的汽车刮水器,曲柄为主动件做回转 运动,摇杆为从动件做往复摆动,利用摇杆的延长部分实现刮水动 作。
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汽车发动机的曲柄滑块机构由曲柄摇杆机构演化而来,同样会出 现死点位置,即发动机的上止点和下止点。如图3-7所示的四缸发 动机,为使曲轴越过死点位置而继续转动,可采用以下方法:四个曲 柄滑块机构的死点位置互相错开180°并共同控制曲轴;将飞轮安装 在曲轴上,利用飞轮的惯性带动曲轴转过死点位置,确保曲轴连续 工作。
能力目标:
能对汽车发动机曲柄连杆机构进行拆装。
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工作任务
解平面连杆机构的基本组成形式、特点,并通过对汽车发动机曲柄连杆
机构的拆装,进一步掌握判别铰链四杆机构类型的方法。
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相关理论
一、平面连杆机构
平面连杆机构是由若干刚性构件通过转动副或移动副的形式相互连接,并 在同一平面或相互平行平面内运动的机构。其构件的形状多种多样,但从 运动原理来看,均可用等效的杆状构件替代。常用的平面连杆机构是由四 个构件组成的,称为平面四杆机构,其构件数目最少且能转换运动,应用非 常广泛,也是组成多杆机构的基础。平面四杆机构可分为铰链四杆机构和 滑块四杆机构,前者的四个构件都用铰链(转动副)连接,如图3-1所示,后者 由前者演化而来。 平面连杆机构具有压强小、磨损轻、寿命较长,形状简单、易于加工,能进行 多种运动变换等优点;但与高副机构相比,它难以准确实现预期运动,设计计 算复杂。
图3-2 汽车刮水器 a)刮水器运动简图 b)刮水器实物图 QC3
2.双曲柄机构 在铰链四杆机构中,若两连架杆均为曲柄,则该机构称为双曲柄机 构。根据曲柄长度和旋转方向的不同,双曲柄机构常用的有平行 双曲柄机构和反向双曲柄机构两种。
(1)平行双曲柄机构 连杆与机架的长度相等,两个曲柄的长度相等且旋 向相同的双曲柄机构为平行双曲柄机构,如图3-3所示。
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图3-5 汽车转向机构 a)汽车转向机构运动简图 b)汽车转向机构实物图
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(二)铰链四杆机构的基本特性
铰链四杆机构的基本特性主要有急回特性和死点位置两种。 在曲柄摇杆机构中,当曲柄等速转动时,摇杆来回摆动的平均速度 是不同的,摇杆的这种运动特性称为急回特性。一般应用四杆机 构的急回特性可以节省空回行程的时间,提高效率。 在曲柄摇杆机构中,若摇杆为主动件,曲柄为从动件,当机构处于图 3-6所示的C1AB1和AB2C2两个位置时,连杆与曲柄共线,机构处于死 点位置,这时不论作用于摇杆的力有多大,均不能使曲柄转动。
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图3-4 车门启闭机构 a)车门启闭机构运动简图 b)车门启闭机构实物图
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3.双摇杆机构
在铰链四杆机构中,若两连架杆均为摇杆,则该机构称为双摇杆机
构。目前,大多数汽车的转向机构就是双摇杆机构,如图3-5所示。 采用前轮作为转向轮,两前轮分别与摇杆AB、DC相连,汽车转向 时,尽量使全部车轮绕同一瞬时转向中心O点做圆周运动,从而保 证左、右两轮(或摇杆AB、DC)转过不同的角度。
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图3-3 机车车轮联动机构 a)车轮联动机构实物图 b)车轮联动机构运动简图
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(2)反向双曲柄机构 连杆与机架的长度相等,两个曲柄的长度相等但旋
向相反的双曲柄机构为反向双曲柄机构。公交车的车门启闭机构就是
反向双曲柄机构,如图3-4所示。当主动曲柄以逆时针方向从B1点转到B2 点时,通过连杆使从动曲柄以顺时针方向从C1点转到C2点,从而保证了两 扇车门的同时开启和关闭。
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汽车常用机构主要有平面连杆机构和凸轮机构,如发动机曲柄连杆
机构、刮水器控制机构、车门启闭机构、汽车转向机构等,这些机构不 断地传递运动、转换运动形式,保证了汽车各系统的正常运转。
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任务一 平面连杆机构
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知识目标:
1.掌握平面连杆机构的基本组成形式、特点。 2.掌握判别铰链四杆机构类型的方法。