汽车机械基础4[汽车常用机构2]PPT课件

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k 1
（4-3）
利用机构的急回特性能缩短非生产时间，以提高劳动生产率。
在工程实际中，设计时可按对急回特性要求的不同程度确定k值，
再由式（4-3）求出θ角，然后根据θ角确定各杆的长度。
2. 压力角和传动角
如图4-36所示的曲柄摇杆机构中，主动曲柄AB经连杆BC推动摇杆CD， 如果不计各构件的质量和运动副中的摩擦力，则连杆2是二力构件。
传动角γ（即连杆与从动摇杆之间所夹的锐角）是压力角α的余角，因 为γ 角便于观察和度量，所以工程上常以 γ 角来度量机构的传动性能。
因γ =90˚–α，显然传动角γ 越大，机构的传力性能越好。
机构运动时，其压力角α和传动角γ 都是在不断变化的，为保证机构有 良好的传力性能，要限制工作行程的最小传动角。
1 - 主动件 （曲柄AB） 2 - 连杆BC 3 - 从动件（摇杆CD）
图4-36 曲柄摇杆机构的 压力角和传动角
很显然，压力角α 越小，有效分力 Ft 愈大，机构的传力性能越好； 反之，压力角α越大，有害分力Fn越大，机构的传力性能越差，传动效率 越低。
所以，压力角α是判别机构传力性能的重要参数。
摇杆上C点所受力F的方向（沿连杆BC）与C点的线速度vC方向（与 CD垂直）间所夹的锐角α，称为压力角。
1 - 主动件 （曲柄AB） 2 - 连杆BC 3 - 从动件（摇杆CD）
图4-36 曲柄摇杆机构的 压力角和传动角
力F沿vC方向的分力Ft= Fcosα，它能推动摇杆做有效功，是有效 分力；沿摇杆CD方向的分力Fn= Fsinα，Fn对D点无力矩作用，仅使铰 链C、D产生径向压力，使运动副压紧，增加了摩擦阻力，是不利于从 动件运动的有害分力。
图4-37 曲柄摇杆机构死点位置
从传动角度来说，机构处于死点位置时，会使从动件被卡死，ห้องสมุดไป่ตู้出现 转动方向不确定的现象，需设法加以克服。
一般采用安装惯性较大的飞轮，利用其惯性将机构带过死点位置。
工程上有时也利用死点来实现 一定的工作要求。
如图4-38所示的工件夹紧机构， 就是利用死点来工作的。当工件被 夹紧后，铰链B、C、D共线（BCD 成一条直线），此时工件夹紧机构 处于死点位置，无论工件的反力有 多大，都不会使工件夹紧机构自动 松脱。当需要取出工件时，只需向 上搬动手柄，即能松开工件。
CD 自右极限位置C2D摆回至左 极限位置C1D （称为空行程）， 设所需时间为t2，C点的平均速度 为v2。
左极限位置
摇杆摆角
右极限位置
图4-35 曲柄摇杆机构的急回特性
由图中不难看出， 1 ＞ 2，故t1＞t2。又因为摇杆CD上的C点从C1
到C2和从C2返回C1的摆角相同（图中ψ角），而所用的时间不同，故往 返的平均速度也不相同，即v2＞v1。
1. 急回特性
在图4-35所示的曲柄摇杆机
构中，当原动件曲柄AB沿顺时针
方向以等角速度ω转过1时（从
B1→ B2），从动摇杆CD自左两 极限位置C1D摆至右两极限位置 C2D（常作为从动件的工作行 程），设所需时间为t1，C点的平 均速度为v1；而当曲柄AB再继续
转过 2时（从B2→ B1），摆杆
汽车常用机构 （Ⅱ）
Unit 4 Common Mechanisms of Automobile
三、铰链四杆机构的基本特性
为能正确选择、合理使用乃至设计平面连杆机构，除了需要了解 平面连杆机构的类型外，还应进一步了解平面连杆机构基本特性。
本节主要介绍平面连杆机构的几个特性： 1. 急回特性 2. 压力角和传动角 3. 死点位置
图4-38 夹具夹紧机构
课题三 凸轮机构
在各种机器中，为了实现各种复杂的运动要求，经常用到凸轮 机构。
凸轮机构是机械中常用的机构之一。 在自动化和半自动化机械中应用更为广泛。如内燃机的配气凸轮 机构、绕线机的凸轮机构和冲床上的凸轮机构等。
一、凸轮机构的组成和应用
凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。 凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。 凸轮一般为主动件，通常作等速转动，但有时也作往复摆动或往 复移动。 通过凸轮与从动件的直接接触，驱动从动件作往复直线运动或摆 动。只要适当地设计凸轮轮廓曲线，就可以使从动件获得预定的运动 规律。 因此，凸轮机构广泛应用于各种自动化机械、自动控制装置和仪 表中。
对于一般机械，γmin ≥ 40°； 对于大功率的机械，γmin ≥ 50°。
3. 死点位置
如图4-37所示的曲柄摇杆机构中，若取摇杆CD为主动件，曲柄AB 为从动件。则当摇杆CD处于两极限位置C1D、C2D时，连杆BC与从动曲 柄AB将出现两次共线位置（AB1C1和B2AC2），机构传动角γ = 0° (α=90°)，这时连杆作用于从动曲柄上的力F通过曲柄的转动中心A，传 动力矩为零，不能推动曲柄转动，机构停顿，该位置称为死点位置。
为了表明工作行程和空行程的时间快慢程度，用从动件空行程平
均速度v2与从动件工作行程平均速度v1的比值k表示，k 称为行程速比 系数。
k值的大小反映了机构的急回特性，k值越大，回程越快。 比值k的计算公式为
由式
k v2 v1
v1C 1 tC 12、 v2C 1 tC 22、 t11、 t22 ，则有
kv2C 1 C 2/t2t11 1 10 8 0
v1 C 1 C 2/t1 t2 2
2 10 8 0
（4-2）
式中 k —— 行程速比系数； θ —— 极位夹角（即从动件处于两个极限位置时，对应曲柄 相应两位置所夹的锐角）。
由式（4-2）可知，K 值大小与极位夹角θ 有关： 当θ = 0°时，K = 1，说明该机构无急回特性； 当θ > 0°时，则该机构具有急回特性。 因此，曲柄摇杆机构有急回特性的条件是：机构有极位夹角。 由式（4-2）可得
由此说明：当曲柄AB虽作等速转动，而摆杆CD空行程的平均速度 却大于工作行程的平均速度，这种性质称为机构的急回特性。
左极限位置
摇杆摆角
右极限位置
图4-35 曲柄摇杆机构的 急回特性
在工程实际中，许多典型机械（如牛头刨床、插床、往复式输送 机或惯性筛等），一般利用机构的急回特性来缩短空行程的时间（非 生产时间），以提高生产率。