汽车机械基础绪论

1、引入引入: :机械的产生机械的产生 机械是人类祖先在长期的生活和生产劳动探索中逐渐产生的. 机械是人类的生产劳动工具，是人类社会生产力发展的重要标志，是人类文明的产物. 最古老的机械形式：等.机械的作用：减轻人类的体力和脑力劳动、提高劳动生产率。机械的典型例子：汽机械的典型例子：汽车车机械的典型例子：压路机机械的典型例子：压路机机械的典型例子：挖掘机机械的典型例子：高空作业车机械的典型例子：高空作业车机械的典型例子：飞机机械的典型例子：飞机机械的典型例子：龙门起重机机械的典型例子：龙门起重机机械典型例子：数控加工中心机械典型例子：数控加工中心 汽车是一个汽车是一个机械机械系统系统, ,其传动原

2、理其传动原理及各零部件设计运用与维护及各零部件设计运用与维护, ,都属机械基都属机械基础理论技术。础理论技术。汽车机械基础简介本课程的研究对象本课程的研究对象是是汽车机械。汽车机械。 该课程研究机械中的共性问题，是汽车机械工程的该课程研究机械中的共性问题，是汽车机械工程的，应用广泛。应用广泛。机构常识部分教学目标： 1）了解本课程研究对象，认识机器的组成，掌握机器、机构、构件、零件的基本概念及正确识别； 2) 初步了解本课程学习内容，及在专业人才培养中的地位及作用，从而明确本课程学习目标； 3) 对平面机构的组成有所认识，对由一般平面机构组成的机械系统，能绘制出机构运动简图,计算其自由度，并判

3、断其是否有确定的运动。 4) 了解机械设计的基本要求和方法。绪论( (一一) )汽车的结构组成（四大部分）汽车的结构组成（四大部分）发动机：内燃机（动力、原动部分）发动机：内燃机（动力、原动部分）底盘底盘：传动系、转向系、制动系、：传动系、转向系、制动系、 行驶系（传动、控制部分）行驶系（传动、控制部分）车身车身: :（工作部分）（工作部分）电器和电子控制部分（电器和电子控制部分（控制部分）控制部分）1发动机发动机2底盘底盘3车身车身汽车结构组成1. 1. 发动机发动机 发动机是汽车的发动机是汽车的动力装置动力装置。其作用是使燃料燃烧。其作用是使燃料燃烧，然后通过底盘的传动系驱动车轮使汽，然后

4、通过底盘的传动系驱动车轮使汽车行驶。车行驶。 发动机主要有汽油机和柴油机两种。发动机主要有汽油机和柴油机两种。 汽油发动机由曲柄连杆机构、配气机构和燃料供汽油发动机由曲柄连杆机构、配气机构和燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系、起动系组成。给系、冷却系、润滑系、点火系、起动系组成。 柴油发动机的点火方式为压燃式，所以无点火系。柴油发动机的点火方式为压燃式，所以无点火系。单缸内燃机构造2.2.底盘的构造和作用底盘的构造和作用n底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。n底盘由四部分组成。汽车底盘3.3.车身车身n 车身安装

5、在底盘的车架上，用以驾驶员、旅客乘坐或装载货物。车身安装在底盘的车架上，用以驾驶员、旅客乘坐或装载货物。n 轿车、客车的车身一般是整体结构。轿车、客车的车身一般是整体结构。n 货车车身一般是由驾驶室和货箱两部分组成。货车车身一般是由驾驶室和货箱两部分组成。4.4.电器和电子控制部分电器和电子控制部分n 电气设备由电源和用电设备两大部组成。电气设备由电源和用电设备两大部组成。n 电源包括蓄电池和发电机。电源包括蓄电池和发电机。n 用电设备包括发动机的起动系、汽油机的点火系和其它用电装置。用电设备包括发动机的起动系、汽油机的点火系和其它用电装置。n 电子控制部分主要包括传感器、电子控制部分主要包括

6、传感器、ECUECU和控制电路等组成。和控制电路等组成。动力部分：将其它能量变换为机械能，是驱动整部机器的动力源。执行部分：又称工作部分，直接完成机器预定功能。传动部分：将运动和动力传给执行部分，解决动力和执行部分的连接和矛盾。机器组成1.1 机器的组成控制部分：控制机器其他基本部分，使操作者随时实现或重置各种预定功能。典型轿车构造图图2 内燃机 齿轮9、齿轮10组成的齿轮机构；由曲轴6、连杆5、活塞2组成的曲柄滑块机构；由凸轮7、从动件3组成的凸轮机构等1.2 机器的三个特征：机器的三个特征： 1 1）由多个）由多个构件构件组成；组成； 2 2）各构件间具有确定的相对运动；）各构件间具有确定

7、的相对运动； 3 3）能够完成有效的机械功或变换机械能。）能够完成有效的机械功或变换机械能。 机构：机构：具有机器的前两个特征具有机器的前两个特征 机械：机械：机器和机构的总称机器和机构的总称机构：机构：具有机器前两个特征的多构件组合具有机器前两个特征的多构件组合 体；或由多构件组成且各构件间有确定的相对体；或由多构件组成且各构件间有确定的相对运动运动. .如如: :构件：构件：机器中运动的基本单元；如机器中运动的基本单元；如: : 零件：零件：机器中最小的制造单元；如：机器中最小的制造单元；如：螺钉螺钉 部件：部件：一套协同工作且完成共同任务的零件组合。一套协同工作且完成共同任务的零件组合。

8、如如: :轴承轴承机器组成部件机器组成部件图2内燃机的连杆连杆体螺栓螺母连杆盖 在各种机器中经常使用的零件。在各种机器中经常使用的零件。 如：螺栓、螺母如：螺栓、螺母 仅在特定类型机器中使用的零件，如：活塞，曲轴。仅在特定类型机器中使用的零件，如：活塞，曲轴。零件分类曲柄滑块机构曲柄滑块机构，将活塞往复，将活塞往复移动转化为曲柄的连续转动；移动转化为曲柄的连续转动；齿轮机构齿轮机构，改变转速大小和转向；改变转速大小和转向；凸轮机构凸轮机构，将凸轮，将凸轮的连续转动转变为推杆往复移动。的连续转动转变为推杆往复移动。 实例：实例：内燃机内燃机1 1、功能：内燃机是将燃气燃烧时、功能：内燃机是将燃气

9、燃烧时的热能转化为机械能的的热能转化为机械能的机器机器。 2 2、组成包含三种机构：、组成包含三种机构：气缸体气缸体1 1活塞活塞2 2进气阀进气阀3 3排气阀排气阀4 4连杆连杆5 5曲轴曲轴6 6凸轮凸轮7 7顶杆顶杆8 8齿轮齿轮9 9 活塞下行，进气阀打开，活塞下行，进气阀打开，燃气被吸入气缸燃气被吸入气缸活塞上行，进气阀关闭，压缩燃气活塞上行，进气阀关闭，压缩燃气点火后燃气燃烧膨胀，推动活塞点火后燃气燃烧膨胀，推动活塞下行，经连杆带动曲轴输出转动下行，经连杆带动曲轴输出转动 活塞上行，排气阀打开，排出废气活塞上行，排气阀打开，排出废气3 3、工作过程：、工作过程：4 4、运动分析：、

10、运动分析：原动件：活塞原动件：活塞由燃气推动（驱动力所作用的构件）由燃气推动（驱动力所作用的构件）主运动：将活塞的往复直线运动主运动：将活塞的往复直线运动曲轴的回转运动曲轴的回转运动辅助运动：配气辅助运动：配气 启闭进排气阀启闭进排气阀二、机械的特征二、机械的特征1 1）人为的实物组合）人为的实物组合由人工组合的构件系统由人工组合的构件系统2 2）各实物间具有确定的相对运动）各实物间具有确定的相对运动3 3）实现能量转换或完成有效的机械功）实现能量转换或完成有效的机械功如如内燃机：热能内燃机：热能机械能机械能发电机：机械能发电机：机械能电能电能电动机：电能电动机：电能机械能机械能1 1、机器的

11、特征、机器的特征活塞活塞缸体：往复运动缸体：往复运动曲轴曲轴缸体：转动缸体：转动连杆连杆曲轴：摆动曲轴：摆动如如具有以上三个特征具有以上三个特征机器机器凸轮机构（配气机构）：把回转运动凸轮机构（配气机构）：把回转运动直线运动直线运动曲柄滑块机构：将活塞的直线运动曲柄滑块机构：将活塞的直线运动曲柄的回转曲柄的回转运动运动如如机器是由一种或多种机构组成的。机器是由一种或多种机构组成的。只具有机器的前两个特征只具有机器的前两个特征机构机构2 2、机构的特征、机构的特征3 3、机器和机构的关系、机器和机构的关系三、构件和零件三、构件和零件1. 1. 机器机器由机构组成由机构组成: :3.3.构件：机构

12、的基本运动单元，是机器中独立运动的构件：机构的基本运动单元，是机器中独立运动的单元体，由一个或几个零件组成。单元体，由一个或几个零件组成。单一零件曲轴单一零件曲轴多个零件多个零件刚性组合刚性组合连杆连杆2. 2. 机构机构是人工组合的构件系统，必须满足两点是人工组合的构件系统，必须满足两点: :若干构若干构件的组合；这些构件具有确定的相对运动。件的组合；这些构件具有确定的相对运动。 4.4.零件是组成机器最基本的单元体，是机械制造的单元零件是组成机器最基本的单元体，是机械制造的单元体。体。 专用零件：特定机器中所使用的零件，如活塞、曲专用零件：特定机器中所使用的零件，如活塞、曲轴、叶片轴、叶片

13、通用零件：各类机器中普遍使用的零件，如齿轮、通用零件：各类机器中普遍使用的零件，如齿轮、轴、螺栓等轴、螺栓等5.5.部件：若干个零件的装配体部件：若干个零件的装配体第二节 平面机构的运动简图一一 . .机构的组成与分类机构的组成与分类二、平面机构的运动简图 三、平面机构具有确定运动的条件一、机构的组成一、机构的组成机构机构能实现预期的机械运动的、各能实现预期的机械运动的、各构件的基构件的基 本组合体本组合体称为机构。称为机构。机构仅能实现预期的机械运动，最简单的机器机构仅能实现预期的机械运动，最简单的机器只有一个机构。只有一个机构。机构由构件组成，由一或几个零件组成构件；机构由构件组成，由一或

14、几个零件组成构件；构件构件运动的单元体；运动的单元体；零件零件制造的单元体；制造的单元体；1.构件和零件：(复习)1.构件和零件：构件和零件：机车车轮联动机构单缸内燃机l平面机构：平面机构：所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构（常所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构（常见）；见）；l空间机构：空间机构：机构中至少有两个构件能在三维空间中运动的机构称为空间机构中至少有两个构件能在三维空间中运动的机构称为空间机构。机构。机构的分类：机构的分类：一、机构的组成2 2运动副及其分类运动副及其分类运动副机构中，两构件间直接接触而又相对运动的可动联接。机构是由构件通过运动副联接而组

15、成的构件系统。运动副中两构件间接触形式：点、线、面（运动副元素）根据组成运动副两构件之间的接触特性，运动副可分为低副和高副。 一、机构的组成运动副的分类：运动副的分类：低副两构件通过面接触而构成的运动副称为。根据低副两构件间的相对运动形式：转动副（两构件间只可相对转动）移动副（两构件间只可相对移动）低副运动副的分类：运动副的分类：高副两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。 运动副的分类：运动副的分类：空间运动副空间运动副运动副中两构件作空间运动。运动副中两构件作空间运动。球面副空间运动副：空间运动副：螺旋副二平面机构运动简图二平面机构运动简图 机构运动简图用简单的线条和符号表示机构各构件之

16、间相对运动关系的图形； 画机构运动简图的目的意义： 在研究机构运动时，通过机构运动简图，可以忽略构件复杂外形及具体构造，仅用简单的符号和线条表示出与运动有关的因素，反映与机构的运动特征，便于分析运动的关系和动力传递的路线等。关于机构运动简图：关于机构运动简图： 与机构运动有关的因素：构件数目、运动副性质、数目、相对位置等因素有关； 与机构运动无关的因素：构件的外形。 常用的运动副代表符号见下页表。绘制机构运动简图的步骤绘制机构运动简图的步骤 ：（二）绘机构运动简图的步骤（二）绘机构运动简图的步骤 图上尺寸(mm)mm实际尺寸l1 1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；）分析机构，观察

17、相对运动，数清所有构件的数目；2 2）确定所有运动副的类型和数目；）确定所有运动副的类型和数目；3 3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；4 4）确定比例尺：）确定比例尺：5 5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画) )注意：要明确注意：要明确三类构件三类构件 固定件（机架）：机架中只有一个为机架。固定件（机架）：机架中只有一个为机架。 原动件：机构中有驱动力或已知运动规律的构件。原动件：机构中有驱动力或已知运动规律的构件。 从动件：除原动件以外的所有活动构件。从动件：除原动件以外的

18、所有活动构件。例例2-1 2-1 试绘制内燃机的机构运动简图试绘制内燃机的机构运动简图气缸体气缸体1活塞活塞2进气阀进气阀3排气阀排气阀4连杆连杆5曲轴曲轴6凸轮凸轮7顶杆顶杆8齿轮齿轮10解：解：1 1）分析运动，确）分析运动，确定构件的类型和数量定构件的类型和数量 2 2）确定运动副的类型）确定运动副的类型和数目和数目 3 3）选择视图平面）选择视图平面 4 4）选取比例尺，根）选取比例尺，根据机构运动尺寸，定出据机构运动尺寸，定出各运动副间的相对位置各运动副间的相对位置 5 5）画出各运动副和）画出各运动副和机构符号，并表示出各机构符号，并表示出各构件构件内燃机工作原理课 堂 小 结3 3、能绘制出机构运动简图。、能绘制出机构运动简图。 1 1、认识机器的组成，掌握机器、认识机器的组成，掌握机器、机构、构件、零件的基本概念及正确机构、构件、零件的基本概念及正确识别；识别； 2 2、明确本课程学习目标；、明确本课程学习目标；机械的典型例子：龙门起重机机械的典型例子：龙门起重机( (一一) )汽车的