汽车机械基础：任务四平面连杆机构认识与应用

1、任务四 平面连杆机构认识与应用汽车机械基础课程一平面连杆机构的类型与应用二连杆机构的特性分析及应用三连杆机构构件的结构、材料及失效形式教学内容一平面连杆机构的类型与应用什么是铰链四杆机构？铰链四杆机构如何组成？铰链四杆机构的基本型式与应用有哪些？平面连杆机构的组成、特点1. 平面连杆机构 由若干个构件用低副联接并作平面运动的机构。2. 平面连杆机构特点 运动副为低副，压强小、磨损轻、寿命较长；表面形状简单，易于加工、成本较低。应用：转动、摆动、移动等运动形式之间的转换。问题导入平面连杆机构的应用实例1：机车车轮联动机构实例2：汽车刮雨器问题导入平面连杆机构的应用实例3：发动机活塞连杆机构平面连

2、杆机构都有哪些基本类型呢？又有哪些应用呢？1、铰链四杆机构 当四杆机构中的运动副都是转动副时，称为铰链四杆机构。 组成 机架 连杆 连架杆分析讨论一平面连杆机构的类型与应用分析讨论 曲柄: 能做整周转动的连架杆。（杆AB） 摇杆：仅能在某一角度摆动的连架杆。（杆CD）铰链四杆机构的基本型式按照连架杆是曲柄还是摇杆，将铰链四杆机构分为三种基本型式：分析讨论（1） 曲柄摇杆机构（2） 双曲柄机构（3）双摇杆机构（1）曲柄摇杆机构两个连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆。运动特点：转动 摆动曲柄摇杆机构应用实例汽车雨刮曲柄摇杆机构应用实例-搅拌器曲柄摇杆机构应用实例卫星接收装置曲柄摇杆机构应用实例缝纫

3、机脚踏板曲柄摇杆机构应用实例踏步机（2）双曲柄机构两个连架杆均为曲柄。运动特点：转动 转动双曲柄机构应用实例惯性筛双曲柄机构应用实例平行四边形机构机车驱动轮联动机构双曲柄机构应用实例反向平行四边形机构车门启闭机构（3）双摇杆机构两个连架杆均为摇杆。运动特点：摆动 摆动双摇杆机构应用实例港口起重机双摇杆机构应用实例飞机起落架双摇杆机构应用实例风扇摇头分析讨论2. 铰链四杆机构的演化形式（1）曲柄滑块机构应用实例： 内燃机中的活塞连杆机构活塞即滑块是原动件，连杆，曲柄是从动件。分析讨论分析讨论铰链四杆机构的演化形式（1）曲柄滑块机构其它构件做机架会变成什么机构？4-机架分析讨论铰链四杆机构的演化形

4、式（2）转动导杆机构1-机架4-导杆简易刨床的主运动机构分析讨论铰链四杆机构的演化形式摆动导杆机构4-导杆牛头刨床的主运动机构分析讨论铰链四杆机构的演化形式（3）摇块机构2-机架自卸车翻斗机构摆动油泵分析讨论铰链四杆机构的演化形式（4）定块机构3-机架抽水唧筒分析讨论铰链四杆机构的演化形式（5）偏心轮机构当曲柄尺寸较小时，由于结构和强度的需要,常常将曲柄改成为的一个几何中心与其回转中心不相重合的圆盘分析讨论铰链四杆机构的演化形式偏心轮机构腭式破碎机分析讨论铰链四杆机构的演化形式（6）双转块、双滑块机构双转块机构曲柄滑块机构演化为具有两个移动副的四杆机构。双滑块机构分析讨论铰链四杆机构的演化形式

5、双转块、双滑块机构双转块机构-十字滑块联轴器曲柄滑块机构演化为具有两个移动副的四杆机构。分析讨论铰链四杆机构的演化形式双转块、双滑块机构双滑块机构-椭圆仪曲柄滑块机构演化为具有两个移动副的四杆机构。分析讨论铰链四杆机构的演化形式双转块、双滑块机构双滑块机构缝纫机针曲柄滑块机构演化为具有两个移动副的四杆机构。 二 平面连杆机构的运动特性 1. 急回特性 2. 传力性、压力角与传动角3. 死点1.急回特性 摇杆： 工作行程平均速度是：v1=C1C2/t1； 空回行程平均速度是：v2=C1C2/t2， 因 t1 t2 , 所以 v1 v2 ， 这表明摇杆具有急回运动的特性。牛头刨床、往复式运输机等机

6、械就利用这种急回特性作用，来缩短非生产时间，提高生产率。 1.急回特性急回特性可用行程速比系数K表示，即 可得极位夹角的计算公式：1.急回特性讨论分析：除了曲柄摇杆机构，还有哪些机构有急回特性呢？对心式曲柄滑块机构，因其0，故无急回特性 摆动导杆机构总结平面四杆机构具有急回特性的条件是： 1）原动件等角速整周转动， 即曲柄为原动件； 2）从动件作往复运动； 3）极位夹角满足0。2.机构的传力性、压力角和传动角1) 压力角 从动件所受力F 与受力点速度Vc 所夹的锐角 a 。a愈小， Fn越小，机构传动性能愈好。Ft有效分力Fn有害分力2) 传动角 连杆与从动件所夹的锐角g： g = 900-a

7、。 gmax900时，a0 Ft=F，传力性能最好。g太小机构易自锁，必须限制gmin，以保证机构正常工作。最小传动角出现在曲柄与机架共线的位置。曲柄摇杆机构最小传动角的位置讨论分析:曲柄为主动件传动时,最小传动角出现在曲柄与滑块移动方向线垂直的位置最小传动角的位置讨论分析:偏置曲柄滑块机构最小传动角的位置讨论:导杆机构：当以曲柄为主动件时，在任何情况下 =0，=90导杆机构F 3. 死点 机构处于压力角=90（传力角=0）的位置时，驱动力的有效力为0。无论驱动力多大，均不能使从动件运动的位置，称为死点。曲柄摇杆机构：当以摇杆为主动件，死点出现在曲柄与连杆共线的位置，此时力对A点不产生力矩，因此不能使曲柄转动。死点位置举例死点位置分析：曲柄滑块机构（滑块为主动件）死点出现在曲柄与连杆共线的位置3.4 四杆机构的工作特性 死点位置分析：摆动导杆机构（以导杆为主动件）死点出现在曲柄与导杆垂直的位置 死点的缺陷死点会使机构的从动件出现卡死或运动不确定的现象。可以利用回转机构的惯性或添加辅助机构或错列来克服。缝纫机（加大飞轮）内燃机（错列+飞轮）飞机起落架夹具 死点的利用快速夹具三、连杆机构构件的结构、材料及失效形式连杆机构应用于内燃机，结构如图2-26a)所示。内燃机中，一般几个曲柄通过铸造、段造等工艺方