2汽车常见四杆机构

节目目录录2.1曲曲柄柄连连杆杆机机构构2.2转转向向传传动动机机构构2.3四四杆杆机机构构的的特特性性菜单2.2汽汽车车常常见见四四杆杆机机构构1））掌掌握握汽汽车车机机械械中中常常用用传传动动机机构构的的工工作作原原理理、、特特点点、、选选用用及及其其设设计计计计算算方方法法。。2））具具有有运运用用标标准准、、规规范范、、手手册册、、图图册册等等有有关关技技术术资资料料的的能能力力。。3））了了解解使使用用、、维维护护和和管管理理机机械械设设备备的的一一些些基基础础知知识识。。本篇篇的的学学习习目目标标为什什么么汽汽车车能能转转向向自自如如？？为什什么么雨雨天天刮刮雨雨器器能能把把汽汽车车前前窗窗水水滴滴刮刮干干净净？？为什什么么汽汽车车转转弯弯不不与与地地面面打打滑滑？？为什什么么卡卡车车能能自自卸卸翻翻斗斗？？为什什么么汽汽车车车车门门能能开开关关自自如如？？这就就是是汽汽车车中中存存在在许许许许多多多多的的平平面面连连杆杆机机构构。。导入入：：概述述连杆杆机机构构———用用低低副副联联接接构构件件组组成成的的机机构构，，又又称称低低副副机机构构。。连杆杆机机构构用用于于：：转转动动、、摆摆动动、、移移动动等等运运动动形形式式之之间间的的转转换换。。连杆杆机机构构应应用用广广泛泛,而且是组成多多杆机构的基基础。最简单的平面面连杆机构是是由四个构件件组成的，简简称平面四杆机构。汽车的转向向机构和刮雨雨器机就是由由平面连杆机机构组成。一、平面连杆杆传动机构是由若干个构构件用低副联联接并作平面面运动的机构构。二、平面连杆杆传动机构特特点运动副为低副副，压强小、、磨损轻、寿寿命较长；表表面形形状简单，易易于加工、成成本较低。1曲柄机机构平面连杆机构构的应用：实例3：发动机活塞塞连杆机构实例2：汽车刮雨器器实例1：机车车轮联联动机构三、铰链四杆杆机构当四杆机构中中的运动副都都是转动副时时，称为铰链四杆机构构。如图1所示。。连架杆连杆机架图1曲柄:能做整周转动动的连架杆。。摇杆：仅能在某一角角度摆动的连连架杆。按照连架杆是是曲柄还是摇摇杆，将铰链链四杆机构分分为三种基本本型式：曲柄摇杆机构构双曲柄机构双摇杆机构铰链四杆机构构基本型式：：1、曲柄摇杆杆机构:铰链四杆机构构中，若两个个连架杆，一一个为曲柄，，另一个为摇摇杆。功能：将转动动转换为摆动动，或将摆动动转换为转动动。图2所示为调调整雷达天线线俯仰角的曲曲柄摇杆机构构。图3所示为缝缝纫机的踏板板机构。图2雷达天天线俯仰角调调整机构图3缝纫机机的踏板机构构曲柄为从动件件，机构工作作时会出现什什么现象？2、双曲柄机机构图4插床双双曲柄机构两连架杆均为为曲柄的铰链链四杆机构称称为双曲柄机构。图5平行四四边形机构及及其不确定性性在双曲柄中常常见的是平行行四边形机构构，但平行四四边形会出现现运动的不确确定。平行四边形机机构利用错列机构构克服平行四四边形机构不不确定性状态态机车联动机构构利用辅助曲柄柄消除平行四四边形机构的的运动不确定定状态车门启闭机构构平行四边形机机构的应用例例子图7车门门启闭机构惯性筛图8所示为起起重机机构.3、双摇杆机机构两连架杆均为为摇杆的铰链链四杆机构称称为双摇杆机构。功能:将一种种摆动转换成成另一种摆动动。图8港口起起重机双摇杆机构应应用实例：飞机起落架图9飞机起起落架两摇杆长度相相等的双摇杆杆机构，称为为等腰梯形机机构。2转向传传动机构汽车前轮转向向机构汽车转向机构构方向盘是怎样样把运动传递递给车轮的呢呢？补充：一、铰铰链四杆机构构类型的判别别铰链四杆机构构中是否存在在曲柄，取决决于机构各杆杆的相对长度度和机架的选选择。如图10各杆杆长度以l1、l2、l3、l4表示。为了保保证曲柄1整整周回转，曲曲柄1必须能能顺利通过与与机架4共线线的两个位置置AB’和AB’’。图10曲曲柄存在的条条件分析当曲柄处于AB’时，，形成三角形形B’C’D。根据三角角形两边之和和必大于第三三边，可得l2≤（l4-l1）+l3l3≤（l4-L1）+l2即：l1+l2≤l3+l4l1+l3≤l2+l4当曲柄处于AB”位置时时，形成三角角形B”C””D。可写出出以下关系式式：l1+l4≤l2+l3将以上三式两两两相加可得得：l1≤l2l1≤l3l1≤l4曲柄存在的必必要条件：(2)连连架杆和机架架中必有一个个是最短杆。。（1）最短短杆与最长杆杆长度之和小小于或等于其其余两杆长度度之和。根据以上分析析可知：如何得到不同同类型的铰链链四杆机构？当各杆长度不不变时，取不不同杆为机架架就可以得到到不同类型的的铰链四杆机机构。（1）取最短短杆相邻的构构件（杆2或杆4）为机架架时：为曲柄柄摇杆机构图11（2）取最短短杆为机架为为双曲柄机构构。其连架杆2和和4均为曲柄柄（3）最短杆杆的对边（杆杆3）为机架架（最短杆杆为连杆）两连架杆2和和4都不能整整周转动故图所示为双双摇杆机构。。铰链四杆机构构存在曲柄的的必要条件最短杆和最长长杆长度之和和小于或等于于其余两杆长长度之和。满足这个条件件的机构究竟竟有一个曲柄柄、两个曲柄柄或没有曲柄柄，还需根据据取何杆为机机架来判断。。当最短杆和最最长杆长度之之和大于其余余两杆长度之之和时，则不不论取哪个构构件为机架，，都无曲柄存存在，为双摇摇杆机构。二、铰链四杆杆机构的演化化1.回转转副转化成移移动副曲柄摇杆机构构曲柄滑块机构构演化：回转副D→移动副图12曲柄滑块机构构的演化铰链四杆机构构的演化：曲柄滑块机构构类型偏置曲柄滑块块机构，e≠0，滑块运动线线与曲柄回转转中心不共线线；对心曲柄滑块块机构，e=0，滑块块运动线与曲曲柄回转中心心共线；应用：活塞式内燃机机，空气压缩缩机，冲床等等。特点：曲柄等速回转转，滑块具有有急回特性性。１２４３滑块导杆ＢＡＣ１２３ＢＡＣe曲柄滑块机构构的应用：自自动送料机构构2．导杆机构构图a）所示为为曲柄滑块机机构。若取曲柄为机机架，则为演演变为导杆机机构，如图b）所示。a.若L1<L2，则为转动导导杆机构。b.若L1>L2，则为摆动导导杆机构。图13牛头头刨床的摆动动导杆机构回转导杆机构构（简易刨床的的主运动机构构）实例3．摇块机构构图a）所示的的为曲柄滑块机构构。若取杆2为固固定件，即可可得图c）所所示的摆动滑滑块机构，或或称摇块机构构。图14自卸卸卡车翻斗机机构及其运动动简图摇块机构广泛泛应用于摆动动式内燃机和和液压驱动装装置内。如图图16所示自自卸卡车翻斗斗机构及其运运动简图。在在该机构中，，因为液压油油缸3绕铰链链C摆动，故故称为摇块。。4．定定块机机构若取块块3为为固定定件，，即可可得图图d））所示示的固固定滑滑块机机构或或称定定块机机构。。图a））所示示曲柄柄滑块块机构构。图15所所示为为抽水水唧筒筒机构构及其其运动动简图图5．偏偏心轮轮机构构图示为为偏心心轮机机构。。A、、B之之间的的距离离e称称为偏偏心距距。e在图示示的曲曲柄滑滑块机机构中中，将将转动动副B扩大大，则则图a所示示的曲曲柄滑滑块机机构，，可等等效为为图b所示示的机机构。。6．双双滑块块机构构曲柄滑滑块机机构演演化为为具有有两个个移动动副的的四杆杆机构构，称称为双双滑块块机构构。曲柄移移动导导杆机机构将圆弧弧槽mm的的半径径逐渐渐增至至无穷穷大，，则图图2b所示示机构构就演演化为为图示示的机机构。。此时时连杆杆2转转化为为沿直直线mm移移动的的滑块块2；；转动动副c则变变成为为移动动副，，滑块块3转转化为为移动动导杆杆。（1））两个个移动动副不不相邻邻，如如图示示。这这种机机构从从动件件3的的位移移与原原动件件转角角的正正切成成正比比，故故称为为正切切机构构。（2））两个个移动动副相相邻，，且其其中一一个移移动副副与机机架相相关连连，如如图示示。这这种机机构从从动件件3的的位移移与原原动件件转角角的正正弦成成正比比，故故称为为正弦弦机构构。（3））两个个移动动副相相邻，，且均均不与与机架架相关关连，，如图图示这这种机机构的的主动动件1与从从动件件3具具有相相等的的角速速度。。滑块联联轴器器滑块联联轴器器就是是这种种机构构的应应用实实例，，它可可用来来连接接中心心线不不重合合的两两根轴轴。（4））两个个移动动副都都与机机架相相关连连。所示椭椭圆仪仪就是是这种种机构构的例例子。。当滑滑块1和3沿机机架的的十字字槽滑滑动时时，连连杆2上的的各点点便描描绘出出长短短不同同的椭椭圆。。椭圆仪仪曲柄摇摇杆机机构的的主要要特性性有。。1.急急回回特性性2.压压力与与传动动角3.死死点点3四四杆杆机构构的特特性1．急急回运运动如图27所所示为为一曲曲柄摇摇杆机机构，，其曲曲柄AB在在转动动一周周的过过程中中，有有两次次与连连杆BC共共线。。在这这两个个位置置，铰铰链中中心A与C之间间的距距离AC1和AC2分别为为最短短和最最长，，因而而摇杆杆CD的位位置C1D和C2D分别别为其其两个个极限限位置置。摇摇杆在在两极极限位位置间间的夹夹角称为摇摇杆的的摆角角。图27曲柄摇摇杆机机构的的急回回特性性当曲柄柄由AB1顺时针针转到到AB2时，曲曲柄转转角1=180+，这时时摇杆杆由C1D摆到到C2D，摆摆角为为；而当当曲柄柄顺时时针再再转过过角度度2=180-时，摇摇杆由由C2D摆回回C1D，其其摆角角仍然然是。虽然然摇杆杆来回回摆动动的摆摆角相相同，，但对对应的的曲柄柄转角角不等等(12);当当曲柄柄匀速速转动动时,对应应的时时间也也不等等(t1>t2)，从从而反反映了了摇杆杆往复复摆动动的快快慢不不同。。令摇杆杆自C1D摆至至C2D为工工作行行程，，这时时铰链链C的的平均均速度度是v1=C1C2/t1；摆杆杆自C2D摆回回至C1D为空空回行行程，，这时时C点点的平平均速速度是是v2=C1C2/t2，v1<v2，表明明摇杆杆具有有急回回运动动的特特性。。牛头头刨床床、往往复式式运输输机等等机械械就利利用这这种急回特特性作作用：：来缩短短非生生产时时间，，提高高生产产率。。急回特特性可可用行程速速比系系数K表示，，即整理后，可得极极位夹夹角的的计算算公式式：θ↑K↑↑急回回特性性越显显著———导导致机机器动动载↑↑冲冲击↑↑一般：：K≤≤2，∴θ为锐锐角。。1)压压力角角a(分析)从动件所受受力F与受力点速速度Vc所夹的锐角角a。a愈小，Fn越小小，机构传传动性能愈愈好。Ft——有有效分力Fn——有有害分力2．压力角角和传动角角图28压力角与传传动角2)传动角角——连杆与从动动件所夹的的锐角g=900-a。g越大，机构构的传动性性能越好，，一般g