汽车构造 课件 3-4平面四杆机构的特性

模块三汽车常用机构

平面连杆机构

铰链四杆机构铰链四杆机构的演化平面四杆机构的特性凸轮机构平面四杆机构的特性1.能叙述平面四杆机构的三种特性。2.能叙述急回特性。3.能识别压力角与传力角，并判断对机构传力性能的影响。4.能识别死点位置并分析其在汽车上的应用。学习目标平面四杆机构的特性一、急回特性引导问题：曲柄摇杆机构中，曲柄做匀速整周回转时，摇杆做往复的摆动，请同学们思考：往复摆动的速度是否一样？为何要如此设计？曲柄摇杆机构中主动件曲柄做匀速回转时，摇杆做变速的往复摆动。在往复运动中，一般只用一个行程完成工作，称为工作行程；另外一个行程不承受工作载荷，称为空回行程。平面四杆机构的特性图3-4-1所示的曲柄摇杆机构，设定曲柄AB为原动件，摇杆CD为从动件。在曲柄回转一周的过程中，曲柄AB与连杆BC有两次共线，这时摇杆CD分别处于左、右两个极限位置C1D和C2D，摆角为ψ。当摇杆处于两极限位置时，曲柄在两极限相应位置时所夹的锐角θ称为极位夹角。平面四杆机构的特性机构的急回特性常用行程速比系数K表示，即在曲柄摇杆机构中，有无急回特性取决于极位夹角θ，θ值越大，K值越大，急回特性越明显。平面机构应用急回特性可以节省空间，提高生产率。平面四杆机构的特性二、压力角与传动角引导问题：曲柄摇杆机构中，曲柄做主动件，摇杆做从动件时，连杆与摇杆之间所夹锐角γ称为传动角。实际应用中，为了度量方便，通常以γ来判断机构的传力性能。请思考在曲柄摇杆机构的一个工作循环中，传动角最小值处于什么位置？在图3-4-2所示的曲柄摇杆机构中，设曲柄AB为原动件，摇杆CD为从动件。若忽略各构件的质量和运动副中的摩擦，则曲轴通过连杆作用于摇杆上C点的力F沿BC方向，它与受力点C的绝对速度vC之间所夹的锐角称为压力角，用α表示。力F沿vC方向的分力Ft=Fcosα，是推动从动件运动的有效分力；而沿摇杆轴心线方向的分力Fn=Fsinα，会增大运动副中的摩擦和磨损，对传动机构不利，故称为有害分力。平面四杆机构的特性显然压力角α越小，有效分力Ft越大，Fn越小，机构的传动性能越好。连杆与摇杆之间所夹锐角γ称为传动角，与压力角互为余角。压力角和传动角是反映机构传动性能的重要标志。压力角越小，传动角越大，机构的传力效果越好。传动角γ越小则摩擦与磨损越大，传动效率越低，甚至可能使机构发生自锁现象。实际应用中，为了度量方便，通常以γ来判断机构的传力性能。平面四杆机构的特性三、死点位置引导问题：在曲柄摇杆机构中，如果摇杆CD为原动件，曲柄AB为从动件时，当从动件AB与连杆共线时，传动角为多少度？此时会发生什么现象？如图3-4-3所示的曲柄摇杆机构中，若摇杆CD为原动件，曲柄AB为从动件，则当摇杆CD处于两极限位置时，从动曲柄AB与连杆BC共线，主动摇杆CD通过连杆BC传给从动曲柄AB的作用力通过曲柄的转动中心A。此时，曲柄的压力角α=90°（曲轴通过连杆作用于摇杆上C点的力F沿BC方向，它与受力点C的绝对速度vC之间所夹的锐角称为压力角），传动角γ=0°（上述压力角的余角），连杆作用于曲柄上的力对转动中心A点不产生力矩，无法推动曲柄传动，所以曲柄不能转动。曲柄摇杆机构所处的这个位置，称为死点位置。平面四杆机构的特性当机构处于死点位置时，从动件将出现不能转动或运动方向不确定的现象。为使机构能通