项目一 任务一 平面机构的结构分析(课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（人民邮电版）

项目一 汽车常用机构 任务一 平面机构的结构分析 任务二 汽车常见四杆机构 任务三 汽车凸轮机构与棘轮机构 任 务 一 平面机构的结构分析 汽车常用的机构有刮水器机构、前轮转向机构、内燃机配气机构等。这些机构的各组成部分之间是通过运动副连接的。那么，内燃机配气机构采用了哪些运动副？内燃机配气机构的各构件之间具有确定的相对运动。那么，内燃配气机构具有确定相对运动的条件是什么？ 【任务引入】 图1-1 内燃机配气机构 1—挺柱 2—气门 3—弹簧 4—摇臂 5—推杆 6—凸轮 机构是多个构件的实体组合，且各构件之间具有确定的相对运动。使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接为运动副。然而，任意拼凑的构件组合不一定能够运动，即使能够运动，也不一定具有确定的运动。因此，掌握运动副知识和机构具有确定相对运动的条件非常必要。 【任务分析】 图1-1 内燃机配气机构 1—挺柱 2—气门 3—弹簧 4—摇臂 5—推杆 6—凸轮 1．掌握平面机构的组成。 2．掌握运动副的概念、形式和符号。 3．能够绘制平面机构运动简图。 4．掌握机构具有确定相对运动的条件。 【学习目标】 一、平面机构的组成 二、机构运动简图的绘制 三、机构具有确定相对运动的条件 【相关知识】 构件在同一平面或在相互平行的平面内运动的机构。 平面机构 同一平面 相互平行的平面 至少有两个构件能在三维空间中相对运动。 常用的机构大多数为平面机构。 平面机构： 空间机构： 机 构 分 类 空间机构 一、平面机构的组成 1.构件的自由度 自由度：构件可能出现的独立运动。 一个做平面运动的自由构件有3个自由度。 2.运动副 运动副：两个构件直接接触又能产生一定相对运动的连接称为运动副。 轴与轴承 传动齿轮 约束：对构件独立运动的限制。 活塞与连杆 点接触 线接触 面接触 （1）面接触--低副； 运动副中两个构件的接触形式主要有点、线、面（运动副元素）三种。 （2）点或线接触--高副。 移 动 副 回 转 副 回 转 副 ①回转副：组成运动副的两构件，只能绕某一轴线在一个平面内做相对转动的运动副； （1）低副 面接触的接触部分压强较低，不易磨损，使用寿命较长。 ②移动副：组成运动副的两个构件，只能沿某一方向做相对直线运动的运动副。 （2）高副 齿 轮 副 凸 轮 副 点接触或线接触的接触部分压强较高，故容易磨损。 高副提供约束及自由度情况： 引入1个约束，保留2个自由度。 低副提供约束及自由度情况： 引入2个约束，保留1个自由度。 回转副 移动副 平面机构自由度与约束情况 根据组成运动副的两构件之间的相对运动是平面运动还是空间运动，运动副可分为平面运动副和空间运动副。 螺旋副 球面副 空间运动副 机 架- 原动件- 从动件- 按给定运动规律独立运动的活动构件必有一个。 其余活动构件，其活动取决于原动件的运动规律及机构的组成情况。 固定构件只有一个。 构 件 机构由构件和运动副组成。 3.组成机构的构件类型 二、机构运动简图的绘制 回转 副 （1）运动副的表示方法 1.机构运动简图图形符号 若构件固连在一起，则涂以焊接记号；画有斜线的构件代表机架。 移 动 副 凸 轮 副 齿 轮 副 齿轮副外啮合 齿轮副内啮合 （2）构件的表示方法 两 副 构 件 轴、杆等构件图形符号的图线用两倍粗实线表示，块类构件图形符号用小方块表示。 三 副 构 件 步骤如下： ① 分析机构的运动情况，找出机构的机架、原动件和从动件。 ② 分析构件间相对运动的性质，确定运动副的类型。 ③ 以与机构运动平面相平行的平面作为绘制运动简图的平面。 ④ 按比例尺用规定的符号和线条绘制机构运动简图。 2.机构运动简图的绘制方法和步骤 例1-1 绘制图示0-6单缸内燃机的运动简图。 1—活塞 2、8—推杆 3—凸轮轴 4—大齿轮 5—小齿轮 6—曲轴 7—连杆 9-气缸体 10-凸轮 自由度计算公式： 设平面机构有n个活动构件，PL个低副，PH个高副。 F = 3n-2PL-PH F = 33-24-0 = 1 机构的自由度是指机构中各构件相对于机架所具有的独立运动数目。 三、机构具有确定相对运动的条件 1.机构的自由度 n = 3，PL = 4，PH= 0 解： n = 3，PL = 4，PH= 0 F = 3n–2PL–PH = 3×3–2×4–0 = 1 解： n = 2，PL = 2，PH= 1 F = 3n–2PL–PH = 3×2–2×2–1 = 1 解： 计算实例 n = 5，PL = 7，PH= 0 F = 3n–2PL–PH =