6.2 平面连杆机构及其在汽车中的应用（课件）-《汽车机械基础》同步精品课堂（机工版·第2版）

同步精品课程——中职专业课 第6章 汽车常用机构 6.2 平面连杆机构及其在汽车中的应用 《汽车机械基础》（第2版） 机工版 1 知识目标 掌握平面连杆机构的概念、特点及类型。 教学目标 加工工表明 导入情景 6.2.1 平面连杆机构的特点 平面连杆机构是指由一些刚性构件(简称“杆”)通过转动副和移动副连接而成的机构且机构内各构件的相对运动都在同一平面内或相互平行的平面内。平面连杆机构又称平面低副机构，如图6-5所示的曲柄滑块机构和天线调节机构都属于平面连杆机构。 01 新知学习 平面连杆机构具有以下主要特点。 1)由于低副是面接触，因此压强小、便于润滑，磨损小。 2)运动副的接触面为圆柱而或平面，形状简单，因而制造容易。 3)平面连杆机构结构简单，工作可靠，能满足多种运动规律和运动轨迹的要求。 4)不适用于高速传动。 5)对于多杆机构，因构件和运动副数目多，传动精度较低且设计困难。 6.2.2 平面连杆机构的类型 平面连杆机构的种类繁多，运动形式多样，应用广泛。这里只介绍几种常见的平面连杆机构。 02 新知学习 1.铰链四杆机构及其在汽车中的应用 由四个构件通过转动副连接而成的平面连杆机构，称为铰链四杆机构，如图6-6a所示。 机构中的固定件4称为机架，与机架直接相连的杆1和杆3称为连架杆，连接两连架杆的杆2称为连杆。 能绕与机架相连的固定铰链做整周转动的连架杆，称为曲柄;只能在小于360°的某一角度内摆动的连架杆，称为摇杆。因此，根据连架杆运动形式不同，铰链四杆机构可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本形式。 02 新知学习 (1)曲柄摇杆机构 两个连架杆中，一个为曲柄、另一个为摇杆的铰链四杆机构，称为曲柄摇杆机构。图6-7所示的缝纫机踏板机构就属于曲柄摇杆机构，它可以将主动件3(踏板)的摆动转变为从动件I(曲柄)的转动，图6-8所示的碎石机也是一种曲柄摇杆机构，它可以把主动件AB杆的转动转变为从动件CD杆的摆动。因此，曲柄摇杆机构能完成两种运动形式的转换，即 1)将曲柄整周的转动转换为摇杆的往复摆动。 2)将摇杆的往复摆动转变为曲柄的整周转动。 02 新知学习 (2)双曲柄机构 图6-9所示的机车车轮联动机构中，两个连架杆均做整周旋转，即两个连架杆都是曲柄，这种机构称为双曲柄机构。该机构中，如果两曲柄长度相等，连杆与机架的长度也相等，这种双曲柄机构称为平行双曲柄机构。这种机构在工作时，两曲柄回转方向相同，角速度相等。但双曲柄机构在实际工作中还存在一种特别的情况，如图6-10所示，主动曲柄1回转方向不变，各构件恰好位于同一直线AD上时，则从动曲柄3的回转方向不确定，有可能变为反向双曲柄机构，这时两曲柄回转方向相反，角速度不等。 02 新知学习 反向双曲柄机构应用较少，图6-11所示的汽车车门启闭机构即为反向双曲柄机构。主动曲柄AB转动时，通过连杆BC使从动曲柄CD向反方向转动，从而保证两车门能同时开闭到预定位置。 02 新知学习 在生产实际中，为防止平行双曲柄机构转化为反向双曲柄机构，可采用机构错位配置的方法来解决。机构错位配置是指使平行双曲柄机构杰同时处于可能反向的位置，来保证机构正常运转，如图6-12所示的机车车轮联动机构利用错列配置和增加平行曲柄来消除这种位置的运动不确定状态。 02 新知学习 (3)双摇杆机构 铰链四杆机构中，如果两连架杆都是摇杆，则称为双摇杆机构。图6-13所示为自御翻斗车的双摇杆机构，AD杆为车架，当液压缸中的活塞向右运动时，带动双摇杆AB、CD向右摆动，使车御货。图6-14所示为汽车前轮转向机构，该机构是两摇杆长度相等的双摇杆机构。 02 新知学习 2. 曲柄滑块机构 图6-15所示为曲柄滑块机构，由滑块、连杆、曲柄和机架四个构件通过转动副和移动副连接而成。这是常见的含有一个移动副的平面四杆机构。在图6-15中，当曲柄AB旋转到与连杆BC成一直线时，滑块C的两个极限位置C1和C2之间的距离H，称为滑块的行程。它与曲柄的长度r存在如下关系 H=2r 02 新知学习 在曲柄滑块机构中，当滑块为主动件时，机构可将滑块的往复运动转变为曲柄的转动常用于内燃机、蒸汽机等机器中，如发动机的活塞连杆机构(图 6-16a)，当曲柄为主动件时机构可将曲柄的转动转变为滑块的往复运动，常用于压力机(图6-16b)、自动送料机构(图6-16c)、自动搓丝机构(图6-16d)等机器设备中。 02 新知学习 6.2.3 平面连杆机构的工作特性 1.死点位置 在图6-15所示的曲柄滑块机构中，当滑块C为主动件，曲柄AB为从动件，连杆BC与曲柄AB共线时，机构处于极限位置，连杆BC施加在曲柄AB上的力恰好通过转动中心A，无论作用力有多大，其转动力矩都为零，因此不能推动曲柄转动。机构所处的这种