项目9常用机构的认识与选用.docx
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项目9常用机构的认识与选用
幻灯片1
项目9常用机构的认识与选用
科学技术出版社
幻灯片2
知识目标
1·了解平面连杆机构、凸轮等汽车常用机构的分类
掌握平面连杆机构、凸轮等汽车常用机构特点和作用。
2·理解机械、机器、机构和运动副的基本概念。
技能目标
1·观察平面连杆机构和凸轮在汽车上的应用。
2·会安装、演示平面四杆机构；能正确拆装汽车上凸轮轴。
重点难点提示
1·平面连杆机构特性的归纳需要同学仔细观察而得。
2·汽车凸轮轴的拆装要按工艺手册规范操作。
幻灯片3
任务一平面连杆机构的认识
任务分析：
本任务实施时先学生根据教师提供材料来安装四杆机构，然后演示铰链四杆机构并进行归纳。
可以三人一组，A生负责装配演示，B生负责记录相关内容，C生负责材料工具的传递。
任务实施过程中培养学生的动手能力，合作能力。
过程按备料→连接→演示→分析→总结按步进行。
简述任务
1·会正确安装铰链四杆机构。
2·会正确演示铰链四杆机构。
幻灯片4
任务一平面连杆机构的认识
一、观察简易铰链四杆机构的结构
幻灯片5
任务一平面连杆机构的认识
二、铰链四杆机构组成
（1）铰链四杆机构中，固定不动的构件称为机架（图9-1中a杆）。
机构中不与机架相连的构件称为连杆（图中9-1c杆）。
机构中与机架用低副相连的构件称为连架杆（图9-1中b,d杆）。
（低副—两构件以面接触的运动副）
（2）曲柄—与机架用转动副相连且能绕该转动副轴线整圈旋转的构件。
摇杆—与机架相连但只能绕该转动副轴线摆动的构件。
幻灯片6
任务一平面连杆机构的认识
三、铰链四杆机构曲柄存在的条件
1.最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和
2.连架杆与机架中必有一个是最短杆；图示为1<3<4<2.（必须1、2或4作为机架）根据曲柄存在条件，可以推论出铰链四杆机构三种基本类型的判别方法：
（1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，则：
①取最短杆为连架杆时，构成曲柄摇杆机构；
②取最短杆为机架时，构成双曲柄机构；
③取最短杆为连杆时，构成双摇杆机构。
3.若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则无曲柄存在，只能构成双摇杆机构。
幻灯片7
任务一平面连杆机构的认识
四、铰链四杆机构的演化
1.曲柄滑块机构
应用于内燃机中的活塞连杆机构
幻灯片8
任务一平面连杆机构的认识
四、铰链四杆机构的演化
2.反向双曲柄机构
车门开启机构，采用的是反向平行双曲柄机构。
主动曲柄AB转动时，通过连杆BC使从动曲柄CD反向转动，保证二扇车门的同时开启和关闭至各自的预定位置。
幻灯片9
任务一平面连杆机构的认识
四、铰链四杆机构的演化
3.曲柄摇杆机构
自卸载货汽车的翻斗机构。
当液压缸中输入压力油时，活塞杆向右伸出，通过左边的摇杆和连杆推动右边的摇杆摇动，从而使车斗中的货物自动卸下。
幻灯片10
任务一平面连杆机构的认识
五、汽车雨刮器的观察与分析
电动刮水器一般由电机总成、底板、拉杆、摆杆、刷架、刮臂和刮水片等组成，如左图所示。
幻灯片11
任务一平面连杆机构的认识
六、机器和机构
（1）机器
机器的种类繁多（如汽车、机床等）,用来变换或传递能量,以代替人的劳动。
尽管它们的形态、性能、结构各异,但都具有以下共同特征:
1）是一种人为实体的组合；
2）各实体之间具有确定的相对运动；
3）能进行能量、物料或信息的变换与传递,并完成有用的机械功或实现能量转换。
1.机器和机构
幻灯片12
任务一平面连杆机构的认识
六、机器和机构
1.机器和机构
（2）机构
机构由具有确定的相对运动的构件组成，机器能完成有用的机械功或转换机械能，而机构只是完成传递运动、力或改变运动形式的实体合如曲柄连杆机构
幻灯片13
任务一平面连杆机构的认识
六、机器和机构
1.机器和机构
（3）构件
构件就是机构中的运动单元。
构件可以是一个独立的零件,也可以是由几个零件刚性地连接组成的，如连杆组合。
幻灯片14
任务一平面连杆机构的认识
六、机器和机构
1.机器和机构
（4）零件——零件是最小的制造单元如活塞、螺栓等。
从运动角度看,构件是一个具有独立运动的单元体,机构由具有确定的相对运动的构件组成。
构件可以是一个独立的零件,也可以是由几个零件刚性地连接组成的。
从制造的角度看,机器是由若干零件组成的,零件是最小的制造单元。
较复杂的机器是先由零件组装成部件,再由零件和部件组装成机器。
幻灯片15
任务一平面连杆机构的认识
六、机器和机构
2.机器的组成
一般来说，机器由原动部分、工作（执行）部分、传动部分、控制系统及一些辅助装置等组成。
幻灯片16
任务一平面连杆机构的认识
六、机器和机构——
机器组成作用
组成部分
作用
原
动
机
是驱动整个机器以完成预定功能的动力源。
它把其它形式的能量转换为机械能。
原动机的动力输出绝大多数呈旋转运动的状态，输出一定的转矩。
原动机经历了如下发展过程：
人力、畜力——水力机、风力机——蒸汽机、内燃机、汽轮机、电动机
执行部分
是用来完成机器预定功能的组成部分，一部机器可以只有一个执行部分，也可以把机器的功能分解成好几个执行部分。
传动部分
用来连接原动机部分和执行部分，它将原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。
例如：
把旋转运动转换为直线运动；高转速变为低转速；小转矩变为大转矩等。
机器的传动部分大多数采用机械传动系统，有时也采用液压或电力传动系统。
机械传动系统是绝大多数机器不可缺少的重要组成部分。
操纵或控制部分
这部分的作用是显示和反映机器的运行位置和状态，控制机器正常运行和工作。
控制装置可以是机械装置、电子装置、电气装置等。
幻灯片17
任务一平面连杆机构的认识
七、运动副
1.定义
由两个构件直接接触并产生一定相对运动的连接，称为运动副。
2.分类
按运动副中两构件间的接触形式不同，运动副又分为低副和高副两类。
幻灯片18
任务一平面连杆机构的认识
七、运动副
2.分类——低副：
运动副元素为面接触。
转动副：
只允许两构件作相对转动，又称作铰链。
左图连杆与曲轴间。
移动副：
只允许两构件间沿某一直线作相对移动。
幻灯片19
任务一平面连杆机构的认识
七、运动副
2.分类——高副：
运动副元素为以点或线接触。
构成高副的两面构件之间的相对运动是“转动与移动”的叠加。
如左图凸轮推动挺柱运动和齿轮间啮合。
幻灯片20
任务一平面连杆机构的认识
八、课堂练习
1.分析铰链四杆机构存在的曲柄条件。
2.绘制汽车刮水器的结构草图。
幻灯片21
任务二凸轮机构的认识
任务分析：
凸轮机构在汽车配气机构中广泛应用，本任务在拆卸发动机凸轮轴的的基本上，让学生掌握凸轮机构的相关知识，并了解其运动规律。
简述任务
·会正确拆装丰田8A发动机的凸轮轴。
·熟悉凸轮机构的相关知识。
幻灯片22
任务二凸轮机构的认识
一、观察8A发动机副凸轮轴结构
幻灯片23
任务二凸轮机构的认识
二、凸轮机构的基本应用和分类
1.凸轮机构的基本组成
凸轮机构是一种常见的高副机构。
它结构简单紧凑，能够实现各种复杂的运动要求，广泛应用于各种机械和自控装置中。
凸
轮
机
构
组成
凸轮机构主要是由凸轮、从动件和机架所组成，而主动件凸轮是一个具有一定形状的曲线轮廓或凹槽的构件。
当凸轮运动时，通过其轮廓或凹槽与从动件接触，使从动件实现预期的运动规律。
优点
要正确设计出凸轮轮廓曲线，就可使从动件实现预定的运动规律，而且结构简单，工作可靠；
缺点
凸轮与从动件之间为点接触或线接触，单位面积受压力较大，容易磨损，多用于传力不大的控制机构和调节机构中。
幻灯片24
任务二凸轮机构的认识
二、凸轮机构的基本应用和分类
2.凸轮机构的分类与应用——按凸轮形状分
移动凸轮
圆柱凸轮
盘形凸轮
幻灯片25
任务二凸轮机构的认识
二、凸轮机构的基本应用和分类
凸轮机构的组成及优缺点
凸
轮
机
构
组成
凸轮机构主要是由凸轮、从动件和机架所组成，而主动件凸轮是一个具有一定形状的曲线轮廓或凹槽的构件。
当凸轮运动时，通过其轮廓或凹槽与从动件接触，使从动件实现预期的运动规律。
优点
要正确设计出凸轮轮廓曲线，就可使从动件实现预定的运动规律，而且结构简单，工作可靠；
缺点
凸轮与从动件之间为点接触或线接触，单位面积受压力较大，容易磨损，多用于传力不大的控制机构和调节机构中。
幻灯片26
任务二凸轮机构的认识
二、凸轮机构的基本应用和分类
2.凸轮机构的分类与应用凸轮机构的组成及优缺点
盘
形
凸
轮
盘形凸轮是一个绕固定轴转动并具有变化半径的盘形零件，它是凸轮最基本的型式。
适用于推杆行程较短的传动机构。
按凸轮形状分
移
动
凸
轮
当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，盘形凸轮就变成了移动凸轮它的底面是平面，顶面是波起伏的曲面，当它左右移动时，推动从动件作有规律的运动。
圆
柱
凸
轮
可看成将移动凸轮卷成圆柱体而得到的。
主要适用于行程较大的机械。
幻灯片27
任务二凸轮机构的认识
二、凸轮机构的基本应用和分类
2.凸轮机构的分类与应用凸轮机构的组成及优缺点
按从动件的端部形式分
尖
顶
式
从动件以尖顶与凸轮轮廓保持接触。
这种从动件结构简单，能实现任意预期的运动规律。
尖顶与凸轮是点接触，磨损快，只宜用于受力不大的低速凸轮机构。
滚
子
式
从动件以铰接的滚子与凸轮轮廓接触。
滚子与凸轮轮廓间为滚动摩擦，耐磨损，可以承受较大的载荷，是从动件中最常用的一种形式。
从动件与凸轮轮廓表面接触的端面为一平面，优点是凸轮对推杆的作用始终垂直于推杆的底边，故受力比较平稳，摩擦减少，但灵敏性较差。
平
底
式
幻灯片28
任务二凸轮机构的认识
二、凸轮机构的基本应用和分类
2.凸轮机构的分类与应用凸轮机构的组成及优缺点
按从动件的运动方式分
移
动
从
动
杆
根据从动件的端部形式和凸轮形状不同，移动从动杆式凸轮机构有着不同的特性，具体根据实际情况来确定应用场合。
摆
动
从
动
杆
根据从动件的端部形式不同，摆动从动杆式凸轮机构有着不同的特性，具体根据实际情况来确定应用场合。
幻灯片29
任务二凸轮机构的认识
二、凸轮机构的应用举例
机床加工中应用
印染机中应用
汽车配气机构中
在泵中应用
幻灯片30
任务二凸轮机构的认识
三、课堂练习
1.绘制不同形状的凸轮草图。
2分析凸轮工作特点。
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