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什么是连杆传动概述

周敏

连杆机构是用铰链、滑道方式,将构件相互联接成的机构,用以实现运动变换和传递动力。平面连杆机构中各构件都是杆状,所以统称为连杆机构。或四杆机构。如图2-16破碎机破碎机构为曲柄摇杆机构。为方便起见,只画出能

机械传动6种方式是什么?

1、摩擦传动。

2、链条传动。

3、齿轮传动。

4、皮带传动。

5、蜗轮蜗杆传动。

6、棘轮传动。

7、曲轴连杆传动

8、气动传动。

9、液压传动(液压刨)

10、万向节传动

11、钢丝索传动(电梯、起重机中应用最广)

12、联轴器传动

13、花键传动。

机械传动重要性:

工作机一般都要靠原动机供给一定形式的能量,但是,把原动机和工作机直接连接起来的情况很少,往往需要在二者之间加入传递动力或改变运动状态的传动装置:

(1)工作机所需要的速度一般与原动机的最优速度不相符合。

(2)很多工作机都需要根据生产要求进行速度调整,但是依靠原动机的速度来达到这一目的是不经济的,也不可能。

(3)在有些情况下,需要用一台原动机带动若干个工作速度不同的工作机。

(4)为了安全及维护方便,或因机器的外廓尺寸受到限制等原因,不能将原动机和工作机直接连接在一起。

传动类型是什么?这种传动形式有什么特点

压力角就是在不计摩擦力、惯性力和重力时,从动件所受的力F与受力点速度Vc所夹的锐角a

传动角就是连杆与从动件所夹的锐角γ

传动角与压力角之和等于90°,传动角越大,机构的传动性能越好,设计时一般应使最小传动角γmin≥40°,对于高速大功率机械应使γmin≥50°

从力学分析

有效分力Ft=Fcosa=Fsinγ

有害分力Fn=Fsina=Fcorγ

显然,压力角a角越小,或者传动角γ角越大,使从动杆运动的有效分力就越大,对机构传动就越有利由于传动角γ便于观察和测量,工程上常以传动角γ来衡量连杆机构的传动性能

最小传动角的位置:铰链四杆机构在曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角;对于曲柄滑块机构,当主动件为曲柄时,最小传动角出现在曲柄与机架垂直的位置;对于摆动导杆机构由于在任何位置时主动曲柄通过滑块传给从动杆的力的方向,与从动杆上受力点的速度方向始终一致,所以传动角等于90度

连杆的功用是什么?

机械传动有多种形式,主要可分为两类:①靠机件间的摩擦力传递动力和运动的摩擦传动,包括带传动、绳传动和摩擦轮传动等。摩擦传动容易实现无级变速,大都能适应轴间距较大的传动场合,过载打滑还能起到缓冲和保护传动装置的作用,但这种传动一般不能用于大功率的场合,也不能保证准确的传动比。②靠主动件与从动件啮合或借助中间件啮合传递动力或运动的啮合传动,包括齿轮传动、链传动、螺旋传动和谐波传动等。啮合传动能够用于大功率的场合,传动比准确,但一般要求较高的制造精度和安装精度。机械传动按传力方式分,可分为 : 1 摩擦传动。 2 链条传动。 3 齿轮传动。 4 皮带传动。 5 涡轮涡杆传动。 6 棘轮传动。 7 曲轴连杆传动 8 气动传动。 9 液压传动(液压刨) 10 万向节传动 11 钢丝索传动(电梯中应用最广) 12 联轴器传动 13 花键传动。 1、带传动的特点 由于带富有弹性,并靠摩擦力进行传动,因此它具有结构简单,传动平稳、噪声小,能缓冲吸振,过载时带会在带轮上打滑,对其他零件起过载保护作用,适用于中心距较大的传动等优点。 但带传动也有不少缺点,主要有:不能保证准确的传动比,传动效率低(约为090~094),带的使用寿命短,不宜在高温、易燃以及有油和水的场合使用。 2,齿轮传动的基本特点 1、齿轮传递的功率和速度范围很大,功率可从很小到数十万千瓦,圆周速度可从很小到每秒一百多米以上。齿轮尺寸可从小于1mm到大于10m。 2、齿轮传动属于啮合传动,齿轮齿廓为特定曲线,瞬时传动比恒定,且传动平稳、可靠。 3、齿轮传动效率高,使用寿命长。 4、齿轮种类繁多,可以满足各种传动形式的需要。 5、齿轮的制造和安装的精度要求较高。4 链传动的特点 1)能保证较精确的传动比(和皮带传动相比较) 2)可以在两轴中心距较远的情况下传递动力(与齿轮传动相比) 3)只能用于平行轴间传动 4)链条磨损后,链节变长,容易产生脱链现象。5 蜗杆传动的特点 单级传动就能获得很大的传动比,结构紧凑,传动平稳,无噪声,但传动效率低。6 螺旋传动的特点:传动精度高、工作平稳无噪音,易于自锁,能传递较大的动力等特点。

曲轴连杆结构是什么工作原理?

1汽车的基本结构包括那些部分?

答:一般常用汽车基本结构都是有四部分组成的, 这四部分是:发动机、底盘车身和电器设备部分。

2四冲程汽油发动机由那几部分构成?

答:四行程汽油发动机由机体、曲柄连杆机构、配气机构冷却系、润滑系、燃油系和点火系(柴油机没有点火系)等组成。

3四行程汽油发动机是怎样进行工作循环的?

答:发动机的工作过程分进气、压缩、作工、排气四个过程。四行程发动机是将这四个过程在活塞上下运动的四个行程内完成的。进气行程:进气门开启,排气门均关闭。随着活塞从上止点向下止点移动,活塞上方的容积增大,气缸内压力降低,产生真空吸力。把可然混合气体吸入气缸。压缩行程:进气门、排气门均关闭,活塞从下止点向上止点移动,把混合气体压至燃烧室。作工行程:压缩终了时,进气门、排气门仍关闭,火花塞发出电火花,点燃可燃混合气,燃烧后的气体猛烈膨胀,产生巨大的压力,迫使活塞迅速下行,经连杆推动曲轴旋转而作工。排气行程:排气门开启,进气门关闭,活塞从下止点向上止点移动,将废气排除。

4机体与曲柄连杆机构的作用及主要零部件有哪些?

答:机体与曲柄连杆机构的作用是:将燃料在气缸中燃烧时燃气作用在活塞顶上的压力,借助连杆变为曲轴的扭矩,使曲轴带动工作机械做功,机体与曲柄连杆机构的主要零件有气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲柄、飞轮等。

5说明配气机构的作用及组成?

答:配气机构的作用根据工作需要,适时开闭进、排气门,及时把可燃气引进气缸和排出废气。同时,驱动分电器、汽油泵等机件进行工作。配气机构主要零件包括:进气门、排气门、凸轮轴驱动机件等。

6说明冷却系的作用级组成?

答:冷却系作用是:把高温机件的热量散到大气层中去,以保持发动机在正常温度下工作。水冷却系一般由发动机的水套、水泵、散热器、风扇、节温器、水温表和放水开关等机件组成。

7发动机正常水温是多少?如何控制水温?

答:水冷式发动机正常工作温度应为80—90度。发动机的温度以解放CA10B型汽车为例,可根据发动机的温度,拉出(即打开)或推出(即开闭)驾驶室内的百叶窗操纵手柄,改变进入散热器的空气量,从而调整发 动机温度。

8润滑油的作用是什么?

答:润滑油作用:润滑各摩擦部件,减小摩擦阻力,可降低动力消耗。冷却作用:机油循环流动,可将摩擦热带走。降低机件的温度。清洗作用:将机件表面上的杂质冲走,减少磨损。密封作用:在活塞与气缸壁之间保持油层,可增加密封性。

9如何检查发动机的机油油面?

答:检查油底壳的机油油面时,应把汽车停放在较平坦的地方,发动机停止运转并等少许时刻后,把机油尺拔出,擦去表面上的机油,再从机油尺管口插到底,从而判断出机油量的多少。

10说出汽油机和柴油机正常机油压力是多少?

答:在驾驶室仪表板上观察机油压力表: 汽油发动机的正常机油压力为200—500千帕;柴油发动机为600—1000千帕。

11化油器有哪几种装置?作用是什么?

答:化油器的构造可分五种装置:答:起动装置;怠速装置;中等负荷装置;全负荷装置;加速装置。化油器的作用是:根据发动机在不同情况下的需要,将汽油气化,并与空气按一定比例混合成可燃混合气。及时适量进入气缸。

12膜片气油泵是怎样工作的?

答:吸油:当凸轮转动时偏心轮顶动泵油摇臂。拉下泵膜,弹簧被压缩,此时泵膜上方容积增大,压力降低,产生吸力,使出油阀关闭,汽油由油箱经汽油滤清器进油阀,进入泵室。送油:凸轮继续转动,偏心轮转过后,共油摇臂弹簧推回,泵膜弹簧将泵膜推向上方,泵室内的汽油便从出油闪压送到化油器浮子室。

13传动系由哪些主要部件组成?它起什么作用?

答:传动系主要离合器、变速器(以及分动器)、传动轴、万向节、减速器、差速器、半轴等部件组成。传动系的作用:将发动机输出的动力传给驱动车轮,驱动汽车行驶。

14离合器的作用是什么?

答:离合器的作用是使发动机的动力与传动装置平稳地结合或暂时地分离,以便于驾驶员进行汽车的起步、停车、换档等操作。

15变速箱的作用是什么?

答:适合汽车行驶阻力变化,改变驱动轮扭转和转速。使汽车前进或倒退。空档时,中断动力传递,使发动机的运转与车辆的运动相脱离。

16差速器的作用是什么?

答:当汽车转弯时,两侧车辆在同一时间内所行走的距离不等,外轮移动的距离不内轮大,因而在差速器十字轴上的行星齿轮受车轮阻力的影响。在公转的同时产生自转,自动增加了外车轮的转速,使外车轮加快,内轮变慢而起差速器作用。在直线行使时。差速器不起作用。

17轮胎在使用中应注意作哪些检查?

答:检查轮胎磨损,如果轮胎磨损过甚,制动效果就会降低(与路面德米擦力降低)时制动距离加长,高速行驶时容易爆裂,此种轮胎应及时更换。轮胎气压不足或左、右两侧轮胎气压不均匀,也会引起制动效果时差,转向困难或转向沉重,同时也降低了轮胎的使用寿命。载重量大时,以上后果更严重。因此,轮胎气压不足时应及时充气。左右车轮应选同一规格、型号的轮胎,磨损程度应相同。否则,将影响车辆的转向机制动性能。检查轮胎接地面有无断裂、损伤或胎面上有无异物(如钉子),两个后轮夹缝处有碎石时,要及时清除。

18转向系由哪些部分组成?是如何转向?

答:转向系一般由转向操纵机构、转向器和转向机构三部分组成。当转动方向盘时,转向轴和蜗杆随这转动,滚动与蜗杆啮合上下移动,使转向摇臂摆动,推动直拉杆前后移动。于是转动节以转向主销为中心,带动一侧前轮偏转,达到控制车辆转向的目的。

19什么叫前轮定位?包括哪些内容?

答:为使汽车保持稳定直线行驶,转向轻便,减少汽车在行使中轮胎和转向机件的磨损、前轮、转向主销、前轴三者之间的安装具有一定的相对位置,这就叫做“前轮定位”。它包括前轮外倾、前轮前速速、转向节主销内倾和转向节主校后倾。

20手制动器的作用是什么?

答:手制动器是一种使汽车停放时不至溜滑,在特殊情况下,配合脚动进行紧急制动或脚动失灵时代用的制动装置。

21气压制动装置由哪些部件组成?是怎样工作的?

答:气压制动装置由制动踏板、空气压缩机、气压表、制动法、制动器室、车轮制动器、制动管路等组成。当踏下制动踏板时,制动阀打开储气筒到制动气室的通道,使储气筒内的压缩空气经制动阀进入制动气室,经传动机件,推动制动蹄张开,以压紧制动鼓,从而使车轮产生制动作用。

22液压制动装置有哪些部件组成?是怎样工作的?

答:液压制动装置由制动踏板、制动主缸、制动轮缸、车轮制动器、制动滚、管路等组成。当踏下制动踏板时,活塞推动主缸向前移动。使缸内制动液产生压力,将油经油管压入各制动轮缸。这时轮缸活塞向外张开,推动制动蹄片与制动鼓接触,产生制动作用。

23蓄电池起什么作用?

答:蓄电池的作用是供给发动机用电,发动机。在发动机低速运转,发动机发电不足时工给照明、音响装置、点火系统用电;当发动机高速运转。发电机发电充足时,储存多余电能。蓄电池的充、放电情况,可通过电流表显示。

24如何使用和保养蓄电池?

答:保持清洁,及时去掉灰尘污物与氧化物。电池线与蓄电池接柱安装牢固。蓄电池的电结液应高于级办10—15毫米。不足时应及时添加。经常检查电解液的比重。一般应保持在1220—1260之间。避免剧烈放电,如使用起动时间不可过长等。

25点火系起什么作用?

答:点火系的作用:是将蓄电池或发电机输出的底压电景点火线圈变为高压电,再由分电器按发动机各气缸的做功顺序,轮流配到火花塞引起跳火,点燃可燃混合气,使发动机运转。

26断电器的作用是什么?

答:断点气的作用是接通和切断低压电路,试点火线圈产生高压电流。

27汽车有哪些主要灯光?

答:前照灯(包括远光、近光)、前位灯、后位灯、牌照灯、仪表灯、转向灯、制动灯、危险报警闪光灯、倒车灯、前雾灯等。

28什么是车辆的例行保养?驾驶员为什么要做好车辆例行保养?

答:例行保养是驾驶员出车前、行驶中、收车后的检查、清洁、紧固加添作用。汽车的各部情况随时都在发生变化。停放时也会发生机件的失灵或损坏等。如不能及时发现并认真排除这些故障,就直接关系到行车安全、机件的寿命及燃料、润滑油的消耗。因此,必须认真地做好保养工作。

29出车前应检查哪些主要项目?

答:驾驶员出车前的检查项目:润滑油量、燃料量,冷却水,手、脚制动装置,喇叭音响,照明装置,挂水器,转向装置,仪表,轮胎气压,轮胎螺母等。

30行车中应检查哪些主要项目?

答:汽车行驶中,驾驶员应检查:答:行驶中检视各种仪表盘的工作情况。查转向系工作情况是否正常。检查手、脚制动器的作用是否正常。检查发动机及底盘在运转中有无异声和异常气味。利用停车时间(一般汽车行驶50公里左右)做好下列项目的检查:用手测摸前后轮的制动鼓有无过热现象。检查轮胎、螺母紧固情况,清除轮胎花纹中的加杂物。检查有无漏油、漏水、漏气的现象。检查钢板弹簧是否有折断,传动轴的连接螺栓是否有松动。检查所载货物的捆扎情况等。

31收车后应检查保养哪些主要项目?

答:检查和补充燃油、润化油料。清洁车辆内、外部及发动机、底盘。在严冬季节,如冷却系中未加防冻液时,应把散热器盖及放水开关、发动机的放水开关都打开,把冷却水放尽,并做短时间的发动,将水排净,以免残水冻裂气缸、散热器、气制动的车辆应放尽储气筒中的污水。熄火后关好电门及拉紧手制动,察看电流表有无漏电现象(指针指向“一”一边)。检查喇叭、照明灯、刮水器。检查钢板弹簧有无断裂,弹簧吊耳、骑马螺栓是否松脱。检查半轴及轮胎螺母,察看钢圈有无损裂。检查轮胎有无伤裂和亏气。

32车辆一级保养的要求是什么?

答:一级保养作业完成后,应达到车容整洁,连接牢固,三滤通畅,不漏油、不漏水、不漏气、不漏电。

33车辆一级保养的清洁作业项目有哪些?

答:保养清洁作业项目:答:清洁车身并擦拭发动机、底盘部分。清洗、保养空气滤清器、清洗汽油滤清器,放出机油滤清器中的沉积物,转动滤清器手柄3—4圈,清洗机油滤清器,根据污染程度更换滤芯。放出储气筒的油水积物。

34车辆一级保养润滑作业项目有哪些?

答:保养润滑作业项目:答:检查发动机、变速器、后桥、转向器的油平面,按规定加添润滑油。车辆各部分油嘴配备齐全、有效,按规定加注(水泵、转动轴及万向节、转向节、转向拉杆等处)润滑脂。

35车辆一级保养检查紧固作业项目有哪些?

答:保养检查紧固作业项目:答:检查转向器、横拉杆、制拉杆,各转向臂连接紧固情况。检查调整空气压缩机、发动机和风扇皮带松紧度及固定情况。检查制动法、制动管道有无漏气,检查液压制动主缸的制动液面高度,按规定添加制动液。检查调整离合器踏板,制动踏板的自由行程,检查制动踏板固定轴以及开口销是否完好、可靠。检查、紧固全车各部位连接、螺栓。检查轮胎气压,并检查轮胎有无损伤。检查蓄电池外壳,疏通小盖通气孔,补足电解液。检查灯光、线路、刮水器开关是否齐全完好。喇叭音量音调是否正常,各种仪表的工作是否良好。

36汽油机油路常易发生的故障有哪些?

答:气油机常见的油路故障一般是堵、漏、坏等三种。经常出现的故障有:油箱开关未打开或油箱底太脏,油管堵塞或油箱无油。汽油滤清器或化油器进油管接头滤网堵塞或油管接头松动,喇叭叭口破裂而漏油。汽油泵失效或油路中产生气阻。化油器的主油道堵塞或三角针阀卡死而不进油。

37简述如何检查化油器的来油管是否有油?

答:将化油器连接油管卸下,用手扳动油泵的泵油手柄或用启动机手摇柄转动发动机观察。

38如何调整怠速?

答:发动机怠速调整方法:发动机怠速运转不稳定时,应在发动机温度正常、油、电路无故障时进行调整。用起子(俗称螺丝刀、改锥)慢慢放出节气门开度调整螺钉,快要熄火时,在稍加旋入一点,以维持发动机运转。调整怠速混合气调整螺钉。使发动机达到转速。(3)再次旋出气门开度调整,达到怠速工作稳定,既加速不熄火为止。

39如何用起子断火试验发动机各缸工作情况

答:用起子断开某缸点火后,发动机运转无变化时,则可认定该缸工作或工作不良。

40点火系常易发生哪些故障?

答:汽油机点火系故障一般是:低压断路、低压短路、高压火弱、点火错乱、点火时间不正时等。

41如何检查断电器触点间隙?

答:分电器断电触点分开时有一定间隙。若间隙过小,跳火时容易烧蚀触点;若间隙过小,触点闭时间短,减少低压电流通过,发电机高速转动时,容易出现断火现象,一般间隙为035—045毫米。调整时,取下分电器和分火头,转动曲轴使出电完全张开,拧松固定触点的固定螺钉,调整偏心螺钉,用厚薄规测量达到所需要的间隙,然后将固定触点的固定螺钉拧紧。

42如何检查点火线圈的好坏?

答:点火线圈的检查:答:拆下分电器低压衔接头,打开点火开关后,划碰搭铁,若火花良好,则证明进入分电器以前的低压电路中无故障。将分电器盖中央插孔内的高压线拔出,使其端头接近缸体7—8毫米处,然后用起子拔起触点臂,使触点张开、合闭。此时,中央高压电线端头产生强烈的高压火花,若无高压火花或为弱,说明点火线圈有故障或电容器失效等。

43如何检查分电器、分火头的好坏?

答:分电器盖的检查:检查分电器盖上有无裂缝,用高压火花检查。取下分电器,一手拿着所有的高压线,使其端头处于缸提3—4毫米处,打开点火开关,用起子拨动触点臂,使触点张开、闭合。如有高压火花从某一个分线端头跳过,则说明这个份电器盖已损坏。分火头的检查:将分火头翻过来,放在气缸盖上,然后用分电器盖中央盖压显得端头,距离分火头空穴约7—8毫米处打火。若分火头绝缘良好,高压火花不会跳过,反之则表示分火头已经损坏。

44如何检查电容器的好坏?

答:电容器的检查:电容器的工作不良或失效,会使高压火花减弱,断电触点经常烧饰,其检查方法是:取下分电器盖中央高压线,距缸体5—7毫米处,打开点火开关,拨动断点触点察看高压跳火情况,再将电容器线头拆下,察看高压跳火情况,此时火花应大大减弱,如两次高压跳火相差不大,说明电容器失效,应更换。

45方向调整离合器踏板的自由行程?

答:离合器踏板自由行程应为20—30毫米,当离合器不能完全分离或由于摩擦发生打滑时,即应调整离合器踏板的自由行程。若要减小踏板的自由行程,可旋紧分离杆的球形螺母,若要增加自由行程时应旋松球形落幕。

46方向不稳定的原因是什么?

答:转向机内的传动机构间隙过大。横、制拉杆球节磨损松旷。转向节主销与衬套的配合间隙过大。前轮轮毂轴承松旷。前轮定位失准。

47转向沉重的原因是什么?

答:转向沉重的原因有:答:横、制拉杆球头销过紧或缺润脂。转向节销与衬套配合过紧或止推轴承缺少润滑脂。前轮定位失准。

48制动力不足、制动效能减弱的原因是什么?

答:空气压力不足(气压式),储油池油平面过低(液压式)。踏板自由行程过R> 控制阀摸片破裂或凹陷(气压式),主缸活塞皮碗漏油(液压式)。制动气室摸片或损坏(气压式),轮缸活塞皮碗漏油(液压式)。控制阀的排气阀密封不良(气压式)。管子接头松动或管子破裂漏气或漏油。制动蹄片与制动间隙调整不当,蹄皮上占有油油污或泥水。

49制动后制动作用不消除的现象及原因是什么?

答:在行驶中,当放松制动踏板后,制动力不见减退,汽车不能起步或起步后行驶困难,原因如下:控制阀臂和排气阀的行程调整不当或排气阀弹簧折断,有锈污将排气阀粘住,使阀门不能打开。制动气室推杆伸出过长或歪斜耳被卡住。制动凸轮有污物或凸轮支架与制动盘上的轴架的轴线不在一条直线上而犯卡。制动蹄片四位弹簧过软。制动气室蹄片与制动鼓间隙过小。制动蹄片支承销变位或锈住。制动气室内有水(冬季结冰)而挤住制动气室的膜片等。

50制动跑偏的现象及原因是什么?

答:制动时,由于左右车轮制动效果不一样,使车轮向一边偏斜,原因如下:个别制动气室摸片破裂,制动轮缸皮碗漏油或气管、油管破裂,接头松动漏气。个别制动气室推杆歪斜或弯曲卡住。制动臂凸轮轴锈污滞住。

左右车轮制动蹄片与制动鼓间隙大小不等,摩擦片材质不同或接触情况不同。个别车轮制动蹄片在支撑销上锈滞而不能自由转动。个别车轮的制动摩擦片有油污和泥水或硬化、磨损过甚或铆钉露出。个别制动鼓摩损失园,有沟槽。左右轮胎气压不均。

连杆是由什么组成?

曲轴连杆机构的工作原理

工作原理:曲轴连杆机构完成能量转换的传动机构,用来传递力和改变运动方式。

曲轴连杆机构是通过曲轴和滑块的连接,通过去并转动带动滑块左右移动,达到所需的用途。

曲柄连杆机构的组成

曲柄连杆机构由机体组,曲轴飞轮组与活塞连杆组组成。

1机体组

机体组主要由气缸盖、气缸盖罩、气缸垫、气缸体、主轴承盖和油底壳等组成

2曲轴飞轮组(安装在缸体上)

曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、曲轴皮带轮、正时齿轮等组成。

3活塞连杆组(安装在曲轴上)

活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆瓦、边杆瓦盖、边杆螺栓等组成

汽车的机架,曲柄,连杆和摇杆的特征是什么啊???

活塞连杆组将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动,同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出转矩,以驱动汽车车轮转动。它是发动机的传动件,它把燃烧气体的压力传给曲轴,使曲轴旋转并输出动力。活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销、连杆及连杆轴瓦等组成。

1、活塞的作用

活塞的主要作用是承受气缸的气体压力,并将此力通过活塞销传给连杆,以推动曲轴旋转,它把燃烧气体的压力传给曲轴,使曲轴旋转并输出动力;活塞的顶部还与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。

2、塞的组成

活塞主要由顶部,头部和群部组成。活塞顶部的形状与选用燃烧室有关。汽油机活塞的头部一般采用平顶,其优点是吸热面积小,制造工艺简单。有些为了改变混合汽形成而采用凹顶,凹坑的大小还可以调节发动机压缩比。

活塞头部是活塞环槽以上部分。其作用有三:承受气体压力,并传给连杆;与活塞一起实现气缸密封;将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。头部切有若干道环槽用以安装活塞环,汽油机一般有2~3到环槽,上面1~2道用于气环,下面一道用于安装油环。油环槽底面上钻有许多径向小孔,使被油环所刮下来的多余的机油,经过小孔流回油底壳。

平面连杆机构传递和变换运动与力的性能可以通过其运动特性和传力特性加以表征。了解这些特性,对于正确选择平面连杆机构的类型、进而进行机构设计具有指导意义。本节以四杆机构为例,先容其主要工作特性。

1 转动副为整转副的充分必要条件

连杆机构中某个转动副是否为整转副取决于各构件之间的相对长度关系。考虑到机构中任意两构件之间的相对运动关系与其中哪个构件为机架无关,故可针对连杆运动链分析转动副为整转副的充分必要条件。

图示铰链四杆运动链,各构件长度分别为a、b、c、d,转动副分别为A、B、C、D。由图可知,各构件之间能相对运动的几何条件为任一构件的长度必须小于其他三个构件长度之和。若最短构件与最长构件长度之和小于或即是其他两构件长度之和,则此长度关系称为杆长之和条件。

铰链四杆机构

可得如下一般结论:铰链四杆运动链中,某一转动副为整转副的充分必要条件是组成该转动副的两构件中必有一个构件为最短构件,且四个构件的长度满足杆长之和条件。

在铰链四杆运动链中,假如四个构件的长度不满足杆长之和条件,则四个转动副均为摆动副,从而无论取哪个构件为机架,均得双摇杆机构。

假如铰链四杆运动链中四个构件的长度满足杆长之和条件,且其中一个构件的长度小于其他三构件中任一构件的长度,则该最短构件所联接的两个转动副均为整转副,另两个转动副均为摆动副。此时,若取最短构件作为机架,则得双曲柄机构;而取最短构件的任一相邻构件作为机架,则得曲柄摇杆机构;又若取最短构件的对边构件为机架,则得双摇杆机构。

铰链四杆机构

假如铰链四杆机构运动链中有两个构件长度相等且均为最短,则根据杆长之和条件可知:若另外两个构件长度不相等,则不存在整转副;若另外两个构件长度也相等,则当两最短构件相邻时,有三个整转副,当两最短构件相对时,有四个整转副。

含一个移动副四杆机构

对于图示由一个移动副和三个转动副组成的偏置四杆运动链,有关运动尺寸标于构件旁。由图可知,各构件之间能相对运动的几何条件为a+b>e。可以证实:转动副B为整转副的充分必要条件为|a-b|≥e;转动副A为整转副的充分必要条件为a+e≤b;转动副C为整转副的充分必要条件为b+e≤a。显然,当e=0时,B一定是整转副。

含一个移动副的偏置四杆运动链

对于含一个移动副的偏置四杆运动链,根据构件尺寸相对关系的不同,取不同构件为机架时所得机构类型见表72。

表72 含一个移动副四杆机构主要类型

几何条件 整转副 作为机架的构件 所得机构名称

a+e≤b A、B 1 转动导杆机构

2 曲柄摇块机构(当将构件3做成导杆,构件4做成滑块,则为摆动导杆机构)

3 移动导杆机构

4 曲柄滑块机构

b+e≤a B、C 1 摆动导杆机构

2 曲柄转块机构(当将构件3做成导杆,构件4做成滑块,则为转动导杆机构)

3 曲柄导杆机构(当将构件3做成导杆,构件4做成滑块,则为曲柄滑块机构)

4 摇杆滑块机构

|a-b|<e 无 1 双摇杆机构

2 摇杆摇块机构

3 摇杆导杆机构

4 摇杆滑块机构

2 行程速度变化系数

对于原动件(曲柄)作匀速定轴转动,从动件相对于机架作往复运动(摆动或移动)的连杆机构,从动件正行程和反行程的位移量相同,而所需的时间一般并不相等,因此从动件正反两个行程的均匀速度也就不相等。这种现象称为机构的急回特性。为反映机构急回特性的相对程度,引进从动件行程速度变化系数,用K表示,其值为

在图示曲柄摇杆机构中,曲柄1和连杆2重叠共线的AB1和拉直共线的AB2分别对应于从动件的两个极限位置C1D和C2D,矢径AB1和AB2将以A为圆心、a为半径的圆分割为圆心角不等的两部分,其中圆心角大者用f1(≥1800)表示,小者用f2(≤1800)表示,并设

可得

若曲柄以匀速转过f1和f2对应的时间分别为t1(对应于从动件慢行程)和t2(对应于从动件快行程),从动件摆角为y,则根据行程速度变化系数的定义,有

因此,机构的急回特性也可用q角来表征。由于q与从动件极限位置对应的曲柄位置有关,故称其为极位夹角。对于曲柄摇杆机构,极位夹角即为∠C1AC2,其值与机构尺寸有关,可能小于900(图a),也可能大于900(图b),一般范围为[00,1800)。

从动件慢行程的运动方向不仅与曲柄转向有关,而且还与构件尺寸有关。根据K及从动件慢行程摆动方向与曲柄转向的异同,曲柄摇杆机构可分为以下三种型式:

I型曲柄摇杆机构K>1(q>00),且摇杆慢行程摆动方向与曲柄转向相同,如图a所示。其结构特征为A、D位于C1、C2两点所在直线t-t的同侧,构件尺寸关系为a2+d2<b2+c2,如图a所示。

II型曲柄摇杆机构K>1(q>00),且摇杆慢行程摆动方向与曲柄转向相反,如图b所示。其结构特征为A、D位于直线t-t的异侧,构件尺寸关系为a2+d2>b2+c2,如图b所示。

III型曲柄摇杆机构K=1(q=00),摇杆无急回特性。其结构特征为A、C1、C2三点共线,构件尺寸关系为a2+d2=b2+c2,如图c所示。

原动件作定轴转动,从动件相对于机架作往复运动的四杆机构除曲柄摇杆机构外,还有曲柄滑块机构和摆动导杆(或曲柄摇块)机构等。对于图示曲柄滑块机构,极位夹角为∠C1AC2,其值与机构尺寸有关,但一定小于900。滑块慢行程的运动方向不仅与曲柄转向有关,而且还与移动副导路的偏置方向有关,如图a、b所示。当e=0时,q=00,即对心曲柄滑块机构不存在急回特性。

曲柄滑块机构的急回特性

摆动导杆机构的极位夹角,其取值范围为(00,1800),并有y=q。导杆慢行程摆动方向总是与曲柄转向相同。

摆动导杆机构的急回特性

3 压力角和传动角

在图示曲柄摇杆机构中,若不考虑构件的重力、惯性力以及转动副中的摩擦力等的影响,则当曲柄1为原动件时,通过连杆2作用于从动件3上的力F沿BC方向,此力的方向与力作用点C的速度Vc方向之间的夹角用a表示。将F分解为沿Vc方向的切向力Ft和垂直于Vc的法向力Fn,其中Ft=Fcosa为驱使从动件运动并作功的有效分力,而Fn=Fsina不作功,仅增加转动副D中的径向压力。因此在F大小一定情况下,分力Ft愈大也即a愈小对机构工作愈有利,故称a为压力角,它可反映力的有效利用程度。

压力角a的余角g称为传动角,g愈大对机构工作愈有利。由于传动角g有时可以从平面连杆机构的运动简图上直接观察其大小,故平面连杆机构设计中常采用g来衡量机构的传动质量。当机构运转时,其传动角的大小是变化的,为了保证机构传动良好,设计时通常应使gmin≥400;对于高速和大功率的传动机械,应使gmin≥500。为此,需确定g=gmin时的机构位置,并检验gmin的值是否不小于上述许用值。

若d角的极限值为dmin和dmax,则最小传动角与 或 有着确定关系。可以证实:对于I型曲柄摇杆机构,最小传动角出现在曲柄与机架重叠共线位置;对于II型曲柄摇杆机构,最小传动角出现在曲柄与机架拉直共线位置;对于III型曲柄摇杆机构,曲柄与机架拉直共线和重叠共线均为出现最小传动角的机构位置。

对于其他类型的四杆机构,传动角和压力角可参考上述方法确定。

应留意的是,上述压力角或传动角概论是针对机构中从动件而言的,它是反映驱使从动件运动的力的有效利用程度和衡量机构传动质量的重要参数,故亦称为机构的压力角或机构的传动角。它不仅与机构中主、从动件的选取有关,而且还随构件尺寸及机构所处位置的不同而变化。

4 死点位置

在图示曲柄摇杆机构中,若摇杆3为主动件,而曲柄1为从动件,则当摇杆摆动到极限位置C1D或C2D时,连杆2与从动件1共线,从动件的传动角g=00(即q=900),通过连杆加于从动件上的力将经过铰链中心A,从而驱使从动件曲柄运动的有效分力为零。机构的这种传动角为零的位置称为死点位置。四杆机构是否存在死点位置,决定于连杆能否运动至与转动从动件(摇杆或曲柄)共线或与移动从动件移动导路垂直。

曲柄摇杆机构的死点位置

对于需连续运转的机构来说,假如存在死点位置,则对传动不利,必须避免机构由死点位置开始起动,同时采取措施使机构在运动过程中能顺利通过死点位置并使从动件按预期方向运动。例如家用缝纫机中的曲柄摇杆机构(将踏板往复摆动变换为带轮单向转动),就是借助于带轮的惯性来通过死点位置并使带轮转向不变的。而当该机构正好停于死点位置时,则需在人的帮助下用手转动带轮来实现由死点位置的再次起动。

机构的死点位置并非总是起消极作用。在工程中,也常利用死点位置来实现一定的工作要求。例如图示工件夹紧机构,当在P力作用下夹紧工件时,铰链中心B、C、D共线,机构处于死点位置,此时工件加在构件1上的反作用力Q无论多大,也不能使构件3转动。这就保证在往掉外力P之和,仍能可靠夹紧工件。当需要取出工件时,只要在手柄上施加向上的外力,就可使机构离开死点位置,从而松脱工件。

又如图所示电气设备开关的分合闸机构,合闸时机构处于死点位置,此时触头接协力Q和弹簧力F对构件CD产生的力矩无论多大,也不能推动构件AB转动而分闸。当超负荷需要分闸时,通过控制装置(图中未示出)产生较小的力来推动构件AB使机构离开死点位置,构件CD便能转动从而达到分闸的目的,如图中虚线所示。

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