机械原理课件

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1、机械原理课件.txt 这世界上除了我谁都没资格陪在你身边。 听着，我允许你喜欢我。 除了白头偕老，我们没别的路可选了什么时候想嫁人了就告诉我,我娶你。 文库帮手网 免费帮下载 百度文库积分 资料本文由 ahau1986 贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。机 械 原 理武 汉 理 工 大 学目录第一章 绪 论 1-1 本课程研究的对象及内容 l-2 学习本课程的目的 l-3 如何 进行本课程的学习 ? 第二章 平面机构的结构分析 2-1 机构结构分析的内容及目的 2- 2 2-3 2-4 2-5 2-6 机构的组成 机构运动简图 机

2、构具有确定运动的条件 平面机 构自由度的计算 计算平面机构自由度时应注意的事项第三章 平面机构的运动分析 3-1 机构运动分析概述 3-2 速度瞬心及其在平面机 构速度分析中的应用 3-3 用矢量方程图解法作机构的速度和加速度分析 ? 第四章 平面 机构的力分析 44-1 机构力分析的目的和方法 4-2 构件惯性力的确定 ? 第五章 机械 中的摩擦和机械效率 5-1 研究机械中摩擦的目的和研究内容 5-2 运动副中的摩擦 5-3 机械的效率 5-4 机械的自锁第六章 平面连杆机构及其设计 6-1 连杆机构及其传动特点 6-2 平面四杆机构的 类型和应用 6-3 有关平面四杆机构的一些基本知识

3、6-4 平面四杆机构的设计 4 ? 第 七章 凸轮机构及其设计 7-1 凸轮机构的应用和分类 7-2 推杆的运动规律 7-3 凸轮 轮廓曲线的设计 7-4 凸轮机构基本尺寸的确定 ? 第八章 齿轮机构及其设计 8-1 齿轮 机构的应用及分类8-2 齿轮的齿廓曲线 8-3 渐开线的形成及其特性 8-4 渐开线齿廓的啮合特性 8-5 渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸 8-6 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 88-7 渐开线齿廓的切制 8-8 变位齿轮概述 8-9 变位齿轮传动 8-10 斜齿圆柱齿轮传动 8-11 蜗杆传动 8-12 圆锥齿轮传动 ? 第九章 轮系及其设计9-1 9-2 9-3 ?

4、第十章 10-1 1010-2 10-3 -轮系及其分类 定轴轮系的传动比 周转轮系的传动比 机械的运转及其速度波动的调节 概述 机械的运动方程式 稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其 调节 10-4 机械的 非周期性速度波动及其调节 ? 第十一章 机械的平衡 11-1 机械平衡的目的及内容 11- 2 刚性转子的平衡计算第一章 绪 论1-1 本课程研究的对象及内容 - 本课程研究的对象及内容“机械原理”(Mechanical Principle) 研究的对象是机械，研究的内容是有关 机械 (mechanism)的基本理论问题。 机 械 是 机 器 (machine) 和 机 构 (mech

5、anism)的 总称。 右图所示为一内燃机示意图，主要 由以下机构组成： 活塞(piston)、连杆 (connecting rod)、 曲轴和机架(frame)组成连杆机构；大齿 轮(gear)、小齿轮和机架组 成齿轮机构； 凸轮(cam)、推杆和机架组成凸轮机构。除了机器外，实际中存在如图 1-2 所示的开窗机构和如图 1-3 所示的千 斤顶，它们借 助于人力驱动实现所需的运动或传递力。这些装置我们称之 为机构。图 1-2 开窗机构图 1-3 千斤顶机器的特征： 机器的特征 1. 它们是由零件人为装配组合而成的实物体； 2. 各实物体之间具有确定的相对运动； 3. 能完成有用的机械功或转化

6、机械能。 机构的特征： 机构 的特征：机构具有机器特征中的前两个特征。 机器与机械的共有特征决定了机器与机构可 以统称为机械。 本课程研究的内容： 本课程研究的内容： 1. 机构结构分析的基本知识 2. 机构的运动分析 3. 机器动力学 4. 常用机构的分析与设计 5. 机构的选型及机械传动系统 的设计 本课程研究的内容可以概括为两个方面，第一是介绍对已有机械进行 结构、运动和 动力分析的方法，第二是探索根据运动和动力性能方面的要 求设计新机械的途径。l-2 学习本课程的目的 本课程所学的内容乃是研究现有机械的运动及工作性能和设 计新机械的 知识基础。所以它成为机械类各专业必修的一门重要的技术

7、基础课程，并为 专 业课程打下基础。l-3 如何进行本课程的学习 在学习本课程的过程中，要着重注意搞清楚基本概念， 理解基本原理， 掌握机构分析和综合的基本方法。 在本课程的学习过程中，要注意培养自 己运用所学的基本理论和方法去 分析和解决工程实际问题的能力。为此要十分注意各种理 论和方法的适用范 围和条件，以求能逐步作到正确而灵活的应用。第二章 平面机构的结构分析2-1 机构结构分析的内容及目的 研究内容： 研究内容： (1) 研究机构的组成及其 具有确定运动的条件； (2) 根据结构特点进行机构的结构分类； (3) 研究机构的组成原理。研究目的： 研究目的： 在机构设计中，需要知道机构是怎

8、样组合起来的，而且在什么条 件下 才能实现确定的运动；对机构组成原理的研究还可以为新机构的创造提供 途径；通过 对机构的结构分析与分类，可以为举一反三地研究机构的运动 分析和动力分析提供方便。2-2 机构的组成 1. 构件 构件(link)机器中每一个独立的运动单元体。 2. 运动 副 由两个构件组成的可动的联接称为运动副 运动副(kinematics pair)。而把两构件 运动 副 上能够参加接触而构成运动副的表面称为运动副元素 运动副元素。例如轴与轴衬的配合 运动副元素 (图 2-1)，滑块与导轨的接触(图 2-2)。图 2-1 回转副图 2-1 移动副两齿轮轮齿的啮合(图 2-3,a)

9、，球面与平面的接触(图 2-3,b)，圆柱与平面 的接触(图 2-3,c) 。图 2-3,a 齿轮副图 2-3,b图 2-3,c任意两个构件 1 与 2，当它们尚未构起运动副之前，构件 1 相对于构件 2 共 有 6 个相 对运动的自由度。当两构件以某种方式相联接而构成运动副，则两 者间的相对运动便受到 一定的约束，其相对运动自由度减少的数目就等于该 运动副所引入的约束的数目。两构件 构成运动副后所受到的约束数最少为 1(如图 2-3，b 所示的运动副)，而最多为 5(如图 2-1 和 2-2 所示的运动副)运动副的分类： 运动副的分类 (1) 按引入约束的数目分：I 级副、级副、级副、 级副

10、、级副。 (2) 按两构件的接触情况进行分：点或线接触而构成的运动副统称为 高 副；面接触(surface contact)而构成的运动副则称为低副(lower pair )。 (3) 按两构件 之间的相对运动的不同分：转动副或回转副(revolute pair)、移动副(sliding pair)、螺 旋副、球面副、平面运动(plane motion)副、 空间运动副。图 2-5 螺旋副图 2-6 球面副3. 运动链 把两个以上的构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统称为运 运 动 链(kinematics chin)。如运动链的各构件构成了首末封闭的系统，则称其 动链 为闭式运动链或简

11、称闭链(图 2-7，a 和 b)；如运动链的构件未构成首末封闭 的系统，则称其为开式 运动链，或简称开链(图 2-7，c 和 d) 。4. 机构 在运动链中，如果将某一构件加以固定而成为机架，则这种运动链便 成为机 构。 机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件称为原动件；而其余活 动构件则称为从 动件。从动件的运动规律决定于原动件的运动规律和机构 的结构。2-3 机构运动简图 用简单的线条和规定的符号表示组成机构的构件和运动副，并按 一定 的比例尺表示运动副的相对位置的简单图形称为机构运动简图 机构运动简图 (kinematic 机构运动简图 sketch of mechanism)。绘制步

12、骤如下： (1) 分析机构的运动 情况，定出其原动部分、工作部分，搞清楚传动部分。 (2) 合理选择投影面及原动件适当 的投影瞬时位置。 (3) 选择适当的比例尺(scale)。 (4) 用简单的线条和规定的符号绘图。(5) 检验。a1 6 F AO524 B C D3 Eb图 2-8 颚式碎石机2-4 机构具有确定运动的条件 机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数 目，称为机构的 自由度。 机构具有确定运动的条件：机构的自由度必须大于或等于 l，且 机构 原动件的数目应等于机构的自由度的数目。 如图 2-10，只有在给构件 4 确定运动规 律后，此时系统才成为机构。图 2-9图 2-

13、102-5 平面机构自由度的计算 平面机构自由度计算公式2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项 1. 复合铰链：两个以上的构件同在一处以 转动副相联接，如图 2-11 所 示。 若有 m 个构件以复合铰链(joint)相联接时，其构成的转 动副数应等于 (m-1)个。图 2-112. 局部自由度 在有些机构中，某些构件所产生的局部运动，并不影响其他构件的运 动。我们把这种局部运动的自由度称为局部自由度，如图所示。在计算机 构的自由度时， 应从机构自由度的计算公式中将局部自由度减去。 对于图示凸轮机构自由度为 F=33-(23+1)-1=1凸轮机构三维实体图图 2-123. 虚约束 在机构中，

14、有些运动副带入的约束，对机构的运动实际上不起约束作 用， 我们把这类约束称为虚约束。在计算机构的自由度时应将这类虚约束 除去。 机构中的虚约 束常发生在下列情况： 1) 在机构中如果两构件用转动副联接其联接点的运动轨迹重合，则 该 联接将带入 1 个虚约束。如图 214 所示的机构简图。F = 3*n2PlPh = 3*42*6= 0 错 F = 3*n2PlPh = 3*32*4 = 1 对图 2-132) 如果两构件在多处接触而构成移动副，且移动方向彼此平行(如图 2-14 所示)，则只能算一个移动副。 如果两构件在多处相配合而构成转动副，且转动轴线重合(如 2-15 所 示)，则只能算一

15、个转动副。 如果两构件在多处相接触而构成平面高副，且各接触点处的公 法线 彼此重合(如图 2-16 所示)，则只能算一个平面高副。图 2-14图 2-15 图 2-163)在机构运动的过程中，若两构件上某两点之间的距离始终保持不变， 则如用双转动 副杆将此两点相联，也将带入 1 个虚约束，图 2-17 所示。 4)在机构中，某些不影响机构运 动传递的重复部分所带入的约束亦为虚 约束，如图 2-18 所示。图 2-17图 2-18F = 3*n2PlPh = 3*42*6= 0 错 F = 3*n2PlPh = 3*52*56= -1 错 F = 3*n2PlPh = 3*32*4 = 1 对

16、F = 3*n2PlPh = 3*32*32= 2 对第三章 平面机构的运动分析3-1 机构运动分析概述 机构的运动分析：根据原动件的已知运动规律，求该机构其 他 构件上某些点的位移(displacement )、轨迹、速度和加速度，以及这 些构件的角位移、 角速度和角加速度。 机构运动分析的方法主要有图解法和解析法。3-2 速度瞬心及其在平面机构速度分析中的应用 一、速度瞬心 瞬心为互相作平面相 对运动的两构件上，瞬时 相对速度为零的点；或者说，瞬时速度相等的重合 点(即等速重 合点)。若该点的绝对速度为零则为绝 对瞬心；若不等于零则为相对瞬心。如图 3-1 所示。图 3-1二、 机构中瞬心的数目 因为每两个构件就有一个瞬心，所以由 N 个构件(含机架)组成 的机构， 其总的瞬心数 K 由排列组合的知识可得： 三、机构中瞬心位置的确定 如上所