机械原理实用教材

机械原理，内容， 第1章简介1-1本课程的研究对象和内容1-2学习本课程的目的1-3如何学习本课程第2章平面机构的结构分析2-1机构的结构分析的内容和目的2-2机构的组成2-3机构的运动示意图2-4机构确定运动的条件2-5平面机构自由度的计算2-6计算平面机构自由度时的注意事项， 第三章平面机构的运动分析3-1平面机构的运动分析概述3-2速度瞬心及其在平面机构速度分析中的应用3-3用矢量方程图解法进行机构的速度和加速度分析第四章平面机构的力分析4-1机构的目的和力分析方法4-2部件惯性力的测定第五章机械中的摩擦和机械效率5-1机械中摩擦的目的和内容5-2摩擦在运动副5-3机械中5-4机械自锁的效率， 第6章平面连杆机构及其设计6-1连杆机构及其传动特性6-2平面四杆机构的类型和应用6-3平面四杆机构的一些基本知识6-4平面四杆机构的设计7凸轮机构及其设计7-1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8齿轮机构及其设计8-1齿轮机构的使用和分类， 形成齿廓曲线8-3渐开线的8-2齿轮及其特性8-4啮合特性渐开线齿廓8-5名称和尺寸各部分渐开线标准齿轮8-6啮合传动渐开线直齿轮8-7切削渐开线齿廓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9章齿轮系及其设计， 9-1轮系及其分类9-2固定轴轮系的传动比9-3周转轮系的传动比第10章机械的运行及其速度波动的调节10-1概述10-2机械运动方程10-3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11章机械平衡的目的和内容11-2刚性转子的平衡计算，第一章是绪论。 “机械原理”的对象是机械，研究内容是关于机械的基本理论问题。机器是机器和机械的总称。右图为内燃机示意图，主要由活塞、连杆、曲轴和机架组成连杆机构；大齿轮、小齿轮和机架构成齿轮机构；凸轮、推杆和框架构成凸轮机构。除了机器之外，实际上还有如图1-2所示的开窗机构和如图1-3所示的千斤顶，它们由人力驱动以实现所需的运动或力的传递。我们称这些设备为机构。图1-2窗户开启机构，图1-3千斤顶，机器特征：1。它们是由人体组成的真实物体；2.真实物体之间有确定的相对运动；3.能够完成有用的机械工作或转换机械能。机构特征：该机构具有机器特征的前两个特征。机器和机械的共同特征决定了机器和机械可以统称为机械。本课程的研究内容包括：1 .机械结构分析基础知识。机构3的运动学分析。机器动力学4。常见机构的分析和设计。机械传动系统的机构选择和设计。本课程的研究内容可归纳为两个方面。首先介绍现有机械的结构、运动和动力分析方法。二是探索根据运动和动态性能要求设计新机械的方法。本课程的目的是研究现有机械的运动和工作性能，以及设计新机械的知识库。因此，它已成为各种机械专业所要求的一门重要的技术基础课程，并为专业课程奠定了基础。L-3如何学习这门课程在学习这门课程的过程中，我们要注意理清基本概念，下因此，应重视各种理论和方法的适用范围和条件，逐步做出正确灵活的应用。第二章平面机构的结构分析2-1机构结构分析的内容和目的研究内容：(1)研究机构的组成和确定运动的条件；(2)根据组织结构的结构特征进行分类；(3)研究机构的构成原则。研究目的：在机构设计中，需要知道机构是如何组合的，在什么条件下实现确定的运动。对组织构成原理的研究也可以为新组织的创建提供一条途径。通过对机构的结构分析和分类，可以为机构的运动分析和动力学分析提供方便。2-2机制的组成。部件(链接)-机器中的每个独立运动单元。2.运动学是由两个称为运动副的部件组成的活动关节。可以参与接触形成运动副的两个部件的表面称为运动副元件。例如，轴和衬套的配合(图2-1)以及滑块和导轨的接触(图2-2)。图2-1旋转副，图2-1移动副，两个齿轮齿的啮合(图2-3，a)，球面与平面的接触(图2-3，b)，圆柱体与平面的接触(图2-3，c)。图2-3，b，图2-3，c，图2-3，齿轮副，任何两个构件1和2，在它们还没有形成运动副之前，构件1相对于构件2具有6个相对运动自由度。当两个部件以某种方式连接以形成运动副时，两个部件之间的相对运动将被约束到一定程度，并且相对运动的自由度的数量将减少到等于运动副引入的约束的数量。在两个部件形成运动副之后，它们受到的约束的数量至少为1(如图2-3和b所示)并且最多为5(如图2-1和2-2所示)。运动副的分类如下：(1)根据引入的约束数，运动副分为类副、类副、类副、类副和类副。(2)根据两个部件的接触情况，点接触或线接触形成的运动副统称为高副。由表面接触形成的运动副称为下运动副。(3)根据转动副或转动副、滑动副、螺旋副、球面副、平面运动副和空间运动副这两个部件相对运动的不同。图2-5螺旋对、图2-6球形对和图3。运动链是指通过运动副将两个以上的部件连接成运动链而形成的相对可移动的系统。如果运动链的每个组成部分在开始和结束时形成一个封闭系统，它被称为封闭运动链或简称为封闭链(图2-7，A和B)；如果运动链的组成部分在开始和结束时没有形成一个封闭系统，它们被称为开放运动链，或简称为开放链(图2-7，c和d)。在运动链中，如果一个构件被固定形成一个框架，运动链就变成了一个机构。机构中根据给定的已知运动规则独立运动的部件称为原始部件。而其余的可移动部件称为从动件。从动构件的运动规律取决于原构件的运动规律和机构的结构。2-3机构的运动图使用简单的线和指定的符号来表示组成机构的部件和运动副，并且表示运动副在一定比例上的相对位置的简单图形被称为机构的运动图。绘制步骤如下：(1)分析机构的运动，确定其原始零件和工作零件，明确传动零件。(2)合理选择执行机构的投影平面和合适的投影瞬时位置。(3)选择适当的比例。(4)用简单的线条和指定的符号进行绘制。(5)检查。颚式破碎机，a，b，图2-8，2-4该机构具有确定运动的条件。该机构具有在确定运动时必须给出的独立运动参数的数量，称为该机构的自由度。该机构具有确定运动的条件：该机构的自由度必须大于或等于L，并且数量如果有m个构件通过复合接头连接，则由它们形成的旋转对的数量应等于(m-1)。局部自由度在某些机构中，某些部件的局部运动不影响其他部件的运动。我们称这个局部运动的自由度为局部自由度，如图所示。在计算机构自由度时，应从机构自由度的计算公式中减去局部自由度。对于图示的自由度F=33-(23 1)-1=1的凸轮机构的三维立体图，见图2-12和3。机构中的虚拟约束，运动副引入的一些约束实际上对机构的运动没有约束作用，我们称之为虚拟约束。在计算机构的自由度时，应消除这种虚拟约束。机构中的虚拟约束通常发生在以下情况：1)如果由旋转副连接的两个部件的连接点的运动轨迹在机构中重合，则该连接将引入虚拟约束。如图2-14机构图所示。F=3 * n-2pl-ph=3 * 4-2 * 6=0误差f=3 * n-2pl-ph=3 * 3-2 * 4=1对，图2-13，2)如果两个构件在多个位置接触以形成移动对并且移动方向彼此平行(如图2-14所示)，则只能计算一个移动对。如果两个部件在多个位置匹配形成旋转对，并且旋转轴重合(如图2-15所示)，则只能计算一个旋转对。如果两个部件在多个位置接触形成一个平面高度对，并且每个接触点的公共法线彼此重合(如图2-16所示)，则只能计算一个平面高度对。图2-14，2-15，2-16，3)如果两个部件上的一些两点之间的距离在机构运动期间保持不变，如果这两个点通过双旋转辅助杆连接，将引入虚拟约束，如图2-17所示。4)在机构中，一些不影响机构运动传递的重复零件所带来的约束也是虚拟约束，如图2-18所示。F=3 * n-2pl-ph=3 * 4-2 * 6=0误差f=3 * n-2pl-ph=3 * 5-2 * 5-6=-1误差f=3 * n-2pl-ph=3 * 3-2 * 4=1对f=3 * n-2pl-ph=3 * 3-2 * 3-2=2对。 第三章平面机构的运动分析3-1机构的运动分析总结机构的运动分析：根据已知的执行机构的运动规律，计算机构其他部件上的一些点的位移、轨迹、速度和加速度，以及这些部件的角位移、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瞬时速度中心及其在平面机构速度分析中的应用。瞬时速度中心，即两个分量在平面内相对运动时瞬时相对速度为零的点；换句话说，瞬时速度相等的重合点(即恒速重合点)。如果这个点的绝对速度为零，它就是绝对瞬时中心。如果它不等于零，它就是相对瞬时中心。如图3-1所示。图3-1，2，机构中瞬时中心的数目，因为每两个成员有一个瞬时中心，所以由n个成员(包括框架)组成的机构的总瞬时中心数k可以从排列和组合的知识中获得。3、机构瞬时中心位置的确定如上所述，机构中每两个构件之间有一个瞬时中心。如果两个构件通过运动副直接连接在一起，那么根据瞬心的定义就可以很容易地确定瞬心的位置。一般来说，两个分量的瞬时中心需要通过所谓的“三中心定理”来确定。下面是一个单独的介绍。1.由运动对直接连接的两个构件的瞬时中心1)由旋转对连接的两个构件，如图3-2和a所示，旋转对的中心是其瞬时中心P12。2)如图3-2和图3-2所示，两个部件之间的任何重合点的相对运动速度方向平行于导轨，因此其瞬时中心P12必须位于移动副导轨的垂直方向上的无穷远处。Tw图3-3和4。速度瞬心在机构速度分析中的应用1)部件的角速度。在图3-4所示的平面四杆机构中，假设每个部件的尺寸是已知的，并且致动器2以角速度2顺时针旋转。由于瞬时中心P24已知为构件2和构件4的恒速重合点，因此可以得出：图3-4，2)图3-5中所示的凸轮机构被用于求出构件上某一点的速度。假设每个部件的尺寸是已知的，致动器2的角速度是2。使用瞬时中心来确定从动件3的移动速度也非常简单。如图所示，从动件移动速度的大小如下：3-3用矢量方程图解法分析机构速度和加速度的基本原理是从理论力学中学习的运动合成原理。在分析机构的速度和加速度时，应根据运动合成原理列出机构的运动矢量方程，然后根据方程画图求解。图3-5，1。同一部件上两点之间的速度和加速度之间的关系。速度分析图3-6在图3-6和a所示的曲柄滑块机构中，连杆BC是在平面中移动的部件。根据运动合成的原理，该分量上的任何点(例如点C)的运动可以被认为是通过其平移(牵连运动)以及该分量上的另一个任意点(例如点B)及其围绕该点(点B)的旋转(相对运动)来合成的。因此，点c的速度为：现在假设点b的速度已知，并求出点c的速度。该方法包括以下步骤：1)对机构进行运动分析并列出矢量方程；2)取速度标尺，并设置标杆；3)矢量绘图法绘图。(从已知到未知)它们的大小分别如下：如果找到连杆上的点e的速度，可以利用点b和点e之间以及点c和点e之间的速度关系单独列出和组合矢量方程，并且可以得到矢量方程：用图解法求解，由各种速度矢量组成的图b所示的图形称为速度多边形。点P被称为速度多边形的极点。其特征如下：1)从极点P向外辐射的矢量代表分量上相应点的绝对速度；2)相对速度是连接两个绝对速度矢量端点的矢量，下标字母相反；3)极速为零；4)速度成像原理。从图中可以看出，由于bce和BCE的对应边相互垂直，所以已知这两个边是相似的，它们的角符号的顺序是相同的，除了前者的位置是后者在方向上旋转了900。因此，我们称图bce为分量图BCE的速度图。2.加速度分析同样，点C处的加速度如下：为了获得点E处的加速度与速度分析之间的相似性，应利用点E、点B和点C处的加速度关系进行同时求解。图C所示的由加速度矢量组成的图形称为加速度多边形。点P被称为加速多边形的极点。它的特征如下：1)从极点P向外辐射的矢量代表该分量上相应点的绝对加速度；2)相对加速度是