《机械原理》课件

《机械原理》课程介绍本课程将带领你深入探索机械世界，学习机械运动规律、机构设计以及传动原理，为你的机械设计之路奠定坚实基础。机械原理的定义和研究内容定义机械原理是研究机械系统中各组成部分的运动规律、力的传递和平衡，以及机械运动的能量转换和传递规律的学科。研究内容包括机构学、运动学、动力学、摩擦学、传动学等，并涵盖了常见机械传动方式、机构类型及设计方法。机械原理的应用领域工业生产机械设计、制造、加工、自动化等领域，机械原理是基础学科，为各种机械设备的设计和制造提供了理论依据。科研领域机械原理应用于各种机械系统的运动分析、优化设计、故障诊断等，推动机械领域的科研发展。日常生活从汽车、手机到家电，机械原理无处不在，它使我们的生活变得更加便捷和高效。基本概念和常用术语1机构由多个运动构件组成的，能够完成预定运动功能的机械系统。2运动副两个运动构件之间相互接触并能产生相对运动的连接方式。3自由度机构中能够独立改变的运动参数的个数，也称为机构的独立运动个数。力系的基本理论力的概念力的作用效果、力的表示、力的分类等。力系的平衡力系的合力为零，或力系对任意一点的合力矩为零。力的合成与分解将多个力合成一个合力，或将一个力分解成多个分力。力的合成与分解1平行力系将平行力系简化为一个合力，合力的大小等于各力的代数和，作用线平行于各力的作用线。2汇交力系将汇交力系简化为一个合力，合力的大小和方向可以用平行四边形法则或三角形法则确定。3一般力系将一般力系简化为一个合力和一个合力矩，合力的大小和方向可以用平行四边形法则或三角形法则确定。平面力系的平衡条件力矩平衡力系对任意一点的合力矩为零，即力系中各力对该点的力矩之和为零。合力为零力系的合力为零，即力系中各力在x轴和y轴方向上的投影之和分别为零。空间力系的平衡条件1合力为零2合力矩为零3空间力系力系在三个坐标轴上的投影之和分别为零，且力系对任意轴的合力矩为零。摩擦原理及其应用1摩擦力物体间相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上产生的阻碍相对运动的力。2摩擦系数摩擦力与正压力之比，它与接触面的材料、粗糙程度和润滑条件有关。3摩擦角摩擦力与正压力之比的反正切，它反映了摩擦力的方向和大小。机构的基本概念1构件组成机构的单个零件或多个零件的组合体。2运动副两个构件之间相互接触并能产生相对运动的连接方式。3自由度机构中能够独立改变的运动参数的个数，也称为机构的独立运动个数。机构的运动分析速度分析研究机构中各构件的运动速度和方向。加速度分析研究机构中各构件的运动加速度和方向。机构自由度的分析平面连杆机构的运动分析运动轨迹研究机构中各构件的运动轨迹，可以采用图解法、解析法或数值计算法。速度和加速度根据运动轨迹，运用微积分或矢量法求解机构中各构件的速度和加速度。凸轮机构的运动分析1凸轮轮廓设计根据机构的运动要求，设计凸轮的轮廓形状，以保证从动件的预期运动规律。2运动规律分析分析凸轮从动件的运动规律，包括位移、速度、加速度等参数的变化。齿轮传动的基本原理齿轮啮合通过齿轮的齿形相互啮合来传递运动和动力。传动比齿轮传动中，主动轮与从动轮的齿数之比，它决定了传动比的大小。传动效率齿轮传动过程中，输入功率与输出功率之比，它反映了传动过程中的能量损耗。齿轮传动的类型与特点圆柱齿轮齿轮轴线平行，应用广泛，具有较高的传动效率。锥齿轮齿轮轴线相交，用于改变旋转轴方向，应用于汽车变速箱等。蜗轮蜗杆用于实现大传动比，具有自锁性，应用于起重机等。齿轮啮合条件及其设计啮合条件齿轮啮合时，必须满足一定的条件，以保证正常传动。齿轮设计根据传动比、载荷、工作条件等，选择合适的齿轮类型和参数。带传动的基本原理1摩擦传动通过带与轮之间的摩擦力来传递运动和动力。2传动比带传动中，主动轮与从动轮的半径之比，它决定了传动比的大小。3滑差带与轮之间由于摩擦力不足而产生的相对滑动现象。带传动的类型与特点平带传动传动平稳，成本低，但传动比有限，适用于轻载传动。V带传动传动效率高，可实现较大的传动比，适用于中载传动。同步带传动传动精度高，无滑差，适用于高速、高精度传动。带传动的设计与选择带的选型根据传动功率、速度、传动比等因素选择合适的带型和尺寸。带的张紧通过张紧装置调节带的张紧力，以保证带的传动效率和使用寿命。链传动的基本原理啮合传动通过链条与链轮的啮合来传递运动和动力。传动比链传动中，主动轮与从动轮的齿数之比，它决定了传动比的大小。链传动的类型与特点滚子链应用最广泛，结构简单，传动效率高，适用于中、重载传动。链条具有较高的传动精度和使用寿命，适用于高速、高精度传动。链传动的设计与选择链条选择根据传动功率、速度、传动比等因素选择合适的链条类型和尺寸。链轮选择根据链条类型选择合适的链轮尺寸和齿数。滚动轴承的基本原理1滚动摩擦通过滚动体来减少摩擦，从而提高传动效率和使用寿命。2承载能力滚动轴承能够承受的载荷，它与滚动体的尺寸、材料和结构有关。3旋转精度滚动轴承能够提供的旋转精度，它与滚动体的加工精度和安装精度有关。滚动轴承的类型与特点深沟球轴承结构简单，应用广泛，可承受径向载荷和轻微的轴向载荷。圆锥滚子轴承可承受较大的径向载荷和轴向载荷，适用于承受冲击载荷的场合。调心球轴承可补偿轴承安装时的误差，适用于轴承安装精度要求较高的场合。滚动轴承的选择与使用轴承选型根据载荷、速度、工作环境等因素选择合适的轴承类型和尺寸。轴承安装正确安装轴承，避免安装过程中的损伤，以保证轴承的正常使用寿命。液压传动的基本原理液压油液压传动系统中使用的介质，用于传递压力和能量。液压泵将机械能转换为液压能，提供液压系统所需的压力和流量。液压缸将液压能转换为机械能，实现直线运动或旋转运动。液压传动的类型与特点定量泵流量恒定，适用于对流量要求稳定的场合。变量泵流量可调，适用于对流量要求可变的场合。液压马达将液压能转换为机械能，实现旋转运动。液压传动的设计与选择系统设计根据传动功率、速度、工作压力等因素设计液压系统。元件选择选择合适的液压泵、液压缸、阀门等元件。气动传动的基本原理1压缩空气气动传动系统中使用的介质，用于传递压力和能量。2气动泵将机械能转换为气压能，提供气动系统所需的压力和流量。3气动缸将气压能转换