上海大机械原理讲义01绪论

机械原理精讲张纪元编著 上海海事大学物流工程学院

目录第一章绪论1第1讲机械原理的研究对象、研究内容和课程性质1第二章机构的结构分析3第2讲运动副3第3讲机构运动简图6第4讲平面机构的自由度9第5讲平面机构的组成原理13第三章平面机构的运动分析14第6讲运动分析——瞬心法14第7讲运动分析——基点法17第8讲运动分析——重合点法21第9讲运动分析——解析法23第10讲运动分析题解26第四章平面机构的力分析32第11讲力分析一一惯性力32第12讲力分析——移动副中的摩擦力35第13讲力分析——转动副中的摩擦力38第14讲机构力分析——动态静力分析41第五章机械的效率和自锁42第15讲机械运转的功能关系和三个阶段42第16讲机械效率的定义和机组的效率44第17讲机械的自锁49第18讲典型机械的效率和自锁52第六章机械的平衡58第19讲机械的平衡——静平衡58第20讲机械的平衡——动平衡62第七章机械的运转及其速度波动的调节65第21讲机械特性65第22讲等效力学模型66第23讲机械运动方程式及其求解70第24讲速度波动及其调节73第八章平面连杆机构及其设计79第25讲平面连杆机构的传动特点79第26讲平面四杆机构的类型和应用80第27讲曲柄存在条件和演化形式86第28讲平面四杆机构的基本知识89第29讲平面四杆机构的设计——解析法93第30讲平面四杆机构的设计——图解法98第九章凸轮机构及其设计101第31讲凸轮机构的应用和分类101第32讲从动件的运动规律104第33讲凸轮轮廓曲线的设计——图解法112第34讲凸轮机构的基本尺寸118第35讲凸轮轮廓曲线的设计——解析法122第十章齿轮机构及其设计126第36讲齿轮机构的分类及齿廓啮合基本定律126第37讲渐开线齿廓的啮合特点129第38讲标准直齿轮的尺寸计算133第39讲直齿轮传动的啮合过程、正确啮合条件和标准中心距138第40讲齿轮的连续传动条件和齿轮齿条的啮合特点141第41讲渐开线齿廓的切制原理144第42讲齿轮的根切和最少齿数147第43讲变位齿轮149第44讲斜齿轮传动153第45讲交错轴斜齿轮和蜗杆蜗轮传动160第46讲圆锥齿轮传动164第十一章齿轮系及其设计167第47讲定轴轮系的传动比167第48讲周转轮系的传动比169第49讲复合轮系的传动比173第50讲轮系的功用175

第一章绪论本章重点：本课程研究的对象及内容、掌握零件、构件、机构、机器和机械等名词的定义。模型：内燃机、连杆等。第1讲机械原理的研究对象、研究内容和课程性质一、研究对象1、机构、机器和机械1）关于机器和机构的经典定义凡是具备以下三个特征者称为机器a、他们都是人为的实物组合体；b、各部分之间具有确定的相对运动；c、能完成有用的机械功或转换机械能。例如：机床、机器人和内燃机等。凡是只具备机器的前两个特征者，称为机构。机构与机器的区别：机构既不做有用的机械功，也不能转换机械能。2）关于机器和机构的现代定义机构：用来传递与变换运动和力的可动装置。机器：用来传递或变换能量、物料和信息的一种执行机械运动的装置。两者的差别：变换和传递的对象不同。3）机械：机械是机构和机器的总称。2、研究对象机械原理的研究对象是机械。重点研究常用机构，如连杆机构、齿轮机构和凸轮机构等。3、机器的分类工作机：能做有用功的机器。如机床、起重机、发电机等；原动机：将其他形式的能量转换成机械能的机器。如内燃机、蒸气机、电动机等；机组：原动机、传动装置和工作机的组合系统，如柴油发电机组等。4、机构的分类1）按构造的形式分，有：连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、螺旋机构等。2）按相对运动分，有：平面机构：各构件均作平面运动，且各运动平面互相平行。空间机构：构件或作空间运动，或作平面运动，但运动平面不全平行。5、零件和构件1）构件：机构中的运动单元。2）零件：加工制造单元。一个构件可以是一个零件，也可以是多个零件的刚性组合体。3）机构中的三种构件：机架：支撑运动构件的构件，一个机构有且只有一个机架；原动件：也称为主动件或输入构件，是驱动力或驱动力矩作用的构件。一个机构可以有一个或多个原动件。从动件：被原动件驱动的构件。一个机构常有多个从动件。其中能实现预期运动的构件称为输出构件。二、研究的内容1、包含三大内容1）机构结构学：研究机构运动的可能性和确定性，机构的组成原理和分类。2）机构运动学：不考虑力和力矩的作用，从几何的观点研究机构，以确定构件的位置、角速度和角加速度，以及构件上点的轨迹、位移、速度和加速度，按已知的运动学条件设计机构。3）机械动力学：包括机构的受力分析，机械效率的计算，机构真实运动的求解，机械运转的速度波动调节和惯性力（或惯性力矩）的平衡等内容。2、解决两类问题1）第一类问题——机构分析：即对已知机构进行结构分析、运动分析和动力分析。2）第二类问题——机构综