机械原理电子教案

1、.第一章绪论教育内容本课程的对象和内容本课程的性质、塔斯克和作用机械原理学科的发展现状学习要求明确本课程的研究对象和内容，以及培养机械类高级工程技术人员的全球地位、塔斯克和作用。了解机械原理学科的发展现状。重点难点本章的学习要点是本课程的研究对象和内容。 本章介绍了机械、机构、机械等名词，用实例说明了各种机械的主要构成要素是各种机构，明确了机构是本课程研究的主要对象大象。 当然，因为在这个时刻没有具体地学习这些个的内容，所以只能进行概要性的理解。学习时间表上课自学看机械原理的电教电影一学期1.5学时中国古代机械、工业机器人及其应用学习方法如何星空卫视好这个课程。要星空卫视这门课程，首先要对机械

2、在一个国家的重要作用有明确的认识。 机器现在，将来依然是人类利用自然段改造的直接执行工具，没有机器的支持，所有现代工程(宇宙航行工程、深海工程、生物工程、通讯工程、渡江大桥、过海隧道、摩天大楼、了解机械原理学科的发展现状和趋势，不仅有助于深入学习机械原理课程，也有助于确信机械工业永远以日新月异的速度发展。第二章机构的结构性分析学习内容机构的构成(部件、运动件、运动链及机构)反应历程的运动图及其作图反应历程有决定运动的条件修正反应历程自由度修正平面机构自由度时应该注意的事项虚拟约束对机构工作性能的影响及机构结构的合理修订平面机构的构成原理结构分类结构性分析在平面机构的高副低副学习要求阐明构件、运

3、动副、约束、自由度、运动链及机构等重要概念。可以画出比较简单的反应历程运动的略图。我知道正确地补正平面机构的自由度，特定的运动能判断有木有的空间机构的自由度的补正算。认识到虚拟约束对机构工作性能的影响和机构结构的合理设置修正问题的重要性。我知道平面机构的构成原理。重点难点本章的学习要点是具有构件、运动子、运动链及机构等概念、机构运动概略图的制作、机构决定运动的条件及机构自由度的修正算法。 关于平面机构中的高副低世代是扩展知识面性质的内容。 学习难点是机构中虚约束的判定问题。学习时间表本章讲义这一章的自学课外作业课外讨论问题综合分析问题实验(两学时)第四学期第六学期练习题2-1、2-2、2-3、

4、2-6、2-8、2-10练习题2-4、2-5、2-7、2-9二号练习题机构运动简图映射实验学习方法本章需要明确的概念。首先，说明构件、运动件、运动链、机构、机构的运动简图、机构的自由度、机构决定运动的条件、复合铰链、局部自由度、虚拟约束、机构构成原理和杆组等基本概念。 必须正确地说明，准确地分析机构，使之能够判断。其次，对部件和零配件、运动副和运动副要素、自由度和约束、高副和低副、开链和封闭、运动链和杆群及机构等概念间的关联和区别进行了留心。正确制作反应历程的运动图是怎么破吗？机构的运动解析和动力解析都是针对机构运动概略图进行的，机械设定修订的开始也是首先设定机械的机构运动概略图，所以机构运动

5、概略图的制作必须非常重视，能够正确阅读机构运动概略图制作是工程技术人员所需要的基本技能。当然，实际的机械的构造状况和构件形状一般是复杂的，所以对于初学者来说，如何用机构运动的概略图来表示可能是困难的。 然而，如果仔细观察运动传递路径，并明确运动在部件之间的传递状况、部件数量的多少、各部件之间构成了怎样的运动元件、以及运动元件的位置，则不容易正确地描绘该机构运动的概略图。 经过大量的练习，一定能够逐步具有制作机构运动概略图的能力。什么是正确判断机构中的虚约束？为了正确判断机构中的虚约束，首先要明确什么是虚约束的概念。 虚约束是指对机构的运动发挥重复约束作用的约束，即，机构中的一部分动子带入的约束

6、与其他动子带入的约束重复。 在修正反应历程自由度时，必须移除虚拟约束。但是，请注意，反应历程中的虚拟约束是在特定条件下发生的。 如果不满足这些个条件，则被视为伪约束的约束实际上是有效约束，并影响反应历程运动的可能性和灵活性。 为了满足这些个的特定条件，要求较高的加工精度和组装精度，这意味着较高的制造成本。 一般来说，机构的虚拟约束数越多，机构在运动中卡住的可能性也越高，要求高精度的尺度尺残奥表也越多，制造成本也越高，因此虚拟约束数的多少也成为机构性能的重要指标。为什么在机械设定修订中设定虚拟约束？通常，对机械设置虚拟约束的主要目的是：(1)改善机构的受力状况(参照教材图223 )(2)提高机构

7、的刚性(参照教材问题2-13c图)(3)使机构能够顺利地通过转折点(参照教材图87 )。在校正装置机构中，机构运动的灵活性十分重要，所以必须避免在机构中产生虚拟约束(参照教材图228 )。 (问题2-19图)此外，一些刚性低的表兄弟，例如放置在飞机机翼上的一些机构，在受到力时容易产生大的变形，约束成为虚约束而必须满足的几何条件容易被破坏，因此也应该努力避免虚约束。但是，正如教材中指出的那样，对每个平面机构修正平面机构(3族机构)的自由度的话，从表面上看好像没有虚拘束的情况比较多，实际上大部分情况下，留心了族别虚拘束，即实际上存在虚拘束。 从像空间这样的机构来看机构不存在虚约束的情况下，虚约束才

8、真正存在。为了减少虚拟约束数，在工程中实际上经常使用球面副，球大头针副代替旋转副，圆柱副代替移动副或者旋转副，桶形齿代替直齿等。如何判断是否是复合铰链？对于复合铰链的决定，一般来说不容易把握，但对于复合铰链的有木有的判断，需要细心的注意。 以下两种情况容易产生误解：其一种是两个以上的部件在同一部位以旋转副相连结的情况。 不要把一些构件捆在一起看作复合铰链。 示例： (如果部件在同一地方连接)。其二，齿轮、信息帧所涉及的连接是否为复合铰链，容易混淆。 示例： (对于包含齿轮的机构)。如何判断齿轮对的约束？关于齿轮对的约束，有以下两种情况第一种约束是通常约束两个齿轮的中心距离，并且因为齿两侧的齿形

9、仅由一侧接触，而另一侧具有间隙，所以只提供一个约束。 如图a所示。其二是，如图b所示，两个齿轮的中心能够相互接近直到齿两侧的齿形接触为止的情况。 此时，齿两侧的接触点的法线方向相互重叠，因此提供两个约束。在解决教材问题213时，应当清楚地解释齿轮对约束的上述两种情况。如何将反应历程分解为基本杆组？如从平面机构配置原理可看出的，每个平面机构都可以由信息帧、传动部件、和若干基本杆组组成。 因此，在进行机构的运动解析和动力解析时，能够对原动子和基本杆组进行，对于相同的基本杆组能够采用相同的方法(能够制作子程序调用)，基本杆组的类型少，所以运动解析和动力解析方便。将反应历程分解为基本杆组时请注意首先，

10、必须移除反应历程的虚拟约束和局部自由度。 例如： (精压机构)。进一步进行杠杆组分析。 分割基本杆组时，请从远离原动零配件的位置进行分割，首先尝试用ii级组进行分割。 否则请按照iii级组、iv级组的顺序分割。例： (史蒂文森型机构的结构性分析)。基本杆群的水平由构成该杆群的封闭形状(由一个或多个部件构成)所包含的最大运动副数决定。 一般来说，杆组的水平越高，运动分析和动力分析的难易度也越高。第三章平面机构的运动解析学习内容机构运动分析塔斯克、目标和方法基于速度瞬心法的机构速度分析用矢量方程解法进行反应历程的运动解析在复杂机构的速度分析中使用综合法基于解析法的机构运动解析学习要求准确理解速度瞬

11、心(包括绝对瞬心和相对瞬心)的概念，可以用“三心定理”定位一般平面机构的各瞬心。瞬心法可简单地进行高低副机构的速度分析。可以用矢量方程式解法和解析法进行级机构的运动解析。重点难点本章的学习要点是ii级机构的运动分析。 学习的难点是机构的加速度分析，特别是两部件的重合点之间包含科里奥利加速度时的加速度分析。学习时间表上课自学课外作业课外讨论练习题大工作第四学期第六学期练习题3-1、3-2、3-3、3-3、3-4、3-6和3-10练习题3-5、3-9和3-12平面六轴机构或级机构运动的电算化分析学习方法为什么要进行反应历程的运动解析？首先，认识到机构运动分析的重要意义。 在设定、修改新机器时，无论

12、是利用现有机器，还是反过来设定、修改时，进行机构的运动解析都是很重要的。 在利用现有机器的情况下，很多机器必须经过详细的运动解析，我们才能很好地把握其性能，使机器的功能发挥到一盏茶上。 如： (摆动筛选机构教材图3-9a )所示，只有知道在1个周期内摆动筛选(部件4 )的速度、加速度发生变化，才能知道是否能够得到良好的筛选效果。 在反求设定订正中，经过运动分析才能吃掉原来的设定订正的意图，也能进行创造性的改善和发展。其次，分析机构一般比较容易，只要有一定的程序就可以遵循，但是机构的整合由于没有一定的程序，一般很难。 但是，由于修正算法技术和计算机的发展，我们可以融合机构的综合和机构的分析。 即

13、，选择适当的机构进行运动分析，看能否满足预定的运动要求，如果不满足，则适当调整原机构，进行运动分析。如何正确把握反应历程运动解析的方法？有些学生认为机构的运动分析，特别是加速度分析很难把握。 其实，机构的运动分析(无论是速度分析还是加速度分析)都不是容易把握的。 机构的运动分析有一定的过程，按照教材上的方法做好一头地一头地足迹，可以得到正确的结果，秩序清楚，一点也不难。有些学生觉得难、混乱、动手难。 因为他们通常犯下面的错误1 )问题之前没能好好复习教材相关的内容。2 )制作主题时不能按照教材上所述的顺序进行，要求尽快取得成果，跳过几个顺序。 当一些学生用作作图机构的运动分析时，往往不写相关向

14、量方程，或者不判断方程各项大小和方向为修正，而是忙不迭制作速度多边形和加速度多边形，在作图时向量方程指导不够，导致错误。3 )缺乏工程观点，作为工程技术人员的分析修正算法，将来经过实践性的检查，不认真处理分析中的细节是错误的原因。如何把握利用速度瞬间心对机构进行速度分析？利用速度瞬心对机构进行速度分析往往比较简便。 把握这个方法的关键是能在必要的瞬间正确找出中心位置。在两个构件直接构成运动副的情况下，其间的瞬间中心的位置可以容易确定，不直接接触的两个构件之间的瞬间中心可以通过三心定理确定。 为了便于识别机构中的各个瞬间中心的位置，可以利用瞬间中心多边形的帮助。在瞬心多边形中，各顶点的数字表示机

15、构中的各部件的编号，各顶点间的接线表示各部件之间的瞬心，知道瞬心位置的接线用实线表示，未求出其位置的瞬心用折断线表示。 由三心定理可知，以瞬心多边形的任一三角形的三边为代表的三个瞬心应该在一条直线上。 由此求出未知瞬间心的位置并不容易。例： (平面六轴机构的速度分析)。此外，由于部件的速度瞬间心一般不是部件的加速度瞬间心，因此无法根据速度瞬间心对机构进行加速度解析。掌握机构速度及加速度图解法应注意的图解次数。图解机构的速度及加速度时，可按以下步骤进行。a )选择适当的长度比例尺1，根据标题给出的原动子的位置，正确制作机构运动的概略图。b )明确题意，确定解题的思维方法，即确定求解的优先顺序。c

16、 )列出求解所需的运动分析向量方程。 矢量方程式有两种。 一种是同一构件上两点之间的速度和加速度的关系；另一种是两个元件重叠的点之间的速度和加速度的关系。 后者被用于有移动副的情况。d )针对向量方程式的各项，按项分析其大小和方向。 在向量方程式的各项下，输入其大小和方向、已知(使用)或未知(“？ 中所述情节，对概念设计中的量体执行面积分析。 如果一个向量方程只有两个未知量，可以将其用作格拉夫解。 否则，必须列举补充方程式以减少未知数。e )选择适当的速度和加速度比例和、速度和加速度图极点p和p，并分别根据矢量方程式的准则依次生成速度图和加速度图。f )必要的解可以直接从图中取出。如何判断相对

17、速度、相对加速度和科里奥利加速度的方向？1 )根据速度图和加速度图进行判断(相对速度和相对加速度的方向)。2 )在两个部件构成移动副系统的情况下的： (对科里奥利加速度方向的确定)。使用矢量方程式解析法进行ii级机构的运动解析时应该注意的次数和事项是根据矢量方程式解析法的ii级机构的运动解析比较容易，也有强的程度性，如果以一定的顺序解开，就能够容易地得到必要的结果。在进行运动学分析时，如果要先进行位置分析，可按如下步骤解决位置分析：a )首先制作直角坐标系，将各构件作为杆向量处理。b )根据机构具有的独立闭环数的多少，对每个独立闭环建立向量闭环方程式。c )从只有两个未知量的向量封闭方程式开始解，在解时可以用适当的向量点积的方法消除一个未知量，求另一个未知量。在求出各杆矢量的未知量之后，机构的速度和加速度分析只是位置方程式对时间的一次导向和二次导向。 也可以通过适当的向量、点积的方法消去一方的未知量，求出另一方的未知量。使用矢量方程解析法进行机构运动分析时，无需在分析时准确地制作机构的运动简图，应注意的是，各杆矢量的方位角均从轴开始，并绕逆时针方向进行修正测量。 如果采用这样的规定，则在书写方程式和进行运算时有统一的格式，给运算带来很大的便利，并且使用也方便确定各方位角所在的象限的矢量方程式解析法进行iii级以