机械原理(经典版).ppt

1、机械原理，武汉理工高等院校机械工程学院机械设置修订系，作者：董皓指导老师：曹泗秋， 机械原理教育课件第一章绪论第二章机构的结构分析第三章平面机构的运动分析第四章平面机构的力分析第五章机械的效率和自摇滾乐第六章机械的平衡第七章机械的运行及其速度变动的调节第八章平面网络链接机构第九章抢先版机构及其设定修订第十一章轮系及其分类，第一章绪论，1-1-2-3-4， 本课程的研究对象和内容是：学习本课程的目的，如何推进本课程的目的，机械原理学科的现状介绍，主页，机械原理：是研究机械的运动和动力特性，修订机械运动计划的基础技术学科。 是机械设置修订理论和方法的重要分支。 研究对象：机器。 机器是机构和机器的

2、总称。 1机构：用于传递和转换运动和力的可动装置。 网络链接机构最常见的机构是齿轮机构间歇运动机构等。 2机器：代替人类劳动完成一定的工作过程，确定由人类物体组成的机械运动的装置。 根据工作种类，机器可以动力机械：将其他形式的能量和机械能量交换为机械信息机器：完成信息的传递和转换。抢先版机构、工作母机：完成有用的机械功或搬运物品。 1-1本课程研究的对象和内容，翻到掌门人页，3机构例：例1，内燃机示意图(图1-1 ) :汽缸11、活塞10、连杆3、曲柄4、齿轮机构：抢先版轴7、气门杆8、气门杆9，包含齿轮1和18、的滑动杆为工件、翻到掌门人页，本课程的研究内容主要表现为： (1) .机构结构性

3、分析的基本知识(2) .机构的运动解析(3) .机械动力学(4) .常用机构的解析和设定修订(5) .机械传达系统的运动方案的设定修订、掌门人页的2现代各国间的竞争主要表现为综合国力的竞争。 为了提高综合国力，实现生产机械化和自动化，需要制造和装备大量新颖优良的机器，为其高速发展创造有利条件。 机械工业是国家综合国力发展的基础。 3随着各种新兴学科的兴起，机械工业也将向更高的阶段发展，以适应各相关学科的发展。 4机械工业的历史悠久，至今仍在蓬勃发展。 有些高科技成果依赖于现代机械工业的支持，难以想象没有基于现代机械工业的信息社会。 5有关机器原理的知识，在创造新机器方面发挥着不可或缺的基础作用

4、。 主页，1-3本课程的学习方法，1 .机械原理课程是技术基础课程。 另一方面，与物理、理论力学等理论课程相比，与工程实际相结合的另一方面，与专业机械的课程不同。 在学习过程中，要重点阐明基本概念，理解基本原理，掌握机制分析和综合基本方法。 2 .本课程对机器的研究是通过(1)研究各种机构和机器所具有的一般共性问题而进行的。 (2)研究各种机器常用的部分机构的运动和动力性能及其设定修正方法。 3随着各种新学科的兴起，机械工业也将向更高的阶段发展，以适应各相关学科的发展。4有些高科技成果依赖于现代机械工业的支持，难以想象没有基于现代机械工业的信息社会。 回顾掌门人网页，介绍1-4机械原理学科的发

5、展现状，1 .现代机械工业越来越向高速、重载、高精度、高效率、低噪声等方向发展。 为了应对这种情况，机械原理学科的新研究课题和新的研究方法日新月异。 因此，机器即使现在，将来也是人类利用自然段改造的直接执行工具。 2、目前自控机构、机械人机构、仿生机构、柔性、弹性机构和机电光液综合机构等的研发有很大进步。 在机械的分析和综合中，由于只考虑其运动性能，所以在将该动力性能转移到云同步考虑的机械运转时，如何考虑部件的振动和弹性变形、运动副中的间隙和部件的误差对机械的运动和动力性能的影响，使部件和机械进一步进行动力平衡。 回到掌门人页面，3 .现在，在机械的分析和综合中广泛应用了补正机，发展并推进了补

6、正机辅助设定补正、优化设定补正、考虑了误差的概率设定补正。 提出了几个便于机械分析和综合的数学工具，制定了许多大型通用或专用的补正预算计程仪程序。 同时，随着现代科学技术的发展，测试手段的日益完善，对机器的实验研究也得到加强。 4 .总之，作为机械原理学科，其研究领域非常广泛，内涵非常丰富。 在机械原理的所有领域，每年都会出现许多内容新颖的文献资料。翻到掌门人页，第二章机构的结构性分析，2-1-2-2-3-4-5-2-6-7，机构结构性分析的内容和目的，机构的构成，机构运动的概略图，机构确定运动的条件，机构自由度的订正，平面订正的2-1机构结构性分析的内容和目的，机构结构性分析研究的主要内容和

7、目的，(1) 研究机构的构成及机构运动概略图的描绘方法；(2)了解机构具有确定运动的条件；(3)了解机构的构成原理及结构分类研究的主要对象是机构，首先需要了解机构是如何构成的。 另外，为了进行机构的解析和统合，还必须画出其机构运动的概略图。 我有必要知道那个运动是在什么样的条件下确定的。 翻到掌门人页，2-2机构的构成，1 .部件2 .运动副.运动链4，机构，翻到掌门人页，1 .部件：构成机构的各个独立运动针织面料体。 从运动的角度来说，每台机器都是由几个(两个以上的)部件组合而成的。 2 .运动副(1) .概念：运动副：两部件可以直接接触产生一定的相对运动的连接。 运动副要素：可以参与两个部

8、件的接触构成运动副的表面。 自由度：零部件包含独立运动的数量约束：独立运动的约束位于掌门人页面。 例如：轴1与轴承2的配合(图2-1 )、运动副要素：圆柱面、圆孔面、图2-1、翻到掌门人页，滑块1与导轨2的接触(图2-2 )； 运动副要素：圆柱面、棱孔面，翻到图2-2、掌门人页，两齿轮齿啮合(图2-3、a )； 球面与平面的接触(图2-3、b )圆柱与平面的接触(图2-3、c )。 运动副要素：双齿轮廓曲面，运动副要素：球面和平面，运动副要素：圆柱面和平面，a )，b )，c )，图2-3，翻到掌门人页，(2) .运动副的分类：1)级副级副IV级副和v级副。 2 ) .根据构成运动副的两部件的

9、接触状况而分类：高副：两部件通过点或线接触而构成的运动副，如图2-1所示低副：如图2-2所示两部件通过面接触而构成的运动副。 3 ) .根据两部件间的相对运动的不同进行分类：旋转副：两部件间的相对运动是旋转的运动副。 图2-1的移动副：相对运动是移动的运动副，如图2-2所示。 螺旋副：相对运动是螺旋运动的运动副。球面副：相对运动是球面运动的运动副，如图2-5所示。 4 ) .根据两部件的空间位置进行分类：平面运动副：两部件间的相对运动是平面运动的运动副。 空间运动子：两构件间的相对运动是空间运动的运动子。翻到掌门人页，球面副：相对运动是球运动的体育副，翻到前页，常用体育副的简略符号，(3) .

10、表2-1，翻到掌门人页，常用体育副的简略符号，表2-1，翻到掌门人页. (1)锁闭：构成运动链的部件最初闭合如b (2)所示链打开：构成运动链的部件不构成最初闭合的系统，如图2-6、c、d所示，由于运动链中的各部件的相对运动而成为平面的d )、图2-6、图2-7、上一页、4、机构：运动链中的一个部件反应历程中每个组件的名称：机架：设置不固定的组件。 原致动器：根据反应历程内指定的已知运动规则独立运动的元件。 追随者：组件内的雄辩的可动组件。 由于各部件间的相对运动是平面运动或空间运动，机构分为平面机构(应用广泛)空间机构、掌门人页，2-3机构运动简图，1 .机构运动简图：用简单的线和记号代表部

11、件和运动副，按比例确定各运动副位置，机构常用机构的运动简图如表2-2所示。翻到掌门人页、常用机构运动概略图符号、翻到表2-2、前页、一般部件的表示方法如表所示，翻到掌门人页、表2-3、2、制作机构运动概略图的步骤、(1)、观察机构的组成、运动状况，分析运动副(2)、选择心理投射画面(视图) 将机械的许多部件的运动平面设为心理投射面(不是垂直运动平面)，根据需要补充辅助视图(3)，选择合适的比例尺l的l=实际长度m/图示长度mm (4)，决定各运动部件的相对位置，用规定的符号和线画出概略图，给原动部件标上箭头(指示运动方向)，掌门人页描绘机构运动概略图的例子、例2-1图2-8、a是曲轴1绕轴心o

12、连续旋转时，动颚板5绕轴心f往复摆动而压碎碎石。 让我们来绘制这个碎石机的反应历程运动示意图。 翻到掌门人页，解：原动子：曲轴1执行部：动颚板5。 沿着运动传递路径，由曲轴1、部件2、3、4、动颚板5、信息帧6等构成。 曲轴1和信息帧6、部件2分别由o、a构成旋转副。 部件2和部件3、4在d、b两点分别构成转动副。 部件3和信息帧6在e点构成转动副。 动颚板5和部件4、信息帧6分别在c、f点构成转动副。 组合清楚后，如图b所示，选择视图平面和比例尺，决定各旋转副o、a、b、c、d、e、f的位置，就能够画出其机构运动的概略图。 返回掌门人页，2-4机构有确定运动的条件，机构的自由度数和机构原动零

13、配件的数量与机构的运动有密切的关系： (1)如果机构的自由度为0，则机构不动；(2)如果与原动件数相等，则确定机构的各部件间的相对运动，这是反应历程确定运动的条件。 (3)0且比原动件数多时，部件间的运动不确定(4)0且比原动件数少时，不能进行部件间的运动或破坏。 翻到掌门人页，试制了例2-2图1-1、a所示的内燃机的机构运动概略图。如上所述，在该主体机构中，由气缸11、活塞10、连杆3及曲柄轴4构成的齿轮机构的抢先版机构利用瓦斯气体的压力使活塞10先动作，经由连杆3向曲柄轴4输出旋转运动利用固定设置在曲轴4上的小齿轮1使固定设置在抢先版轴7上的大齿轮18旋转，并且在抢先版轴7上具有两个抢先版

14、，分别按下云推送杆8和9来控制吸气阀12和排气阀17。 如果明确其构造，则如图b所示，选定观察平面和比例尺，即制作其机构运动的概略图并不容易。掌门人页、2-5机构自由度的补正、机构自由度：涉及机构内的各部件相对于信息帧可以具有的独立运动的数量。 一个平面机构的自由度的修正公式不受限制的部件在平面上的运动是三个自由度，可动部件： n个低副： PL个高副： PH个共： (2 PL PH )个限制，机构的自由度f明显是f=3n-(2plph)=3n，在掌门人页上，两个平面自由度的修正算例，解： n=3 Pl=4； 当Ph=0.时，机构自由度F=33-24-0=1原动件数=机构自由度，机构运动确定。

15、例1 .如图2-9所示的四轴机构。 翻到掌门人页，例如2图2-10所示的铰链五轴机构。 然后指定另一个独立的运动残奥表，可完全确定此反应历程的运动。 解： n=4； Pl=5； Ph=0.则机构自由度： F=34-25-0=2原动件数机构自由度数、机构运动不确定、返回掌门人页，解：内燃机构造概略图：由图可知，n=6； PL=7、PH=3； 因此，机构的自由度为F=3n-(2 PL PH)=36-(2 7 3)=1，例3试着校正图1-1所示的内燃机的自由度。翻到掌门人页，在校正2-6平面机构的自由度时应注意的事项，为了正确地校正运动副的数量，在校正机构的运动副的数量时，必须注意(1).2个以上的

16、部件在相同的地方连结旋转副，构成复合铰链。 由m个部件构成的复合铰链共有(m-1 )个旋转副。 翻到掌门人页，解：该机构b、c、d、f四处是由三个部件组成的复合铰链，各有两个旋转副。 因此，从其n=7、Pl=10、Ph=0、式(2-1)得到： F=3n-(2 Pl Ph)=7-(210 0)=1，例如尝试校正图。 另外，转到图2-15、掌门人页，两部件在多个位置合起来构成旋转副，若旋转轴线重叠，则如图2-17那样只能够修正一个旋转副。 (2) .如果两个构件在多个位置接触以构成移动副，并且移动方向相互平行或重叠，则如图2-16所示，只能校正一个移动副。 两个部件在多个部位卡合而构成旋转副，当旋转轴线重叠时(图2-17 )，只能计算一个旋转副。 返回图2-17、a、a、掌门人页，(3)两部件在多个部位接触而构成平面高度副，如果各接触点的公法线相互重叠，则如图2-18那样只能修正一个平面高度副。a )、b )、图2-19两部件在多个部位接触而构成平面高副，但若各接触点的公法线方向相互不重叠(图2-19 )，则相当