机械原理
机械原理(全套15PPT课件)
从动件的常用运动规律
等速运动规律
从动件匀速运动，产生刚性冲击
等加速等减速运动规律
从动件分段匀变速运动，产生柔性冲击
简谐运动规律（余弦加速度运动规律）
从动件按余弦规律加速运动，无冲击
正弦加速度运动规律
从动件按正弦规律加速运动，无冲击
平面四杆机构的设计
按照给定的连杆位置设计四杆机构
按照给定的运动轨迹设计四杆机构
作图法、解析法
作图法、解析法
按照给定的急回特性设计四杆机构
按照给定的传动角设计四杆机构
作图法、解析法
作图法、解析法
05 凸轮机构及其设 计
凸轮机构的应用和分类
凸轮机构的应用
自动机械、操纵控制、传动装置等
凸轮机构的分类
重要性
机械原理是机械工程学科的基础 ，对于理解和分析机械系统的运 动、力和能量传递过程具有重要 意义。
机械原理的研究对象和内容
研究对象
机械系统，包括机构、传动、控制等 方面。
研究内容
机构的结构分析、运动分析、力分析 、动力学分析、优化设计等。
机械原理的发展历程和趋势
发展历程
从简单机械到复杂机械系统，从经验设计到基于科学计算的设计。
机械原理(全套15PPT课件)
contents
目录
• 机械原理概述 • 机构的结构分析 • 平面机构的运动分析 • 平面连杆机构及其设计 • 凸轮机构及其设计 • 齿轮机构及其设计
01 机械原理概述
机械原理的定义与重要性
定义
机械原理是研究机械系统中力的 传递、转换和效应的基本规律和 原理的学科。
具有急回特性、死点位置、压力角和 传动角等特性，这些特性对机构的运 动性能和动力性能有重要影响。
机械原理介绍
机械原理介绍
机械原理是研究机械运动和力学性能的学科。
它研究力和运动之间的关系，以及通过机械传动装置将能量从一处转移到另一处的方式。
机械原理主要包括以下几个方面的内容。
一、力的分析：力是机械运动的基础，机械原理研究了力的大小、方向和作用点对机械系统的影响。
通过分析力的作用，可以确定机械系统的平衡条件和运动方式。
二、力的传递和转换：机械装置通过传递和转换力来实现能量的转移。
机械原理研究了不同类型的机械传动方式，如齿轮传动、皮带传动和链传动等，以及力的转换方式，如杠杆原理、滑块机构和凸轮机构等。
三、运动的分析：机械原理研究了机械系统的运动规律和运动学特性。
通过分析运动学参数，如速度、加速度和位移，可以确定机械系统的运动方式和运动轨迹。
四、平衡和稳定性：机械原理研究了机械系统的平衡和稳定条件。
通过分析系统的受力平衡条件，可以确定系统的平衡位置和平衡状态。
五、摩擦和磨损：机械原理研究了机械系统中的摩擦和磨损问题。
摩擦会使机械系统的能量损失，而磨损则会导致机械零件的损坏。
通过研究摩擦力和磨损机制，可以减少能量损失和零
件磨损，提高机械系统的效率和寿命。
总之，机械原理是机械工程的基础学科，它提供了研究和设计机械系统的理论和方法。
通过应用机械原理，可以解决机械系统的力学问题，提高机械系统的性能和可靠性。
简单的机械原理
简单的机械原理
机械原理是指机械运动和力学运动的基本规律和原理。
在机械系统中，有许多常见的原理，这些原理包括：
1. 杠杆原理：杠杆原理是指通过杠杆的变换，可以改变力的作用点、作用方向或作用大小。
例如，当一根杠杆左侧施加一个小力时，右侧可以产生较大的力。
2. 轮轴原理：轮轴原理是指通过轮轴的转动运动，可以将力传递到其他地方。
例如，车辆的轮子通过轮轴的转动将引擎的动力传递到地面，使车辆前进。
3. 齿轮原理：齿轮原理是指通过齿轮的啮合，可以改变转速和转矩。
通过齿轮传动可以实现不同的速度比和扭矩转换。
4. 斜面原理：斜面原理是指通过斜面的倾斜角度，可以减小物体上的重力。
斜面可以降低需要施加在物体上的力的大小。
5. 曲柄连杆机构原理：曲柄连杆机构原理是指通过曲柄和连杆的配合，将旋转运动转换为往复直线运动。
这在内燃机中广泛应用，将活塞的往复运动转换为输出动力。
6. 水平平衡原理：水平平衡原理是指在一个平衡系统中，当系统的重心位于支持点的正上方时，系统保持稳定。
这在吊车等工程机械中是非常重要的原理。
以上是一些简单的机械原理，它们在实际生活和工程中都有广泛的应用。
一些机械的工作原理
一些机械的工作原理
1. 摩擦力原理：根据两个物体之间的摩擦力，机械可以转动或运动。
例如，摩擦力可以使螺丝刀可以旋转并拧紧螺丝。
2. 杠杆原理：基于一个支点和应用力点的位置关系，杠杆可以增加或减少力量的大小。
例如，撬棍可以利用杠杆原理来轻松地提起重物。
3. 电动机原理：电动机利用电流通过线圈时产生的磁场来产生力和运动。
通过改变电流的方向和强度，可以控制电动机的运动方向和速度。
4. 齿轮原理：齿轮是通过一系列相互咬合的齿轮齿，将力和运动传递给其他部件的机械原理。
不同大小的齿轮可以改变输出力或速度的大小。
5. 液压原理：基于流体在封闭管道中传输压力的原理，液压系统可以通过改变液体的压力来产生力和运动。
液压系统广泛应用于各种机械设备，如汽车制动系统和起重机械等。
6. 空气压缩机原理：空气压缩机利用活塞运动将空气压缩到较高压力，然后通过释放压力来产生能量和执行工作。
空气压缩机广泛应用于气动工具和压缩空气系统等领域。
7. 磁力原理：根据磁场的吸引或排斥力，可以产生力和运动。
例如，电磁铁利
用电流通过线圈时产生的磁场来吸引和释放磁性物体。
8. 内燃机原理：内燃机是通过将可燃物质和氧气混合后点燃产生爆炸来驱动活塞运动的。
活塞的运动将能量转化为机械动力。
这些只是机械原理的一些例子，还有许多其他原理用于不同类型的机械设备和工艺中。
十大最简单的机械原理及实例
十大最简单的机械原理及实例
1.杠杆原理：使用杠杆原理可以轻松移动重物，例如使用撬棍打开门、使用铁锤砸击钉子。
2. 轮轴原理：轮轴原理可以让我们轻松移动重物，例如使用手推车、自行车和汽车等。
3. 重力原理：重力原理可以帮助我们测量和控制物体的重量，例如使用秤和吊钩等。
4. 斜面原理：斜面原理可以帮助我们轻松移动重物，例如使用滑板、滑雪板和滑轮等。
5. 水平平衡原理：水平平衡原理可以帮助我们保持平衡，例如使用平衡木、高跷和滑板等。
6. 压力原理：压力原理可以帮助我们控制和测量压力，例如使用液压系统和气压系统等。
7. 浮力原理：浮力原理可以帮助我们浮在水面上，例如使用救生衣和浮动器材等。
8. 摩擦原理：摩擦原理可以帮助我们控制和减少摩擦力，例如使用润滑油和摩擦垫等。
9. 弹性原理：弹性原理可以帮助我们控制和测量弹力，例如使用弹簧和橡皮筋等。
10. 管道原理：管道原理可以帮助我们传输流体和气体，例如使用水管、气管和油管等。
- 1 -。
简单机械原理
简单机械原理简介：简单机械是指那些由一个或几个部件组成的，主要用来改变力的大小和方向，或者改变力的作用点、力的传递方式的机器。
本文将介绍四种常见的简单机械原理：杠杆原理、轮轴原理、滑轮原理和斜面原理。
一、杠杆原理杠杆是利用支点系，改变力的大小方向或者改变力的作用点的装置。
杠杆的基本原理是力矩平衡原理，即在平衡的情况下，杠杆两边所产生的力矩相等。
杠杆分为一级杠杆、二级杠杆和多级杠杆。
一级杠杆的典型例子是平衡杆和剪刀，通过改变施加力的位置来改变力的作用点。
二级杠杆的典型例子是推杆和挡杆，通过改变支点位置来改变力的大小方向。
多级杠杆则是由多个杠杆组合而成的复杂结构。
二、轮轴原理轮轴是由轮和轴构成的，是一种利用轮子和轴的组合结构。
轮轴的基本原理是利用轮平衡力和改变力的方向，实现力的传递和工作的。
轮轴可以分为正向轮轴和反向轮轴。
正向轮轴是指轮子的直径大于轴的直径，可以让力的作用点向轮子端移动，增加力的作用效果。
反向轮轴则是指轴的直径大于轮子的直径，可以使得力的作用点向轴的一边移动，减小力的作用效果。
三、滑轮原理滑轮是由轮和滑轮架组成的，是一种利用滑轮的移动来改变力的作用点的装置。
滑轮原理基于力的平衡，在滑轮静止或平衡的情况下，输入和输出端的力是相等的。
滑轮可以分为固定滑轮和移动滑轮。
固定滑轮是指滑轮架固定不动，只能改变力的方向。
移动滑轮则是指滑轮架可以移动，可以改变力的作用点。
滑轮的数量越多，可以改变的力的方向越多。
四、斜面原理斜面是由斜面面板构成的，是一种利用斜面的倾斜来改变力的方向和大小的装置。
斜面原理基于力的平衡，在斜面平衡的情况下，施加在斜面上的力会被分解为沿斜面方向和垂直斜面方向两个分力。
斜面可以分为直角斜面和倾斜斜面。
直角斜面是指斜面的角度为90度，可以将作用力垂直方向的力分解为平行方向力和垂直方向力。
倾斜斜面则是指斜面的角度小于90度，可以改变力的方向和减小力的大小。
结论：简单机械原理涉及了杠杆原理、轮轴原理、滑轮原理和斜面原理。
机械原理是什么_机械原理基础知识
机械原理是什么_机械原理基础知识机械原理的主要组成部分为机构学与机械动力学，而机械原理研究的对象为机械，那么你对机械原理是什么有兴趣吗?下面就由店铺为你带来机械原理是什么分析，希望你喜欢。
机械原理是什么机械原理研究机械中机构的结构和运动，以及机器的结构、受力、质量和运动的学科。
这一学科的主要组成部分为机构学和机械动力学。
人们一般把机构和机器合称为机械。
机构是由两个以上的构件通过活动联接以实现规定运动的组合体。
机器是由一个或一个以上的机构组成，用来作有用的功或完成机械能与其他形式的能量之间的转换。
不同的机器往往由有限的几种常用机构组成，如内燃机、压缩机和冲床等的主体机构都是曲柄滑块机构。
这些机构的运动不同于一般力学上的运动，它只与其几何约束有关，而与其受力、构件质量和时间无关。
1875年，德国的 F.勒洛把上述共性问题从一般力学中独立出来，编著了《理论运动学》一书，创立了机构学的基础。
书中提出的许多概念、观点和研究方法至今仍在沿用。
1841年，英国的R.威利斯发表《机构学原理》。
19世纪中叶以来，机械动力学也逐步形成。
进入20世纪，出现了把机构学和机械动力学合在一起研究的机械原理。
1934年，中国的刘仙洲所著《机械原理》一书出版。
1969年，在波兰成立了国际机构和机器原理协会，简称IFTOMM。
机构学的研究对象是机器中的各种常用机构，如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、螺旋机构和间歇运动机构(如棘轮机构、槽轮机构等)以及组合机构等。
它的研究内容是机构结构的组成原理和运动确定性，以及机构的运动分析和综合。
机构学在研究机构的运动时仅从几何的观点出发，而不考虑力对运动的影响。
机械动力学的研究对象是机器或机器的组合。
研究内容是确定机器在已知力作用下的真实运动规律及其调节、摩擦力和机械效率、惯性力的平衡等问题。
按机械原理的传统研究方式，一般不考虑构件接触面间的间隙、构件的弹性或温差变形以及制造和装配等所引起的误差。
机械原理是什么
机械原理是什么
机械原理是研究和应用力学原理、材料力学、工程设计、动力学等知识，对机械结构和机械运动进行分析和研究的学科。
它主要涉及以下几个方面的内容：
1. 力学原理：机械原理是建立在力学原理基础上的，包括静力学、动力学和流体力学等。
静力学研究物体在平衡状态下的力和力的平衡条件；动力学研究物体的运动以及与运动有关的力学问题；流体力学研究流体的力学性质和流体在不同环境下的运动状态。
2. 材料力学：机械原理研究材料的力学性质，包括弹性力学、塑性力学等。
其中，弹性力学研究材料在外部力作用下的变形和应力关系；塑性力学研究材料在超过一定限度时的变形性能和失去弹性恢复能力的情况。
3. 工程设计：机械原理应用于机械工程中的设计和优化，包括机械结构的设计原理、运动传动的设计原理、力学设计原理等。
工程设计要考虑到机械的安全性、可靠性、经济性和实用性等方面的问题。
4. 动力学：机械原理研究物体的运动学和运动学特性，包括速度、加速度、轨迹和运动的规律等。
动力学在机械原理中起到了重要作用，它帮助我们了解机械系统的运动特性和力学参数。
机械原理是机械设计与制造的基础，它可以帮助工程师和设计师了解机械系统的运行原理、优化设计，并解决机械系统中的
力学问题。
通过对机械原理的学习和应用，可以提高机械系统的性能、延长使用寿命，同时也可以为新的机械创新提供理论基础。
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2．对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取_________为机架，将得到双曲柄机构。
A．最长杆 B．与最短杆相邻的构件
C．最短杆 D．与最短杆相对的构件
3．已知四杆机构各构件的长度为:a=150mm， b=500mm， c=300mm， d=400mm。
当取构件d作机架时，此时机构为
A．曲柄摇杆机构 B．双曲柄机构
C．双摇杆机构 D．无法成为机构
7．一对齿轮要正确啮合，它们的_______必须相等。
A．直径B．宽度C．模数D．齿数
9．压力角和传动角是评定机构优劣的重要指标，设计时总希望机构在一个运动循环中其压力角和传动角。
A．压力角和传动角愈大愈好；B．压力角愈大．传动角愈小；
C．压力角愈小．传动角愈大。
D．压力角与传动角相等；
二、填空题（每小题1分，本大题共10分）
1. 铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于___其它两杆长度之和时，则一定是双摇杆机构。
2. 平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构，其压力角等于____0__。
四、计算题（本大题共42分）
1. 计算下图的自由度，若有复合铰链，局部自由度和虚约束应具体指出。
（本题8分）
1、解：
F处为复合铰链
n=6，pl=8，ph=1
F=3n-2pl-ph=3×6-2×8-1=1
2. 已知一对渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，其模数m=3mm，齿数z1=18，z2=54，齿顶高系数1
，顶隙系数c*=0.25，压力角α=20°。
试求这对齿轮传动的标准中心距a、传h*
a
动比i12及小齿轮的分度圆直径d1、齿顶圆直径d a1。
（本题8分）
318541212===Z Z i （2分）
mm z z m d d a 216)(2121=+=+= （2分）
mm mZ d 5411== （2分）
mm m h d d a a 60312542*11=⨯⨯+=+= （2分）
4. 在图示轮系中，已知各轮齿数为：z 1=60，z 2=15，2z '=30，z 3=105，z 4=35，z 5=32.试求传动比i 15，并说明轮1和轮5的转向是否相同。
(本题8分)
解：由图可划分轮4和轮5组成一个定轴轮系，轮1、轮2、轮2’、轮3和系杆组成一个周转轮系（1分）
87306010515'2
132
3113-=⨯⨯-=-=--=z z z z i H H H ϖϖϖϖ （2分） 因为：03=ϖ，得：
815
1=H i （2分）
因为：4ϖϖ=H
7
12)3532(81545115-=-==i i i H （2分） 轮1与轮5的转向相反。
（1分）
1. 在曲柄摇杆机构中，为提高机构的传力性能，应该 。
A. 增大传动角γ
B. 减小传动角γ
C. 增大压力角α
D. 减小极位夹角θ
2. 渐开线标准齿轮的根切现象，发生在 。
A. 模数较大时
B. 模数较小时
C. 齿数较小时
D. 齿数较多时
4. 一对正确啮合的斜齿圆柱齿轮传动的 均为标准值。
A ．法面模数、分度圆上的法面压力角
B ．端面模数、分度圆上的端面压力角
C ．端面模数、分度圆上的端面压力角、分度圆上的螺旋角
D ．法面模数、分度圆上的法面压力角、分度圆上的螺旋角
7. 对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取_________为机架，将得到双曲柄机构。
A ．最长杆
B ．与最短杆相邻的构件
C ．最短杆
D ．与最短杆相对的构件
14.凸轮机构的主要优点是 。
A.实现任意预期的从动件运动规律
B.承载能力大
C.适合于高速场合
D.凸轮轮廓加工简单
二、填空题（每小题1分，本大题共10分）
二、填空题
1. 两构件直接接触并能产生相对运动的活动联接称为__运动副____。
2. 在摆动导杆机构中，导杆摆角ϕ=30°，则其行程速比系数K 的值为____1.4__。
8. 凸轮从动件作等速运动时，在行程始末有刚性_性冲击。
10.机械零件由于某种原因而丧失正常工作能力，称为机械零件的_失效___。
四、计算题（本大题共42分）
1. 计算下图的自由度，若有复合铰链，局部自由度和虚约束应具体指出。
（本题8分）
）解：
其中E 点为复合铰链，端为虚约束，B
2. 已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=300mm ，传动比i 12=5，小齿轮齿数z 1=20，h a *=1.0，C *=0.25。
试确定这对齿轮的模数m 和大齿轮的齿数z 2、分度圆直径d 2、齿顶圆直径d a2、齿根圆直径d f2和基圆直径d b2。
（本题8分）
）解：520
21212===Z Z Z i 得：1002=Z （2分）
又：300)(21=+Z Z m
得：5.2=m （2分）
mm mZ d 25022==（1分）
mm m h d d a a 2555.2122502*22=⨯⨯+=+=（1分）
mm m c h d d a f 75.2435.2)25.01(2250)(2**22=⨯+⨯-=+-=（1分）
mm mz d b 9.23420cos 1005.2cos 22=⨯⨯== α （1分）
4.在图示传动装置中，已知各轮的齿数为：z 1=20, z 2=40,z 3=24,z 4=32,z 5=88,运动从I 轴输入，II 轴输出，n 1=1500r/min ，转向如图所示，试求输出轴II 的转速n II 及转动方向。
(本题8分)
解：由图可划分轮1和轮2组成一个定轴轮系，轮3、轮4、轮5和系杆组成一个周转轮系（1分）
22040122112-=-=-==z z n n i （2分）
H n n =2 （1分）
3112488355335-=-=-=--=z z n n n n i H H H （2分） 得：min /35001500373r n n II -=⨯-==（2分）
转向向上。
（1分）。