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。
机械原理考研知识点总结
机械原理考研知识点总结一、机械原理的基本概念机械原理是研究物体的运动和静止状态以及它们之间的关系的一门学科。
它主要包括以下几个方面的内容：1.物体的受力分析：包括受力分析的基本概念、牛顿运动定律、连接件的受力分析等内容。
2.物体的运动学分析：包括匀速直线运动、变速直线运动、曲线运动等内容。
3.物体的动力学分析：包括牛顿第二定律、动量守恒等内容。
4.物体的能量分析：包括动能、势能、机械能守恒等内容。
5.物体的工作与能量传递：包括力的做功、功率和机械效率等内容。
二、机械原理的基本理论1.力的概念：力是物体相互作用的结果，是物体的外部作用与内部相互作用的结果。
2.力的效果：力的效果包括加速度、位移、速度、功等。
3.力的平衡：受力物体为静止或匀速直线运动的关系。
4.牛顿运动定律：牛顿运动定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律。
5.动量：动量是描述物体运动状态的物理量，包括动量定理、冲量等。
6.能量：能量是描述物体内部和外部相互作用的物理量，包括动能和势能。
7.机械效率：机械效率是描述机械装置能量转换效率的物理量。
8.静力学：静力学是描述物体静止状态和受力平衡的物理学分支。
9.动力学：动力学是描述物体动态运动的物理学分支。
10.机械波动力学：机械波动力学是描述机械波传播和力学振动的物理学分支。
以上就是机械原理的基本理论，也是考研机械工程专业的基础知识之一。
三、机械原理的应用机械原理在机械工程中具有广泛的应用，例如：1.机械设计：机械原理是机械设计的基础，包括机械零件的设计、装配和运动机构的设计等。
2.机械加工：机械原理用于机械加工中，包括机床的选择、切削力的计算等。
3.机械传动：机械原理用于机械传动中，包括齿轮传动、带传动、链传动等。
4.液压传动：机械原理用于液压传动中，包括液压元件设计、液压系统分析等。
5.自动控制：机械原理用于自动控制中，包括机械控制系统、传感器和执行器的设计等。
6.机械振动：机械原理用于机械振动中，包括机械系统振动分析、振动控制等。
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：用手杆抵住物体，用力举起物体的力量增加
实例：在开启门把手时，使用杠杆原理使门开启更容易。
2.轮轴原理：将一个物体放在一个滚轮上，可以更容易地将物体移动
实例：使用手推车将重物移动到另一个地方。
3.倾斜平面原理：将一个物体沿着倾斜的表面移动，需要比沿着直立的表面更少的力量
实例：使用斜坡将一个物体推到更高的位置。
4.齿轮原理：两个齿轮之间的齿轮可以更有效地传递能量
实例：在自行车上使用齿轮使骑行更容易。
5.滑轮原理：将一个物体穿过一个滑轮，可以更容易地将物体举起来
实例：使用滑轮将重物推到更高的位置。
6.弹簧原理：将一个物体压缩到弹簧中，可以在释放弹簧时将物体弹起来
实例：使用弹簧将玩具弹起来。
7.气压原理：在一个密闭的容器中加压，可以更容易地将物体推出容器
实例：使用气压将液体从容器中喷出。
8.摩擦原理：物体在表面上的摩擦力使得物体停止或减速
实例：使用刹车将汽车减速或停止。
9.吸盘原理：使用吸盘可以将物体吸附在表面上
实例：使用吸盘将玻璃板固定在平面表面上。
10.悬挂原理：在两个支点之间悬挂一个物体，可以更容易地将物体旋转或移动
实例：使用吊车将重物从一个地方移动到另一个地方。
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。
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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。
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《机械原理》
（Theory of Machinery）
课程代码：1011007
总学时：64学时（讲课：56学时实验：8学时）
先修课程：高等数学、大学物理、机械制图、理论力学
开课对象：机械设计与制造及其自动化专业（本科）
一、课程的性质、目的与任务
机械原理是机械类各专业的一门主干技术基础课程，是研究机械共性问题的主要课程。
它在培养学生的机械设计能力和创新能力所需的知识、能力和素质结构中，占有十分重要的地位。
本课程的任务是使学生通过本课程的学习，掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能，学会常用机构的分析和综合方法，并初步学会进行机械运动方案的拟定、分析和设计的能力。
在培养高级机械工程技术人才的全局中，本课程为学生今后从事机械设计、研究和开发创新奠定必要的基础，并具有增强学生对机械技术工作适应能力和开发创造能力的作用。
二、教学基本内容与基本要求
1．绪论
明确本课程的研究对象和内容以及它的地位、任务和任用，对本学科的发展状况和趋势有所了解。
2．机构结构知识
熟悉机构的组成要素，能绘制平面机构运动简图，能正确计算平面及空间开链机构的自由度，能对平面机构进行组成分析。
3．平面机构的运动分析和力分析
了解机构运动分析和力分析的目的和方法，能对简单基本机构进行运动分析和力分析。
4．常用机构及其设计
熟悉常用机构的结构、特点和应用，了解平面连杆机构的基本型式及其演化。
对平面四杆机构的运动特性有明确的概念，掌握其基本的传动特点，并进行平面四杆机构的设计。
了解凸轮机构的类型和应用。
掌握凸轮机构从动件常用运动规律及其选择原则。
对凸轮机构压力角有明确概念。
掌握盘形凸轮轮廓线的设计方法和确定凸轮机构基本尺寸的主要原则。
了解齿轮机构的类型和应用。
掌握齿廓啮合基本定律。
熟悉渐开线的性质、渐开线齿轮的基本参数及其啮合特性。
掌握标准渐开线直齿轮传动的基本尺寸计算。
了解变位齿轮的概念。
了解斜齿圆柱齿轮、直齿圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等传动的概念和基本尺寸计算。
熟悉轮系的分类。
能计算各种类型轮系的传动比。
了解轮系的应用和设计时应注意的问题。
熟悉间歇运动机构及其它常用机构的结构、功能和应用。
5．机械系统运动方案设计
了解机械系统设计的一般过程。
熟悉机构的选型、组合方式、运动循环图拟定和创新设计等方面的基本知识。
掌握机械系统运动方案设计的基本步骤和功能分析。
了解机械系统运动方案的评价准则。
6．机械系统动力学
对单自由度机械系统等效动力学模型有明确概念。
掌握建立机械系统运动方程式的方法。
熟悉周期性与非周期性速度波动的调节原理。
掌握飞轮转动惯量的近似计算方法。
掌握
刚性转子静平衡、动平衡的原理和方法。
了解平面机构振动力的平衡原理。
三、教学内容与学时分配
课 程 内 容
教学 要求 重点 （☆） 难点 （△）
学时 安排 备注 一、绪论
C 1
二、机构的结构分析
8 包括实验2课时 机构的组成、机构运动简图
B ☆ △ 机构具有确定运动的条件及自由度的计算 A ☆ 计算自由度的注意事项及机构的组成 B △ 三、平面机构的运动分析 7 包括实验1课时 速度瞬心法进行机构速度分析 A ☆ △ 图解法进行机构速度和加速度分析 A ☆ △ 综合法、解析法分析 A ☆ △ 四、平面机构的力分析 4 惯性力、摩擦力的确定 B ☆ △ 不考虑摩擦时机构的力分析 B △ 五、机械的效率和自锁
C ☆ 2 六、机械的平衡
4 包括实验1课时
刚性转子的平衡计算 B ☆ 平面机构的平衡
C 七、机构的运转及其速度波动的调节 2 机械的运动方程式及周期性波动的调节 B △ 非周期性波动的调节 C △ 八、平面连杆机构及其设计 8 连杆机构的特点及类型、应用
B ☆ 平面四杆机构的基本知识 A ☆ △ 平面四杆机构的设计 A △ 九、凸轮机构及其设计 6 凸轮机构推杆的运动规律
B ☆ 凸轮轮廓曲线的设计 B ☆ 凸轮机构基本尺寸的确定 A ☆ △ 十、齿轮机构及其设计 16 包括实验4课时 齿轮齿廓曲线及啮合特点
A ☆ △ 渐开线标准齿轮的基本参数及尺寸计算 A ☆ △ 渐开线标准齿轮的啮合传动
A ☆ △ 渐开线齿轮的变位修正 C 斜齿圆柱齿轮传动
B ☆ 蜗杆传动及锥齿轮传动 B ☆ △ 十一、齿轮系及其设计
4 定轴轮系、行星轮系传动比的计算 A ☆ △ 组合轮系传动比的计算及轮系的功用 B △ 十二、其它常用机构
C 2 十三、工业机器人机构及其设计
C
自习
十四、机械传动系统的方案设计 C 2 在课程
设计中
完成（教学要求：A－熟练掌握；B－掌握；C－了解）
四、建议实验项目及学时分配
实验教学是培养学生动手能力和运用实验方法研究机构运动特性能力的重要途径。
实验学时数为8学时，具体安排如下：
1、机构陈列柜参观（1学时）
2、机构运动简图测绘和分析（2学时）
3、机构平衡实验（1学时）
4、机构创新设计及应用（在综合设计实验中完成）
5、齿轮范成实验（2学时）
6、齿轮参数测定实验（2学时）
同时在尽可能的条件下，应积极创造条件利用课外时间多开设创新性设计实验。
五、教学方法与教学手段
本课程的教学方法包括课堂讲授、电视录像、实验、课堂讨论、面授辅导等，以课堂讲授为主。
提倡在教学中采用挂图、电教片、CAI、多媒体等多种现代教学手段，以提高课时效率和增强课堂效果。
六、建议教材与参考书目
建议教材：
1）孙恒，陈作模主编.《机械原理》（第六版）.北京：高等教育出版社，2000
2）郑文纬，吴克坚主编.《机械原理》（第七版）.北京：高等教育出版社，1997
参考教材：
1）孙恒，陈作模主编.《机械原理》（第五版）.北京：高等教育出版社，1996
2）孙恒，傅绍则主编.《机械原理》（第四版）.北京：高等教育出版社，1989
3）孙恒主编.《机械原理教学指南》.北京：高等教育出版社，1998
4）李继庆，陈作模主编.机械设计基础.北京：高等教育出版社，1999
5）楼鸿棣，邹慧君主编.《高等机械原理》.北京：高等教育出版社，1990
6）孙恒，陈作模主编.《机械原理》（第六版）.北京：高等教育出版社，2000
7）郑文纬，吴克坚主编.《机械原理》（第七版）.北京：高等教育出版社，1997
七、大纲编写的依据与说明
1)本大纲依据全国机械原理与设计课程指导小组制定的《机械原理课程教学基本要求》讨论稿（第三稿）并结合我院的实际情况制定。
2)大纲是机械类专业应达到的最低要求，各主讲教师可结合具体情况在此基础上适当的扩充内容和提高要求。
3)积极提倡在教学中采用挂图、电教片、CAI、多媒体等多种现代教学手段，以提高课时效率和增强课堂效果。
4)教学中应注重培养学生的素质和创新能力。
起草人：审核人：日期：。