机械原理课件第七版
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机械原理课件_东南大学_郑文纬_第七版_第11章_机器的机械效率
tg tg ( v )
M Qr0 (tg v )
M Qr0 (tg v )
tg ( v ) tg
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
90
γ ——三角螺纹的半顶角
f f f fv sin sin( 90 ) cos
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
解：1、滑块上升 F为驱动力，Q为生产阻力
Q vA F A
arctgf
考虑A的平衡： Q RBA F 0
F Qtg ( )
F f =fN R B
N
若A、B无摩擦 0
F
理想驱动力 F0 Qtg ( )
F0 tg F tg ( )
相反：当螺母A沿轴线移动方向与Q相同时（拧松螺母）， 螺旋传动相当于滑块下降
F Qtg ( )
tg ( ) tg
M F r0 Qr0 tg( )
0,
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
2、三角螺纹 相当于楔形滑块与楔形槽的作用。 φv代替 φ
Wd Wr W f
Wd 0
§10-2 机器的机械效率和自锁
一、机器的机械效率
讨论稳定运动时期： Wd Wr W f 定义： Wr Wd W f 1 W f 1
Wf Wd
Wd Wr W f WG E E0
Wd
Wd
Wd
VQ
M d0 Mr Md M r0
由单一机构组成的机器，它的效率数据在一般设计手册 中可以查到，对于由若干机构组成的复杂机器，全机的效 率可由各个机构的效率计算出来，具体的计算方法按联接 方式的不同分为三种情况。自己看书。
M Qr0 (tg v )
M Qr0 (tg v )
tg ( v ) tg
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
90
γ ——三角螺纹的半顶角
f f f fv sin sin( 90 ) cos
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
解：1、滑块上升 F为驱动力，Q为生产阻力
Q vA F A
arctgf
考虑A的平衡： Q RBA F 0
F Qtg ( )
F f =fN R B
N
若A、B无摩擦 0
F
理想驱动力 F0 Qtg ( )
F0 tg F tg ( )
相反：当螺母A沿轴线移动方向与Q相同时（拧松螺母）， 螺旋传动相当于滑块下降
F Qtg ( )
tg ( ) tg
M F r0 Qr0 tg( )
0,
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
2、三角螺纹 相当于楔形滑块与楔形槽的作用。 φv代替 φ
Wd Wr W f
Wd 0
§10-2 机器的机械效率和自锁
一、机器的机械效率
讨论稳定运动时期： Wd Wr W f 定义： Wr Wd W f 1 W f 1
Wf Wd
Wd Wr W f WG E E0
Wd
Wd
Wd
VQ
M d0 Mr Md M r0
由单一机构组成的机器，它的效率数据在一般设计手册 中可以查到，对于由若干机构组成的复杂机器，全机的效 率可由各个机构的效率计算出来，具体的计算方法按联接 方式的不同分为三种情况。自己看书。
机械原理课件(第七版)
综合原理的应用
在机械系统方案设计中，综合原理的应用可以帮助设计师 更好地理解系统的功能和性能要求，发现潜在的问题和解 决方案，提高设计的可行性和可靠性。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
定义
机械效率是指机械在工作中所 做的有用功与总功的比值。
影响因素
机械效率受到多种因素的影响 ，如机械设计、制造精度、润 滑条件、摩擦类型和材料性质 等。
提高效率的方法
为了提高机械效率，可以采取 优化设计、改善制造工艺、选 择合适的润滑剂和减少摩擦阻 力等措施。
实验测定
机械效率可以通过实验测定， 常用的方法有功率法、扭矩法
平面机构的动态动力分析
总结词
动态动力分析的应用
VS
详细描述
动态动力分析在机械设计中具有重要应用 ，如优化机构设计、提高机构性能、预测 机构运动行为等。通过动态动力分析，可 以更好地理解机构在不同条件下的运动规 律和受力情况，为机械设计提供重要的理 论支持和实践指导。
05 机械的效率和自锁
机械的效率
机械原理课件(第七版)
目 录
• 绪论 • 机构的结构分析 • 平面机构的运动分析 • 平面机构的力分析 • 机械的效率和自锁 • 机械的平衡 • 机械的运转及其速度波动的调节 • 机械系统的方案设计
01 绪论
机械原理课程的性质和内容
总结词
介绍机械原理课程的基本性质和主要内容，包括机械系统、机构、机器和装置等 基本概念和原理。
以及它们之间的相互关系。
03
等效转动惯量
等效转动惯量是指在机械运转过程中，为了模拟机械的转动状态所需要
用到的等效转动惯量。等效转动惯量的大小取决于机械内部各部件的转
在机械系统方案设计中，综合原理的应用可以帮助设计师 更好地理解系统的功能和性能要求，发现潜在的问题和解 决方案，提高设计的可行性和可靠性。
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定义
机械效率是指机械在工作中所 做的有用功与总功的比值。
影响因素
机械效率受到多种因素的影响 ，如机械设计、制造精度、润 滑条件、摩擦类型和材料性质 等。
提高效率的方法
为了提高机械效率，可以采取 优化设计、改善制造工艺、选 择合适的润滑剂和减少摩擦阻 力等措施。
实验测定
机械效率可以通过实验测定， 常用的方法有功率法、扭矩法
平面机构的动态动力分析
总结词
动态动力分析的应用
VS
详细描述
动态动力分析在机械设计中具有重要应用 ，如优化机构设计、提高机构性能、预测 机构运动行为等。通过动态动力分析，可 以更好地理解机构在不同条件下的运动规 律和受力情况，为机械设计提供重要的理 论支持和实践指导。
05 机械的效率和自锁
机械的效率
机械原理课件(第七版)
目 录
• 绪论 • 机构的结构分析 • 平面机构的运动分析 • 平面机构的力分析 • 机械的效率和自锁 • 机械的平衡 • 机械的运转及其速度波动的调节 • 机械系统的方案设计
01 绪论
机械原理课程的性质和内容
总结词
介绍机械原理课程的基本性质和主要内容，包括机械系统、机构、机器和装置等 基本概念和原理。
以及它们之间的相互关系。
03
等效转动惯量
等效转动惯量是指在机械运转过程中，为了模拟机械的转动状态所需要
用到的等效转动惯量。等效转动惯量的大小取决于机械内部各部件的转
机械原理第七版
0-1机械原理的研究对象0-2机械原理的内容及其地位，任务和培养人才的作用0-3机械原理学科的发展趋势第1章平面机构的结构分析1-1研究根据机构结构的目的1-2运动对，运动链和机构1-3平面机械结构运动草图1-4平面机构的自由度1-5平面机构的组成原理和结构分析第二章平面机构的运动分析2-1机构运动分析的目的和方法2-2速度瞬时中心法及其在机构速度分析中的应用2-3使用相对运动图法计算机构2-4的速度和加速度。
通过分析方法求出机构的位置，速度和加速度。
第三章平面连杆机构3-1及其设计的特征和基本问题3-2平面四连杆机构的基本类型和演变3-3主要工作特征平面四连杆机构的设计3-4实现连杆在给定位置的平面四连杆机构的运动设计3-5实现已知运动规律的平面四连杆机构的运动设计3-6平面四连杆机构的运动设计具有已知运动轨迹的第四章：凸轮机构的应用和分类及其设计4-1应用和分类4-2从动件的运动规则4-3根据给定的运动定律绘制方法设计凸轮轮廓曲线4-4设计平面根据给定运动规律的凸轮轮廓曲线-分析方法4-5凸轮机构基本尺寸的确定4-6高速凸轮机构简介第5章齿轮机构和传动机构5-1齿轮机构的设计应用和分类5-2齿廓啮合的基本规律5-3渐开线和渐开线轮廓5-4渐开线齿轮名称和标准齿轮尺寸5-5渐开线正齿轮啮合传动装置5-6渐开线轮廓显影加工和咬边现象5-7变速齿轮5-8变速齿轮箱5-9平行轴斜齿轮机构5-10交错轴斜齿轮机构5-11蜗杆机构5-12锥齿轮机构5-13其他齿轮机构曲线轮廓简介第六章齿轮系统及其设计6-1齿轮系统及其分类6-2固定轴齿轮系统的传动比和应用6-3循环流道系统的组成和传动比6-4复合齿轮系统和应用6- 5行星齿轮系统的齿轮数和行星齿轮数的选择6-6渐开线和小齿差行星减速器，摆线针轮行星减速器和谐波齿轮传动介绍ch第7章其他常见机构7-1万向联轴器7-2螺旋机构7-3棘轮机构7-4凹槽轮机构7-5不完全齿轮机构7-6凸轮间歇运动机构7-7非圆齿轮机构第8章位置机械设计中8-1机械运动计划的内容和内容，结合8-2机构和相关的设计方法8-3机构选择8-4机构致动器的协调和运动循环图8-5示例机构运动方案制定示例的介绍第9章平面机构的力分析9-1机构的目的和方法9-2部件的惯性力的确定9-3运动对中摩擦力的确定9-4无摩擦的机构力分析9 -5速度多边形杠杆方法9-6考虑摩擦的机构力分析第10章平衡平面机构的目的10-1平衡和刚性旋转零件的平衡10-2平衡在机架上第11章机器的机械效率11-1机器的运动和功能关系11-2机器的机械效率和自锁11-3瞬时效率计算和自锁分析示例第12章机器的运行和速度波动调节12-1机器操作和速度波动调节的目的12-2机器等效动力学模型12-3机器运动方程的建立和求解13-4调节方法和周期性速度波动的设计指标12-4飞轮设计12-6 12-6机非周期性速度波动的调整方法第13章机构分析和综合中的计算机应用平面机构的综合实例13-6机构优化设计简介：思考题和练习时间表5-1至5-6;附表10-1附表10-1主要参数。
机械原理课件_东南大学_郑文纬_第七版第08章_组合机构
输入
机 输出
机构I
构 II
二、机构的组合及其组合机构
2. 组合机构：用一种机构来约束和影响另一个多自 由度机构所形成的封闭式传动系统。 或：n种基本机构有机的联系，互相协调和 配合的传动系统。
通常由并联式组合、反馈式组合、复合式组合这三种组合方
式所组成的机构为组合机构。
基础机构：组合机构中，自由度大于1的差动机构 称为基础机构(fundamental mechanism)
附加机构：自由度为1 的基本机构称为附加机构 (additional mechanism).
8-2 组合机构的类型及应用
一、凸轮—连杆组合机构 由具有两个自由度的连杆机构 + 自
由度为1的凸轮机构组成 能较容易地准确地实现从动的运动轨
迹和运动规律
1、利用凸轮—连杆机构实现复杂的 运动轨迹
输出 凸轮机构1 凸轮机构1
四、联动凸轮组合方式 • 多用来实现预定的运动轨迹
凸轮1 凸轮2
两凸轮有机联系、 互相协调配合的传 动系统
8-3 常用组合机构的设计
分析：先分析已知的基本机构，在分析与 其串联的下一个基本机构，其顺序 按框图由左向右。
设计：先设计一个基本机构，然后再设计 前一个基本机构，把组合机构化分 成已知会的机构最后设计出来。
在机构组合系统中，如果多自由度子机 构的一个输入运动是通过单自由度子机构的 输出构件回授的，这1种组合方式称为反馈式 组合。
输入 机构I
输出
机构II
二、机构的组合及其组合机构
(4) 复合组合(compound combining) 在机构组合中若由一个或n个串联的基
本机构去封闭一个具有两个或多个自由度的 基本机构，这种组合方式称为复合式组合。
机械原理(第七版)优秀课件—第十章 齿轮机构及其设计
• 2.模数m不同于齿轮，有单独的标准。
• 3.ha*=1，c*=0.2
• 4.直径系数（蜗杆特性系数）
q和升角λ
• 1）q：为了减少刀具数量，
有利于标准化，…
• q=d1/ma1
d1=mq
• 6.转向
• 10.13.3 背锥与当量齿数
当量齿数的用途：1、用仿 形法加工齿轮时选刀号
• rv1=r1/cosδ1=mz1/2cosδ1
• 1、 轮齿啮合的过程
理论啮合线N1N2 实际啮合线B2B1
齿廓工作段
齿廓非工作段
• 2、渐开线齿轮连续传动的条件
例：ε=1.2 的几何表示
• 3、重合度εα的计算 • 1）外啮合εα=B2B1 /pb
2．不出现根切的最小齿数
线距离
加工标准齿轮不出现根切的条件是：刀具的齿顶线到节
• 10.10.4 斜齿轮传动的重合度
• 10.10.5 斜齿圆柱齿轮的当量齿数
• 短半轴b=r， 长半轴=r/cosβ • c点的曲率半径 ρ=a2/b =r/cos2β • 以ρ为rv，以mn为m，以αn为α作当量齿轮
• 10.11 螺旋齿轮传动
• 10.11.1 螺旋齿轮齿廓曲面形成的方法
• 10.11.2 几何关系
• 2.正确啮合条件
• mn1=mn2=mn
• 3.几何尺寸计算
αn1=αn2=αn=20°
a=r1+r2=mn(z1/cosβ1+ z2/cosβ2)/2 可调β1和β2来凑中心距
10.11.3 传动比i12及从动轮的转动方向
1.转向
轮2的转向不仅与轮1的转向有关，还与旋向有关。 • 2.传动比
机械原理课件第七版ppt
机械系统
机械系统是由多个相互关联的机器与机构组成的复杂系统， 机械原理课程也涉及到对机械系统的整体性能、优化设计以 及控制等方面的研究。
机械原理课程的内容和任务
内容
机械原理课程主要涉及机构学、机械动力学、机械系统运动学、机械振动以及 机械控制等方面的内容。
任务
通过学习机械原理课程，学生可以掌握机构分析、设计、优化以及控制的基本 理论和方法，培养其解决实际工程问题的能力，为后续的专业课程学习和工程 实践打下坚实的基础。
机械原理课件第七版
汇报人：
202X-12-30
目录
Contents
• 绪论 • 机构组成与分析 • 平面连杆机构 • 凸轮机构 • 齿轮机构
目录
Contents
• 轮系 • 其他常用机构简介 • 机械的运转及其速度波动的调节 • 机械的平衡
01 绪论
机械原理课程的研究对象
机器与机构
机器是一种能够将输入的能量转换为输出的机械能的装置， 而机构则是实现运动和力的传递与变换的装置。机械原理课 程主要研究各种机器与机构的工作原理、组成、运动特性以 及能量转换进程。
05 齿轮机构
齿轮机构的特点和分类
特点
齿轮机构是机械传动中最重要的 机构之一，具有传递效率高、结 构紧凑、工作可靠等优点。
分类
根据齿轮的形状和传动方式，齿 轮机构可分为直齿圆柱齿轮机构 、斜齿圆柱齿轮机构、圆锥齿轮 机构等。
齿轮的构造及模数
构造
齿轮由齿廓、齿根、齿面等部分组成 ，其中齿廓是决定齿轮传动性能的关 键部分。
。
机构运动简图
机构运动简图的作用
注意事项
机构运动简图可以直观地表示机构的 组成和运动情况，便于对机构进行分 析和设计。
机械系统是由多个相互关联的机器与机构组成的复杂系统， 机械原理课程也涉及到对机械系统的整体性能、优化设计以 及控制等方面的研究。
机械原理课程的内容和任务
内容
机械原理课程主要涉及机构学、机械动力学、机械系统运动学、机械振动以及 机械控制等方面的内容。
任务
通过学习机械原理课程，学生可以掌握机构分析、设计、优化以及控制的基本 理论和方法，培养其解决实际工程问题的能力，为后续的专业课程学习和工程 实践打下坚实的基础。
机械原理课件第七版
汇报人：
202X-12-30
目录
Contents
• 绪论 • 机构组成与分析 • 平面连杆机构 • 凸轮机构 • 齿轮机构
目录
Contents
• 轮系 • 其他常用机构简介 • 机械的运转及其速度波动的调节 • 机械的平衡
01 绪论
机械原理课程的研究对象
机器与机构
机器是一种能够将输入的能量转换为输出的机械能的装置， 而机构则是实现运动和力的传递与变换的装置。机械原理课 程主要研究各种机器与机构的工作原理、组成、运动特性以 及能量转换进程。
05 齿轮机构
齿轮机构的特点和分类
特点
齿轮机构是机械传动中最重要的 机构之一，具有传递效率高、结 构紧凑、工作可靠等优点。
分类
根据齿轮的形状和传动方式，齿 轮机构可分为直齿圆柱齿轮机构 、斜齿圆柱齿轮机构、圆锥齿轮 机构等。
齿轮的构造及模数
构造
齿轮由齿廓、齿根、齿面等部分组成 ，其中齿廓是决定齿轮传动性能的关 键部分。
。
机构运动简图
机构运动简图的作用
注意事项
机构运动简图可以直观地表示机构的 组成和运动情况，便于对机构进行分 析和设计。
机械原理(第七版)优秀课件—第七章 机械的运转及其速度波动的调节
vi i Me Fi cosi ( ) Mi ( ) 1 1 i 1
n
Mer M 3
3 D QD Q i 31 1 2 2i13
Me M 1( 1) QD 2i13
例1式子说明：卷扬 机的Me是ω1的函数
例2：已知：图示为一由齿轮驱动的正弦机构，z1=20， z2=60，J1、J2、LBC=L，m3、m4的质心在C、D点，在轮1上有 驱动力矩M1，构件4上作用有阻力F4。现取曲柄BC为等效构 件。求：Je、Me n 解：由公式 v 2 2 得：
2. 机械运转过程的三个阶段
机械运转的三个阶段：起动、稳定运转和停车阶段。 1）起动阶段：Wd＞Wr， V2＞V1， E2＞E1， Wd = Wr + △E(动能增量) 。 2）稳定运转阶段：等速型：Wd=Wr ，E2=E1，Jd=c 周期波动型： Wdp=Wrp。 3）停车阶段： Wd=0， Wr=E ， V2＜V1， E2＜E1 。
vi i Fe Fi cos i ( ) M i ( ) v1 v1 i 1
n
vi i M e Fi cos i ( ) M i ( ) 1 1 i 1
n
例1：已知：图示传动系统，i13、D、Q、M1=M1(ω1 ) 取电机轴1为转化构件。求：Me=? 解：Me=Med -Mer= M1(ω1 )-Mer
E Wd ( ) Wr ( )
[ Med ( ) Mer( )]d
a
Je( ) 2 ( ) / 2 Jea 2a / 2
0
周期变速稳定运转的条件： 在等效力矩 M 和等效转动惯 量J 变化的公共周期内，驱动 功应等于阻抗功（或者说，盈 功等于亏功）。
n
Mer M 3
3 D QD Q i 31 1 2 2i13
Me M 1( 1) QD 2i13
例1式子说明：卷扬 机的Me是ω1的函数
例2：已知：图示为一由齿轮驱动的正弦机构，z1=20， z2=60，J1、J2、LBC=L，m3、m4的质心在C、D点，在轮1上有 驱动力矩M1，构件4上作用有阻力F4。现取曲柄BC为等效构 件。求：Je、Me n 解：由公式 v 2 2 得：
2. 机械运转过程的三个阶段
机械运转的三个阶段：起动、稳定运转和停车阶段。 1）起动阶段：Wd＞Wr， V2＞V1， E2＞E1， Wd = Wr + △E(动能增量) 。 2）稳定运转阶段：等速型：Wd=Wr ，E2=E1，Jd=c 周期波动型： Wdp=Wrp。 3）停车阶段： Wd=0， Wr=E ， V2＜V1， E2＜E1 。
vi i Fe Fi cos i ( ) M i ( ) v1 v1 i 1
n
vi i M e Fi cos i ( ) M i ( ) 1 1 i 1
n
例1：已知：图示传动系统，i13、D、Q、M1=M1(ω1 ) 取电机轴1为转化构件。求：Me=? 解：Me=Med -Mer= M1(ω1 )-Mer
E Wd ( ) Wr ( )
[ Med ( ) Mer( )]d
a
Je( ) 2 ( ) / 2 Jea 2a / 2
0
周期变速稳定运转的条件： 在等效力矩 M 和等效转动惯 量J 变化的公共周期内，驱动 功应等于阻抗功（或者说，盈 功等于亏功）。
机械原理课件 东南大学 郑文纬 第七版 第十章
钢制刀口 再使转子向另一方向转动，待转子 形导轨 静止后，在转子上刻一铅垂线
静平衡架
二、动平衡试验原理
齿轮传动
万向节手
支承系统
试件 1
测振传感器 3 解算
基 准 信 号 发 生 器 Nhomakorabea5 带传动
2
放大器4由仪表 7指示出不平衡 传感器1、2拾 质径积的大小 得振动信号
信号送入 4信号与5信 解算电路3内进 号输入鉴相器 行处理 6，由仪表8 指示不平衡质 径积的相位
静平衡的条件是：分布于该回转 件上各个质量的离心力的合 力等于零或质径积的向量和 等于零。
一、刚性转子的静平衡
举例：有三个质量块，分别作出三个质径积mr 为了平衡，应加平衡质量的质径积mbrb
3 mb rb mi ri 0
i 1
在求出mbrb 后，根据rb的方向，添加平衡质量mb； 或rb的反方向，减少平衡质量mb。
第十章 平面机构的平衡
第十章 平面机构的平衡
机构平衡的目的和分类 刚性回转件的平衡 刚性回转件的平衡试验法 机架上的平衡
§10-1 机构平衡的目的和分类
机构平衡的目的 机构平衡的分类
§10-2 刚性回转件的平衡
刚性转子的静平衡
质量分布在同一回转面内的平衡。 D/B≥5（径宽比）
刚性转子的动平衡
6 电动机
7
4
放大器
驱动系统
测量系统
8
引言
在一般平面机构中存在着作往复运动和平面复合运 机构的总惯性力为F=-Mas，欲使任何位置都有F=0，则 动的构件，它们的惯性力和惯性力偶矩不可能象回 机构总质心作匀速直线运动；
机构总质心沿着封闭曲线退化为停留在一个点。 但就整个机构而言，可以在机架上平衡其所承受的 总惯性力和总惯性力矩。 当且仅当平面机构总质心静止不动时，平面机构 总惯性力矩还必须与机构的驱动力矩与生产阻力矩综合 的惯性力才能达到完全平衡。 考虑。 总惯性力在机架上得到平衡，从而减小或消除运动构件 作用于机架上的动压力。 平面机构平衡的必要和充分条件: 只有使质心S静止不动。
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索杰纳火星车 它是美国国家航空航 天局于格林威治时间 1997年7月4日17时07 分发射的火星探路者 号宇宙飞船成功地在 火星表面着陆，该飞 船携带了索杰纳火星 车，这也是一种机器 。
机械原理课件第七版
美国山迪亚国家实 验室的科学家，成 功研制了相信是世 界最小的微型机械 人，这微型机械人 体积只有四分之一 立方寸，体重小於 一盎司。
机械原理课件第七版
机器
电动机 电动机
液压马达
泵
机器
液压缸
空气压缩机
气压马达 气缸
机器
常用原动机形式
原动机主要有电动、液动、气动三种形式
从运动形式来划分有回转、往复直线和步进等多种运动形式
机械原理课件第七版
电动原动机:
电动原动机的形式是：电动机
从运动形式看，电动机有输出转动的回转电动机和输出往复移动的直 线电动机 从电源形式看，电动机有使用交流电源的交流电动机和使用直流电源 的直流电动机
30米/分
超声波 发生器
500
机械原理课件第七版
机械原理课件第七版
二、创新 发现 ◆自然科学领域的最高成就是 发明 ◆应用技术领域的最高成就是
发明 ：◆基础理论知识
◆应用技术知识 ◆实践经验
◆强烈的创新意识 ◆勤奋的工作
机械原理课件第七版
两用折叠椅
机械原理课件第七版
外环
双曲面滚柱加载器
内环
机械原理课件第七版
世界最小的微型机械人 World's smallest robot
机械原理课件第七版
什么是机器呢？ 机器是一种人为实物组合的具有确定机械运动的装置，它用来
完成有用功、转换能量或处理信息，以代替或减轻人类的劳动。
机械原理课件第七版
连杆机构
凸轮机构
齿轮机构
一部机器可能包含多种类型的机构，也可能只包含一种机构。
同向传动齿轮
机械原理课件第七版
叶片差速泵
机械原理课件第七版
本章结束
机械原理课件第七版
机械原理课件第七版
有导杆气缸 无导杆气缸
机械原理课件第七版
传动机构将运动和动力传递或变换给执行机构
在传动机构中一般首先与电机联接的是减速机构，最常用的是各种类型的 减速器、变速器等。
锥齿轮减速器
机械原理课件第七版
圆柱齿轮减速器
摆线针轮减速器
机械原理课件第七版
50mm 38mm
短程地对地导弹电舵机 50mm
50mm
机械原理
第一章 绪论
2004年2月
机械原理课件第七版
§1-1 机械原理课程的研究对象与内容
研究对象：
机器 机 械
机构
机械是机器与机构的总称。
什么是机器呢？
什么是机构呢？
机械原理课件第七版
普通车床
机械原理课件第七版
数控车床
机械原理课件第七版
主轴
数控铣床 ，这是一 种机器， 主要用来 加工平面 和曲面。
液压原动机:
液压原动机的形式是：液压马达和液压油缸。
液压马达输出回转运动，液压油缸输出往复直线运动。
BM型摆线液压马达
机械原理课件第七版
液压油缸
机械原理课件第七版
气动原动机:
气动原动机的形式是：气动马达和气缸。
气动马达输出回转运动，气缸输出往复直线运动。
叶片马达
柱塞马达
机械原理课件第七版
气缸
机械原理课件第七版
安装铣刀 工作台
锯床
机械原理课件第七版
并联机床原型机
机械原理课件第七版
数控剪板机
机械原理课件第七版
数控压弯机
机械原理课件第七版
尾旋 翼
主旋翼
美国西科斯基公司生产的 “黑鹰”直升机
机械原理课件第七版
“神舟五号”发射时的情景。发射塔、运载火箭都是庞 大的机器。
机械原理课件第七版
从控制形式看，有输出位移、速度都不可控制的电动机，有输出位移、 速度、力矩可以控制的控制电动机。
机械原理课件第七版
这是最常用的交流异步电动机
机械原理课件第七版
这是步进电机，它可以按输入的电脉 冲数回转相应的角度。
机械原理课件第七版
这是伺服电动机，它可以精确的控制电动机的输出位移和转速 。
机械原理课件第七版
（2）机构的运动分析 研究在给定原动件运动的条件下，机构各点的轨迹、位移、速度、加速 度等运动特性。
机械原理课件第七版
（3）机构的力分析 研究机构的各构件和运动副中力的计算、摩擦及效率问题。
2、常用机构的设计问题 主要研究：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构等的设计理论 和设计方法。
3、机械系统运动方案设计 主要研究：如何根据机器的功能来确定运动方案。
直流伺服电机（100W）
重量<0.7 kg 额定输出扭矩 45 Nm 最大输出扭矩 80 Nm
电动机转速 4200 rpm 输出转速 13 rpm
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执行机构用于实现机器的功能，如机床的刀架、机器人的手爪等
。
该机器人的手爪协调运动夹持球体实现任 意运动，这是一种智能型机器人。
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一台典型的现代化机器是由四个部分组成的，即 原动机、传动机构、执行机构和控制系统。
原动机
传动机构 机 器
执行机构
控制系统
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原动机用于提供动力
化石燃料
水能 风能 太阳能
内燃机 外燃机 水轮机 风力机 太阳能电池
发电机
电动机
化石燃料 化石燃料 水能 风能
内燃机 外燃机 水轮机 风力机
机器 机器 机器 机器
什么是机构呢？
机构可以定义为：是一个具有确定的机械运动的构件
系统，或称它是用来传递运动和动力的可动装置。
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“机械原理”是一门从力学原理的角度研究机械的组成 、分析与设计基本理论的课程，是一门技术基础课。
在《机械原理》课程中要研究以下内容： 1、机构的分析
（1）机构的结构分析 研究机构的组成原理，即机构组成的一般规律。 研究机构运动的可能性与确定性的条件。
4、机械动力学问题
主要研究：机械系统的真实运动规律、机械的调速和机构的平衡。
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研究内容： 机械设计的一般过程：
需求 分析
确定 工艺方案
确定 工艺参数
机械方案 设计
机械方案 运动分析
机械 造型设计机ຫໍສະໝຸດ 结构 设计机械工作 能力设计
机械方案 动力分析
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§1-2 现代化机器的组成
全方位准椭球齿轮柔性关节
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控制系统用于实现机器执行机构之间的工作协调
，或者各机器之间的工作协调。
控制模式
原动机
传动机构
执行机构
控制系统
原动机 原动机
传动机构 控制系统
执行机构
传动机构
执行机构
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§1-3 设计与创新
一、设计
设计本身就是一种创造性劳动 设计是基础理论，应用技术和实践经验综合应用的过程