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。
机械原理和机械设计
机械原理和机械设计1. 简介机械原理和机械设计是机械工程学科中的重要内容，二者密切相关但又有一定区别。
机械原理是研究机械运动规律和其原理的学科，主要关注力学、力学和动力学等基础理论知识，旨在揭示机械运动的本质和规律性。
而机械设计则主要是以机械产品的开发和设计为主要任务，涉及到工程力学、力学设计、材料力学、机械制造工艺等方面的知识。
2. 机械原理机械原理研究的内容包括机械运动、力学关系和动力学原理等。
机械运动是机械原理的基础，研究物体在空间中的运动轨迹和变化规律。
力学关系则是研究物体在受力情况下的力学性质，包括力、力矩、压力、应力、变形等。
动力学原理则是研究物体的运动与力学关系的相互作用，研究其加速度、速度和位移等动力学参数。
3. 机械设计机械设计是研究和开发机械产品的学科，需要运用机械原理和相关的理论知识。
机械设计的过程中，需要进行产品的结构设计、功能设计、材料选择、工艺分析等。
结构设计是机械设计的核心，包括产品的形状、尺寸、连接方式等方面的设计。
功能设计则关注产品的功能和性能，以满足用户的需求。
材料选择则需要根据产品的工作环境和要求，选择合适的材料。
工艺分析则是为了确保产品的制造过程简单、可行以及具有经济性。
4. 机械原理与机械设计的关系机械原理为机械设计提供了理论基础，掌握机械原理的基本原理和规律，可以更好地进行机械产品的设计和分析。
机械设计则是实践机械原理的具体应用，将机械原理中的理论知识转化为实际的产品设计和制造过程。
机械原理可以指导机械设计的思路和方法，而机械设计则将机械原理付诸实践，形成了理论与实践相结合的关系。
5. 总结机械原理和机械设计是机械工程学科中的两大重要内容，二者密切相关但有一定区别。
机械原理研究机械运动、力学关系和动力学原理等基础理论知识，机械设计则是以机械产品的开发和设计为主要任务。
机械原理为机械设计提供了理论基础，而机械设计则将理论付诸实践。
二者相互依存，共同推动了机械工程的发展。
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。
机械原理ppt课件完整版
齿轮传动的设计步骤
包括选择齿轮类型、确定齿轮模 数、齿数、压力角等参数，进行 齿轮强度校核等。
齿轮传动的应用
广泛应用于各种机械设备中，如 汽车、机床、工程机械等。
链传动的设计与分析
链传动的类型
包括滚子链传动、齿形链传动等。
链传动的设计步骤
包括选择链条类型、确定链条节距、链轮齿 数等参数，进行链条强度校核等。
定义与研究对象
机械系统动力学是研究机械系统在力作用下的运动规律及其与力的相互关系的学科。它主要 关注机械系统在外力作用下的运动状态，如速度、加速度、位移等的变化规律。
基本术语与概念
包括力、质量、加速度、动量、动能、势能等，这些术语和概念是描述机械系统运动状态的 基础。
动力学原理
牛顿运动定律、动量定理、动能定理等是机械系统动力学的基本原理，它们揭示了机械系统 运动的基本规律。
命和可靠性。
检测装备
包括测量仪器、检测设备等，用 于对加工过程中的产品精度和质 量进行检测和控制，确保产品符
合设计要求。
先进制造技术与装备简介
数控技术
机器人技术
通过计算机编程控制机床等加工装备，实现 自动化、高精度和高效率的加工过程。
应用机器人进行自动化生产，提高生产效率 和产品质量，降低劳动强度和生产成本。
2023
PART 03
机械传动与驱动
REPORTING
机械传动的类型和特点
摩擦传动
螺旋传动
利用摩擦力传递动力和运动的传动方 式，如带传动、摩擦轮传动等。其特 点是结构简单、成本低廉，但传动效 率较低且易磨损。
利用螺旋副传递动力和运动的传动方 式，如螺旋千斤顶、螺旋压力机等。 其特点是结构简单、自锁性好，但传 动效率较低。
《机械原理》ppt课件
01机械原理概述Chapter机械原理的定义与重要性定义重要性机械原理的研究对象和内容研究对象主要研究各种机构（如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）和机器（如内燃机、电动机、机床等）的工作原理、运动特性、力学性能以及设计计算方法等。
研究内容包括机构的组成原理、运动学分析、动力学分析、机械效率与自锁、机器的平衡与调速等。
机械原理的发展历程和趋势发展历程发展趋势02机构的结构分析与设计Chapter机构的基本概念和分类机构定义由刚性构件通过运动副连接而成的系统，用于传递运动和力。
机构分类根据运动特性可分为连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。
运动副类型包括低副（转动副、移动副）和高副（点接触、线接触）。
结构分析通过自由度计算、运动链分析等方法，确定机构的组成、运动特性和约束条件。
综合方法基于功能需求，选择合适的机构类型，进行组合、变异和演化，设计出满足特定要求的机构。
创新设计运用创新思维和现代设计方法，如拓扑优化、仿生学等，进行机构创新设计。
机构的结构分析和综合方法机构设计的原则和方法设计原则设计方法案例分析03机械传动与驱动Chapter机械传动的类型和特点摩擦传动啮合传动利用齿轮、链轮等啮合元件传递动力和运动。
具有传动效率高、工作可靠、使用寿命长等优点，但需要较高的制造精度和安装精度。
齿轮类型选择齿轮参数设计强度校核030201齿轮传动的设计与分析链传动和带传动的设计与分析链传动设计带传动设计强度校核液压与气压传动的设计与分析液压传动设计01气压传动设计02控制与调节0304机械系统动力学与振动Chapter机械系统动力学的基本概念和方法动力学基本概念动力学建模方法动力学分析方法机械系统的振动分析和控制振动基本概念振动分析方法振动控制策略机械系统动力学优化设计方法优化设计基本概念动力学优化设计方法优化设计实例分析05机械制造工艺与装备Chapter机械制造工艺的基本概念和流程机械制造工艺的基本概念机械制造工艺的流程机械制造装备的分类和特点机械制造装备的分类机械制造装备的特点先进制造技术是指基于先进制造理论、技术和方法的总称，包括计算机辅助设计（CAD ）、计算机辅助制造（CAM ）、计算机辅助工艺规划（CAPP ）、数控技术（NC ）、柔性制造系统（FMS ）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。
机械原理课程内容
机械原理课程内容一、引言机械原理是机械工程的基础课程，它主要研究机械运动和力学原理，是机械设计、制造和维修的基础。
本文将从机械原理的定义、分类、基本概念、力学原理等多个方面进行详细阐述。
二、机械原理的定义和分类1. 机械原理的定义机械原理是研究物体运动和受力情况的科学，它是现代工程技术中最基础的一门课程。
通过对物体运动和受力情况的研究，可以为工程设计提供科学依据。
2. 机械原理的分类根据不同的研究对象和方法，机械原理可以分为静力学和动力学两大类。
静力学主要研究在静止状态下物体所受外力以及物体之间相互作用等问题；而动力学则主要研究物体在运动状态下所受外力以及物体之间相互作用等问题。
三、基本概念1. 牛顿定律牛顿定律是指牛顿在1687年提出来的三个公式，分别为：惯性定律、动量定律和作用反作用定律。
惯性定律：任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到被外力迫使改变状态。
动量定律：物体的运动状态由它的质量和速度共同决定，当一个物体受到外力时，它的加速度与所受力成正比，与物体质量成反比。
作用反作用定律：任何一个物体都会对其他物体施加相等而反向的力。
2. 力矩力矩是指一个力在垂直于该力所在平面上的距离与该力大小之积，也就是说，它是描述旋转效应的一种物理量。
通常表示为M=F×d，其中F为力的大小，d为力臂长度。
3. 质心质心是指一个物体所有质点组成的系统中，所有质点质量乘以其位置之和再除以总质量所得到的位置。
通俗地说就是这个系统中所有点所组成图形重心的位置。
4. 前馈和反馈前馈和反馈是机械原理中常用的两个概念。
前馈指将输出信号提供给输入端，在输入信号到达后立即进行修改；而反馈则是将输出信号再次输入到系统中，以便进行比较和修改。
四、力学原理1. 机械能守恒定律机械能守恒定律是指在一个系统内，机械能的总量始终保持不变。
这里的机械能包括动能和势能两种形式，其中动能是指物体由于运动而具有的能量，而势能则是指物体由于位置关系而具有的能量。
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第二章
机构能够运动的基本条件是其自由度必须大于零。
（正确）
在平面机构中，一个高副引入两个约束。
（正确）
移动副和转动副所引入的约束数目相等。
（正确）
一切自由度不为一的机构都不可能有确定的运动。
（错误）
一个作平面运动的自由构件有六个自由度。
（错误）
(1) 两构件构成运动副的主要特征是（ D ）。
A．两构件以点线面相接触 B．两构件能作相对运动
C．两构件相连接 D．两构件既连接又能作一定的相对运动
(2)机构的运动简图与（ D ）无关。
A．构件数目B．运动副的类型C．运动副的相对位置D．构件和运动副的结构(3) 有一构件的实际长度0.5mL20mm，则画此机构运动简图时所取的长度比例尺l D ）。
A．25 B．25mm/m C．1:25 D．0．025m/mm
(4)用一个平面低副连接两个做平面运动的构件所形成的运动链共有（B）个自由度。
A．3 B．4 C．5 D．6
(5)在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为（A）。
A．虚约束B．局部自由度C．复合铰链D．真约束
(6)机构具有确定运动的条件是（D ）。
A．机构的自由度0 F B．机构的构件数4N C．原动件数W＞1
D．机构的自由度F＞0, F原动件数W
(7)如图2-34所示的三种机构运动简图中，运动不确定是( C )。
A．（a）和（b）B．（b）和（c）C．（a）和（c）D．（a）、（b）和（c）
(8)Ⅲ级杆组应由（ B ）组成。
A．三个构件和六个低副B．四个构件和六个低副C．二个构件和三个低副
D．机架和原动件
(9)有两个平面机构的自由度都等于１，现用一个有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，这时自由度等于（ B ）。
A．0 B．1 C．2 D．3
(10)内燃机中的连杆属于（ C ）。
A．机器B．机构C．构件D．零件
第三章
瞬心即彼此作一般平面运动的两构件上的瞬时等速重合点或瞬时相对速度为零的重合点
（正确）以转动副相连的两构件的瞬心在转动副的中心处。
（正确）以平面高副相连接的两构件的瞬心，当高副两元素作纯滚动时位于接触点的切线上。
（错误）
矢量方程图解法依据的基本原理是运动合成原理。
（正确）加速度影像原理适用于整个机构。
（错误）
（1）以移动副相连的两构件间的瞬心位于（B ）
A．导路上B．垂直于导路方向的无穷远处
C．过构件中心的垂直于导路方向的无穷远处D．构件中心
（2）速度影像原理适用于（C ）
A．整个机构B．通过运动副相连的机构C．单个构件D．形状简单机构（3）确定不通过运动副直接相连的两构件的瞬心，除了运用概念法外，还需要借助（A ）A．三心定理B．相对运动原理C．速度影像原理D．加速度影像原理
第四章
（1）摩擦力总是有害阻力。
（错误）（2）惯性力是构件在作变速运动时产生的。
（正确）（3）机械效率是用来衡量机械对能量有效利用程度的物理量。
（正确）（4）V带传动利用了楔形面能产生更大摩擦力的原理。
（正确）（5）自锁是机械的固有属性，所以机械都有自锁现象（错误）
（1）重力在机械运转过程中起到的作用是（C ）
A．作正功B．作负功C．有时作正功，有时作负功D．不做功
（2）不能称为平面机构的基本运动形式的是（ C ）
A．直线移动B．定轴转动C．曲线运动D．平面运动
（3）楔形面比平面能产生更大的摩擦力，是因为（B ）
A．楔形面构件表面的实际摩擦因数变大B．由于结构导致的当量摩擦因数更大C．正压力变大
第五章
任何一种曲柄滑块机构，当曲柄为原动件时，它的行程速比系数K=1。
F
在摆动导杆机构中，若取曲柄为原动件时，机构无死点位置；而取导杆为原动件时，则机构有两个死点位置。
T
在铰链四杆机构中，凡是双曲柄机构，其杆长关系必须满足：最短杆与最长杆杆长之和大于其它两杆杆长之和。
F
任何平面四杆机构出现死点时，都是不利的，因此应设法避免。
F
平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角是否大于零。
T
在偏置曲柄滑块机构中，若以曲柄为原动件时，最小传动角可能出现在曲柄与机架（即滑块的导路）相平行的位置。
F
摆动导杆机构不存在急回特性 F
在铰链四杆机构中，如存在曲柄，则曲柄一定为最短杆。
增大构件的惯性，是机构通过死点位置的唯一办法。
F
杆长不等的双曲柄机构无死点位置。
T
平面四杆机构中，是否存在死点，取决于（从动件）是否与连杆共线。
在平面连杆机构中，欲使作往复运动的输出构件具有急回特性，则输出构件的行程速比系数K________。
A．大于1 B．小于1 C．等于1 D．等于2
平面连杆机构的曲柄为主动件，则机构的传动角是
A.摇杆两个极限位置之间的夹角
B. 连杆与曲柄之间所夹的锐角
C. 连杆与摇杆之间所夹的锐角
D. 摇杆与机架之间所夹的锐角
曲柄摇杆机构，当时，机构处于极限位置
A)曲柄与机架共线；B）摇杆与机架共线；
C）曲柄与连杆共线；D) 摇杆与连杆共线.
一对心曲柄滑块机构中，若以曲柄为机构时，机构将演化成 B 机构。
A曲柄移动导杆
B转动导杆
C摆动导杆
铰链四杆机构中，当满足 A 条件时，机构才会有曲柄。
A最短杆＋最长杆≤其余两杆之和
B最短杆－最长杆≥其余两杆之和
C最短杆＋最长杆>其余两杆之和
在条件下，曲柄滑块机构有急回特性。
A偏距e>0
B偏距e=0
C偏距e<0
在曲柄滑块机构中，当与导路垂直位置时出现最小传动角。
A最短杆
B最短杆相对杆
C最短杆相邻杆
缝纫机的踏板机构是以 C 为主动件的曲柄摇杆机构。
A曲柄
B连杆
C摇杆
铰链四杆机构具有急回特性的条件是
A θ>0
B θ=0
C K=1
D K=0。