机械原理课件4

机械原理(全套15PPT课件)

按形状分为盘形、圆柱形、平板型等；按从动件类型分为尖底、滚子、平底等
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》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。

机械原理第4章

LAB最小，则 LAB+LBC＞LCD +LAD ∴ LAB＞50mm
LAB居中，则 LAD +LBC＞LCD + LAB ∴ LAB＜70mm
LAB最大，则 LAB+ LAD＞LCD + LBC ∴ LAB＞130mm 结果为50mm＜LAB＜70mm 或130mm＜LAB≤LBC+LCD +LAD=250mm。
第4章平面连杆机构及其设计
(Chapter 4 Planar linkages and design of linkages)
B A
M F C
E
D
基本内容
1.连杆机构的基本概念 1)铰链四杆机构的基本形式、应用及演化； 2)平面四杆机构的特性。 2.平面连杆机构的设计
学习重点
1)连杆机构的特性； 2)图解法设计平面四杆机构。
CD
2
对心曲柄滑块机构
偏心曲柄滑块机构
(2)双滑块机构
当LBC→∞时， →直线。

B 1 1
2

A A 4
2
B 3
C 4
C
3

1
2
B
3
C
4
A
双滑块机构种类：
2 1 4 3
B 2
1
A 4
3 C
2.扩大转动副
B
1 A 1 4 4 B A
2
C
2
C3
3
将B点转动副扩大
3.取不同构件为机架
A
1 2 3 4
C
B A B
2 B 4 1
A
C
2
3
C
C
4

机械原理教学课件4

一、研究摩擦的目的
1. 摩擦对机器的不利影响 1）造成机器运转时的动力浪费机械效率 2）使运动副元素受到磨损零件的强度、机器的精度和工作可靠性机器的使用寿命 3）使运动副元素发热膨胀导致运动副咬紧卡死机器
运转不灵活；
4）使机器的润滑情况恶化机器的磨损机器毁坏。
一、研究摩擦的目的（续）
21 12 12
与构件2相对于构件1的角速度w12方向相反。
四、转动副中的摩擦（续）
2. 止推轴承（轴端）的摩擦 ds=2d dN=pds dF= fdN= f p ds
dM f dF fdN fpds
M
f

R
r
fpds

R
r
2fp 2 d
非跑合止推轴承摩擦：不经常旋转的轴端。如：圆盘摩
擦离合器、螺母与被联接件端面之间的摩擦。
跑合止推轴承摩擦：经常有相对转动的轴端。如止推轴颈和轴承之间的摩擦属于此类。
四、转动副中的摩擦（续）
1）非跑合的止推轴承：轴端各处压强 p 相等
N

R
r
pds fp p2 d p R 2 r 2 Q
r
R

p
Q R2 r 2
试求：机构各运动副中的反力及需要施于原动件1上的平衡
解：力偶矩(其他构件的重力和惯性力等忽略不计)。
1、将该机构分解为构件5
与4及构件3与2所组成的两个静定杆组，和平衡力作
用的构件1。
2、按上述次序进行分析。
例2（续）
1）构件组5、4的受力分析
lh65 R65
大小：√ 方向：√
√ √
√ √

机械原理_第4章__凸轮机构及其设计

图4.1 内燃机配气凸轮机构
图4.2
绕线机排线凸轮机构
图4.3所示为录音机卷带装置中的凸轮机构。工作时，凸轮1处于图示最低位置，在弹簧5的作用下，安装于带轮轴上的摩擦轮3紧靠卷带轮4，从而将磁带卷紧。停止放音时，凸轮1随按键上移，其轮廓迫使从动件顺时针方向摆动，使摩擦轮与卷带轮分离，从而停止卷带。
1. 多项式运动规律
多项式运动规律的一般形式为
s = C 0 + C 1δ + C 2 δ 2 + C 3δ 3 + L + C n δ n
式中， δ 为凸轮转角；s为从动件位为凸轮转角；s C C C C C 移； 0 ， 1 ， 2 ， 3 ，…， n 为待定常数，可利用边界条件来确定。常用的有一次(n=1)多项式(即等速运动规律) 常用的有一次(n=1)多项式(即等速运动规律)；二次 (n=2)多项式(即等加速等减速运动规律)；五次(n=5) (n=2)多项式(即等加速等减速运动规律)；五次(n=5) 多项式运动规律。
图4.10 改进等速运动规律
图4.11 改进等加速等减速运动规律
【例4.1】直动从动件凸轮机构。已知：从动件行程 h=20mm，推程运动角 δ t = 150° ，远休止角 δ s = 60°，回程运动角 δ h = 120° ，近休止角 δ 's = 30° ；从动件推程、回程分别采用简谐运动规律和摆线运动规律。试写出从动件一个运动循环的位移、速度和加速度方程。解：(1) 从动件推程运动方程。推程段采用简谐运动规律，故将推程运动角 δ t = 150° 5π /6、行程h=20mm代入简谐运动规律推程运 = 动方程式，可推出
● 4.4 凸轮轮廓曲线的设计——解析法凸轮轮廓曲线的设计——解析法曲线的设计—— ●4.4.1 滚子直动从动件盘形凸轮机构 ●4.4.2 滚子摆动从动件盘形凸轮机构理论轮廓曲线方程 ●4.4.3 平底直动从动件盘形凸轮机构 ●4.4.4 滚子直动从动件圆柱凸轮机构 ● 4.5 凸轮机构基本尺寸的确定 ●4.5.1 凸轮机构的压力角和自锁 ●4.5.2 凸轮基圆半径的确定 ●4.5.3 滚子半径的选择 ●4.5.4 平底从动件的平底尺寸的确定 ● 小结

机械原理第四章力分析

FN21/2
G
FN21/2
式中， fv为当量摩擦系数 fv = f / sinθ
若为半圆柱面接触: FN21= k G，（k = 1~π/2）
摩擦力计算的通式:
Ff21 = f FN21 = fvG
其中, fv 称为当量摩擦系数, 其取值为:
G
平面接触: fv = f ；槽面接触: fv = f /sinθ ；半圆柱面接触: fv = k f ，（k = 1~π/2）。
说明引入当量摩擦系数之后, 使不同接触形状的移动副中摩擦力的计算和比较大为简化。因而这也是工程中简化处理问题
的一种重要方法。
（2）总反力方向的确定
运动副中的法向反力与摩擦力的合力FR21 称为运动副中的总反力，总反力与法向力之间的夹角φ，称为摩擦角，即
φ ＝ arctan f
FR21
FN21
机械原理
第四章平面机构的力分析
§4-1 概述 §4-2 运动副中总反力的确定 §4-3 不考虑摩擦时平面机构的动态静力分析 §4-4 机械的效率和自锁 §4-5 考虑摩擦时机构的受力分析
§4-1 概述
一、作用在机械上的力
有重力、摩擦力、惯性力等，根据对机械运动的影响，分为两类：（1）驱动力驱动机械运动的力。与其作用点的速度方向相同或者成锐角；其功为正功，称为驱动功或输入功。
放松：M′＝Gd2tan(α φv)/2
三、转动副中摩擦力的确定
G
1 径向轴颈中的摩擦 1）摩擦力矩的确定
转动副中摩擦力Ff21对轴颈的摩
擦力矩为 Mf = Ff21r = fv G r
轴颈2 对轴颈1 的作用力也用
ω12
Md O

机械原理ppt课件完整版

机械原理的定义与重要性
2024/1/25
定义
机械原理是研究机械系统运动、力和能量转换规律的科学。
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性能、优化机械设计和提高机械效率具有重要意义。
4
机械原理的研究对象和内容
研究对象
机构学
传动学
控制理论
机械系统，包括机构、传动、控制等子系统。
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。
17
机械系统的运动方程和求解方法
运动方程的建立
根据机械系统的受力情况和约束条件，可以建立机械系统的运动方程。这些方程通常是一组微分方程或差分方程。
2024/1/25
求解方法
求解机械系统的运动方程可以采用解析法、数值法或图解法等方法。其中，解析法可以得到精确的解，但通常只适用于简单的机械系统；数值法可以求解复杂的机械系统，但得到的是近似解；图解法则是一种直观形象的求解方法。
工艺特点
机械制造工艺具有多样性、复杂性和综合性等特点，需要根据不同的产品要求和生产条件制定相应的工艺方案。
21
机械制造装备的分类和特点
加工装备
包括机床、刀具、夹具等，用于对原材料进行切削、磨削等加工操作，具有高精度、高效率和高
自动化等特点。
热处理装备
包括加热炉、淬火设备、回火设备等，用于改善材料的力学性能和加工性能，提高产品的使用寿
稳定性概念及判定方法：稳定性是指机械系统在受到扰动后能否恢复到原平衡状态的能力。稳定性的判定方法包括静力学判定法、动力学判定法和能量判定法等。其中，静力学判定法主要关注机械系统在平衡位置附近的稳定性；动力学判定法则通过分析机械系统的运动方程来判断其稳定性；能量判定法则是通过分析机械系统的能量变化来判断其稳定性。

机械原理课件第4-5章机械的受力分析、效率与自锁

受力分析的方法
1
平衡分析法
平衡分析法是分析力的平衡状态，建立方程并解方程的方法。
2Байду номын сангаас
变形分析法
变形分析法是利用物体的变形和位移来分析内力和外力的方法。
3
虚功原理法
虚功原理法是利用机身位移和外力所做的功的原理，来分析内力和外力平衡的方法。
自锁的概念
自锁是机械一种特殊的现象，当一种机械的某些部件因运动而产生内部力矩时，其本身所固有的特性导致自身所承受的内部力矩增大，从而在不依靠外力的情况下产生锁定作用。
3 弯曲力 & 正应力
弯曲力作用在物体上时会导致形变以及正应力的产生。
提高机械效率的途径
保持润滑状态
润滑状态对机械效率的影响非常大。
选择合适的材料
材料的选择应该考虑机械运行的环境和作用力。
减小摩擦损失
尽可能地降低内摩擦和外摩擦的损失。
优化设计
通过分析机械结构，寻求机械优化方案，以提高机械效率。
机械效率的计算方法
结论
通过学习，我们了解了机械受力分析、效率和自锁的相关知识。同时，我们也深入了解了提高机械效率的途径以及常见的自锁装置等等，这些能够有助于我们更好地理解机械的性能和使用。
机械原理课件第4-5章机械的受力分析、效率与自锁
欢迎大家来到机械原理课件的第四至第五章。今天我们将学习机械的受力分析、效率以及自锁的原理。
机械力的分类
1 张力 & 压力
张力是物体前后两端受到的同向拉力，压力则是相反的方向。
2 剪力 & 扭力
剪力是垂直于物体截面方向的力，而扭力是绕物体轴旋转的力。
功率输入传动装置输入功率的总和
功率输出传动装置输出功率除以效率