机械机构的基本概念和分析方法
机械设计的基本原理和方法
机械设计的基本原理和方法机械设计是指以机械结构为基础，使用工程技术方法进行创新和设计的过程。
在机械设计中，掌握基本原理和方法是非常重要的，下面将介绍其中的几个关键点。
一、机械设计的基本原理1.结构设计原理机械设计的结构设计原理是指根据机械产品的功能要求，将其分解为若干个组成部分，并通过合理的连接方式使这些部分形成一个有机的整体。
结构设计的关键在于考虑产品的强度、刚度、稳定性等因素，以确保产品的正常运行。
2.运动学原理机械设计中的运动学原理是研究物体运动的规律和方法。
在机械设计中，需要根据产品的工作要求和工作环境，确定产品的运动轨迹、速度、加速度等参数，并通过运动学分析来确定合适的机械结构和传动机构。
3.材料力学原理材料力学原理是机械设计的重要基础。
在机械设计中，需要对所选材料的力学性能进行分析和计算，以确定材料的适用范围和工作条件。
常用的材料力学原理包括弹性力学、塑性力学等。
4.热力学原理热力学原理在机械设计中的应用主要是分析机械系统的热工性能。
通过热力学原理的应用，可以对机械系统的能量传递和转化进行分析，从而优化机械系统的能效和性能。
二、机械设计的基本方法1.需求分析和规划机械设计的第一步是对产品需求进行分析和规划。
通过调研和产品定位，明确产品设计的目标和功能要求，确定设计方向和设计原则。
2.概念设计和创新概念设计是指根据需求和规划，在理论上进行创新和方案设计。
在概念设计中，可以采用创新的思维方式，结合专业知识和设计经验，提出多个不同的设计方案。
3.详细设计和分析详细设计是指从概念设计中选取一个最佳方案，并进行详细制图和参数计算。
在详细设计中，需要进行力学、动力学、热力学等方面的分析，确保设计方案的合理性和可行性。
4.制造和优化机械设计完成后，需要进行制造和优化。
在制造过程中，需要根据设计图纸进行加工和装配，确保产品的质量和精度；在优化过程中，可以根据实际使用情况对机械系统进行改进和调整，提高产品的性能和可靠性。
机构与机械传动知识点总结
机构与机械传动知识点总结一、机构概念及分类机构是实现某种特定运动要求或传递动力、转动力的元件组成系统。
机构可分为平面机构和空间机构。
平面机构是由相互连接的刚性物体组成，构成一个平面框架，用于改变平面内一个物体的运动状态。
而空间机构则是由连接的刚性物体组成，构成三维空间中的框架，用以改变空间内一个物体的运动状态。
二、机构运动分析机构的运动分析是研究机构元件在作相对运动时，这些相对运动的大小、方向和速度的关系，进而确定各个链件上的参数和点上的运动规律。
机构运动分析中的关键问题是构件的相对位置和来定向关系、原动件与从动件之间传递运动参数的关系。
1. 机构的图解图分析机构的图解是利用逐点图解的方法，把机构的各种运动传动关系用图形方式表示出来的过程。
2. 机构的位置分析机构的位置分析是指确定机构有且仅有一个稳定的工作姿态。
位置分析的关键是将机构元件的相对位置用运动参数表示出来。
3. 机构的速度分析速度分析是指确定机构各个部件的运动速度。
速度分析时，可以将链速度与各凸轮器件上点的速度分解为切矢方向和截矢方向上的速度。
4. 机构的加速度分析机构加速度分析侧重于确定机构各个部件的加速度。
在加速度分析中，最重要的是识别相对位移函数的二阶导数以确定加速度。
三、机械传动概念及分类机械传动是指通过机械装置来传递或转换动力和运动的过程。
根据传递的力的特性和运动轴线位置的方向，机械传动可分为顺合传动和交叉传动。
顺合传动是指输入轴和输出轴的方向一致，而交叉传动则是指输入和输出轴的方向不一致。
四、机械传动的组成部分1. 传动机构传动机构是指通过传动装置来实现力的传递和转换的系统。
传动机构的主要组成元件包括齿轮、链条、带传动等。
2. 联接件联接件是机械传动系统中用于连接传动机构的部件，包括轴、螺纹副、销轴、键等。
3. 动力元件动力元件是指机械传动系统中用来提供动力的元件，包括电动机、内燃机等。
4. 传动环境传动环境是指机械传动系统工作的环境条件，包括传动系统的温度、湿度、气压等。
机械原理复习
5、平面机构的组成原理：任何机构都可以看作是由若干基本 杆组依次联接于原动件和机架上所组成的系统。 机构=原动件+机架+基本杆组 ☆基本杆组：最简单的、不可再分的、自由度为零的构件组。 6、机构结构分析的步骤： （1）求Ｆ，确定原动件：原动件不同，机构级别可能不同。 （2）拆杆组:从远离原动件处开始→Ⅱ级（不行）→Ⅲ级 →…→直到只剩Ⅰ级 （每拆出一个杆组后，剩下的仍能组成机构，且 F不变） （3）确定机构级别：包含杆组的最高级别。
P24
P23 P12
P13
P14
P34
P12 P13
P23
四、机构的效率和自锁
1、移动副中的全反力（正压力和摩擦力的合力）：与相对速 度方向成 90 2、转动副中的全反力：R21：大小与外载荷平衡；方向与外载 荷相反；作用线与摩擦圆圆相切，对O的矩与相反。
FR12
FR32 FR21
FR21
用齿条刀具加工齿轮时，当把刀具相对于齿轮轮坯中心偏离 标准位置移远时，加工出来的齿轮称为 齿轮， 移近时，加工出来的齿轮称为 齿轮。 渐开线齿廓的几何形状与 的大小有关。 。
在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆为右旋，则蜗轮的旋向应为 为什么一对渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合能够保证定传动比？
标准直齿圆柱齿轮传动的重合度
。
设计凸轮机构时，凸轮的轮廓曲线形状取决于从动件的 A、运动规律 B、运动形式 C、 结构形状
为防止滚子从动件运动失真，滚子半径必须 凸轮理论廓 线的最小曲率半径。 A、< B 、> C、>=
凸轮机构中，基圆半径减小，会使机构压力角 A、增大 B、减小 C、不变
。
在设计凸轮机构时，应保证凸轮轮廓的最大压力角不超过 许用值的前提下，尽可能缩小凸轮的尺寸。（ ） 在凸轮机构中，若从动件在推程和回程采用等速运动，则运 转平稳，无冲击（ ） 在滚子直动从动件盘形凸轮机构中，改变滚子的大小对从动 件的运动规律无影响。（ ） 六、齿轮机构 1、齿廓啮合基本定律、节点、节圆、齿廓曲线的选择 （渐开线齿廓制造和安装方便，互换性好。）
机械原理平面机构的结构分析主要内容：
第一章平面机构的结构分析本章主要内容：１）平面机构运动简图的绘制２）平面机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件３）机构的组成原理及结构分析1-1. 研究机构结构的目的(1) 探讨机构运动的可能性及其具有确定运动的条件(2) 将各种机构按结构加以分类，并按分类建立运动分析和动力分析的一般方法(3) 了解机构的组成原理(4) 绘制机构运动简图1-2. 运动副、运动链和机构一、运动副基本概念：1运动副：两构件直接接触形成的可动联接运动副1 运动副2 运动副2运动副元素：参与接触而构成运动副的点、线、面。
3自由度：构件所具有的独立运动的数目4约束：对独立运动所加的限制运动副的分类：1根据运动副的接触形式，运动副归为两类:1）低副：面接触的运动副。
如转动副、移动副。
2）高副：点或线接触的运动副。
如齿轮副、凸轮副。
2根据两构件的空间运动形式，可将运动副分为平面运动副和空间运动副。
1）平面运动副：组成运动副两构件间作相对平面运动，如转动副、移动副、凸轮副、齿轮副。
2）空间运动副：组成运动副两构件间作相对空间运动。
如螺旋副，球面副运动副的约束特点：具有两个约束而相对自由度等于一的平面运动副：转动副和移动副。
具有一个约束而相对自由度等于二的运动副：高副约束一个相对转动而保留两个相对移动的运动副是不可能存在的。
二、运动链•运动链：两个以上构件以运动副联接而成的系统。
•闭链：组成运动链的每个构件至少包括两个运动副元素，该运动链为封闭系统。
•开链：运动链中有的构件只包含一个运动副元素。
三、机构从运动链的角度，机构需具有下列特点:•1) 运动链中有机架•2) 各构件间有确定的运动1-3．平面机构运动简图一、机构运动简图的定义及作用说明机构各构件间相对运动关系的简单图形.机构运动简图是用规定的运动副符号及代表构件的线条来表示构件和运动副，并按一定比例表示各运动副的相对位置.•组成：线条和符号•符号：表示运动副二、机构运动简图的绘制1.运动副的表示符号：1)两构件构成转动副2)两构件构成移动副3)两构件组成平面高副用两构件接触点（线）附近的两段轮廓表示2.构件的表示方法将该构件上的运动副元素按其位置表示出来，再用简单的线条将这些运动副联接起来，就可表示这个构件。
机械原理课件之四杆机构受力分析
通过解方程，求解出各个连杆的受力大小和方向。
四杆机构受力分析的案例研究
案例1
案例2
分析一台工业机械中的四杆机构， 确定各个连杆的受力情况。
在一个机器人手臂中应用四杆机 构，研究其受力和应力分析。
案例3
通过受力分析，优化四杆机构的 设计，提高其工作效率。
结论和总结
四杆机构受力分析是机械工程领域的重要研究方向之一。它不仅可以帮助我 们了解四杆机构的工作原理，还可以指导我们设计更优秀的机械系统。
四杆机构的组成和基本结构
连杆
四杆机构由四根连杆组成，包括两个边连杆和两个角连杆。
铰链
连杆通过铰链连接，使得四杆机构能够实现运动。
驱动装置
驱动装置为四杆机构提供动力，使其能够完成特定任务。
四杆机构的运动分析
1
自由度
四杆机构的自由度取决于连杆的个数和铰链的类型。
2
运动类型
四杆机构可以实现旋转、平动和复杂的运动。
3
工作轨迹
通过对四杆机构的运动分析，可以得到工作轨迹的方程。
四杆机构受力分析的基本原理
四杆机构受力分析的基本原理是根据静力学的原理，通过分析力的平衡条件 来确定各个连杆的受力情况。
四杆机构受力分析的方法和步骤1 建立坐标系确定来自适的坐标系，便于受力分析的计算。
2 列写平衡方程
根据力的平衡条件，列写各个连杆的受力方程。
机械原理课件之四杆机构 受力分析
这篇课件将详细介绍四杆机构的受力分析。从概述四杆机构的基本原理开始， 到运动分析和受力分析的具体方法，最后通过案例研究加深理解。让我们一 起来探索吧！
四杆机构的概述
四杆机构是一种常见的机械连杆机构，由四根连杆组成。它具有简单的结构 和广泛的应用领域，是研究机械原理的重要组成部分。
机械原理第1讲结构分析
杆、轴构 件
固定构件
同一构件
两副构件
三副构件
3、机构的表示方法 机构运动简图：用规定符号和简单线条代表运动副和构件，并按一定比例表示各运动
副的相对位置。
机构示意图： 用规定符号和简单线条表示运动副和构件。
差别：机构运动简图需按比例表达出运动副间的相对位置，机构示意图仅能表达机构
的结构情况。
4、机构运动简图的绘制 1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目； 2）确定所有运动副的类型和数目； 3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；
掌握 （3） 机架、原动件、从动件的联系与区别
（4） 运动副的分类与判断
（5） 运动副的表示方法、平面机构运动简图的绘制
熟练掌握 （1） 自由度的计算，机构确定运动的条件
三、重要名词解释 1、机构：能够实现预期的机械运动的各部件的基本组合体称为机构。 2、机器：根据某种使用要求设计，将一种或多种机构组合在一起，用以实现预定运动或用 来传递和交换能源、物料和信息的装置。 3、机械：机器与机构的总称。 4、原动件：驱动力作用的构件。 5、机架：凡本身固定不动的构件，或相对地球运动但固结于给定坐标参考系统并视为固定 不动的构件成为机架。 6、从动件：随着原动件运动而运动的构件。 7、运动副：凡两构件直接接触且能够保证有一定相对运动的联结成为运动副。 8、高副、低副：面接触的运动副称为高副，点或线接触的运动副称为低副。 9、自由度：在机构中，独立运动的数目或确定构件位置的独立参数的数目称为自由度。 10、约束：机构运动副中由于相对运动受限导致自由度减少的限制较约束 11、复合铰链：两个以上的构件在同一轴线上用转动副联接而成的结构。 12、局部自由度：机构中存在与否不影响整个机构运动规律的自由度。
机械机构的运动学分析与模拟研究
机械机构的运动学分析与模拟研究一、引言机械机构是实现机械运动和转换的基本元件，其运动学分析与模拟研究是机械设计和优化的重要环节。
通过运动学分析和模拟研究，可以揭示机械机构的运动规律、间隙和误差对机构性能的影响等问题，为机械结构的设计和改进提供理论依据和技术支持。
本文将对机械机构的运动学分析与模拟研究进行探讨和总结。
二、机械机构运动学分析方法机械机构的运动学分析方法主要包括几何法、代数法和向量法。
其中，几何法是最常用的方法之一。
几何法通过建立机构的几何模型，通过几何约束关系来分析机构的运动规律。
代数法则是利用代数方程描述机构的运动约束条件，通过解方程组求解得到机构的运动规律。
向量法则是将机构的运动用向量来描述，通过向量运算推导出机构的运动规律。
三、机械机构运动学分析的应用机械机构的运动学分析应用广泛，其主要应用领域包括机械设计、运动学仿真和机械优化设计等。
1. 机械设计在机械设计中，通过运动学分析可以得到机构的运动规律和机构参数之间的联系。
通过分析机构的运动规律，可以优化设计机构的布置方案、减小机构的振动和噪声等。
此外，运动学分析还可以帮助设计人员选择合适的传动方式，提高机构的传动效率和精度。
2. 运动学仿真运动学仿真是通过计算机模拟机构的运动规律，得到机构的运动轨迹和速度变化等信息。
通过运动学仿真可以模拟机构的运动过程，检验机构运动过程中是否存在干涉、碰撞等问题。
运动学仿真可以帮助设计人员快速评估机构的性能，优化设计方案，提高设计效率。
3. 机械优化设计机械机构的优化设计是通过改变机构的结构和参数，使机构在满足运动要求的前提下，达到最佳性能的设计。
运动学分析可以用于评价机构的性能指标，如运动的连续性、平稳性、传动效率等。
通过运动学分析可以了解机构的性能问题，优化设计方案，提高机构的性能。
四、机械机构运动模拟的方法机械机构运动模拟是通过计算机软件模拟机械机构的运动过程，可以显示机构的运动轨迹、速度变化和加速度变化等。
机械原理 机构
机械原理机构
机械原理是研究机械运动规律及其产生的基本原理的学科。
机构是机械装置中的一个基本构件，用于实现机械运动的转换、传递与控制。
机构的基础概念包括驱动件、从动件和连杆等。
其中，驱动件通过外力或动力源产生驱动力，从动件受到驱动力的作用而产生运动，而连杆则是将驱动件与从动件连接起来，传递驱动力与运动。
机械原理中的机构有多种分类方法，常见的有平面机构和空间机构。
平面机构是指机构中的运动仅限于一个平面内的机构，而空间机构则允许运动在不同平面之间转换。
根据结构特征和运动方式，机构还可以分为平动机构、回转机构、滚动机构和曲柄机构等。
机械原理中的机构设计要考虑到多种因素，如结构强度、运动平稳性、工作效率和可靠性等。
在设计过程中，需要进行运动分析和受力分析，确保机构能够正常运行并承受预期的载荷。
同时，还需要考虑制造成本和使用方便性等因素，进行综合权衡，得到合理的机构设计方案。
除了在机械工程中应用，机械原理也被广泛运用于其他领域，如航空航天、汽车工程、机电一体化、机器人技术和精密仪器等。
机械原理为各种机械装置的设计与研究提供了理论基础，推动了机械工程的发展与创新。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机构组成及其要素
机构
组成
要素
零件
机构中的制造单元，为构件的基本组成要素。
构件
机构中的运动单元(简称杆)，它可以是刚体，也可以是抗压物体(如气、液等介质)和抗拉物体(带、索和链等)；
构件由一个零件或多个零件刚性固结而成。
运动副和运动副元素
两个构件直接接触而又能产生相对运动的连接为运动副；运动副中构件上参与接触的点、线或面称为运动副元素。
构件
类型
主动件
机构中构件的运动规律为已知的构件，可以有一个或多个。
原动件
机构中由外界(原动机或传动系统)输入驱动力(矩)的构件。
从动件
机构中除主动件外所有其他作具有确定运动的构件。
机架
机构中的固定(参考)构件，用于支承其余构件和用于研究运动的参考坐件都在同一或相互平行的平面内运动。
运
动
链
定义
以运动副和构件相互连接而成的可动构件系统。
类型
闭链
各构件以运动副相互连接而构成首末封闭环路的构件系统。它可分为单环或多环闭链；闭链是形成一般机械的基础。
开链
各构件以运动副相互连接而未构成封闭环路的构件系统，通常为形成机械手或工业机器人的基础。
机
构
定义
将运动链中的一个构件作为机架(参考构件)，并用于传递确定运动(和力)的构件系统。
空间机构
机构中各个构件不都在同一或相互平行的平面内运动。
机器
由一个或多个机构组成，用于执行机械运动以及变换和传递能量、物料和信息。
机械
一般为机构和机器两者的总称。