机械原理与机械设计-上册-范元勋-课后答案PPT课件

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机械原理(全套15PPT课件)

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课件完整版

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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。

机械原理与机械设计 (上册) 第4版 第1章 机械的组成、分类与发展

机械原理与机械设计 (上册) 第4版 第1章 机械的组成、分类与发展
连杆机构 凸轮机构
间歇运动机构
变速回转 往复摆动 往复移动 间歇运动
连杆机构
特定轨迹
别控各是制部随控装分着制置的2理0的运世论作动纪的用。后发是半展控叶和制以计机来算器现机代在科工学业技上术的的应发用展,,机特器
的组成更复杂了。
传 感 器
发出指 驱动装置
令调节
传动装置

执行装置


伺服电 机的运 动
都是实现运动形式的变换。 它们都属于连杆机构。
凸轮机构、齿轮机构和棘轮机构实现 的运动转换与连杆机构不同,构件之 间的连接形式也不同,构件的形状也 不同。
因此,可给出机构的如下定 义: 机构: 人为实物的组合体, 具有确定的机械运动, 可以用来传递和转换运动。
机器:
人为实物的组合体, 具有确定的机械运动, 可以用来转换能量、
驱动装置
传动装置
执行装置
将原动机的运动和动力传递给执行装置, 并实现运动速度和运动形式的转换。
运动速度的转换
运动形式的转换
运动速度的转换
传动装置解决原动机速度和执行装置速度不匹配的问题。
一般的普通交流电动机速度是固定的。
一般机器执行部分速度低于原动机的转速, 需要减速。
鼠笼式 交流电动机的
同步转速 (r/min)
返回
机器中的几个基本概念


机构

在认知机器的实践中,我们已经初步认识了
机 构
几种机构:


连杆机构、凸轮机构、
棘轮机构、螺旋机构、齿轮机构
内燃机
连杆机构 活塞的往复移动
曲轴的转动
牛头刨床
圆盘的转动
连杆机构
滑枕的往复移动

机械原理与机械设计 (上册) 第4版 第3章 机构的组成和结构分析

机械原理与机械设计 (上册) 第4版 第3章 机构的组成和结构分析

什么样的图形是机构运动 简图?
3)机构运动简图的内涵:
研究机构运动时,为便于分析,不计或略去与机构运动无关的因素。
a、用简单的线条和规定的符号表示构件和运动副; b、按选定的比例尺画出运动副的相对位置; c、简图表示的机构,可进行精确的运动分析; d、表明机构结构和运动特征的简单图形:机构运动简图 4)机构运动简图定义:根据机构的运动尺寸, 按一定比例 尺定出各运动副的位置, 用国标规定的简单线条和符号表示构 件和运动副,绘制出表示机构运动关系的简明图形—机构运动 简图。 5)机构示意图:不按比例尺绘制的机构运动简图。
内燃机中 活塞与连杆、配气凸轮与气闷等, 都是可以产生相对运动的连接,都是运动副 但组成运动副的几何元素不同
(1) 运动副元素
构件间可以通过点、线、面接触 构成运动副。运动副元素的几何形状 决定了两构件的相对运动形式。
凸轮
齿轮齿廓
活塞与缸套
作者:潘存云教授
(2) 运动副的自由度与约束度
1)构件的自由度 (f) 指一个构件相对另一个构件
(3)运动副类型
1)按运动副相对运动形式分 Ⅴ级副
Ⅴ级副
转动副
移动副
2)按运动副引入的约束数分
Ⅰ 级副、Ⅱ级副、Ⅲ级副、 Ⅳ 级副、Ⅴ级副
试,列举I级副的例子
螺旋副 Ⅲ级副
球面副
3)按运动副接触形式分
低副:两构件通过面接触而构成的运动副 高副:两构件通过点或线接触而构成的运动副
4)按运动副的相对运动性质分
构件的作用和要求
机架(参考构 件)
输入(主动) 件
从动件
输出件
机构中视为不动的构件,用于支承和作为研究其他构件运动的 参考坐标 机构中运动规律为给定或已知的一个或几个构件

《机械原理》ppt课件

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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。

机械原理与机械设计-上册-范元勋-课后答案

机械原理与机械设计-上册-范元勋-课后答案
课程目的与内容
介绍本课程的学习目的、内容及学习 方法,强调理论与实践相结合的重要 性。
机械原理部分 绪论
01
课程学习方法
02
内容
03
重视基本概念的理解:理解机械的基本概念、原理 和特点是学好本课程的基础。
机械原理部分 绪论
掌握分析方法
学会运用机构分析的基本方法,如运 动分析和力分析,是解决实际问题的 关键。
传动
定义
利用两齿轮之间的啮合实现动力的传递。
应用
直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮等。
特点
效率高,结构紧凑,传动平稳可靠,但制造安装要求高。
04
轴系零部件部分

01
轴的材料与制造
02
轴的材料通常为钢、铸铁或合金钢,也可以根据需要选择其他
材料。
轴的制造方法包括铸造、锻造、切削加工和磨削加工等。
03
加强实践环节
通过实验、课程设计和实习等实践环 节,加深对理论知识的理解,提高实 际操作能力。
机械原理部分 绪论
机构学的重要性
内容
机构学在机械工程中的地位:机构学是机械工程的核心学科之一,为各种机械装置的设计、分析和优化 提供了理论基础。
机械原理部分 绪论
机构学的发展趋势
随着科技的不断进步,机构学在理论和应用方面也在不断创新和发展,如机器 人技术、微型机械等。
传动
定义
利用带与带轮之间的摩擦力实现动力的传递。
应用
V带、平带等。
传动
• 特点:结构简单,成本低,缓冲吸振,过载时打滑可保护其 他零件不受损坏。
传动
定义
利用链条与链轮之间的啮合实现动力的传递。
应用
滚子链、齿形链等。

机械原理与机械设计 (上册) 第4版 第6章 连杆机构

机械原理与机械设计 (上册) 第4版 第6章 连杆机构
第一节 平面连杆机构的类型、特点和应用
一.连杆机构的特点
分类:
平面连杆机构:
空间连杆机构:
定义:
特点:
平面连杆机构
内燃机曲柄滑块机构
命名: 平面连杆机构常以构件数作为命名的依据 如:四杆机构、五杆机构、多杆机构等特征: 有一作平面运动的构件——称为连杆
平面四杆机构应用非常广泛,而且也是组成多杆机构的基础。本章将作重点介绍。
对于颚式破碎机、冲床等大功率机械,可取γmin≥50°
从图中可见:α↓→γ↑ 对机构传动越有利
机构运转时γ是变化的,为保证机构正常工作,设计新机构时,必须规定最小传动角γmin的下限。
偏距
S=LABsinα
(2) 选取不同的构件为机架
整转副——能作360˚相对回转的运动副
摆转副——只能作有限角度摆动的运动副
曲柄摇杆机构
双摇杆机构
双曲柄机构
四杆机构中各个转动副是整转副还是摆转副只取决于各构件的尺寸,与固定那个构件为机架无关。
整转副
整转副
摆转副
曲柄滑块机构
转动导杆机构
有效分力: Ft=Fcosα
即压力角 α↓→有效分力 Ft↑
分析压力角对机构传动的影响:
对连杆机构,也可用与压力角互余的角γ,作为衡量机构传力性能的指标 ,更形象直观,称之为传动角。
传动角:
与压力角α互余的角γ即连杆和从动摇杆之间所夹的锐角。
反之:α↑→γ↓ 机构传力越费劲,传动效率越低
举例动画
两连架杆均为摇杆
飞机起落架机构
炉门启闭机构
汽车开门机构
(1) 将转动副演化成移动副
偏置曲柄滑块机构
对心曲柄滑块机构
曲柄摇杆机构
正弦机构

机械原理与机械设计-上册-范元勋-课后答案演示课件.ppt

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VF2 lFG
? e' a
VF2E lFE
?
将 f "' f '移至F知5逆时针
.精品课件.
13
中文书:2-9已知曲柄长度l1=0.05m ,角速度ω1=20rad/s,图解法确定 该机构在1=45º时导杆3的速度v3与角速度a3.
解题思路: VB1 VB2 构件2与构件3在B处形成重合点
待求点 B3 为动点,求 VB3
⊥GF P→e ⊥FE
? Pev ?
5
fp v
lGF
1.7 rad s 将pf
移至F点知顺时针 17
2)求加速度 aB aC aE aF 5 加速度影像法求 aE
aCn aCt aB aCnB aCt B
C→D ⊥CD B→A C→B ⊥CB
BC CE BE b'c' c'e' b'e'
根据影像法求 aD、aB
aF1 aF3 aD aD aC aB
aFn 3 aFt 3 aF1 aF 3F1 aFk 3F1
F→E ⊥FE F→A ∥AF ⊥f1f3
VF21 lFE
? 12 lFA
? 2 V .精1品课F 3件F.1
22
aC aB aCnB aCt B aD aCnD aCt D
C→D ⊥CD B→A C→B ⊥CB
BC CE BE b'c' c'e' b'e'
VC2 lCD
? 12 lAB
VC2B lCB
.精品课件.
?
求得e΄
12
aFn aFt aE aFnE aFt E
F→G ⊥FG π→e΄ F→E ⊥FE
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VF1 VF3 VD VC
VCVDVCD VBVCB
VB VC
P→d ⊥CD P→b ⊥CB
VF3 VF1VF3F1
⊥FE ⊥FA ∥AF
pd v ? 1 lAB
?
VCvp c0.4m 5s4 V lC CD D8.7rads,
? 1 lAF ? 根据速度 影像法求 V D
3
VF3 lFE
p3f lFE
(2)解题步骤VB为: VC2 (VD,VE)及aB aC2 (aD,aE)
(3)求VD,VE,3。 VB lAB1 0.03100.3米/秒 取pb45毫米表V示B,则v 04.530.006米 毫 7/秒 米。
由VC2 V BVC2B VC3 VC2C3 求VC3
AB, C2B // C2B
2)求加速度 aBaCaEaF5 加速度影像法求 a E
aC naC t aBaC nBaC t B
C→D ⊥CD B→A C→B ⊥CB
BC CE BE b'c' c'e' b'e'
V
2 C
l CD
?
12 lAB
V
2 CB
l CB
?
求得e΄
aF naF t aEaF nE aF t E
F→G ⊥FG π→e΄ F→E ⊥FE
求加速度 a B 3
待求点 B 3 为动点,求 V B 3
VB3 VB2VB3B2
aB3aB2arB3B2
//导路 B→A ⊥导路
//导路 ⊥AB ⊥导路

1 lAB

VB21lAB 2 00.05 1ms
? 12 lAB ?
a B 2 220 lA B 4 0 0 .0 0 5 2m 0 s2
作加速度多边形:
习题 1.画出图示平面机构的运动简图,并计算其自由度。
(a)
(b)
(c)
1-6自动倾卸机构
3、计算图示平面机构的自由度;机构中的原动件用圆弧箭 头表示。
中文书2—5颚式破碎机 已知xD=260mm, yD=480mm, xG=400mm, yG=200mm,
lABLCE10m 0,mlBCLBE50m 0,mlCD300mm , lEF40m 0m , lGF685mm , lBCLBE50m 0m
20.3,逆
5
VlCCBB1rads,顺
求加速度
根据影像法求 a D、a B
aF1 aF3 aDaDaC aB
aF n3aF t3aF 1aF3F 1aF k3F 1
F→E ⊥FE F→A ∥AF ⊥f1f3
V
2 F1
l FE
? 12 lFA
? 21VF3F1
aCaBaC n BaC t BaDaC n DaC t D
//导路 B→A ⊥导路
? 12 lAB ?
a B 2 220 lA B 4 0 0 .0 0 5 2m 0 s2
作加速度多边形:
VB21lAB 2 00.05 1ms 取 v作速度 V 多 B3 边 vp形 3b0.72
aB3 a b3' 14ms
方向水平向左
2-10
V B1lA方 B A 向 B
pb bc2
c3c2
式中VC3 0
作速度多边形pbc2,然后按速度影象法,作Δbec2∽ΔBEC得 e点,再从e点作ed⊥bc2得d点,则 VE=(pe)μv=26×0.0067=0.1742m/s指向如图。 VD=(pd)μv=34×0.0067=0.2278m/s指向如图
确定 3
3
2
VC 2 B lC 2 B
V
2 FE
l FE
?
5
aF t f'"f'a
lFG
lFG
22rasd2
将f"' f'移至 F知5逆时针
中文书:2-9已知曲柄长度l1=0.05m ,角速度ω1=20rad/s,图解法确定 该机构在1=45º时导杆3的速度v3与角速度a3.
解题思路:VB1 VB2 构件2与构件 3在B处形成重合点
(bc 2 ) v lC 2 B
37 .5 0.0067 0 .124
V
2 F
l FG
? e' a
V
2 FE
l FE
?
5
aF t f'"f'a
lFG
lFG
22rasd2
将f"' f'移至 F知5逆时针
2-9
VB1VB2构件 2与构 3在 件 B处形成重合求点 加速度
待求点 B 3 为动点,求 V B 3
VB3 VB2VB3B2
//导路 ⊥AB ⊥导路

1 lAB

aB3aB2arB3B2
aC naC t aBaC nBaC t B
C→D ⊥CD B→A C→B ⊥CB
BC CE BE b'c' c'e' b'e'
V
2 C
l CD
?
12 lAB
V
2 CB
l CB
?
求得e΄
aF naF t aEaF nE aF t E
F→G ⊥FG π→e΄ F→E ⊥FE
V
2 F
l FG
? e' a
取 v作速度 V 多 B3 边 vp形 3b0.72
方向水平向左
aB3ab3 ' 1m 4s 方向水平向左
3-3
当滑块 C至左极限和右极限位置时,曲柄与连杆在两共线位置, 曲柄在两位置的极位夹角θ=0,K=1,滑块的压力角在0~αmax 之间变化.
maxarcsbain11.5
sin e 0.2 51.44 7 sin' e 0.16 67' 9.5
1 45, 13r0a/d s, 逆时针
求:5 , 5
解:1)求速度 VB V C VE VF5
VC VB VCB
⊥CD ⊥AB ⊥CB ? ω1lAB ?
根据速度影像求V E
VF VE VFE
⊥GF P→e ⊥FE
? Pe v ?
5
fpv
lGF
1.7ra
ds将pf
移至F点知顺时针
2)求加速度 aBaCaEaF5 加' 4.8 8
18 04.8 8 K18 04.8 81.056
2—5
解:1)求速度 VB V C VE VF5
VF VE VFE
⊥GF P→e ⊥FE
VC VB VCB
? Pe v ?
⊥CD ⊥AB ⊥CB ? ω1lAB ?
根据速度影像求V E
5
fpv
lGF
1.7rads将pf
移至F点知顺时针
B→A C→B ⊥CB π→d’ C→D ⊥CD
12 lAB52 lBC ?
a
d
'
2 4
lCD

aCac'9.5ms2
lAB=30mm,lAC=100mm,lBD=50mmllDE=40mm,φ1=45º,等角 速度ω1=10rad/s,求E、D的速度和加速度,构件3的角 速度和角加速度.
解:1( )选取 l 0.00米 2 /mm作机构运动简图。
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