机械原理课件(第七版)
《机械原理》(机械类)课程教学大纲
《机械原理》(机械类)课程教学大纲
机械原理课程教学大纲
引言：
机械原理是一门机械工程的基础课程，旨在培养学生对机械原理及其应用的理论知识和实践能力。本教学大纲旨在通过明确课程目标、内容和教学方法，为学生提供一个全面而结构化的学习指导。
一、课程概述
1.1 课程名称：机械原理
1.2 课程代码：MEP101
1.3 学时分配：理论教学（48学时），实验教学（24学时）
1.4 先修课程：近代物理学、高等数学、工程力学
二、课程目标
2.1 知识目标：
- 掌握基本的机械原理理论，了解力学、静力学和动力学的基本概念和原理。
- 理解刚体和弹性体的力学行为，能够应用相关理论解决实际问题。
- 熟悉机械原理的应用领域和现代技术的发展趋势。
2.2 能力目标： - 具备分析和解决机械原理问题的能力，包括力学计算、力学模型建立和实验数据处理等。
- 能够运用机械原理知识进行工程设计和创新实践。
2.3 态度目标：
- 培养学生正确的学习态度和科学精神，积极探索和应用机械原理知识。
- 提高学生的合作意识和创新思维，培养解决实际问题的能力。
三、教学内容
3.1 理论教学：
- 刚体力学：刚体的平衡条件、转动定律、角动量和动能等。
- 弹性体力学：胡克定律、弹性形变、应力应变关系和材料破坏等。
- 静力学：平面定位问题、静摩擦力和斜面问题等。
- 动力学：牛顿运动定律、动能和动量、碰撞和转动惯量等。
3.2 实验教学：
- 使用力学实验设备进行实验操作，熟悉实验仪器的使用方法和实验数据的记录与分析。
- 开展机械原理实验，如测量刚体的转动惯量、胡克定律的验证和静力学问题的实验验证等。 四、教学方法
4.1 理论教学：
- 采用教师讲授、互动讨论和案例分析相结合的教学方法，注重理论与实际问题的结合。
- 利用多媒体技术辅助教学，展示实际应用和案例分析，提高学生的学习兴趣和理解能力。
4.2 实验教学：
- 强调实践操作能力培养，引导学生通过实验掌握机械原理的基本原理和应用方法。
机械原理第七版西北工业大学课后习题答案(7-11章)
可编辑修改
精选doc 机械原理
第7章课后习题参考答案
7—1等效转动惯量和等效力矩各自的等效条件是什么?
7—2在什么情况下机械才会作周期性速度波动?速度波动有何危害?如何调节?
答: 当作用在机械上的驱动力（力矩)周期性变化时，机械的速度会周期性波动。机械的速度波动不仅影响机械的工作质量，而且会影响机械的效率和寿命。调节周期性速度波动的方法是在机械中安装一个具有很大转动惯量的飞轮。
7—3飞轮为什么可以调速?能否利用飞轮来调节非周期性速度波动，为什么?
答： 飞轮可以凋速的原因是飞轮具有很大的转动惯量，因而要使其转速发生变化．就需要较大的能量，当机械出现盈功时，飞轮轴的角速度只作微小上升，即可将多余的能量吸收储存起来；而当机械出现亏功时，机械运转速度减慢．飞轮又可将其储存的能量释放，以弥补能最的不足，而其角速度只作小幅度的下降。
非周期性速度波动的原因是作用在机械上的驱动力(力矩)和阻力(力矩)的变化是非周期性的。当长时问内驱动力(力矩)和阻力(力矩)做功不相等，机械就会越转越快或越转越慢．而安装飞轮并不能改变驱动力(力矩)或阻力(力矩)的大小也就不能改变驱动功与阻力功不相等的状况，起不到调速的作用，所以不能利用飞轮来调节非周期陛速度波动。
7—4为什么说在锻压设备等中安装飞轮可以起到节能的作用?
解： 因为安装飞轮后，飞轮起到一个能量储存器的作用，它可以用动能的形式把能量储存或释放出来。对于锻压机械来说，在一个工作周期中，工作时间很短．而峰值载荷很大。安装飞轮后．可以利用飞轮在机械非工作时间所储存能量来帮助克服其尖峰载荷，从而可以选用较小功率的原动机来拖动，达到节能的目的，因此可以说安装飞轮能起到节能的作用。
7—5由式JF=△Wmax／(ωm2 [δ])，你能总结出哪些重要结论(希望能作较全面的分析)?
答：①当△Wmax与ωm一定时，若[δ]下降，则JF增加。所以，过分追求机械运转速度的均匀性，将会使飞轮过于笨重。
机械原理第七版概念总结
1 机械原理（第七版）重要概念总结
一、填空题（每小题2分，共20分）
1、 平面运动副的最大约束数为 2 个 ，最小约束数为 1 个。
2、 当两构件组成转动副时，其相对速度瞬心在 转动副中心 处。
3、 对心曲柄滑块机构，若以连杆为机架，则该机构演化为 曲柄摇块机构 。
4、 传动角越大，则机构传力性能越 好 。
5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中，二次多项式运动规律具有 柔性 冲击。
6、 蜗杆机构的标准参数从 中间平面 中取。
7、 常见间歇运动机构有： 棘轮机构 、 槽轮机构 等。
8、 为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在 高速 轴上。
9、 实现往复移动的机构有： 曲柄滑块机构 、 凸轮机构 等。
10、 外啮合平行轴斜齿轮的正确啮合条件为：
212121nnnnmm，， 。
1、 平面机构中若引入一个高副将带入 1 个约束，而引入一个低副将带入 2 个约束。
2、 对心曲柄滑块机构，若以连杆为机架，则该机构演化为 曲柄摇块 机构。
3、 平面四杆机构具有整转副的条件：
最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和 。
4、 压力角越大，则机构传力性能越 差 。
5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中， 正弦 运动规律既无刚性冲击也无柔刚性冲击。
6、 锥齿轮取 大端 的参数为标准参数。
7、 槽轮机构的主要组成构件为： 拨盘 、 槽轮 、机架等。
8、 为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在 高速 轴上。
机械原理(PDF)孙桓 复习笔记chapter8
《机械原理》（第七版）孙桓主编 第8章 平面连杆机构及其设计
40第8章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计
§8—1 1 连杆机构及其传动特点连杆机构及其传动特点连杆机构及其传动特点
1．定义：连 杆 机 构：构件用低副联接而成的机构。
平面连杆机构：组成机构的构件都在相互平行的平面中运动的连杆机构。
空间连杆机构：组成机构的构件不在相互平行的平面中运动的连杆机构。
2．特点： 优：1）低副联接，面接触，磨损小，承载能力大。
2）杆状件，圆柱形或平面形接触面，易制造，传递运动远。
3）运动多样性（转、摆、移、平面运动等）
4）轨迹多样性。
缺：1）设计较困难。
2）运动副的制造误差会累积，从而降低机构的传动精度。
3）惯性力难平衡，不适用于高速。
3．应用： 很广泛（e.g：自行车，缝纫机，纺机等中都有应用）
§8—2 2 平面四杆机构的类型平面四杆机构的类型平面四杆机构的类型和应用和应用和应用
一．四杆机构的基本型式四杆机构的基本型式：：
四杆机构的基本型式为铰链四杆机构，其他四杆机构都可由其演化得到
1）铰链四杆机构： 四个构件通过转动副联接而成机构。 机机 架架：固定不动的构件——4.
连杆架连杆架连杆架：：与机架相连的杆——1、3。
曲曲 柄柄：能整周转动的连架杆。
摇摇 杆杆：不能整周转动的连架杆。
连连 杆杆：不与机架相连的杆——2。
2）周转副和摆转副：
周转副：组成转动副的两构件能相对整周转动的转动副
摆转副：组成转动副的两构件不能相对整周转动的转动副
1．曲柄摇杆机构： 两个连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆的铰链四杆机构
2．双曲柄机构： 两个连架杆均为曲柄的铰链四杆机构 12
3
4《机械原理》（第七版）孙桓主编 第8章 平面连杆机构及其设计
413．双摇杆机构： 两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构
二． 平面四杆机构的演化型式平面四杆机构的演化型式 1．改变构件的形状和运动尺寸
西工大机械原理电子教案(第七版)
第一章 绪论 教学内容
*本课程研究的对象和内容
*本课程的性质、任务及作用
*机械原理学科的发展现状
学习要求
*明确本课程研究的对象和内容，及其在培养机械类高级工程技术人才全局中的地位、任务和作用。
*对机械原理学科的发展现状有所了解。
重点难点
本章的学习重点是：本课程研究的对象及内容。本章介绍了机器、机构、机械等名词，并通过实例说明各种机器的主要组成部分是各种机构，从而明确了机构是本课程研究的主要对
象。当然，由于此时尚未具体学习这些内容，故只能是一个概括的了解。
学习安排
授课 自学 观看机械原理电教片
1学时 1.5学时 《中国古代机械》、《工业机器人及其应用》
学习方法
如何学好本课程。
要学好本课程,首先必须对机械在一个国家中的重要作用有明确的认识， 机械现在是、将来仍是人类利用和改造自然界的直接执行工具，没有机械的支持, 一切现代工程(宇航工程、深海工程、生物工程、通信工程、跨江大桥、过海隧道、摩天大楼、„„)都将无法实现。
了解机械原理学科发展现状和趋势，既有助于对机械原理课程的深入学习，也有助于让我们深信机械工业将永不停歇地日新月异地迅猛发展。
第二章 机构的结构分析
学习内容
*机构的组成(构件、运动副、运动链及机构)
*机构运动简图及其绘制 *机构具有确定运动的条件
*机构自由度的计算
*计算平面机构的自由度时应注意的事项
*虚约束对机构工作性能的影响及机构结构的合理设计
*平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
*平面机构中的高副低副
学习要求
*搞清构件、运动副、约束、自由度、运动链及机构等重要概念。
*能绘制比较简单的机械机构运动简图。
机械原理第2、3、4、6章课后答案西北工业大学(第七版)
1
第二章 机构的结构分析
题2-11 图a所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(图2-11a)
2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A上，只能作为一个活动件，故 3n 3lp 1hp
01423323hlppnF
原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即不能实现设计意图。
分析：因构件3、4与机架5和运动副B、C、D组成不能运动的刚性桁架。故需增加构件的自由度。
3)提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或用一个高副来代替一个低副。
(1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-11b)。
(2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-11c)。
(3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-11d)。11(c)题2-11(d)54364(a)5325215436426(b)3212
讨论：增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件（相当于增加3个自由度）和1个低副（相当于引入2个约束），如图2-1（b）（c）所示，这样就相当于给机构增加了一个自由度。用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度，如图2-1（d）所示。
题2-12 图a所示为一小型压力机。图上，齿轮1与偏心轮1’为同一构件，绕固定轴心O连续转动。在齿轮5上开有凸轮轮凹槽，摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕C轴上下摆动。同时，又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使C轴上下移动。最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G使冲头8实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算自由度。
行星齿轮机构传动比计算方法
行星齿轮机构传动比计算方法
Key words: epicyclic gear train; speed ratio;
compute way.
随着行星齿轮减速器以及行星齿轮传动在变速箱中的广泛应用，对行星齿轮传动的了解和掌握已成为工程技术人员的必要技能。但是，对于刚接触行星齿轮传动的工程技术人员来说，行星齿轮传动的速比计算比较不容易理解和掌握。本文通过对各类参考资料及教科书中的行星齿轮传动速比计算方法进行总结归纳，并针对常用的最具代表性的2K-H型行星齿轮传动，分别用不同方法对其传动特性方程进行了推导论证。
行星齿轮传动或称周转轮系。根据《机械原理》[1]上的定义，我们可把周转轮系分为差动轮系和行星轮系。为理解方便，本论文所讨论限于2K-H型周转轮系。
关于行星齿轮传动（周转轮系）的速比计算方法，归纳起来有两大类四种方法，分别为由行星架固定法和力矩法组成的分析法；由速度图解法和矢量法组成的图解法[2]。矢量图解法一般适用于圆锥齿轮组成的行星齿轮传动，在此不作介绍；下面分别运用其它三种计算方法对2K-H型周转轮系的传动特性方程（1）进行推导。
1－太阳轮 2－行星轮 3－内齿圈 H－行星架
图1 行星齿轮传动
Fig 1 Epicyclic gear train
0)1(31H（1）
结合图1，式中1为太阳轮1的转速、H为行星架H转速、3为内齿圈3转速、为内齿圈3与太阳轮1的齿数比即13ZZ。
1 行星架固定法
机械专业教科书上一般介绍的都是此种方法，也可叫转化机构法。其理论是一位名叫Wlies的科学家于1841年提出的，即“一个机构整体的绝对运动并不影响其内部各构件间的相对运动” [3]，就像手表的时针、分针、秒针的相对运动不会因带表人的行动而变化。
机械原理(PDF)孙桓 复习笔记chapter5
《机械原理》（第七版）孙桓主编 第5章 机械的效率和自锁
27第5章 机械的机械的机械的效率效率效率和自锁和自锁和自锁
§5—1 1 机械的效率机械的效率机械的效率
设：W
d、W
r和W
f为机械的驱动功(输入功)、有效功(输出功)和损失功
P
d、P
r和P
f为机械的驱动(输入)功率、有效(输出)功率和损失功率
机械效率η：机械的输出功(率)W
r(P
r)与输入功(率)W
d(P
d)之比，即
drdrPPWW==η
损失率ξ： 机械的损失功(率)W
f(P
f)与输入功(率)W
d(P
d)之比，即 ηξ−===1
dfdfPPWW
1．效率计算公式
1）机械效率η： )(
FGdrvFvGPP⋅⋅==η
2）理想机械： 不存在摩擦的机械，即η
0=1的机械
理想驱动力F
o：理想机械克服生产阻力G所需的驱动力。显然F
o＜F
理想阻力G
o： 理想机械在F作用下能克服的生产阻力。显然G
o＞G
3）η的力表达式： ∵ η
0= Gv
G/(F
ov
F )= G
ov
G/Fv
F = 1
∴ v
G/v
F = F
o/G= F/G
o ∴
00
GG
FF
vFvG
FG==
⋅⋅
=η
4）η的力矩表达式： 仿上可得
η= M
do/M
d= = M
r/M
ro
M
do、M
d—理想、实际驱动力矩
M
ro、 M
r—理想、实际生产阻力矩
5）螺旋机构的效率η：
⑴正行程： 拧紧力矩M
d： M
d = Gd
2tan(α+φ
v)/2
理想拧紧力矩M
d0： M
d0 = Gd
2tanα/2
η= M
d0/M
d = tanα/tan(α+φ
v)
⑵反行程： 防松力矩M
r： M
r = Gd
2tan(α-φ
v)/2
理想防松力矩M
r0： M
r0 = Gd
2tanα/2
η′= M
r/M
r0 =tan(α- φ
v)/ tanα
2．机械的效率
机械是由常用机构组合而成的，组合方式有串联、并联和混联三种，所以：
GFvv
G
Ff《机械原理》（第七版）孙桓主编 第5章 机械的效率和自锁
机械原理_凸轮机构设计
机械原理课程设计——凸轮机构设计（一）
目录·········································1
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
（一）、题目及原始数据··························2
（二）、推杆运动规律及凸轮廓线方程··············3
（三）、计算程序方框图··························5
（四）、计算源程序······························6
（五）、程序计算结果及分析······················10
（六）、凸轮机构图······························15
（七）、心得体会································16
（八）、参考书··································16 （一）、题目及原始数据
试用计算机辅助设计完成偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的设计，凸轮以1rad/s的角速度沿逆时针方向转动。要求：
（1）、推程运动规律为等加速等减速运动，回程运动规律为五次多项式运动规律；
（2）、打印出原始数据；
（3）、打印出理论轮廓和实际轮廓的坐标值；
（4）、打印出推程和回程的最大压力角，以及出现最大压力角时凸轮的相应转角；
（5）、打印出凸轮实际轮廓曲线的最小曲率半径，以及相应的凸轮转角；
（6）、打印出凸轮运动的位移；
（7）、打印最后所确定的凸轮的基圆半径。
原始数据如下：
r0=0.015; 初选的基圆半径r0
Deltar0=0.0005; 当许用压力角或许用最小曲率半径不满足时，r0以Δr0为步长增加重新计算
rr=0.010; 滚子半径rr
h=0.028; 推杆行程h
e=0.005; 偏距e