机械原理课件第八版ppt课件
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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。
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ppt课件
THANKS
机械在生活和工作中的应用
生活中的应用
家用电器（如洗衣机、冰箱）、交通 工具（如汽车、飞机）、医疗器械等 。
工作中的应用
工业生产设备（如机床、生产线）、 农业机械（如拖拉机、收割机）、建 筑机械等。
机械的发展历程
1 2
3
古代机械
古代的机械主要用于农耕、战争和计时等，如中国的四大发 明（指南针、造纸术、火药、印刷术）和欧洲的钟表。
理的润滑周期。
润滑实施
按照润滑周期对设备进 行润滑，确保设备得到
充分的润滑。
06
机械安全与环保
机械安全基础知识
机械安全定义
机械安全是指机器在预定使用条 件下，不会对操作者和周围人员 造成危害，也不会产生危害环境
的废弃物。
机械安全标准
为了保障机械的安全性，各国都 制定了一系列的安全标准，如欧 盟的机械指令、中国的机械安全
机械原理的主要内容包括机构学、机械动力学、 机械传动等。
它涉及到力学、材料科学、热力学等多个领域的 知识。
机构学主要研究机构的组成、分类、运动特性等 ；机械动力学主要研究机械系统的运动规律及其 与原动机的匹配问题；机械传动则主要研究各种 传动方式的原理、特点及应用。
机械设计基础
01
机械设计基础是机械工程学科中的一门重要课 程，主要介绍机械设计的基本概念、原理和方
法。
03
通过学习机械设计基础，学生可以掌握机械设计的 基本技能和方法，能够独立完成简单的机械设计任
务。
02
机械设计基础课程的主要内容包括机械零件的 设计、强度计算、材料选择等。
04
在实际应用中，机械设计基础是机械工程师必备的 专业知识之一，对于提高机械产品的性能和质量具
机械原理图ppt课件(44张)
•
3朗读是加深记忆的有效方法，但并不 是唯一 的方法 。记忆 规律， 还有许 多未解 之谜， 有待我 们继续 探索和 发现。
•
4．草书特点是结构简省，笔画连绵； 楷书由 隶书逐 渐演变 而来， 更趋简 化，字 形由扁 改方， 平正而 不呆， 齐整而 不拘。
•
5．行书是在隶书的基础上发展起源的 ，介于 楷书、 草书之 间的一 种字体 ，是为 了弥补 楷书的 书写速 度太慢 和草书 的难于 辨认而 产生的 。
将死的野狗没有人爱
6
全自动小型冲锋枪的上弹、击发、 退壳机构，看三分钟，才有完整
连续的印象
将死的野狗没有人爱
7
特殊的减速传动机构，有没有参 考性？
将死的野狗没有人爱
8
中学生用乐高积木营造的自动化 世界
将死的野狗没有人爱
9
周期性滑轨拨叉机构，巧妙而常 用的机械结构
将死的野狗没有人爱
10
细密的小型金属锁链就是这样高 速形成的
将死的野狗没有人爱
11
最清晰、完整的自动枪械（机枪） 上弹、击发、退壳机构
将死的野狗没有人爱
12
扭簧摆动机构，工程师既熟悉又 陌生的机构
将死的野狗没有人爱
13
连续摆、滑机构
将死的野狗没有人爱
14
这一定是中国保定出品的机械手， 保定府才玩铁球嘛
将死的野狗没有人爱
15
鲁班自制飞鸟，骑乘游九州，不 是传说哦
•
6.会赏析其语言，如从遣词、用句、 修辞等 方面揣 摩、推 敲、理 解作者 炼字达 意的技 巧；
•
7.从作家作品的语言风格的比较中， 从用韵 、节奏 、音调 三个方 面去品 味其语 言的音 乐美、 节奏美 、韵律 美。
机械原理课件8平面连杆机构与设计说明
切向分力:
法向分力:
FFco sFsin FFcos
n
▲切向分力F ′越大,机构的传力
性能越好,法向分力 F″越大,机
构的传力性能越差
B
结论：
A
为保证机构的传力
F″
t
C γα F
F′ t
F ″ T′
D
F′
性能，压力角α不能
过大，传动角γ不能过小。
设计时要求:γmin≥50°
γmin出现的位置：
当 最小或最大时，都有可能出现
§8－2平面四杆机构的类型和应用
一. 平面四杆机构的基本形式 铰链四杆机构
双曲柄机构
曲柄摇杆机构
双摇杆机构
各铰部链名四称杆及机运构动形式 机是构架平的面基固四本定杆形的机式构件 连架杆 直接与机架相连接的杆件
连杆
B
铰曲链柄曲四柄能杆摇整机杆周构机转的构动三的种构基件本形式连为架：杆
A
摇杆 只双能曲做柄非机整构周摆动的连架杆
A
4
B
A1
2 3 C 导杆机构,动画
4
转动导杆机构 摆动导杆机构
曲柄滑块机构演化实例
B 1
A
2 3
4
C
曲柄摇块机构〔连杆作机架
B 1 A
4
2
C 3
DC
B A
自卸卡车举升机构
移动导杆机构
B BBB 11 1
222
A AA A
3333 CCC 444
B 1
A
2 3
4
C
曲柄滑块机构
B 1
A
手摇唧筒
2 3
F’ E’
C’
D’
G’
《机械原理》课件机械的平衡
= 5.6kg
q bI = 6°
m bII
=
m
wW
II b
/ rbII
= 7.4kg
q bII = 145°
§63 刚性转子的平衡实验
一 静平衡实验
一 静平衡实验续
二 动平衡实验 动平衡机的工作原理示意图
§64 转子的许用不平衡量
转子要完全平衡是不可能的;实际上;也不需要过高要求 转子的平衡精度;而应以满足实际工作要求为度 为此;对不 同工作要求的转子规定了不同的许用不平衡量;即转子残余 不平衡量 许用不平衡量有两种表示方法： 1 用质径积mr单位g mm表示
2 用偏心距e 单位μm表示
e = mr/m
例：如图69所示;为一个一般机械的转子;质量为 70kg;转速n=3000r/min;两平衡基面Ⅰ Ⅱ至质心的距离 分别为a=40cm;b=60cm;试确定两平衡基面内的许用不平 衡量
解：因现在要平衡的是一个一般机械的转子;借助表61中典型转 子举例一栏的说明;可知应选用平衡等级G6 3;其平衡精度A=6 3mm/s 今转子角速度ω=πn/30≈0 1n=300rad/s;可求得许用偏心 距为
二 机械平衡的内容
1 绕固定轴回转的构件惯性力的平衡 1刚性转子的平衡 1静平衡：只要求惯性力达到平衡； 2动平衡：要求惯性力和惯性力矩都达到平衡 2挠性转子的平衡：转子在工作过程中会产生较大的弯曲 变形;从而使其惯性力显著增大 2 机构的平衡：对整个机构加以研究;设法使各运动构件 惯性力的合力和合力偶达到完全地或部分的平衡
2对于动不平衡的刚性转子;不论它有多少个偏心质量; 以及分布在多少个回转平面内;都只需在选定的两个平 衡基面内增加或除去一个适当的平衡质量;就可以使转 子获得动平衡双面平衡 3动平衡同时满足静平衡的条件经过动平衡的转子一 定静平衡；反之;经过静平衡的转子不一定动平衡
《机械原理》第八章第2讲平面连杆机构及其设计PPT课件
设计步骤：
1、计算极位夹角θ θ=180°(K-1)/(K+1)
2、任取一点D为摇杆固定 铰链中心 ，作等腰三角形 C1C2D，两腰长度等于CD， ∠C1DC2=φ 。
1. 按给定的连杆位置设计四杆机构（续）
◆已知连杆长度，要求机构在运动过程中占据图示 B1C1、B2C2、B3C3三个位置，试设计该四杆机构。
设计步骤：
b12
B1
B2
C1 b23
C2
c23 C3
B3
D
A
2020年9月28日
8
2. 按两连架杆的预定位置设计四杆机构
（1）设计方法 机架转换法或反转法：指根据机构的倒置理论，通
满足预定运动的规 律要求机构示例：
利用两连架杆的转 角关系实现对数计算。
对数计算机构
车门开闭机构 动画
2020年9月28日
设计时要求两连架杆的 转角应大小相等，转向相反， 以实现车门的起闭。
4
一、平面连杆设计的基本问题（续）
又称为刚体引导问题 （2）满足预定的连杆位置要求
即要求连杆能依次占据一系列的预定位置。
2020年9月28日
13
2. 按两连架杆的预定位置设计四杆机构（续） ◆给定两连架杆的对应位置设计四杆机构。
已知：连架杆AB和机架AD的长度，两连架杆三组对应 位置AB1 、AB2 、AB3 和DE1、DE2、DE3。 要求：设计该铰链四杆机构。
提示：用机架转换法，既改
取连架杆CD作为机架，原先
的机架AD作为连架杆，则B
第8章 平面连杆机构及其设计
◆平面四杆机构的基本知识
▲铰链四杆机构有曲柄的条件 ▲四杆机构传动角及压力角
◆平面四杆机构的设计
机械原理课件第八章
A D B’ C’ B B’ C’ B
C
C
2) 已知机架AD=50mm的长度，又知连杆BC=30mm的 两个对应的位置，设计四杆机构。
C2
B2
B1
C1
2) 已知机架AD=50mm的长度，又知连杆BC=30mm的 两个对应的位置，设计四杆机构。
C2
B2
B1
C1
3)已知主动件AB的三个位置和连杆上点K所对应的三个 位置，确定连杆上铰链C的位置。
2）行程速比系数
当曲柄转过180°+θ 时，摇杆从C1D位置摆到C2D。 所花时间为t1 , 平均速度为V1,那么有：
t1 (180 ) / V1 C1C2 t1
C1C2 /(180 )
t2 (180 ) /
显然：t1 >t2
当曲柄以ω 继续转过180°-θ 时，摇杆从C2D,置 摆到C1D，所花时间为t2 ,平均速度为V2 ,那么有：
曲柄滑块机构
（1）克服死点的方法
1）利用安装飞轮加大惯性的方法，借惯性作用使机构闯过死点。 2）采用将两组以上的同样机构组合使用，且使各组机构的死点位置 相互错开排列的方法。 折叠桌的折叠机构
（2）死点的应用 例：飞机起落架收放机构
D A C B
（3）按给定的急回要求设计四杆机构
设计铰链四杆机构，设已知摇杆CD的长度LCD=75mm,行程速比系 数K=1.5，机架AD的长度LAD=100mm，摇杆的一个极限位置与机架间 的夹角为φ=45º ，试求曲柄LAB和连杆的长度LBC。
缺点：
① 运动链长，累积误差大，效率低； ② 惯性力难以平衡，动载荷大，不宜用于高速运动； ③ 一般只能近似满足运动规律要求。
濮良贵机械设计课件第八版完整版
（如螺钉、齿轮、链轮等）
本书讨论的具体内容是：（设计方法、步骤、原理）
1） 传动部分—带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动以及螺旋传 动等；
2） 联接部分—螺纹联接，键、花键及无键联接，销钉联接，铆接 、焊接、胶接与过盈配合联接等；
3） 轴系部分—滑动轴承、滚动轴承、联轴器与离合器以及轴等； 4） 其他部分—弹簧、机座与箱体、减速器等；
三、几种特殊的变应力
特殊点：
0
m t
静应力
max=min=m a=0 r=+1
0
max t
对称循环变应 力
min
max=min=a
m=0
r=-1
脉动循环变应
max
力
0
min
m t
min=0 a=m=max/2
不属于上述三类的应力称为非对称循环应力r，=0 其r在+1与-1之间，
方案设计
甩干（脱水） 单 缸 模糊控制
提出尽可能多的解决方法 双 缸 自适应控制 滚 筒 双模控制
筛选、决策、评价（可靠性、经济上），选出最佳方案。
技术设计
目的：确定机械中各个零部件的结构尺寸（量化） 绘图、对方案具体实施，出图。
技术文件编制： 编制设计计算说明书。
三、零件的设计步骤
• 失效的定义：在正常的工作条件下，机械零件丧失工作能力或达 不到工作性能要求时，就称为零件失效。
整体断裂 机械零件的失效形式 过大的残余变形
腐蚀、磨损和接触疲劳
强度
机械零件的工作能力 刚度 寿命（耐磨性、耐腐蚀性）
机械零件计算准则
强度准则：
lim
Smin
刚度准则： yy
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。
机械原理全套ppt课件
机械传动系统
轴系零部件
熟悉带传动、链传动、齿轮传动等传动方 式的工作原理、特点及应用场合。
了解轴承、轴、联轴器、离合器等轴系零部 件的结构、功能及选用原则。
机械原理在实际工程应用中的价值
1 2
指导机械设计
机械原理为机械设计提供理论依据，指导设计师 进行科学合理的机构选型、传动方案制定和零部 件设计。
获得综合性能最优的连杆机构方案。
多目标优化
在给定设计空间和约束条件下，寻求连杆机构材料的 最优分布，以实现轻量化设计和提高机构的整体性能 。
04 凸轮机构设计与 分析
凸轮机构类型及特点
盘形凸轮
凸轮为绕固定轴线转动且有变化 直径的盘形构件，具有结构简单 、紧凑的特点，适用于较小行程
的场合。
移动凸轮
等因素。
07 轮系设计与分析
轮系类型及特点
定轴轮系
所有齿轮的几何轴线均固定不变，适 用于简单、低速的传动系统。
混合轮系
由定轴轮系和行星轮系组合而成，兼 具两者的特点，适用于复杂、高速的 传动系统。
行星轮系
至少有一个齿轮的几何轴线绕其他齿 轮的几何轴线转动，结构紧凑、承载 能力大、传动效率高。
轮系传动比计算方法
06 蜗杆传动设计与 分析
蜗杆传动类型及特点
蜗杆传动类型
包括圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动等。
蜗杆传动特点
具有传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小、自锁性好等特点。但同时也存在 效率低、发热量大、制造成本高等缺点。
蜗杆传动参数选择与强度计算
参数选择
包括蜗杆头数、蜗轮齿数、模数、压 力角、螺旋角等参数的选择，需根据 传动要求和工作条件进行确定。
机械原理课程目标与要求
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14
连杆机构
凸轮机构
齿轮机构
一部机器可能包含多种类型的机构，也可能只包含一种机构。
什么是机构呢？
机构可以定义为：是一个具有确定的机械运动的构件
系统，或称它是用来传递运动和动力的可动装置。
15
“机械原理”是一门从力学原理的角度研究机械的组成 、分析与设计基本理论的课程，是一门技术基础课。
在《机械原理》课程中要研究以下内容： 1、机构的分析
机械原理
第一章 绪论
哈尔滨工业大学对象与内容
研究对象：
机器 机 械
机构
机械是机器与机构的总称。 什么是机器呢？ 什么是机构呢？
2
普通车床
3
数控车床
4
主轴
数控铣床， 这是一种 机器，主 要用来加 工平面和 曲面。
安装 铣刀 工作台
5
锯床
6
7
数控剪板机
31
50mm 38mm
短程地对地导弹电舵机
50mm
50mm
直流伺服电机（100W）
重量<0.7 kg 额定输出扭矩 45 Nm 最大输出扭矩 80 Nm
电动机转速 4200 rpm 输出转速 13 rpm
32
执行机构用于实现机器的功能，如机床的刀架、机器人的手爪等。
该机器人的手爪协调运动夹持球体实现任 意运动，这是一种智能型机器人。
12
美国山迪亚国家实 验室的科学家，成 功研制了相信是世 界最小的微型机械 人，这微型机械人 体积只有四分之一 立方寸，体重小於 一盎司。
世界最小的微型机械人 World's smallest robot
13
什么是机器呢？ 机器是一种人为实物组合的具有确定机械运动
的装置，它用来完成有用功、转换能量或处理信息， 以代替或减轻人类的劳动。
22
这是最常用的交流异步电动机
23
这是步进电机，它可以按输入的电脉 冲数回转相应的角度。
24
这是伺服电动机，它可以精确的控制电动机的输出位移和转速。
25
液压原动机:
液压原动机的形式是：液压马达和液压油缸。
液压马达输出回转运动，液压油缸输出往复直线运动。
BM型摆线液压马达
26
液压油缸
27
气动原动机:
4、机械动力学问题 主要研究：机械系统的真实运动规律、机械的调速和 机构的平衡。
17
研究内容： 机械设计的一般过程：
需求 分析
确定 工艺方案
确定 工艺参数
机械方案 设计
机械方案 运动分析
机械 造型设计
机械结构 设计
机械工作 能力设计
机械方案 动力分析
18
§1-2 现代化机器的组成
一台典型的现代化机器是由四个部分组成的，即 原动机、传动机构、执行机构和控制系统。
原动机
机
传动机构
器
执行机构
控制系统
19
原动机用于提供动力
化石燃料
水能 风能 太阳能
内燃机 外燃机 水轮机 风力机 太阳能电池
发电机
化石燃料 化石燃料 水能 风能
内燃机 外燃机 水轮机 风力机
机器 机器 机器 机器
电动机
机器
20
电动机 电动机
液压马达
泵
机器
液压缸
空气压缩机
气压马达 气缸
机器
常用原动机形式
数控压弯机
8
9
主旋翼
尾 旋 翼
美国西科斯基公司生产的 “黑鹰”直升机
10
“神舟五号”发射时的情景。发射塔、 运载火箭都是庞大的机器。
11
索杰纳火星车 它是美国国家航空航 天局于格林威治时间 1997年7月4日17时07 分发射的火星探路者 号宇宙飞船成功地在 火星表面着陆，该飞 船携带了索杰纳火星 车，这也是一种机器。
原动机主要有电动、液动、气动三种形式
从运动形式来划分有回转、往复直线和步进等多种运动形式
21
电动原动机:
电动原动机的形式是：电动机
从运动形式看，电动机有输出转动的回转电动机和输出往复移动的直 线电动机 从电源形式看，电动机有使用交流电源的交流电动机和使用直流电源 的直流电动机
从控制形式看，有输出位移、速度都不可控制的电动机，有输出位移、 速度、力矩可以控制的控制电动机。
（1）机构的结构分析 研究机构的组成原理，即机构组成的一般规律。 研究机构运动的可能性与确定性的条件。 （2）机构的运动分析 研究在给定原动件运动的条件下，机构各点的轨迹、 位移、速度、加速度等运动特性。
16
（3）机构的力分析
研究机构的各构件和运动副中力的计算、摩擦及效率 问题。 2、常用机构的设计问题 主要研究：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运 动机构等的设计理论和设计方法。 3、机械系统运动方案设计 主要研究：如何根据机器的功能来确定运动方案。
33
全方位准椭球齿轮柔性关节
34
控制系统用于实现机器执行机构之间的工作协调，
或者各机器之间的工作协调。
控制模式 原动机 传动机构 执行机构
控制系统
原动机
传动机构 控制系统
执行机构
原动机 传动机构 执行机构
35
§1-3 设计与创新
一、设计
设计本身就是一种创造性劳动 设计是基础理论，应用技术和实践经验综合应用的过程
46
飞船与火箭对接
47
EJ2000的尾喷口
48
49
30米/分
超声波 发生器
500
36
37
二、创新 ◆自然科学领域的最高成就是发现 ◆应用技术领域的最高成就是发明
发明：
◆基础理论知识 ◆应用技术知识 ◆实践经验
◆强烈的创新意识 ◆勤奋的工作
38
两用折叠椅
39
外环
双曲面滚柱加载器
内环 40
同向传动齿轮
41
叶片差速泵
42
本章结束
43
44
45
气动原动机的形式是：气动马达和气缸。
气动马达输出回转运动，气缸输出往复直线运动。
叶片马达
柱塞马达
28
气缸
有导杆气缸
无导杆气缸
29
传动机构将运动和动力传递或变换给执行机构
在传动机构中一般首先与电机联接的是减速机构，最常用的是各种类型的 减速器、变速器等。
锥齿轮减速器
圆柱齿轮减速器
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摆线针轮减速器
连杆机构
凸轮机构
齿轮机构
一部机器可能包含多种类型的机构，也可能只包含一种机构。
什么是机构呢？
机构可以定义为：是一个具有确定的机械运动的构件
系统，或称它是用来传递运动和动力的可动装置。
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“机械原理”是一门从力学原理的角度研究机械的组成 、分析与设计基本理论的课程，是一门技术基础课。
在《机械原理》课程中要研究以下内容： 1、机构的分析
机械原理
第一章 绪论
哈尔滨工业大学对象与内容
研究对象：
机器 机 械
机构
机械是机器与机构的总称。 什么是机器呢？ 什么是机构呢？
2
普通车床
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数控车床
4
主轴
数控铣床， 这是一种 机器，主 要用来加 工平面和 曲面。
安装 铣刀 工作台
5
锯床
6
7
数控剪板机
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50mm 38mm
短程地对地导弹电舵机
50mm
50mm
直流伺服电机（100W）
重量<0.7 kg 额定输出扭矩 45 Nm 最大输出扭矩 80 Nm
电动机转速 4200 rpm 输出转速 13 rpm
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执行机构用于实现机器的功能，如机床的刀架、机器人的手爪等。
该机器人的手爪协调运动夹持球体实现任 意运动，这是一种智能型机器人。
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美国山迪亚国家实 验室的科学家，成 功研制了相信是世 界最小的微型机械 人，这微型机械人 体积只有四分之一 立方寸，体重小於 一盎司。
世界最小的微型机械人 World's smallest robot
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什么是机器呢？ 机器是一种人为实物组合的具有确定机械运动
的装置，它用来完成有用功、转换能量或处理信息， 以代替或减轻人类的劳动。
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这是最常用的交流异步电动机
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这是步进电机，它可以按输入的电脉 冲数回转相应的角度。
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这是伺服电动机，它可以精确的控制电动机的输出位移和转速。
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液压原动机:
液压原动机的形式是：液压马达和液压油缸。
液压马达输出回转运动，液压油缸输出往复直线运动。
BM型摆线液压马达
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液压油缸
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气动原动机:
4、机械动力学问题 主要研究：机械系统的真实运动规律、机械的调速和 机构的平衡。
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研究内容： 机械设计的一般过程：
需求 分析
确定 工艺方案
确定 工艺参数
机械方案 设计
机械方案 运动分析
机械 造型设计
机械结构 设计
机械工作 能力设计
机械方案 动力分析
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§1-2 现代化机器的组成
一台典型的现代化机器是由四个部分组成的，即 原动机、传动机构、执行机构和控制系统。
原动机
机
传动机构
器
执行机构
控制系统
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原动机用于提供动力
化石燃料
水能 风能 太阳能
内燃机 外燃机 水轮机 风力机 太阳能电池
发电机
化石燃料 化石燃料 水能 风能
内燃机 外燃机 水轮机 风力机
机器 机器 机器 机器
电动机
机器
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电动机 电动机
液压马达
泵
机器
液压缸
空气压缩机
气压马达 气缸
机器
常用原动机形式
数控压弯机
8
9
主旋翼
尾 旋 翼
美国西科斯基公司生产的 “黑鹰”直升机
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“神舟五号”发射时的情景。发射塔、 运载火箭都是庞大的机器。
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索杰纳火星车 它是美国国家航空航 天局于格林威治时间 1997年7月4日17时07 分发射的火星探路者 号宇宙飞船成功地在 火星表面着陆，该飞 船携带了索杰纳火星 车，这也是一种机器。
原动机主要有电动、液动、气动三种形式
从运动形式来划分有回转、往复直线和步进等多种运动形式
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电动原动机:
电动原动机的形式是：电动机
从运动形式看，电动机有输出转动的回转电动机和输出往复移动的直 线电动机 从电源形式看，电动机有使用交流电源的交流电动机和使用直流电源 的直流电动机
从控制形式看，有输出位移、速度都不可控制的电动机，有输出位移、 速度、力矩可以控制的控制电动机。
（1）机构的结构分析 研究机构的组成原理，即机构组成的一般规律。 研究机构运动的可能性与确定性的条件。 （2）机构的运动分析 研究在给定原动件运动的条件下，机构各点的轨迹、 位移、速度、加速度等运动特性。
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（3）机构的力分析
研究机构的各构件和运动副中力的计算、摩擦及效率 问题。 2、常用机构的设计问题 主要研究：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运 动机构等的设计理论和设计方法。 3、机械系统运动方案设计 主要研究：如何根据机器的功能来确定运动方案。
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全方位准椭球齿轮柔性关节
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控制系统用于实现机器执行机构之间的工作协调，
或者各机器之间的工作协调。
控制模式 原动机 传动机构 执行机构
控制系统
原动机
传动机构 控制系统
执行机构
原动机 传动机构 执行机构
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§1-3 设计与创新
一、设计
设计本身就是一种创造性劳动 设计是基础理论，应用技术和实践经验综合应用的过程
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飞船与火箭对接
47
EJ2000的尾喷口
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30米/分
超声波 发生器
500
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二、创新 ◆自然科学领域的最高成就是发现 ◆应用技术领域的最高成就是发明
发明：
◆基础理论知识 ◆应用技术知识 ◆实践经验
◆强烈的创新意识 ◆勤奋的工作
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两用折叠椅
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外环
双曲面滚柱加载器
内环 40
同向传动齿轮
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叶片差速泵
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本章结束
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44
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气动原动机的形式是：气动马达和气缸。
气动马达输出回转运动，气缸输出往复直线运动。
叶片马达
柱塞马达
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气缸
有导杆气缸
无导杆气缸
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传动机构将运动和动力传递或变换给执行机构
在传动机构中一般首先与电机联接的是减速机构，最常用的是各种类型的 减速器、变速器等。
锥齿轮减速器
圆柱齿轮减速器
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摆线针轮减速器