機械原理課件

1、機械專業(yè)系列課程教學軟件之一機械專業(yè)系列課程教學軟件之一機械專業(yè)系列課程教學軟件之一機構的結構分析機構的結構分析 平面機構的運動分析平面機構的運動分析 平面機構的力分析平面機構的力分析 機械的效率和自鎖機械的效率和自鎖 機械的平衡機械的平衡 機械的速度波動及其調節(jié)機械的速度波動及其調節(jié)平面連桿機構及其設計平面連桿機構及其設計 凸輪機構及其設計凸輪機構及其設計 齒輪機構及其設計齒輪機構及其設計 齒輪系及其設計齒輪系及其設計 其他常用機構其他常用機構 機械傳動系統(tǒng)的方案設計機械傳動系統(tǒng)的方案設計緒論緒論緒論教學環(huán)節(jié)：1、課堂授課（64學時）2、實驗教學（8學時）3、課程設計（1周，結課后進行）考核

2、：1、平時成績（態(tài)度+作業(yè)+出勤） 10-20 2、實驗成績（10）3、期末考試（70-80）第2章 機構的結構分析 第1章 緒論1-1 本課程研究的對象及內容1-2 學習本課程的目的1-3 如何進行本課程的學習1-4 機械原理學科發(fā)展現(xiàn)狀2-1 機構結構分析的內容及目的2-2 機構的組成 1、明確本課程的研究對象、研究內容2、重點是重點是弄清機器與機構、構件、運動副 運動鏈的概念，機構的組成要素3、難點是難點是機械原理學科的發(fā)展趨勢第1章 緒 論 1-1 本課程研究的對象及內容機械機械機器和機構的總稱機器和機構的總稱內燃機內燃機的組成 1 1 缸體（機架）缸體（機架） 2 2 活塞活塞 3

3、3 連桿連桿 4 4 曲軸曲軸 5 5 推桿推桿 6 6 凸輪凸輪 7 7 、8 8 大、小齒輪大、小齒輪 9 9 、1010進、排氣閥進、排氣閥 當缸體1內燃燒的氣體膨脹時，推動活塞2作往復移動，經過連桿3轉變?yōu)榍S的連續(xù)轉動 凸輪軸上的齒輪7，曲軸上的齒輪8和缸體1組成傳動部分，曲軸轉動通過齒輪將運動傳給凸輪軸 凸輪軸轉動，使得氣閥以一定的規(guī)律按時啟閉，分別控制進氣（吸入燃氣）和排氣（排出尾氣） 內燃機工作原理 1.主體部分： “活塞2、連桿3、曲軸4、缸體1” （平面連桿機構）3.進排氣控制部分：“缸體1、凸輪6、推桿5” （凸輪機構）2.傳動部分： “缸體1、齒輪7，8” （齒輪機構）

4、 機器的特征：機器的特征： 1 1人為的實物組合人為的實物組合 2 2各運動實體之間具有確定的相對運動各運動實體之間具有確定的相對運動 （能夠實現(xiàn)預期的機械運動能夠實現(xiàn)預期的機械運動 ） 3能代替或減輕人類的勞動做有用功、能代替或減輕人類的勞動做有用功、變變換換 或傳遞能量、物料和或傳遞能量、物料和信息信息 完成有用功的機器完成有用功的機器工作機工作機 （機床、起重機、軋鋼機、紡織機、攪拌機等）（機床、起重機、軋鋼機、紡織機、攪拌機等） 將其他形式的能量轉換為機械能的機器將其他形式的能量轉換為機械能的機器原動機原動機 （內燃機、蒸汽機、電動機等）（內燃機、蒸汽機、電動機等） 傳遞或變換信息傳遞

5、或變換信息 （照相機、打字機、錄音機、計算機等（照相機、打字機、錄音機、計算機等 ）機器 根據(jù)某種使用要求而 設計的一種執(zhí)行機械 運動的裝置，可用來 變換或傳遞能量、物 料和信息機構是一種用來傳遞 運動和力以及進 行運動形式轉換 的裝置機構：機構：只具有機器的前兩個特征只具有機器的前兩個特征 “連桿機構”（主體機構）內燃機內燃機 “齒輪機構”（傳動機構） “凸輪機構”（控制機構）機構機構常用機構：連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等其他機構：組合機構、廣義機構（含有電磁元件、組合機構、廣義機構（含有電磁元件、氣動液壓元件、光敏元件、熱敏元件的機構）氣動液壓元件、光敏元件

6、、熱敏元件的機構） 結構分析結構分析 機構的分析 運動分析運動分析 力分析力分析 常用機構的應用特點及分類常用機構的應用特點及分類 常用機構的分析與設計 運動和傳力特性的評定及分析計算運動和傳力特性的評定及分析計算 按給定運動要求確定機構尺寸的方法按給定運動要求確定機構尺寸的方法 機器動力學 機器在運轉過程中各構件的受力機器在運轉過程中各構件的受力 機器在已知外力作用下的運動機器在已知外力作用下的運動 機構的選型及機械傳動系統(tǒng)運動方案的設計 本課程研究的內容: 機械的分析與綜合機械的分析與綜合1-2 學習本課程的目的 定位：一門主干課程 是機械設計、機床概論、機械制造工藝等機械性質專業(yè)課的先修

7、課程1. 為學習機械類專業(yè)課打好理論基礎2. 為現(xiàn)有機械的革新和使用打下基礎3. 為創(chuàng)造新機器打基礎1-3 如何進行本課程的學習 1 了解課程特點 是一門技術基礎課，比物理、理力等課程更為結合實際 對機械的共性問題和各種常用機構進行探討 2 注意學習方法 平時多觀察 理論與實際相結合 邏輯思維形象思維1-4 機械原理學科發(fā)展現(xiàn)狀 機構學的迅速發(fā)展機構學的迅速發(fā)展 多桿多自由度的平面機構 空間機構 包含撓性構件的組合機構 機電液一體化的機構 仿生機械的發(fā)展仿生機械的發(fā)展 宇宙飛船上用于回收衛(wèi)星的機械臂 核電站安裝設備及深海海底作業(yè)的機器人 微型機械的發(fā)展微型機械的發(fā)展 在人腹腔內進行外科手術的手

8、術刀 在人血管中爬行的微型機器人 計算機輔助設計、優(yōu)化設計漸趨成熟計算機輔助設計、優(yōu)化設計漸趨成熟 MATLAB、ADAMS等應用軟件 高速機械的動力特性的研究高速機械的動力特性的研究 機構的彈性動力學 高速重載的高副機構熱變形問題 運動副間隙引起的沖擊、振動、噪聲 對機構運動精度及誤差的研究第2章 機構的結構分析 2-1 機構結構分析的內容及目的1.了解機構的組成、繪制常用機構的機構運動簡圖2.探討機構具有確定運動的條件3.根據(jù)結構特點進行機構的結構分類2-2 機構的組成ZZ1 連桿體2 螺栓3 螺母4 防松元件5 連桿蓋一 構件與零件構件: 獨立運動的單元體 內燃機連桿43213421零件

9、: 加工制造的單元體 1 1、運動副、運動副 兩構件直接接觸，并具有確定的相對運動的聯(lián)接二 運動副 a.按構成運動副的兩構件之間的相對運動分平面運動副空間運動副2 2、運動副的分類、運動副的分類平面運動副 (兩構件只能做相對“平面運動”) 例如：例如： 活塞與缸體、活塞與連桿等活塞與缸體、活塞與連桿等平面運動副平面運動副1 1）低副：）低副：凡通過面接觸構成的運動副凡通過面接觸構成的運動副轉動副（鉸鏈）2 2）高副：）高副：凡通過點、線接觸構成的運動副凡通過點、線接觸構成的運動副移動副例如：活塞與缸體例如：活塞與缸體例如：齒輪副、凸輪副、車輪與鋼軌等例如：齒輪副、凸輪副、車輪與鋼軌等由兩個構件

10、直接接觸而組成的可動聯(lián)接 移動副211 t2 a)一般高副 n K n平面高副 ttnb)凸輪副nKt12c)齒輪副n2tK1nty2 回轉副x x1zyxa)12yzxzb)1y2 球面副和螺旋副低副 兩個構件通過面接觸而構成 的運動副高副 兩個構件通過點或線接觸而 構成的運動副轉動副 構成低副的兩構件之間的 相對運動為轉動移動副 構成低副的兩構件之間的 相對運動為移動 級副 引入一個約束 級副 引入兩個約束 級副 引入三個約束 級副 引入四個約束 級副 引入五個約束約束：對獨立運動的限制 用運動副聯(lián)接起來的相對可動的構件系統(tǒng)稱為運動鏈 閉鏈 開鏈三 運動鏈與機構 若干構件通過運動副聯(lián)接而成的可動系統(tǒng)稱運動鏈 若將運動鏈中的一個構件固定，運動鏈則成為機構。若將運動鏈中的一個構件固定，運動鏈則成為機構。 機構中構件的分類機構中構件的分類： 1 1、機架（描述運動的參考系）、機架（描述運動的參考系） 2 2、原動件（運動規(guī)律已知的構件）、原動件（運動規(guī)律已知的構件） 3 3、從動件、從動件( (隨原動件運動的其余活動構件）隨原動件