機械原理課件第七版

機械原理課件第七版延時符Contents目錄緒論機構(gòu)組成與分析平面連桿機構(gòu)凸輪機構(gòu)齒輪機構(gòu)延時符Contents目錄輪系其他常用機構(gòu)簡介機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)機械的平衡延時符01緒論機器是一種能夠?qū)⑤斎氲哪芰哭D(zhuǎn)換為輸出的機械能的裝置，而機構(gòu)則是實現(xiàn)運動和力的傳遞與變換的裝置。機械原理課程主要研究各種機器與機構(gòu)的工作原理、組成、運動特性以及能量轉(zhuǎn)換過程。機器與機構(gòu)機械系統(tǒng)是由多個相互關(guān)聯(lián)的機器與機構(gòu)組成的復(fù)雜系統(tǒng)，機械原理課程也涉及到對機械系統(tǒng)的整體性能、優(yōu)化設(shè)計以及控制等方面的研究。機械系統(tǒng)機械原理課程的研究對象內(nèi)容機械原理課程主要涉及機構(gòu)學(xué)、機械動力學(xué)、機械系統(tǒng)運動學(xué)、機械振動以及機械控制等方面的內(nèi)容。任務(wù)通過學(xué)習(xí)機械原理課程，學(xué)生可以掌握機構(gòu)分析、設(shè)計、優(yōu)化以及控制的基本理論和方法，培養(yǎng)其解決實際工程問題的能力，為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)和工程實踐打下堅實的基礎(chǔ)。機械原理課程的內(nèi)容和任務(wù)實踐性機械原理課程所涉及的內(nèi)容與實際工程問題密切相關(guān)，通過學(xué)習(xí)該課程，學(xué)生可以獲得解決實際問題的能力，提高其工程素養(yǎng)和實踐能力?；A(chǔ)性機械原理課程是機械類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程之一，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程提供了必要的理論基礎(chǔ)。綜合性機械原理課程涉及到多個學(xué)科領(lǐng)域的知識，如數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)等，有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力和跨學(xué)科的視野。機械原理課程在專業(yè)中的地位和作用延時符02機構(gòu)組成與分析機構(gòu)是由構(gòu)件和運動副組成的，構(gòu)件之間通過運動副連接，實現(xiàn)相對運動。機構(gòu)的組成根據(jù)構(gòu)件在機構(gòu)中的作用，可分為機架、主動件、從動件和中間件等。構(gòu)件的分類根據(jù)運動副的性質(zhì)，可分為轉(zhuǎn)動副、移動副、球面副、螺旋副等。運動副的分類為了簡化機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，可以用簡單的線條和符號表示構(gòu)件和運動副，繪制出機構(gòu)運動簡圖。機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)的組成

機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖的作用機構(gòu)運動簡圖可以直觀地表示機構(gòu)的組成和運動情況，便于對機構(gòu)進行分析和設(shè)計。繪制方法根據(jù)實際機構(gòu)，選擇適當(dāng)?shù)谋壤?，用簡單的線條和符號表示構(gòu)件和運動副，繪制出機構(gòu)運動簡圖。注意事項繪制出的機構(gòu)運動簡圖應(yīng)準(zhǔn)確反映實際機構(gòu)的運動關(guān)系，避免過于復(fù)雜或簡化過度。平面機構(gòu)的自由度是指機構(gòu)在平面內(nèi)運動的自由程度，即機構(gòu)在不發(fā)生干涉或約束反作用力的情況下，能夠獨立變動的廣義坐標(biāo)的數(shù)目。自由度的定義對于平面機構(gòu)，自由度的計算公式為$F=3n-2p_1-p_2$，其中$n$為活動構(gòu)件數(shù)，$p_1$為低副數(shù)，$p_2$為高副數(shù)。計算公式在計算平面機構(gòu)的自由度時，應(yīng)考慮機構(gòu)的運動條件和約束條件，避免出現(xiàn)計算錯誤。注意事項平面機構(gòu)的自由度延時符03平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)的特點由若干個剛性構(gòu)件通過低副（鉸鏈或滑塊）相互連接而成，構(gòu)件之間的運動軌跡在同一個平面內(nèi)。平面連桿機構(gòu)的基本類型根據(jù)構(gòu)件數(shù)目的不同，可以分為三桿、四桿、五桿及多桿機構(gòu)等。其中，四桿機構(gòu)是最常見的類型，具有多種運動形式和傳力特性。平面連桿機構(gòu)的特點和基本類型當(dāng)曲柄為主動件時，從動件搖桿做往復(fù)擺動，往返擺角大小相等，但往返時間不等，這種性質(zhì)稱為急回特性。急回特性根據(jù)連桿機構(gòu)中各構(gòu)件間力的傳遞關(guān)系，可以分為雙曲柄機構(gòu)、曲柄搖桿機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)等類型，具有不同的傳力特性和應(yīng)用場景。傳力特性當(dāng)曲柄與連桿共線時，機構(gòu)的傳動會受到阻礙，此時稱為死點位置。在死點位置，機構(gòu)的主動件不能自鎖，可以通過其他方式如慣性或外力來克服。死點位置平面四桿機構(gòu)的基本性質(zhì)平面連桿機構(gòu)的設(shè)計設(shè)計步驟首先確定機構(gòu)的運動要求和傳力特性，然后根據(jù)設(shè)計參數(shù)選擇合適的構(gòu)件尺寸和材料，并進行運動和動力分析，最后進行優(yōu)化設(shè)計。設(shè)計原則在滿足運動和傳力要求的前提下，盡量減小機構(gòu)的尺寸、重量和摩擦阻力，提高機構(gòu)的可靠性和使用壽命。同時要考慮制造工藝、成本和維修保養(yǎng)等方面的因素。延時符04凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)是一種常見的機械傳動機構(gòu)，它由凸輪、從動件和機架三個基本構(gòu)件組成。凸輪機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、傳動效率高等優(yōu)點，因此在各種機械傳動系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。特點凸輪機構(gòu)有多種分類方式。根據(jù)凸輪的形狀，可以分為盤形凸輪、圓柱形凸輪和圓錐形凸輪。根據(jù)從動件的運動方式，可以分為移動從動件和擺動從動件。根據(jù)從動件的運動規(guī)律，可以分為等速、等加速等減速、余弦加速度和正弦加速度等類型。分類凸輪機構(gòu)的特點和分類等速運動規(guī)律從動件在凸輪軸向方向上作等速運動，這種運動規(guī)律在某些特定情況下較為適用，例如在凸輪機構(gòu)啟動或停止時。從動件在凸輪軸向方向上作等加速等減速運動，這種運動規(guī)律可以減小從動件的沖擊和振動，提高機構(gòu)的平穩(wěn)性和承載能力。從動件在凸輪軸向方向上作余弦加速度運動，這種運動規(guī)律可以減小從動件的加速度和速度變化率，進一步減小沖擊和振動。從動件在凸輪軸向方向上作正弦加速度運動，這種運動規(guī)律可以使得從動件在整個運動過程中保持恒定的加速度和速度，適用于需要精確控制運動軌跡的場合。等加速等減速運動規(guī)律余弦加速度運動規(guī)律正弦加速度運動規(guī)律從動件常用運動規(guī)律設(shè)計步驟01凸輪輪廓設(shè)計是凸輪機構(gòu)設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計步驟包括建立坐標(biāo)系、確定從動件的運動參數(shù)、確定基圓半徑、繪制凸輪輪廓曲線等。設(shè)計原則02在進行凸輪輪廓設(shè)計時，需要遵循一些基本原則，如保證凸輪機構(gòu)在運轉(zhuǎn)過程中不會發(fā)生干涉、保證從動件能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的運動規(guī)律、保證凸輪機構(gòu)具有足夠的剛度和強度等。設(shè)計軟件03在進行凸輪輪廓設(shè)計時，可以使用一些專業(yè)的機械設(shè)計軟件，如AutoCAD、SolidWorks、CATIA等，這些軟件具有強大的繪圖和計算功能，可以幫助設(shè)計師快速、準(zhǔn)確地完成凸輪輪廓設(shè)計。凸輪輪廓設(shè)計延時符05齒輪機構(gòu)齒輪機構(gòu)是機械傳動中最重要的機構(gòu)之一，具有傳遞效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠等優(yōu)點。特點根據(jù)齒輪的形狀和傳動方式，齒輪機構(gòu)可分為直齒圓柱齒輪機構(gòu)、斜齒圓柱齒輪機構(gòu)、圓錐齒輪機構(gòu)等。分類齒輪機構(gòu)的特點和分類齒輪由齒廓、齒根、齒面等部分組成，其中齒廓是決定齒輪傳動性能的關(guān)鍵部分。模數(shù)是齒輪設(shè)計和制造中的重要參數(shù)，它表示齒輪的尺寸和結(jié)構(gòu)特征，是齒輪的基本參數(shù)之一。齒輪的構(gòu)造及模數(shù)模數(shù)構(gòu)造漸開線直齒圓柱齒輪機構(gòu)是指由兩個直齒圓柱齒輪組成的傳動機構(gòu)，其中一個為主動輪，另一個為從動輪。定義當(dāng)主動輪轉(zhuǎn)動時，從動輪通過漸開線齒廓的嚙合作用而轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)動力的傳遞。工作原理漸開線直齒圓柱齒輪機構(gòu)具有傳動平穩(wěn)、承載能力強、效率高等優(yōu)點，因此在各種機械傳動中得到廣泛應(yīng)用。特點漸開線直齒圓柱齒輪機構(gòu)延時符06輪系定軸輪系各齒輪的回轉(zhuǎn)軸線在空間固定不變，兩個齒輪之間只存在單純的轉(zhuǎn)動關(guān)系。周轉(zhuǎn)輪系至少有一個齒輪的回轉(zhuǎn)軸線在空間是繞另一齒輪的固定軸線轉(zhuǎn)動的，兩個齒輪之間存在相對轉(zhuǎn)動的關(guān)系。輪系的分類$i_{AB}=frac{n_{A}}{n_{B}}=frac{z_{B}}{z_{A}}$傳動比公式當(dāng)主動輪A的轉(zhuǎn)速$n_{A}$與從動輪B的轉(zhuǎn)速$n_{B}$方向相同時，傳動比為正，反之為負(fù)。傳動比符號絕對值表示轉(zhuǎn)速大小之比，正負(fù)號表示旋轉(zhuǎn)方向之異同。傳動比性質(zhì)定軸輪系傳動比的計算周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算轉(zhuǎn)化機構(gòu)法將周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系，再利用定軸輪系的傳動比公式進行計算。反轉(zhuǎn)法先假設(shè)周轉(zhuǎn)輪系中的某個齒輪的轉(zhuǎn)向與實際相反，再利用定軸輪系的傳動比公式進行計算，最后根據(jù)假設(shè)的轉(zhuǎn)向判斷實際的傳動比。瞬時傳動中心法利用瞬時傳動中心的位置計算各齒輪的相對轉(zhuǎn)速，從而確定傳動比。相對轉(zhuǎn)速法通過測量各齒輪的相對轉(zhuǎn)速，利用轉(zhuǎn)速與傳動比的關(guān)系計算出實際的傳動比。延時符07其他常用機構(gòu)簡介間歇運動機構(gòu)介紹工作原理應(yīng)用場景特點間歇運動機構(gòu)01020304間歇運動機構(gòu)是機械中實現(xiàn)周期性間歇運動的機構(gòu)，常用于實現(xiàn)精確的步進運動。通過特定的設(shè)計，使機構(gòu)在連續(xù)運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生短暫的停頓，從而實現(xiàn)間歇運動。廣泛應(yīng)用于各種自動化設(shè)備、機器人、打印機等需要步進運動的場合。結(jié)構(gòu)簡單緊湊，工作可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的步進運動。螺旋機構(gòu)是一種通過螺旋副實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動或移動的機構(gòu)，常用于實現(xiàn)精確的直線或旋轉(zhuǎn)運動。螺旋機構(gòu)介紹工作原理應(yīng)用場景特點通過螺桿和螺母的配合，使機構(gòu)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)或直線運動。廣泛應(yīng)用于各種工程、農(nóng)業(yè)、礦業(yè)等領(lǐng)域，如螺旋輸送機、螺旋壓力機等。傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力強，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的直線或旋轉(zhuǎn)運動。螺旋機構(gòu)萬向聯(lián)軸節(jié)是一種實現(xiàn)兩軸間任意夾角傳動的機構(gòu)，常用于傳遞較大的扭矩。萬向聯(lián)軸節(jié)介紹通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使兩軸間的夾角可以在一定范圍內(nèi)任意調(diào)整，從而實現(xiàn)任意方向的傳動。工作原理廣泛應(yīng)用于汽車、農(nóng)業(yè)機械、重型機械等領(lǐng)域，如汽車發(fā)動機與變速器之間的傳動。應(yīng)用場景結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高、能夠傳遞較大的扭矩，同時具有較好的緩沖和減震性能。特點萬向聯(lián)軸節(jié)延時符08機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)VS機械運轉(zhuǎn)過程包括啟動、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)和停車三個階段，每個階段的動力學(xué)行為不同。動力學(xué)模型動力學(xué)模型是描述機械運動規(guī)律的重要工具，通過建立動力學(xué)方程，可以分析機械的運動特性和受力情況。機械運轉(zhuǎn)過程機械的運轉(zhuǎn)過程和動力學(xué)模型機械運動方程式的建立與求解牛頓第二定律是建立機械運動方程的基礎(chǔ)，通過分析受力情況，可以建立運動方程式。牛頓第二定律求解運動方程式是機械原理中的重要內(nèi)容，通過代數(shù)方法求解得到速度、加速度等運動參數(shù)。運動方程式的求解機械運轉(zhuǎn)過程中，由于內(nèi)部激勵或外部擾動，速度會發(fā)生周期性波動。為了減小速度波動對機械性能的影響，需要采取相應(yīng)的調(diào)節(jié)方法，如安裝飛輪、采用多缸系統(tǒng)等。周期性速度波動調(diào)節(jié)方法機械的周期性速度波動及其調(diào)節(jié)方法延時符09機械的平衡目的消除或減小機器運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的動載荷，使機器運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，提高其使用壽命并減小振動對周圍環(huán)境的影響。方法靜平衡法和動平衡法。靜平衡主要用于剛性轉(zhuǎn)子，通過在轉(zhuǎn)子上加平衡塊使轉(zhuǎn)子在某一平面內(nèi)達(dá)到平衡狀態(tài)；動平衡同時考慮轉(zhuǎn)子的靜平衡和動力學(xué)特性，通過加平衡塊和修改轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布實現(xiàn)平衡。機械平衡的目的和方法回轉(zhuǎn)件不平衡的原因材料不均勻、制造誤差、裝配誤差等導(dǎo)致轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均勻?；剞D(zhuǎn)件平衡的措施通過在轉(zhuǎn)子上加平衡塊或?qū)D(zhuǎn)子進行切削、鉆孔等操作來調(diào)整質(zhì)量分布，實現(xiàn)平衡?；剞D(zhuǎn)件不平衡的后