機(jī)械原理課件(中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社)

機(jī)械原理本課程主要介紹機(jī)械運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)原理、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性分析、機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的基本知識(shí)和原理，為后續(xù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程打下基礎(chǔ)。課程介紹內(nèi)容涵蓋機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本概念、力和力矩、材料的性能、應(yīng)力和應(yīng)變、傳動(dòng)原理概述、軸系設(shè)計(jì)、齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣動(dòng)傳動(dòng)等。目標(biāo)掌握機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，了解各種傳動(dòng)方式的工作原理和設(shè)計(jì)方法，能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)計(jì)。機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本概念位移、速度、加速度描述物體在空間中的運(yùn)動(dòng)變化，是機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)概念。運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)研究物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，動(dòng)力學(xué)研究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。力和力矩1力的概念力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，力的大小、方向和作用點(diǎn)決定力的效應(yīng)。2力矩力矩是力對(duì)物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的度量，是力的大小、力臂和力與力臂的夾角的乘積。3力系的平衡當(dāng)作用于物體上的力系合力為零時(shí)，物體處于平衡狀態(tài)。材料的性能強(qiáng)度、硬度、塑性材料抵抗外力的能力，如抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度等。韌性、疲勞強(qiáng)度、耐腐蝕性材料抵抗沖擊載荷、循環(huán)載荷和腐蝕環(huán)境的能力。應(yīng)力和應(yīng)變1應(yīng)力材料內(nèi)部抵抗外力的作用而產(chǎn)生的內(nèi)力，是單位面積上的內(nèi)力。2應(yīng)變材料在外力作用下產(chǎn)生的形變，是形變量與原尺寸的比值。3應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系描述材料在外力作用下應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系，反映材料的力學(xué)性能。傳動(dòng)原理概述機(jī)械傳動(dòng)是指機(jī)械部件之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的方式，是機(jī)械設(shè)計(jì)的重要組成部分。傳動(dòng)類型主要分為機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和氣動(dòng)傳動(dòng)等。傳動(dòng)特點(diǎn)傳動(dòng)方式的選擇取決于傳動(dòng)效率、傳動(dòng)精度、傳動(dòng)速度、傳動(dòng)負(fù)荷等因素。滾動(dòng)副滾動(dòng)副的概念滾動(dòng)副是兩個(gè)接觸面之間以滾動(dòng)方式傳遞運(yùn)動(dòng)和力的機(jī)構(gòu)，如軸承、齒輪、鏈輪等。優(yōu)點(diǎn)滾動(dòng)副摩擦系數(shù)低，運(yùn)動(dòng)效率高，噪音低，壽命長(zhǎng)?；瑒?dòng)副滑動(dòng)副的概念滑動(dòng)副是兩個(gè)接觸面之間以滑動(dòng)方式傳遞運(yùn)動(dòng)和力的機(jī)構(gòu)，如滑動(dòng)軸承、凸輪機(jī)構(gòu)等。優(yōu)點(diǎn)滑動(dòng)副承載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。軸系設(shè)計(jì)1軸系的概念軸系是指由軸、軸承、聯(lián)軸器、齒輪等部件組成的傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。2軸系的設(shè)計(jì)包括軸的強(qiáng)度計(jì)算、剛度計(jì)算、軸承的選擇、聯(lián)軸器的選擇等。3軸系的設(shè)計(jì)原則強(qiáng)度足夠、剛度足夠、運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠。軸承滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承以滾動(dòng)方式傳遞運(yùn)動(dòng)，摩擦系數(shù)低，運(yùn)動(dòng)效率高。滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承以滑動(dòng)方式傳遞運(yùn)動(dòng)，承載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。聯(lián)軸器聯(lián)軸器的概念聯(lián)軸器是連接兩軸并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)械零件。聯(lián)軸器的作用補(bǔ)償兩軸之間的相對(duì)位移，緩沖沖擊載荷，提高傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性。離合器離合器的概念離合器是連接和斷開(kāi)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的裝置，用于控制機(jī)器的起動(dòng)、停車(chē)和換擋。離合器的類型主要分為摩擦離合器、電磁離合器、液壓離合器等。制動(dòng)器1制動(dòng)器的概念制動(dòng)器是使機(jī)器停止或減速的裝置，用于控制機(jī)器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2制動(dòng)器的類型主要分為摩擦制動(dòng)器、電磁制動(dòng)器、液壓制動(dòng)器等。3制動(dòng)器的作用制動(dòng)器可以使機(jī)器安全停車(chē)，防止機(jī)器超速運(yùn)轉(zhuǎn)，還可以控制機(jī)器的運(yùn)動(dòng)速度。齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)精度高、承載能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)。齒輪傳動(dòng)的分類根據(jù)齒輪的形狀、齒數(shù)、傳動(dòng)方式等，可以分為多種類型。帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、緩沖性能好、成本低。帶傳動(dòng)的分類根據(jù)帶的材料、形狀、傳動(dòng)方式等，可以分為多種類型。鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)精度高、承載能力強(qiáng)、耐磨損。鏈傳動(dòng)的分類根據(jù)鏈的結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)方式等，可以分為多種類型。液壓傳動(dòng)1液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)傳動(dòng)效率高、功率大、控制方便、操作靈活。2液壓傳動(dòng)的原理利用液體的壓力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。3液壓傳動(dòng)的應(yīng)用廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、機(jī)床、農(nóng)業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域。氣動(dòng)傳動(dòng)1氣動(dòng)傳動(dòng)的特點(diǎn)傳動(dòng)效率高、控制方便、操作靈活、安全可靠。2氣動(dòng)傳動(dòng)的原理利用壓縮空氣的壓力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。3氣動(dòng)傳動(dòng)的應(yīng)用廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、飛機(jī)、船舶、機(jī)械等領(lǐng)域。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性分析速度分析研究機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的速度變化規(guī)律。加速度分析研究機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的加速度變化規(guī)律。機(jī)構(gòu)平衡分析靜力平衡研究機(jī)構(gòu)在靜止?fàn)顟B(tài)下的平衡條件。動(dòng)力平衡研究機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的平衡條件。機(jī)械振動(dòng)振動(dòng)類型自由振動(dòng)、強(qiáng)迫振動(dòng)、自激振動(dòng)。振動(dòng)危害噪聲、疲勞破壞、共振等。機(jī)械潤(rùn)滑潤(rùn)滑的作用減少摩擦、降低磨損、延長(zhǎng)機(jī)械壽命、提高工作效率。潤(rùn)滑方式液體潤(rùn)滑、固體潤(rùn)滑、氣體潤(rùn)滑。機(jī)械測(cè)試與試驗(yàn)性能測(cè)試測(cè)試機(jī)械的性能指標(biāo)，如功率、速度、效率、可靠性等。強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)試機(jī)械的強(qiáng)度、剛度、疲勞強(qiáng)度等。機(jī)械制圖與CAD機(jī)械制圖用圖紙表達(dá)機(jī)械零件和機(jī)械的設(shè)計(jì)思想。CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)和制圖。機(jī)械設(shè)計(jì)基本方法1功能分析分析機(jī)械的功能要求，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)。2方案設(shè)計(jì)提出多種設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行比較選擇。3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定機(jī)械的結(jié)構(gòu)形式、材料選擇、零件尺寸等。機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程1提出設(shè)計(jì)要求，明確設(shè)計(jì)任務(wù)。2進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，選擇最佳方案。3完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定零件尺寸。4繪制圖紙，進(jìn)行加工制造。5進(jìn)行性能測(cè)試，驗(yàn)證設(shè)計(jì)成果。設(shè)計(jì)案例分析1案例一某款汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)案例。2案例二某款機(jī)床設(shè)計(jì)案例。3案例三某款農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)案例。未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)智能化人工智能、大