机械原理教程全套课件pdf-2024鲜版
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10
机构的结构设计方法与步骤
机构设计的基本要求
阐述机构设计需要满足的基本要求，如运动性能、动力性能、工 作寿命等。
机构设计的步骤
详细介绍机构设计的流程，包括明确设计任务、拟定设计方案、 进行结构设计、校核与优化等步骤。
机构设计的创新方法
介绍一些机构设计的创新思路和方法，如组合创新、变异创新等， 以激发读者的创新思维。
带传动的优缺点分析 优点包括传动平稳、噪音小、适用于中心距较大的场合等； 缺点包括传动效率低、带的寿命较短、需要定期张紧和维 护等。
14
链传动
链传动的原理和特点
利用链条与链轮之间的啮合来传递运动和动力，具有结构紧凑、传 动效率高、适用于恶劣环境等特点。
链传动的应用和分类
广泛应用于各种机械传动系统中，根据链条的结构和传动原理可分 为滚子链传动、齿形链传动等。
设计步骤
明确设计任务和要求；选择机构类型；确定机构运 动学尺寸；进行动力学计算；校核机构性能；绘制 机构运动简图和装配图。
2024/3/28
23
空间连杆机构简介
空间连杆机构的定义
空间连杆机构是指各构件不在同一平面内运动的连杆机构。根据构件之间的相对运动关系， 空间连杆机构可分为闭式空间连杆机构和开式空间连杆机构。
链传动的优缺点分析
优点包括传动效率高、结构紧凑、适用于恶劣环境等；缺点包括噪音 大、振动大、需要定期润滑和维护等。
2024/3/28
15
齿轮传动
01
齿轮传动的原理和特点
利用两个或多个齿轮之间的啮合来传递运动和动力，具有传动效率高、
结构紧凑、适用于大功率传动等特点。
02
齿轮传动的应用和分类
广泛应用于各种机械传动系统中，根据齿轮的形状和传动原理可分为圆
通过建立凸轮轮廓曲线的 数学方程，利用计算机进 行数值计算，得到精确的 轮廓曲线坐标值。
仿真法
利用计算机仿真技术，模 拟凸轮机构的运动过程， 得到凸轮的轮廓曲线。
27
凸轮机构从动件运动规律的选择
等速运动规律
从动件在推程和回程中均作等速运动， 适用于低速、轻载的场合。
等加速等减速运动规律
从动件在推程和回程中先作等加速运 动，后作等减速运动，适用于中速、 中载的场合。
不完全齿轮机构的类型
根据齿轮的形状和啮合方式，可分为外啮合式不完全齿轮机构和内啮合式不完全齿轮机 构。
2024/3/28
不完全齿轮机构的应用
适用于需要实现特定角度间歇转动的场合，如自动生产线上的传送装置、包装机械中的 分度装置等。
32
THANKS
感谢观看
2024/3/28
33
2024/3/28
运动方程的求解
采用解析法、数值法等方 法求解运动方程，得到机 械系统的运动规律。
运动方程的简化
通过引入等效质量、等效 刚度等概念，简化运动方 程，便于求解和分析。
19
机械系统动力学性能分析
动力学性能评价指标
包括速度、加速度、位移、力、能量等指标。
动力学性能分析方法
采用时域分析、频域分析、模态分析等方法对机械系统的 动力学性能进行分析。
2024/3/28
01 02 03 04
滑块机构
由连杆与滑块通过移动副连接而 成，如曲柄滑块机构、正弦机构 等。
特性
平面连杆机构具有结构简单、制 造方便、工作可靠、承载能力强 等优点，广泛应用于各种机械设 备中。
22
平面连杆机构的设计方法与步骤
设计方法
图解法、解析法和实验法等。其中，图解法适用于 简单机构设计，解析法适用于复杂机构设计，实验 法适用于验证和优化设计结果。
槽轮机构的类型
根据槽轮的形状和数量，可分为外槽轮机构和内槽轮 机构。
槽轮机构的应用
常用于需要实现周期性间歇运动的场合，如自动机床、 轻工机械、食品机械等。
2024/3/28
31
不完全齿轮机构
不完全齿轮机构的工作原理
通过主动齿轮与从动齿轮的啮合与分离，实现间歇运动。其中，主动齿轮的齿数少于从
动齿轮的齿数，使得从动齿轮在转动过程中存在停歇时间。
柱齿轮传动、圆锥齿轮传动、蜗杆蜗轮传动等。
2024/3/28
03
齿轮传动的优缺点分析
优点包括传动效率高、结构紧凑、适用于大功率传动等；缺点包括制造
成本高、需要较高的制造和安装精度、噪音和振动较大等。
16
04
机械系统动力学
Chapter
2024/3/28
17
机械系统动力学基本概念
机械系统动力学的定义
25
凸轮机构的基本形式与特性
凸轮机构的基本形式
包括盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮等。
凸轮机构的特性
具有结构简单、紧凑、设计灵活，易于实现复杂的运动规律等特点。
2024/3/28
26
凸轮轮廓曲线的设计方法
图解法
通过几何作图的方法确定 凸轮的轮廓曲线，适用于 简单凸轮轮廓的设计。
2024/3/28
解析法
空间连杆机构的特点
空间连杆机构具有结构紧凑、运动灵活、能够实现复杂空间运动等优点。但同时也存在制造 困难、装配调整复杂等缺点。
2024/3/28
空间连杆机构的应用
空间连杆机构广泛应用于航空航天、机器人、汽车等领域，如飞机起落架收放机构、机器人 手臂关节等。
24
06
凸轮机构
Chapter
2024/3/28
作用
机械原理为机械设计提供理论基础， 指导机械设计者进行机械系统的分 析和综合，实现机械系统的优化设 计和创新设计。
4
机械系统的组成与分类
组成
机械系统通常由动力系统、传动系统、 执行系统、控制系统等部分组成。
分类
根据机械系统的功能、结构、运动形式 等特征，可将其分为简单机械系统、复 杂机械系统和智能机械系统等类型。
2024/3/28
5
机械原理的发展历程
古代机械原理
古代人们通过直观和经验的方法，逐 步掌握了杠杆、斜面、螺旋等简单机 械的工作原理。
现代机械原理
20世纪以来，随着计算机技术的发展， 现代机械原理在优化设计、仿真分析、 智能控制等方面取得了重要进展。
近代机械原理
随着工业革命的兴起，近代机械原理 逐渐形成，以牛顿力学为基础，研究 机械的平衡、运动和动力等问题。
摩擦轮传动的优缺点分析 优点包括传动平稳、噪音小、结构简单等；缺点 包括传动效率低、磨损严重、需要定期维护等。
2024/3/28
13
带传动
2024/3/28
带传动的原理和特点 利用张紧在带轮上的带与带轮之间的摩擦力或啮合来传递 运动和动力，具有结构简单、传动平稳、噪音小等特点。
带传动的应用和分类 广泛应用于各种机械传动系统中，根据带的形状和传动原 理可分为平带传动、V带传动、多楔带传动等。
8
机构运动简图及表示方法
2024/3/28
机构运动简图的概念
01
用简单的线条和符号表示机构的运动情况。
机构运动简图的绘制方法
02
介绍如何选择合适的比例尺、确定运动副的位置、标注必要的
尺寸等步骤。
机构运动简图的表示方法
03
包括解析法、图解法等表示方法，以及各方法的优缺点和适用
范围。
9
机构的结构类型与特性分析
2024/3/28
6
02
机构的结构分析与设计
Chapter
2024/3/28
7
机构的结构组成与自由度计算
机构的基本组成
包括机架、原动件、从动件等基本概念。
运动副的类型与特性
介绍低副、高副等运动副的特点及应用。
2024/3/28
机构自由度的计算
通过公式F=3n-2PL-Ph计算机构的自由度，其中n为构件数，PL为 低副数，Ph为高副数。
讲解凸轮机构的组成、分类、特 点和应用，以及从动件的运动规 律。
简要介绍蜗杆传动、带传动、链 传动等其他机构的特性和应用。
平面连杆机构 凸轮机构 齿轮机构 其他机构
2024/3/28
介绍铰链四杆机构、曲柄摇杆机 构等平面连杆机构的类型、特点 和应用。
介绍齿轮机构的类型、特点和应 用，包括直齿圆柱齿轮机构、斜 齿圆柱齿轮机构等。
机械原理教程全套课件pdf
2024/3/28
1
目录
2024/3/28
• 机械原理概述 • 机构的结构分析与设计 • 机械传动 • 机械系统动力学 • 连杆机构 • 凸轮机构 • 间歇运动机构
2
01
机械原理概述
Chapter
2024/3/28
3
机械原理的定义与作用
2024/3/28
定义
机械原理是研究机械系统中力的传 递、转换以及机械运动的基本规律 和原理的一门学科。
动力学性能优化
通过结构优化、控制策略优化等手段，提高机械系统的动 力学性能，满足工程实际需求。
2024/3/28
20
05
连杆机构
Chapter
2024/3/28
21
平面连杆机构的基本形式与特性
铰链四杆机构
由四个铰链连接的杆件组成，包 括曲柄摇杆机构、双曲柄机构和 双摇杆机构等。
导杆机构
由连杆与导杆通过移动副连接而 成，如曲柄导杆机构、摆动导杆 机构等。
研究机械系统在力作用下的运动规律和性能的科学。
机械系统动力学的研究对象
包括机构、机器、机器人等各种机械系统。
机械系统动力学的研究内容
主要包括机械系统的运动学、动力学、振动、稳定性等方面的研究。
2024/3/28
18
机械系统运动方程的建立与求解
01
02
03
运动方程的建立
根据牛顿第二定律和达朗 贝尔原理，建立机械系统 的运动方程。
分为 外啮合式棘轮机构、内啮合式棘 轮机构和端面啮合式棘轮机构。
棘轮机构的应用
广泛应用于各种机械装置中，如 自行车、摩托车、汽车等交通工 具的传动系统，以及机床、包装 机械、纺织机械等工业设备。
2024/3/28
30
槽轮机构
槽轮机构的工作原理
通过主动拨盘上的圆销与从动槽轮上的径向槽的啮合 与分离，实现间歇运动。
余弦加速度运动规律
从动件在推程和回程中按余弦加速度 规律运动，适用于高速、重载的场合。
正弦加速度运动规律
从动件在推程和回程中按正弦加速度 规律运动，适用于高速、轻载的场合。
2024/3/28
28
07
间歇运动机构
Chapter
2024/3/28
29
棘轮机构
棘轮机构的工作原理
通过棘爪与棘轮的啮合与分离， 实现间歇运动。
2024/3/28
11
03
机械传动
Chapter
2024/3/28
12
摩擦轮传动
1 2 3
摩擦轮传动的原理和特点 利用两个相互接触的摩擦轮之间的摩擦力来传递 运动和动力，具有结构简单、传动平稳、噪音小 等特点。
摩擦轮传动的应用和分类 广泛应用于各种机械传动系统中，根据摩擦轮的 形状和接触方式可分为平面摩擦轮传动和圆柱摩 擦轮传动等。
机构的结构设计方法与步骤
机构设计的基本要求
阐述机构设计需要满足的基本要求，如运动性能、动力性能、工 作寿命等。
机构设计的步骤
详细介绍机构设计的流程，包括明确设计任务、拟定设计方案、 进行结构设计、校核与优化等步骤。
机构设计的创新方法
介绍一些机构设计的创新思路和方法，如组合创新、变异创新等， 以激发读者的创新思维。
带传动的优缺点分析 优点包括传动平稳、噪音小、适用于中心距较大的场合等； 缺点包括传动效率低、带的寿命较短、需要定期张紧和维 护等。
14
链传动
链传动的原理和特点
利用链条与链轮之间的啮合来传递运动和动力，具有结构紧凑、传 动效率高、适用于恶劣环境等特点。
链传动的应用和分类
广泛应用于各种机械传动系统中，根据链条的结构和传动原理可分 为滚子链传动、齿形链传动等。
设计步骤
明确设计任务和要求；选择机构类型；确定机构运 动学尺寸；进行动力学计算；校核机构性能；绘制 机构运动简图和装配图。
2024/3/28
23
空间连杆机构简介
空间连杆机构的定义
空间连杆机构是指各构件不在同一平面内运动的连杆机构。根据构件之间的相对运动关系， 空间连杆机构可分为闭式空间连杆机构和开式空间连杆机构。
链传动的优缺点分析
优点包括传动效率高、结构紧凑、适用于恶劣环境等；缺点包括噪音 大、振动大、需要定期润滑和维护等。
2024/3/28
15
齿轮传动
01
齿轮传动的原理和特点
利用两个或多个齿轮之间的啮合来传递运动和动力，具有传动效率高、
结构紧凑、适用于大功率传动等特点。
02
齿轮传动的应用和分类
广泛应用于各种机械传动系统中，根据齿轮的形状和传动原理可分为圆
通过建立凸轮轮廓曲线的 数学方程，利用计算机进 行数值计算，得到精确的 轮廓曲线坐标值。
仿真法
利用计算机仿真技术，模 拟凸轮机构的运动过程， 得到凸轮的轮廓曲线。
27
凸轮机构从动件运动规律的选择
等速运动规律
从动件在推程和回程中均作等速运动， 适用于低速、轻载的场合。
等加速等减速运动规律
从动件在推程和回程中先作等加速运 动，后作等减速运动，适用于中速、 中载的场合。
不完全齿轮机构的类型
根据齿轮的形状和啮合方式，可分为外啮合式不完全齿轮机构和内啮合式不完全齿轮机 构。
2024/3/28
不完全齿轮机构的应用
适用于需要实现特定角度间歇转动的场合，如自动生产线上的传送装置、包装机械中的 分度装置等。
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THANKS
感谢观看
2024/3/28
33
2024/3/28
运动方程的求解
采用解析法、数值法等方 法求解运动方程，得到机 械系统的运动规律。
运动方程的简化
通过引入等效质量、等效 刚度等概念，简化运动方 程，便于求解和分析。
19
机械系统动力学性能分析
动力学性能评价指标
包括速度、加速度、位移、力、能量等指标。
动力学性能分析方法
采用时域分析、频域分析、模态分析等方法对机械系统的 动力学性能进行分析。
2024/3/28
01 02 03 04
滑块机构
由连杆与滑块通过移动副连接而 成，如曲柄滑块机构、正弦机构 等。
特性
平面连杆机构具有结构简单、制 造方便、工作可靠、承载能力强 等优点，广泛应用于各种机械设 备中。
22
平面连杆机构的设计方法与步骤
设计方法
图解法、解析法和实验法等。其中，图解法适用于 简单机构设计，解析法适用于复杂机构设计，实验 法适用于验证和优化设计结果。
槽轮机构的类型
根据槽轮的形状和数量，可分为外槽轮机构和内槽轮 机构。
槽轮机构的应用
常用于需要实现周期性间歇运动的场合，如自动机床、 轻工机械、食品机械等。
2024/3/28
31
不完全齿轮机构
不完全齿轮机构的工作原理
通过主动齿轮与从动齿轮的啮合与分离，实现间歇运动。其中，主动齿轮的齿数少于从
动齿轮的齿数，使得从动齿轮在转动过程中存在停歇时间。
柱齿轮传动、圆锥齿轮传动、蜗杆蜗轮传动等。
2024/3/28
03
齿轮传动的优缺点分析
优点包括传动效率高、结构紧凑、适用于大功率传动等；缺点包括制造
成本高、需要较高的制造和安装精度、噪音和振动较大等。
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04
机械系统动力学
Chapter
2024/3/28
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机械系统动力学基本概念
机械系统动力学的定义
25
凸轮机构的基本形式与特性
凸轮机构的基本形式
包括盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮等。
凸轮机构的特性
具有结构简单、紧凑、设计灵活，易于实现复杂的运动规律等特点。
2024/3/28
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凸轮轮廓曲线的设计方法
图解法
通过几何作图的方法确定 凸轮的轮廓曲线，适用于 简单凸轮轮廓的设计。
2024/3/28
解析法
空间连杆机构的特点
空间连杆机构具有结构紧凑、运动灵活、能够实现复杂空间运动等优点。但同时也存在制造 困难、装配调整复杂等缺点。
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空间连杆机构的应用
空间连杆机构广泛应用于航空航天、机器人、汽车等领域，如飞机起落架收放机构、机器人 手臂关节等。
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06
凸轮机构
Chapter
2024/3/28
作用
机械原理为机械设计提供理论基础， 指导机械设计者进行机械系统的分 析和综合，实现机械系统的优化设 计和创新设计。
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机械系统的组成与分类
组成
机械系统通常由动力系统、传动系统、 执行系统、控制系统等部分组成。
分类
根据机械系统的功能、结构、运动形式 等特征，可将其分为简单机械系统、复 杂机械系统和智能机械系统等类型。
2024/3/28
5
机械原理的发展历程
古代机械原理
古代人们通过直观和经验的方法，逐 步掌握了杠杆、斜面、螺旋等简单机 械的工作原理。
现代机械原理
20世纪以来，随着计算机技术的发展， 现代机械原理在优化设计、仿真分析、 智能控制等方面取得了重要进展。
近代机械原理
随着工业革命的兴起，近代机械原理 逐渐形成，以牛顿力学为基础，研究 机械的平衡、运动和动力等问题。
摩擦轮传动的优缺点分析 优点包括传动平稳、噪音小、结构简单等；缺点 包括传动效率低、磨损严重、需要定期维护等。
2024/3/28
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带传动
2024/3/28
带传动的原理和特点 利用张紧在带轮上的带与带轮之间的摩擦力或啮合来传递 运动和动力，具有结构简单、传动平稳、噪音小等特点。
带传动的应用和分类 广泛应用于各种机械传动系统中，根据带的形状和传动原 理可分为平带传动、V带传动、多楔带传动等。
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机构运动简图及表示方法
2024/3/28
机构运动简图的概念
01
用简单的线条和符号表示机构的运动情况。
机构运动简图的绘制方法
02
介绍如何选择合适的比例尺、确定运动副的位置、标注必要的
尺寸等步骤。
机构运动简图的表示方法
03
包括解析法、图解法等表示方法，以及各方法的优缺点和适用
范围。
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机构的结构类型与特性分析
2024/3/28
6
02
机构的结构分析与设计
Chapter
2024/3/28
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机构的结构组成与自由度计算
机构的基本组成
包括机架、原动件、从动件等基本概念。
运动副的类型与特性
介绍低副、高副等运动副的特点及应用。
2024/3/28
机构自由度的计算
通过公式F=3n-2PL-Ph计算机构的自由度，其中n为构件数，PL为 低副数，Ph为高副数。
讲解凸轮机构的组成、分类、特 点和应用，以及从动件的运动规 律。
简要介绍蜗杆传动、带传动、链 传动等其他机构的特性和应用。
平面连杆机构 凸轮机构 齿轮机构 其他机构
2024/3/28
介绍铰链四杆机构、曲柄摇杆机 构等平面连杆机构的类型、特点 和应用。
介绍齿轮机构的类型、特点和应 用，包括直齿圆柱齿轮机构、斜 齿圆柱齿轮机构等。
机械原理教程全套课件pdf
2024/3/28
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目录
2024/3/28
• 机械原理概述 • 机构的结构分析与设计 • 机械传动 • 机械系统动力学 • 连杆机构 • 凸轮机构 • 间歇运动机构
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01
机械原理概述
Chapter
2024/3/28
3
机械原理的定义与作用
2024/3/28
定义
机械原理是研究机械系统中力的传 递、转换以及机械运动的基本规律 和原理的一门学科。
动力学性能优化
通过结构优化、控制策略优化等手段，提高机械系统的动 力学性能，满足工程实际需求。
2024/3/28
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05
连杆机构
Chapter
2024/3/28
21
平面连杆机构的基本形式与特性
铰链四杆机构
由四个铰链连接的杆件组成，包 括曲柄摇杆机构、双曲柄机构和 双摇杆机构等。
导杆机构
由连杆与导杆通过移动副连接而 成，如曲柄导杆机构、摆动导杆 机构等。
研究机械系统在力作用下的运动规律和性能的科学。
机械系统动力学的研究对象
包括机构、机器、机器人等各种机械系统。
机械系统动力学的研究内容
主要包括机械系统的运动学、动力学、振动、稳定性等方面的研究。
2024/3/28
18
机械系统运动方程的建立与求解
01
02
03
运动方程的建立
根据牛顿第二定律和达朗 贝尔原理，建立机械系统 的运动方程。
分为 外啮合式棘轮机构、内啮合式棘 轮机构和端面啮合式棘轮机构。
棘轮机构的应用
广泛应用于各种机械装置中，如 自行车、摩托车、汽车等交通工 具的传动系统，以及机床、包装 机械、纺织机械等工业设备。
2024/3/28
30
槽轮机构
槽轮机构的工作原理
通过主动拨盘上的圆销与从动槽轮上的径向槽的啮合 与分离，实现间歇运动。
余弦加速度运动规律
从动件在推程和回程中按余弦加速度 规律运动，适用于高速、重载的场合。
正弦加速度运动规律
从动件在推程和回程中按正弦加速度 规律运动，适用于高速、轻载的场合。
2024/3/28
28
07
间歇运动机构
Chapter
2024/3/28
29
棘轮机构
棘轮机构的工作原理
通过棘爪与棘轮的啮合与分离， 实现间歇运动。
2024/3/28
11
03
机械传动
Chapter
2024/3/28
12
摩擦轮传动
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摩擦轮传动的原理和特点 利用两个相互接触的摩擦轮之间的摩擦力来传递 运动和动力，具有结构简单、传动平稳、噪音小 等特点。
摩擦轮传动的应用和分类 广泛应用于各种机械传动系统中，根据摩擦轮的 形状和接触方式可分为平面摩擦轮传动和圆柱摩 擦轮传动等。