机械原理课件第八版共51页文档
机械原理课件第八版
欢迎来到机械原理课件第八版!通过这个课件,我们将一起探索机械原理的 基础知识,并深入了解物体的力学特性和运动力学的基本概念。
课件内容概述
本课件主要包括机械原理的基础介绍、物体的力学特性、运动和力学的基本 定义、质点、刚体和力的概念、平衡条件和动力学方程、应用实例和习题解 析,以及结论和要点。
结论和要点
通过学习本课件,我们希望大家能够掌握机械原理的基本概念和应用,并能 够将其应用于实际工程和设计中。
质点、刚体和力的概念
了解质点、刚体和力的概念对于机械原理的应用非常重要。我们将研究这些 概念以及它们的重要性。
平衡条件和动力学方程
学习平衡条件和动力学方程是理解机械原理的关键。我们将解释这些概念,并通过实例和习题进行深入探讨。
Hale Waihona Puke 应用实例和习题解析在这个部分,我们将通过实际的应用实例和习题解析来帮助大家更好地理解 机械原理的应用和实践。
机械原理基础介绍
在这个部分中,我们将介绍机械原理的基本概念和重要性,以及与机械设计 和工程相关的基础知识。
物体的力学特性
了解物体的力学特性对于理解机械原理至关重要。在这个部分中,我们将研 究物体的质量、惯性和重心。
运动和力学的基本定义
学习机械原理的关键是掌握运动和力学的基本概念。我们将详细讨论位移、速度、加速度和力的相关定义。
机械原理(第八版)第二章 机构的结构分析
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计算平面机构自由度时应注意的事项
(3)复合平面高副 如果两构件在多处接触而构成平面高副,但各接触点处的公 法线方向并不彼此重合,则为复合高副,相当于一个低副(移动 副或转动副)。
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计算平面机构自由度时应注意的事项
2.要除去局部自由度 局部自由度 是指机构中某些构件所产生的不影响其他构件运 以F′表示。 动的局部运动的自由度,
若给定机构两个独立运动 , 则机构的运动完全确定。 机构的自由度 机构具有确定运动时所必须给定的独立运 动参数的数目,其数目用F表示。
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机构具有确定运动的条件
结论:机构具有确定运动的条件是:机构原动件数目应等于 机构的自由度的数目。
如果原动件数<F, 则机构的运动将不完全确定; 如果原动件数>F, 则会导致机构最薄弱环节的损坏。
1.要正确计算运动副的数目 (1)复合铰链 由m个构件组成的复合 铰链,共有(m-1)个转动副。 (2)同一运动副 如果两构件在多处 接触而构成运动副,且符合下列情况者, 则为同一运动副,即只能算一个运动副。 1)移动副,且移动方向彼此平行或 重合; 2)转动副,且转动轴线重合; 3)平面高副,且各接触点处的公法 线彼此重合。
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机构的结构分析
第二章
§2-1 §2-2 §2-3 §2-4 §2-5 §2-6 §2-7 §2-8
机构的结构分析
机构结构分析的内容及目的 机构的组成 机构运动简图 机构具有确定运动的条件 机构自由度的计算 计算平面机构自由度时应注意的事项 平面机构的组成原理、结构分类及结构分析 平面机构中的高副低代
D 4 C B 2 A 3 E I 5 F 6 G H
机械原理ppt全套51页PPT
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71、既然我已经踏上这条道路,那么,任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远,吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应,言行相称。——韩非
机械原理ppt全套
41、实际上,我们想要的不是针对犯 罪的法 律,而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民,就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律,法律受制于情 理。— —托·富 勒
机械原理 西工大第八版第7章 机械的运转及其速度波动的调节
把具有等效转动惯量,作用有等效力矩的等效构件称
为机械系统的等效动力学模型。
13
Je Je (1)
Me Me (1,1,t)
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[
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M
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1
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个等对效于转一动个构单件自的由运度动机的械研系究统。的该运构动件学具研有究等,效Fi可转g.简动1化惯1-为量1 对Je,其其一
上作用有等效力矩Me。
等效转动惯量是等效构件具有的假想转动惯量,等效构件的 动能应等于原机械系统中所有运动构件的动能之和。
等效力矩是作用在等效构件上的一个假想力矩,其瞬时功率 应等于作用在原机械系统上的所有外力在同一瞬时的功率之和。
把具有等效转动惯量,其上作用有等效力矩的等效构件就称为 原机械系统的等效动力学模型。
(,) / 2]
M
Med () M
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非线性微分方程
32
d[Je ()2 / 2] M e (,)d
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2dJe ()
Je
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J ei J e (i1 ) J ei
29
选取齿轮3为等效构件,Je为常数
* Je
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dt
2
2
dJ e
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Me ()
机械原理第八版
实用文档机械原理课后答案西北工业大学机械原理及机械零件教研室编第八版第2章2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的? 答:参考教材5~7页。
2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征? 答:机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况,可进行运动分析,而且也可用来进行动力分析。
2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时,机构的运动将发生什么情况?答:参考教材12~13页。
2-4 何谓最小阻力定律?试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。
2-5 在计算平面机构的自由度时,应注意哪些事项?答:参考教材15~17页。
2-6 在图2-20所示的机构中,在铰链C、B、D处,被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的,那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么?答:不能,因为在铰链C、B、D中任何一处,被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用,所以只能算一处。
2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别?答:参考教材18~19页。
2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"?“高副低代”应满足的条件是什么?答:参考教材20~21页。
2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置(或其他装置),试画出其机构运动简图,并计算其自由度。
1)折叠桌或折叠椅;2)酒瓶软木塞开盖器;3)衣柜上的弹簧合页;4)可调臂台灯机构;5)剥线钳;6)磁带式录放音机功能键操纵机构;7)洗衣机定时器机构;8)轿车挡风玻璃雨刷机构;9)公共汽车自动开闭门机构;10)挖掘机机械臂机构;…。
2-10 请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副?试画出仿腿部机构的机构运动简图,并计算其自由度。
2-11图示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是:动力由齿轮j输入,使轴A连续回转;而固装在轴^上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动,以达到冲压的目的。
机械设计第八版西工课件
Ff为悬垂拉力,与链条松边的垂度和传动的布置方式有关。
在上述各式中,P 为传递的功率(kW);v为链速(m/s);q为单位长度链 条的质量(kg/m)。
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设计C时o,p链y节ri数gh以t取2为0偶19数-为2宜01,9这A样s可pose Pty Ltd.
避免使用过渡链节,因为过渡链节会使链的承 载能力下降。
滚子链的规格和主要参数
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§9-6 滚子链传动的设计计算 §9-7 链传动的布置、张紧和润滑
链传动的特点及应用
链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。
特点及应用1
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Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.
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滚子链链轮的结构和材料
度的链传动中,链传动的承载能力主要取决于链板的疲劳强度;随着链轮
转速的增高,链传动的多边形效应增大,传动能力主要取决于滚子和套筒
机械原理轮系ppt课件
3
轮系的类型
定轴轮系:当轮系运转时,所有齿轮的几何轴线相对于 机架的位置均固定不变
4
轮系的类型
周转轮系: 当轮系运转时,至少有一个齿轮的几何轴线 相对于基架的位置不固定,而是绕某一固定轴线回转
5
轮系的类型
基本构件
2 —— 行星轮 H —— 系杆 1—— 中心轮 3—— 中心轮
如图上箭头所示。
i15
z 2 z3 z5 z1 z 2' z 3'
画箭头
传动比方向判断
传动比方向表示
17
定轴轮系的传动比计算
小结
1 从动齿轮齿数连乘积 大小: i1k k 主动齿轮齿数连乘积
转向: 1、所有齿轮轴线都平行的情况 2、输入、输出轮的轴线相互平行 画箭头方法确定,可在传动比大小前加正或负号 3、输入、输出齿轮的轴线不平行 画箭头方法确定,且不能在传动比大小前加正或负号
40
轮系的功用
五、实现结构紧凑且重量较小的大功率传动
由多个行星轮共同承担载荷
涡轮螺旋桨发动机 主减速器
41
轮系的功用
六、实现运动的合成与分解
两个输入,一个输出 一个输入,两个输出
H i13
运动合成
运动分解
z3 1 z1
nH
1 (n1 n3 ) 2
加法机构
n1 2nH n3
基本构件都是围绕着 同一固定轴线回转的
6
轮系的类型
根据轮系所具有的自由度不同,周转轮系 又可分为:差动轮系和行星轮系
计算图a)所示轮系自由度:
F 3 4 2 4 2 2
1机械设计总论-机械设计第八版西北工业大学机械原理及机械零件教研室ppt课件
§2-5 机械零件应满足的基本要求
(四〕经济性要求
零件的经济性首先表现在零件本身的生产成本上。设计零件时, 应力求设计出耗费〔包括钱财、制造时间及人工〕最少的零件。
螺纹的断裂.swf
要降低零件的成本,首先要采用轻型的零件结构,以降低材料 消耗;采用少余量或无余量的毛坯或简化零件结构,以减少加工工 时。这些对降低零轮齿根部的折件断.swf 成本均有显著的作用。工艺性良好的结构就意 味着加工及装配费用低,所以工艺性对经济性有着直接的影响。
(一〕整体断裂
零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时,由于某一危险 截面上的应力超过零件的强度极限而发生的断裂,或螺纹的断裂.swf者零件在受变 应力作用时,危险截面上发生的疲劳断裂均属此类。例如螺栓的断 裂、齿轮轮齿根部的折断等。
轮齿根部的折断.swf
轮齿根部的折断.swf
螺纹的断裂.swf
§2-4 机械零件的主要失效形式
(四〕破坏正常工作条件引起的失效
有些零件只有在一定的工作条件下才能正常地工作。例如: 螺纹的断裂.swf
液体摩擦的滑动轴承,只有在存在完整的润滑油膜时才能正常 地工作;带传动,只有在传递的有效圆周力小于临界摩擦力时 才能正常地工作轮齿根部的折断.swf;高速转子,只有其转速与系统的固有频率错 开时才能正常地工作等。如果破坏了这些必备的条件,则将发 生不同类型的失效。例如:滑动轴承将发生过热、胶合、磨损 等形式的失效;带传动将发生打滑的失效;高速转子将发生共 振从而使振幅增大,以致引起断裂的失效等。
(一〕避免在预定寿命期内失效的要求
3.寿命
螺纹的断裂.swf
• 有的零件在工作初期虽然能够满足各种要求,但在工作一定 时间后,却可能轮齿根部的折断.swf由于某些原因而失效。这个零件正常工作延续 的时间就叫零件的寿命。 • 影响零件寿命的主要原因有:材料的疲劳,材料的腐蚀以及 相对运动零件接触表面的磨损。
机械原理(全套154页PPT课件)
上常用来作为直接完成某种轨迹要求的执行机构。
4)可实现远距离传递的操纵机构。
不足之处: 1)不易于传递高速运动。 2)可能产生较大的运动累积误差。 3)平面连杆机构的设计较为繁难。
§2-1 平面四杆机构的基本形式、演变
构件和零件 构件 机器中的独立运动单元 • 零件 机器中的制造单元
机架(固定构件)
构件分成以下几种
主动件
活动构件
从动件
其中,运动规律已知的活动构件称为原动件,
输出运动或动力的从动件称为输出件。
由若干零件组成 的构件——连杆
1--连杆体 2--螺栓 3--螺母 4--连杆盖
1
2 3
4
二、运动副及其分类
n –活动构件数;Pl –低副数;Ph –高副数
n = 3, Pl= 4 F = 3×3–2×4 = 1
n = 4, Pl = 5 F = 3×4–2×5 = 2
平面机构具有确定运动的条件是:
1)机构自由 度数 F≥1。 2) 原动件数目等于机构自由度数F.
三、计算机构自由度时应注意的几种情况
1) 正确确定运动副的数目 由三个或三个以上构件组成的轴线重
如转动副、移动副。
2)高副:点或线接触的运动副。 如齿轮副、凸轮副。
也可将运动副分为平面运动副和空间运动副。
1)平面运动副:组成运动副两构件间作相对平 面运动,如转动副、移动副、凸轮副、齿轮副。
2)空间运动副:组成运动副两构件间作相对空 间运动。如螺旋副,球面副。
第一章
平面机构具有确定 运动的条件
构件运动,即对整个机构运动无关的自由度。
机械原理第八版第四章
2
2r 2R
轴端接触面
取环形微面积 ds = 2πρdρ, 设 ds 上的压强p为常数,则其正压 力dFN = pds ,摩擦力dFf = fdFN = fρds, 故其摩擦力矩 dMf为
dMf = ρdFf = ρfpds
运动副中摩擦力的确定(7/8)
总摩擦力矩Mf为 R Mf =∫r ρ fpds = 2π f ∫r pρR2dρ 1)新轴端 对于新制成的轴端和轴承,或很少相对运动的 各接触面压强处处相等, 即 p=G/[π (R2-r2)] = 常数, 轴端和轴承, ,则 2 Mf = fG(R3-r3)/(R2-r2) 3 2)跑合轴端 轴端经过一定时间的工作后,称为跑合轴端。 此时轴端和轴承接触面各处的压强已不能再假定为处处相等。而 较符合实际的假设是轴端与轴承接触面间处处等磨损,即近似符 合 pρ=常数的规律。则 Mf = 2πf∫r (R pρ) ρdρ
其功为正功, 称为驱动功或输入功。 (2)阻抗力 阻止机械运动的力。 其特征: 与其作用点的速度方向相反或成钝角; 其功为负功,称为阻抗功。 1)有效阻力 (工作阻力) 其功称为有效功或输出功; 2)有害阻力 (非生产阻力) 其功称为损失功。
§4-3 运动副中摩擦力的确定
1.移动副中摩擦力的确定 (1)摩擦力的确定 移动副中滑块在力F 的作用下右移时, 所受的摩擦力为 Ff21 = f FN21 FN21 1
FR21
φ
FN21
Ff21
1 2
v12 F
运动副中摩擦力的确定(5/8)
二、转动副总反力的确定 1)根据力的平衡条件,确定不计摩擦时总反力的方向; 2)计摩擦时的总反力应与摩擦圆相切; ρ = fv r 3)总反力FR21 对轴心之矩的方向必与轴颈1相对轴承2的相对 角速度的方向相反。 G
机械原理第八版孙恒第三章平面机构运动分析
方向:将vD5D4沿ω4转过90°的方向。
长江大学工程技术学院机械系 用矢量方程图解法作机构的速度 及加速度分析
2. 作机构的速度及加速度分析
例1 柱塞唧筒六杆机构 例2 平面凸轮高副机构
长江大学工程技术学院机械系
11 醉翁亭记
1.反复朗读并背诵课文,培养文言语感。
2.结合注释疏通文义,了解文本内容,掌握文本写作思路。
长江大学工程技术学院机械系
用速度瞬心法作机构的速度分析
以纯滚动高副相联,瞬心就在其接触点处;
以滚动兼滑动的高副相联,瞬心就在过其接触点处两高副元 素的公法线上。
2)借助三心定理确定
三心定理:彼此作平面运动的三个构件的三个瞬心必位于 同一直线上。
长江大学工程技术学院机械系
用速度瞬心法作机构的速度分析
长江大学工程技术学院机械系
平面机构的运动分析
第三章 平面机构的运动分析
§3-1 机构运动分析的任务、目的和方法 §3-2 用速度瞬心法作机构的速度分析
§3-3 用矢量方程图解法作机构的速度及 加速度分析
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机构运动分析的任务、目的和方法
§3-1 机构运动分析的修上书替他们分辩,被贬到滁州做了两年知州。到任以后,他内心抑郁,但还能发挥“宽简而不扰”的作风,取得了某些政绩。《醉翁亭记》就是在这个时期写就的。目标导学二:朗读文章,通文顺字1.初读文章,结合工具书梳理文章字词。2.朗读文章,划分文章节奏,标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例
是在此期间,欧阳修在滁州留下了不逊于《岳阳楼记》的千古名篇——《醉翁亭记》。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧!【教学提示】结合前文教学,有利于学生把握本文写作背景,进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一:认识作者,了解作品背景作者简介:欧阳修(1007—1072),字永叔,自号醉翁,晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江
机械原理课件第八版ppt课件
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
机械原理第八版第二章
§2-3 机构运动简图
在对现有机械进行分析或设计新机器时,都需要绘出其机构 运动简图 一、机构运动简图
1.影响构件运动的因素
机构中各构件的运动是由原动件的运动规律、各运动副的类
型和机构的运动尺寸(确定各运动副相对位置的尺寸)决定的。
与构件的实际形状(高副机构运动副元素除外)、断面尺寸、 组成构件的零件数目及固连方式无关
表示方法将各部分画出,即可得机构运动简图
§2-3 机构运动简图
4.标示 应注明比例尺及单位:μl=实际尺寸/图示尺寸 mm/mm 机架画出阴影线 原动件要画出表示运动方向的箭头 构件用阿拉伯数字编号 运动副位置处用大写字母标示
§2-3 机构运动简图
【例2-1】 活塞泵机构运动简图绘制 【例2-2】 内燃机机构运动简图绘制
2.铰链五杆机构 ⑴ 给定1个独立运动 ⑵ 给定2个独立运动
§2-4 机构具有确定运动的条件
二、机构具有确定运动的条件 1.机构的自由度 机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目称为
机构的自由度,其数目常用F表示
2.机构具有确定运动的条件
机构的原动件数目应等于机构的自由度数目F
如果原动件数<F,则机构的运动将不确定 如果原动件数>F,则会导致机构最薄弱环节的损坏
局部自由 度 局部自由度
复合铰链 虚约束
§2-7 平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
一、平面机构的组成原理
1.基本杆组 不能再拆的最简单的自由度为零的构件组称为基本杆组,简 称杆组 2.机构的组成原理 任何机构都可看作是由若干个基本杆组依次连接于原动件、 机架或基本杆组上而构成的,这就是机构的组成原理
②除去相同约束的运动副、虚约束和局部自由度