《机械原理》-第八章-哈工大精品课程
哈工大机械设计制造及其自动化专业课程介绍
机械设计制造及其自动化专业课程介绍默认分类 2010-04-24 11:35:19 阅读61 评论0 字号：大中小订阅作者：船舶学院时间：2009-6-16 14:40:51“机电系统计算机控制”教学大纲(PUTER CONTROL OF ELECTRICAL MACHINE SYSTEMS)大纲编制：李哲教研室主任：李哲课程编码：课程名称：机电系统计算机控制教学性质：选修课适用专业：机械及近机类专业学时：30（26/4）学分：1.5一、课程的性质、目的与任务本课程是适应机电一体化的发展趋势而设立的，是机械设计制造及自动化专业的一门主干课程，主要讲述直流电机、交流电机控制系统，液压伺服控制系统和气压传动控制系统，通过这门课让学生掌握机电液气系统的设计和应用。
二、课程的基本要求本课程主要讲授内容有直流、交流电机的组成、原理、动态特性及其应用，液压伺服系统设计与气压传动系统设计；要求学生掌握机电液气系统的组成、分类，分析和设计；了解各自的特点和应用场合；具备分析机电液气系统和设计简单的机电液气系统的能力，为进一步学习深造和适应未来的工作奠定基础。
三、本课程与相关课程的联系与分工相关课程有：电工学、模拟电路、自动控制原理、液压传动；电工学、模拟电路、自动控制原理等课程作为本课程的基础课。
液压传动课程侧重于讲述液压传动系统，本课程侧重于液压控制系统。
四、教学大纲内容使用教材与参考教材1、使用教材：（骆涵秀主编机电控制 XX大学 2000年1月）2、参考教材：（李洪人液压控制系统国防工业）（邓星钟机电传动控制机械工业）（朱善君可编程控制器系统原理应用维护清华大学）五、教学大纲内容及学时分配第一章概述（2）本章主要内容有：分别用实例引出机电、液压、气动控制系统的整体组成，功能和特点；要求学生掌握机电液气系统的组成；了解机电液气系统的发展方向和选用原则。
第二章直流电机（4）本章主要内容有：直流电机的原理，动态特性分析和系统应用；要求学生掌握直流电机的机械特性和系统应用；了解直流电机的原理、组成。
哈工大理论力学教案 第八章
解:1,动点:M点 动点: 点
动系: 动系:框架 BACD
2,绝对运动:未知 绝对运动: 相对运动:圆周运动(圆心 点 相对运动:圆周运动(圆心O点) 牵连运动:定轴转动( 轴 牵连运动:定轴转动(AB轴) 3,
va = ve
大小 ? 方向 ?
2 e 2 r
+
vr R ω1
√
2 2
Rω 2
√
va = v + v = R ω1 +ω2
刨床的急回机构如图所示.曲柄OA的 例8-3 刨床的急回机构如图所示.曲柄 的 一端A与滑块用铰链连接 当曲柄OA以匀角速度 与滑块用铰链连接. 以匀角速度ω 一端 与滑块用铰链连接.当曲柄 以匀角速度 绕固定轴O转动时 滑块在摇杆O 上滑动 转动时, 上滑动, 绕固定轴 转动时,滑块在摇杆 1B上滑动,并带 动杆O 绕定轴 摆动.设曲柄长为OA=r,两轴间 绕定轴O 动杆 1B绕定轴 1摆动.设曲柄长为 距离OO 距离 1=l. 求:曲柄在水平 位置时摇杆的角 速度 ω . 1
ve ω2 β = arctan( ) = arctan( ) vr ω1
§8-3点的加速度合成定理
先分析 k '对时间的导数:
drA vA = = ωe × rA dt rA = rO′ + k '
drO′ dk ' + = ωe ×(rO′ + k ') dt dt drO′ = ωe × rO′ 因为 vO′ = dt dk ' j 得 同理可得 i ' , ', 即 = ωe ×k ', dt
(
)
(
)
= 2ωe ×vr
得 令 有
哈工大机械原理课程设计
Harbin Institute of Technology机械原理课程设计说明书课程名称：机械原理设计题目：产品包装生产线（方案1）院系：机电学院班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：一、绪论机械原理课程设计是在我们学习了机械原理之后的实践项目，通过老师和书本的传授，我们了解了机构的结构，掌握了机构的简化方式与运动规律，理论知识需要与实践相结合，这便是课程设计的重要性。
我们每个人都需要独立完成一个简单机构的设计，计算各机构的尺寸，同时还需要编写符合规范的设计说明书，正确绘制相关图纸。
通过这个项目，我们应学会如何收集与分析资料，如何正确阅读与书写说明书，如何利用现代化的设备辅助工作。
这种真正动手动脑的设计有效的增强我们对该课程的理解与领会，同时培养了我们的创新能力，为以后机械设计课程打下了坚实的基础。
二、设计题目产品包装生产线使用功能描述图中所示，输送线1上为小包装产品，其尺寸为长⨯宽⨯高=⨯⨯0，小包装产品送至A处达到2包时，被送到下一个工位进行包装。
原动机转速为1430rpm，每分钟向下一工位可以分别输送14，22，30件小包装产品。
产品包装生产线（方案一）功能简图三、设计机械系统运动循环图由设计题目可以看出，推动产品在输送线1上运动的是执行构件1，在A处把产品推到下一工位的是执行构件2，这两个执行构件的运动协调关系如图所示。
ϕ1ϕ1执行构件一执行构件二ϕ01ϕ02运动循环图图中ϕ1 是执行构件1的工作周期，ϕ01 是执行构件2的工作周期，ϕ02是执行构件2的动作周期。
因此，执行构件1是做连续往复运动，执行构件2是间歇运动，执行构件2的工作周期ϕ01 是执行构件1的工作周期T1的2倍。
执行构件2的动作周期ϕ02则只有执行构件1的工作周期T1的二分之一左右。
四、 设计机械系统运动功能系统图根据分析，驱动执行构件1工作的执行机构应该具有的运动功能如图所示。
运动功能单元把一个连续的单向传动转换为连续的往复运动，主动件每转动一周，从动件（执行构件1）往复运动一次，主动件转速分别为14,22,30rpm14,22,30rpm执行机构1的运动功能由于电动机的转速为1430rpm ，为了在执行机构1的主动件上分别得到14、22、30rpm 的转速，则由电动机到执行机构1之间的总传动比i z 有3种，分别为i z1=141430= i z2=221430=i z3=301430=总传动比由定传动比i c 和变传动比i v 两部分构成，即i z1=i c i v1 i z2=i c i v2 i z3=i c i v33种总传动比中i z1最大，i z3最小。
哈工大机械原理课程设计示范(棒料布料装置)
机械原理课程设计
一、题目的重述
设计题目：棒料输送线布料装置（方案 7） 使用功能描述：棒料输送布料装置（方案 7）功能描述如图 1 所示棒料输送 线。料斗中分别装有直径 35mm ，长度150mm 的钢料、铜料和铝料。在输送线上 按照图 2 所示的规律布置棒料。原动机的转速为 1430rpm，每分钟布置棒料 40、 60、80 块，分 3 档可以调节。
图 9. 此布料机的原动机运动拟定方案
（2）一级减速及过载保护 一级减速及过载保护机构采用传动比为 2.5 的皮带轮与皮带，示意图如下：
图 10. 此布料机的一级减速机构及过载保护装置运动拟定方案
（3）二级减速及调速机构 二级减速及调速机构采用由三对滑移齿轮构成的滑移齿轮组，示意图如下：
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机械原理课程设计说明书（论文）
图 11. 此布料机的二级减速机构及转速调控装置运动拟定方案
（4）三级减速及运动分支点 三级减速及运动分支点采用一个定轴轮系加以实现，其示意图如下：
图 12. 此布料机的三级减速机构及运动分流装置运动拟定方案
（5）执行机构 I 规定运动的实现 4 中的运动分支点通过一个圆锥齿轮及其连轴曲柄-槽轮机构输出动力，再通 过与槽轮机构连轴的皮带轮进行传动，完成执行机构 I 规定的单向间歇直动工艺
图 1. 棒料输送布料装置功能描述示意图
图 2. 棒料输送布料装置布料布局示意图
二、工艺动作分析
1.工艺动作的运动循环设计 在该棒料输送线布料装置（下简称“布料机”）的一个工作周期内，皮带轮需
要向前移动四个工位（一个工位长度为 200mm），并且铜料口和铝料口需要各 自释放一次棒料；而铝料口需要释放两次棒料。在皮带轮运动时各个料口必须保 持紧闭；在各个料口放料的时候，皮带轮必须要保持静止。
哈工大机械原理课程设计-牛头刨床(方案三)
Harbin Institute of Technology课程设计说明书（论文）课程名称：机械原理课程设计设计题目：牛头刨床（方案3 ）院系：机电工程学院班级：1208103班设计者：学号：指导教师：***设计时间：2014年6月23日-6月29日目录一、题目要求 (3)二、机械系统工艺动作分析 (3)三、机械系统运动功能分析 (5)四、系统运动方案拟定 (11)五、系统运动方案设计 (14)1、牛头刨床刨刀运动执行机构运动尺寸的确定 (14)2、牛头刨床主传动机构运动尺寸的确定........ . (16)3、牛头刨床辅传机构运动尺寸的确定 (22)六、系统运动简图 (24)七、系统实际运动循环图 (24)牛头刨床（方案三）一、题目要求刨刀水平作往复直线运动，切削安装在工作台上的工件。
刨刀每次切削一次，工作台沿着刨刀运动的水平垂直方向进给0.3、0.4、0.5mm/次，分3档可以调节。
刨刀每次切削一次，工作台沿着刨刀运动的上下垂直方向进给0.2、0.3、0.4mm/次，分3档可以调节。
工作台的水平与垂直进给不能同时进行。
刨刀最大行程520mm，每分钟刨刀切削102,126,158次，分3档可以调节。
电机功率约4KW，额定转速1420转/分。
二、工艺动作分析由设计题中牛头刨床的功能可得，牛头刨床加工平面时由两个工艺动作协调完成。
即刨刀每刨削一次，工作台沿着刨刀运动水平垂直方向（上下垂直方向）进给一定的距离。
为了避免两个动作发生干涉，工作台沿着刨刀运动的水平垂直方向（上下垂直方向）移动，必须在刨刀切削运动完成后在退刀运动时进行。
为了避免工作台的进给与退刀时刀具产生干涉，刀具装有自动弹起装置。
据此，可以画出牛头刨床的运动循环图。
图1、牛头刨床运动循环图三、运动功能分析及运动功能系统图○1电动机及其运动形式分析一般情况下，牛头刨床是在工厂车间使用。
在工厂车间里的设备大多是电动机，具有连续回转的运动特点。
哈工大机械原理课件
I
5
IV
2
II
4
V
1
III
3
移 动 副
V
1
IV
2
螺 旋 副
V
1
２、根据组成运动副的两个运动副元素的接触情况分类 运动副元素以点或线接触的运动副称为高副 。
球面高副
柱面高副
运动副元素以面接触的运动副称为低副 。
球面低副
移动副
转动副
３、根据组成运动副的两个构件的相对运动形式分类
空间运动副
球销副
螺旋副
只是为了表明机构的运动状态或各构件的 相互关系，也可以不按比例来绘制运动简图， 通常把这样的简图称为机构示意图。
常用机构构件、运动副代表符号
绘制机构运动简图的步骤
1. 在绘制机构运动简图时，首先确定机构的原动件 和执行件，两者之间为传动部份，由此确定出组成机 构的所有构件，然后确定构件间运动副的类型。 2. 为将机构运动简图表示清楚，恰当地选择投影面。一 般选择与多数构件的运动平面相平行的面为投影面，必要 时也可以就机械的不同部分选择两个或两个以上的投影面 ，然后展开到同一平面上。总之，绘制机构运动简图要以 正确、简单、清晰为原则。 3. 选择适当的比例尺，根据机构的运动尺寸定出各运动 副之间的相对位置，然后用规定的符号画出各类运动副，并 将同一构件上的运动副符号用简单线条连接起来，这样便可 绘制出机构的运动简图。
30米/分
500
二、创新
◆自然科学领域的最高成就是发现
◆应用技术领域的最高成就是发明
发明：
◆基础理论知识
◆应用技术知识 ◆实践经验
◆强烈的创新意识 ◆勤奋的工作
两用折叠椅
外环
双曲面滚柱加载器
哈工大机械原理课程设计
、工艺动作分析由设计题目可见，在位置 A 冲压工件的是执行构件 1，带动钢带进给的工作台是执行 构件2,这两个执行构件的运动协调关系如下图所示。
分度冲压机运动循环图T i 是是执行构件1的工作周期，T 2是执行构件2的工作周期，执行构件 1是间歇往复 移动，执行构件 2是间歇转动。
执行构件 2的周期是执行构件1的四分之一，执行构件 2 大多数时间是在停歇状态。
二、运动功能分析驱动执行构件1工作的执行机构应该具有的运动功能如图1所示。
运动功能单元把一个连续的单向传动转换为间歇的往复运动，主动件每转动一周，从动件（执行构件 往复运动一次，主动件转速分别为15、25、40转/分。
图1执行机构1的运动功能由于电动机的转速为1430转/分，为了在执行机构1的主动件上分别的到15、 25、40 rpm 的转速，则由电动机到执行机构1之间的总传动比i z 有3种，分别 为n1430i z195.33⑴15n1430z257.25n1430z 335.n a40执行构件 运动情况执行构件1 下降上升停止 执行构件2停止进给T21）间歇总传动比由定传动比i c 和变传动比i v 两部分构成，即:i z1 i c i v1 i z2 i c i v2I z3 i c i v33种总传动比中I zi 最大，I z3最小。
由于定传动比I c 是常数，因此，3种变传动比 中I vi 最大，心最小。
采用滑移齿轮变速，其最大传动比最好不大于 4，设定传动 比 I v1=4o图2有级变速运动功能单元为了保证系统过载时不至于损坏，在电动机和传动系统之间加一个过载保护 环节。
过载保护运动功能单元可采用带传动实现， 这样，该运动功能单元不仅具 有过载保护功能还具有减速功能，如图 3所示。
图3过载保护运动功能单元整个传动系统仅靠过载保护运动功能单元不能实现其全部定传动比，因此, 在传动系统中还要另加减速运动功能单元，其减速比为定传动比:I cI zI I v 1 95. 33 4 23. 8325Iv 2Iv 3I v 1I z 1 I c I z 2I c I z 3 I c于是，传动系统的有级变速功能单元如图 I95. 33 20 57. 2 23. 8325 35. 75 23. 83252所示。
西工大机械原理第八章ppt课件.ppt
1）已知两连架杆三对对应位置 2）已知两连架杆四对对应位置
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
平面四杆机构的设计(6/6)
（3）按给定的行程速比系数设计四杆机构 例1 曲柄摇杆机构 例2 曲柄滑块机构 例3 摆动导杆机构
多杆机构(3/3)
2）斯蒂芬森（Stephenson）型，有Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型三种。
c)
斯蒂芬森Ⅰ型
d) 斯蒂芬森Ⅱ型
（3）六杆机构的应用
e) 斯蒂芬森Ⅲ型
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
契贝谢夫四足机器人
平面四杆机构的设计(3/6)
3. 用作图法设计四杆机构
3.1 图解设计的基本原理
➢图解设计问题——作图求解各铰链中心的位置问题。
Fi
Ei
Ci
B
i
A
D
i =1、2、···、N
➢各铰链间的运动关系：
固定铰链 A、D ： 圆心 活动铰链 B、C ： 圆或圆弧
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
2）采用将两组以上的同样机构组合使用，且使各组机构的死 点位置相互错开排列的方法。
（2）死点的应用
例1 飞机起落架收放机构 例2 折叠式桌的折叠机构
5．连杆机构的运动连续性
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
哈尔滨工业大学机械原理课程课件第八章机械的运动方案及机构的创思设计
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二、减速器（变速） 系统
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减速器是机械传动 方案中一个重要部分 ， 它的作用是变换运动 ， 增加扭 矩， 减速器有各 种类型，参见下列图表。 Up Index
谐波减速器
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减速器类型及用途
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电机的种类很 多，有些电动机直 接电动装置，可直 接选用。电机的选 择对整个机械方案 选择是最为重要的， 对设备的性能有十 分重要影响，必须 充分重视。 矩频特性曲线 Up Index
First
2. 液压动力源
液压缸是实现直线运动的基本动力原件。 直线运动液压缸的类型有：单作用液压缸、双作用 液压缸、组合式液压缸。 摆动液压缸有：单片式、双片式等形式。 液压缸气缸缸筒内径尺寸系列
机构的选择及创新性设计
执行机构是方案设计的关键，创新是其基础。
方案的比较与决策
方案的评价是一个很困难的事情，运动精度、结 构强度、系统可靠性、稳定性等要全面考虑。
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§8-3 原动机及减速器的基本 知识及其选择
一部机器主要由四大部分组成：
原动机、传动机构、执行机构和控制系统。组成机 器的四大部分必须选择和设计得当，才能保证整部机器 的性能优良。
一、原动机的选定
1. 电动机及其类型
在电动机中有异步电动机、伺服电动机和步进电 动机三大类。
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异步电动机
转速（r/min）：3000、1500、1000、750 额定功率（kW）：0.75、1.1、1.5、2.2、3.0、4.0、 5.5、7.5、11、18.5、22、30、37、 45、55、75、90、110、132、160、 200 效率（%）：0.75~0.95 n
哈尔滨工业大学考研参考书目
864究方法政治经济学马克思主义中国化《社会统计学》《社会统计软件SPSS 15.0 forwindows简明教程》《政治经济学》卢淑华著尹海洁、刘耳著逢锦聚等北京大学岀版社；社会科学文献岀版社高等教育岀版社2003860《马克思主义中国化研究》（1）（2）庄福龄高等教育岀版社2010 年《马克思主义中国化若干问题研究》李占才、周家伦同济大学出版社2009《毛泽东思想和中国特色社会主义理马克思主义理论体系概论》论研究和建设高等教育岀版社2010 年工程重点教材865中国近代史中国近现代史纲要（2009年修订版）《中国近现代史纲要》教材编写课程组高等教育岀版社2009 年外国语学院相关学868专业综合《新编简明英国文学史》张定铨、吴刚编著上海外语教育岀版社2006年科《美国文学大纲》吴定柏编著上海外语教育岀版社2006年《英国文学选读》王守仁主编高等教育岀版社2005年《美国文学选读》陶洁主编高等教育岀版社2005年《语言学教程》（第三版）胡壮麟主编北京大学岀版社2009年《新编英美概况》（最新修订版）来安方编著河南人民出版社2008年《跨文化交际学》贾玉新著上海外语教育岀版社2006年869翻译《中国翻译简史》马祖毅中国对外翻译岀版公司《西洋翻译简史》谭载喜商务印书馆《英汉对比研究》连淑能高等教育岀版社《中国译学理论史稿》（修订本）陈福康上海外语教育岀版社《实用翻译教程（英汉互译）》（增订冯庆华上海外语教育岀版社本）214法语（二《法语》（1-3册）马晓宏北京外国语学院外）《大学法语简明教程》薛建成外语教学与研究岀版社221俄语（二外）《新大学俄语简明教程》（二外、零起点、成人）蒋财珍主编高等教育岀版社222日语（二《新大学日语标准教程》（基础篇1-2陈俊森总主编高等教育岀版社外）册）（提高篇1-2册）大学日语第二外语课程教学要求课程教学要求高等教育岀版社研订组223德语（二外）《新求精德语强化教程》（初级 1 ,II ）第三版教育部直属同济大学留德预同济大学出版社2007 年《新求精德语强化教程》（初级测试题）备部编同济大学出版社2002 年《新求精德语强化教程》（词汇练习册：初级1, II ）（修订版）同济大学出版社2008 年246英语（二外）《剑桥国际英语教程》（第三版）入门级，1级，2级，3级［美］理查兹外语教学与研究岀版社；622基础俄语《大学俄语（东方）》（1-8册）北外俄语系外语教学与研究岀版社878 879882883 885流体力学土木工程热力学环境生物化学环境化学细胞生物学《工程流体力学泵与风机》（第一版）可参阅其它各工科院校工程流体力学教材《工程热力学》（第五版）可参阅其他各工科院校工程热力学教材及各种版本的工程热力学习题集《生物化学》第三版（上、下）《环境化学》（第二版）《细胞生物学》伍悦滨、朱蒙生主编化工出版社2006廉乐明王镜岩徐长法戴树桂翟中和谭羽非朱圣庚主编建筑工业岀版社高等教育岀版社高等教育岀版社高等教育岀版社2007 年200220072000交通科学892道路建筑《道路建筑材料》严家汲人民交通岀版社与工程学材料《土木工程材料学》葛勇中国建材工业出版社2007院相关学科863结构设计原理《钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理》张树仁人民交通岀版社，2004 894交通工程《交通工程总论》徐吉谦人民交通岀版社学《交通工程学》李江人民交通岀版社2002.7《汽车理论》余志生清华大学岀版社《信号与系统》郑君里高等教育岀版社872结构力学见土木工程学院科目媒体技术与艺术系630艺术理论基础电影的形式与文化［美］罗伯特?考克尔北京大学岀版社12004版次相关学科电影艺术导论黄会林等中国计划岀版社12003版次跨越时空的影像交流一数字电影的媒介形态梁国伟商务印书馆2007版次1个性与共性：中美电影文化比较研究张爱华中国电影岀版社12008版次理解电视［英］大卫?麦克奎尔华夏出版社2003版次1数字电视的媒介形态梁国伟、候薇中国电影岀版社12008版次电视美学大纲胡智锋北京广播学院岀版社版次12003艺术学概论（第三版）彭吉象北京大学岀版社32006版次网络媒体与艺术发展黄鸣奋厦门大学岀版社次12004版美学原理新编杨辛、甘霖北京大学岀版社版次12004853传播理论与传播技传播学总论胡正荣、张磊段鹏、清华大学岀版社2008术传播学教程郭庆光中国人民大学岀版社2004。
哈工大机械原理课件
contents
目录
• 绪论 • 机构的结构分析 • 平面连杆机构 • 凸轮机构 • 齿轮机构 • 轮系 • 机械的平衡与调速
01
绪论
机械原理的研究对象
01 研究各种机械系统的运动规律和力的传递 关系。
02
研究各种机械系统中的机构、机器和机器 装置的设计、分析和综合方法。
03
常用的从动件运动规律有等速 运动规律、等加速等减速运动 规律、余弦加速度运动规律和 正弦加速度运动规律等。这些 运动规律各有特点，适用于不 同的工作场合和需求。
在设计从动件的运动规律时， 应考虑机构的传动性能、从动 件的受力情况、机构的动态响 应等因素，以确保机构在工作 过程中具有良好的稳定性和可 靠性。
平面机构的自由度计算
自由度是描述机构运动灵活性的参数，计算自由度可以判断机构是否具有确定的 运动状态。
平面机构的自由度计算公式为：F=3n-(2PL+Ph)，其中n为活动构件数，PL为低 副数，Ph为高副数。
03
平面连杆机构
平面连杆机构的特点和基本类型
01
02
03
总结词
了解平面连杆机构的特点 和基本类型是掌握其工作 原理和应用的基础。
节气门调速
通过调节节气门的开度来控制进入发动机的空气 量，从而改变发动机的转速和功率。
离合器调速
通过控制离合器的接合与分离，实现发动机与传 动系统的结合与脱开，达到调速的目的。
变速器调速
通过改变变速器的传动比来改变输出轴的转速和 功率，实现调速。
机械的效率与节能
提高机械效率
通过优化设计、改善制造 工艺和加强维护保养，提 高机械系统的效率，减少 能量损失。
02
大学哈工大第八版理论力学课件
C
B
O1
O2
3 AB杆上任一点的速度加速度之间的关系？
4 若杆O1A 加速转动 则C点的加速度？
观察平行四连杆机构中长杆的运动 观察平行四连杆机构中板的运动
铅直平面内的运动机构O1A=O2B =r=20cm , AB=O1O2=40cm
M
AB杆上M点的速度 加速度
A
B
M
M
A
O1
O2
矩形板的运动形式？ A
4.4.滚动摩阻的概念
❖ 要求：了解滚动时存在的阻力的形式?特点?
❖
4.4滚动摩阻的概念
一 滚阻力偶与滚阻力偶矩
P
c
rQ A
Fx = 0 Fy = 0
Q - F S= 0 FN- P = 0
发现了什么问题?
P
c
r A MQf
FS
FN
4.4.滚动摩阻的概念
一 滚阻力偶与滚阻力偶矩
❖2 产生滚阻的原因 3 滚阻力偶矩
vB 速度的方向垂直于该点到
O
轴心的连线，指向图形
B 转动的一方。
§7–3转动刚体内各点的速度与加速度
一 转动刚体内各点的速度与加速度的计算 速度计算的逆运算
vdsRdR
dt dt
vB OB
vB
OB
O
vB
B
§6–3转动刚体内各点的速度与加速度
一 2
转动刚体内各点的速度与加速度的计算
加速度计算
运动方程
二 点的速度
1 自然轴系
§ 5-3 自然法
曲率 曲率半径
2 速度 v ds
dt
3 正、负的含义 联想到了什么？
o
表示速度在切线方向 上的投影
哈工大机械原理课程设计说明书牛头刨床方案一(完美版)
Harbin Institute of Technology机械原理课程设计说明书课程名称：机械原理设计题目：牛头刨床（方案1）院系：机电工程学院班级：1108301设计者：XXX学号：11108301XX指导教师：古乐设计时间：2013年7月哈尔滨工业大学一、功能描述刨刀水平作往复直线运动，切削安装在工作台上的工件。
刨刀每次切削一次，工作台沿着刨刀运动的水平垂直方向进给0.12、0.24、0.36mm/次，分3档可以调节。
刨刀每次切削一次，工作台沿着刨刀运动的上下垂直方向进给0.08、0.16、0.24mm/次，分3档可以调节。
工作台的水平与垂直进给不能同时进行。
刨刀最大行程520mm，每分钟刨刀切削15,24,37次，分3档可以调节。
电机功率约4KW，额定转速1420转/分。
图1-1 牛头刨床的使用功能描述简图二、工艺动作分析由使用功能描述可知，牛头刨床在加工平面时有两个工艺动作协调完成，即刨刀每切削一次，工作台沿着刨刀运动的水平垂直方向移动5mm以及工作台沿着刨刀运动的水平垂直方向的移动。
根据牛头刨床的工艺动作分析，选定执行构件刨刀头作为参考构件，据此，可以画出牛头刨床的运动循环图。
图2-1机械系统运动循环图三、运动功能分析根据分析的牛头刨床由原动机到执行机构的运动传递与转换的逻辑关系，可以绘制出牛头刨床的运动功能系统图。
图3-1 机械系统运动功能系统图四、机械系统运动方案拟定4.1 根据运动功能单元确定替代结构（1）一般情况下，在工厂的厂房内使用的普通机床都采用三相交流电动机作为原动机。
因此，牛头刨床也用三相交流电动机作为原动机，其额定转速为1420rpm。
图4-1 三相交流电动机及其运动功能单元表达符号（2）带传动机构具有传动可靠、结构简单、安装方便、制造成本低等优点。
在对尺寸要求不严格、传运精度要求不高的牛头刨床中，可以选用带传动机构满足过载保护的功能。
图4-2 带传动机构及其运动功能单元表达符号（3）圆柱齿轮传动机构具有传动可靠、结构简单、强度高、结构尺寸小等优点。
机械原理使用说明
通讯地址：哈尔滨工业大学424信箱 邮编：150001 联系人：于红英 Email:mcadyhy@机械原理多媒体课件使用说明一、 课件的组成机械原理多媒体课件是由哈尔滨工业大学机械设计教研室王知行、于红英研制的软件教材。
该软件教材与由高等教育出版社出版的、王知行及邓宗全教授主编的“十五”国家级规划教材《机械原理》（第二版）相配套。
软件教材除保留了文字教材中必要的文字、公式和图表外，将多种媒体有机地结合在一起，利用声音、动画、视频等多种表现手法，把各种机构逼真地展现出来，有助于增强学习者对各种机构的感性认识，并提高他们的形象思维能力，有助于教师讲清重点、难点，提高教学效率和教学效果。
二、课件的运行环境1．软件环境● 操作系统：Windows2000/ XP● 操作平台：IE5.0/6.02．硬件环境● 主机：PC-586以上● 内存：256M 以上● 硬盘：4G 以上的硬盘空间● 显卡：32M 以上显示内存，最佳分辨率1024×768，显示属性中设定为正常字体三、课件的安装为保证课件的正常运行，本课件在使用前必须进行Java 虚拟机的安装和课件安装程序的安装。
通讯地址：哈尔滨工业大学424信箱 邮编：150001 联系人：于红英 Email:mcadyhy@Java 虚拟机为IE 提供Java 支持，请用户自己下载Micorsoft VM 5.0以上版本msjavx86.exe （在IE 中键入“Microsoft java virual machine ”搜索，找到合适的版本即可）。
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安装过程如下：运行下载的“msjavx86.exe ”文件，出现如下对话框：点按钮后出现如下对话框： 点按钮后开始进行Java 虚拟机的安装，安装完成后出现如下提示对话框： 点按钮完成Java 虚拟机的安装。
2．课件安装程序的安装本课件即可在光盘上运行，也可在硬盘上运行。
哈工大 威海 机械原理知识点
哈工大（威海）《机械原理》知识点整理整理人：131310405郭勇辰第一章1.机械是机器与机构的总称。
2.机器是一种人为实物组合的具有确定机械运动的装置，用来完成有用功、转换能量或处理信息，以代替或减轻人类的劳动。
3.现代化机器具有四个组成部分：原动机、传动机、执行机构和控制系统。
4.一部机器通常包含一个或若干个机构。
机构是一个具有相对机械运动的构件系统，或称它是用来传递与变换运动和动力的可动装置。
第二章1.构件与零件的区别在于：构件是运动的单元，而零件是制造的单元。
一个构件既可以是一个零件，也可以是由若干零件装配而成的刚性体。
2.运动副：两构件间的直接接触又能产生一定相对运动的活动连接成为运动副。
3.一个运动副引入的约束数目最多只能是5个，最少是1个。
4.运动链：若干构件通过运动副连接而成的构件系统称为运动链。
运动链中各构件首位封闭，则称为闭式链，否则为开式链。
5.机构：如果将运动链中的一个构件固定作为参考坐标系，则这种运动链称为机构。
6.运动副的分类：把引入1个约束的运动副称为Ⅰ级副，以此类推；以面接触的运动副称为低副，以点或线接触的运动副称为高副；如果两运动副元素间只能相互做平面平行运动，则称之为平面运动副，否则为空间运动副；7.不按比例绘制的运动简图成为机构示意图。
8.机构运动简图的单位为m/mm（图纸上1mm所代表的真实长度）。
9.自由度：确定一个构件或机构的运动（或位置）所需的独立参数的数目。
10.机构具有确定运动的条件是：机构的自由度大于零，且机构的原动件数目等于机构的自由度数。
11.计算自由度时注意三种情况：复合铰链、局部自由度、虚约束。
12.复合铰链：由两个以上构件在同一处构成的重合转动副。
13.局部自由度：不影响整个机构运动的自由度。
14. 虚约束：起重复限制作用的约束。
（虚约束的几种情况在P17）15. 三维空间中，一个活动构件具有6个自由度。
16. 任何机构都包含机架、原动件和从动件系统三个部分。
《机械原理》-第四章-哈工大精品课程[52P][1.02MB]
![《机械原理》-第四章-哈工大精品课程[52P][1.02MB]](https://img.taocdn.com/s3/m/2789ed0a0740be1e650e9a94.png)
移动凸轮
凸 轮 机 构 分 类
2、按从动件运动副 元素形状分类
3、按凸轮高副的锁 合方式分类
力锁合
形锁合
1、按两活动构件之间的相对运动特性分类
（1）平面凸轮机构
1）盘形凸轮
2）移动凸轮
υ2 OP12 ds/d ω1
F12
2
OP12 e ds/d e tan α s0 s s0 s
P12
α α
v2 v2
P12
1
式中：s0
2 r0
e
2
r0
F21 O
e
s
ω1 OP 12
ω1 OP12
压力角计算的统一表达式：
v2 ω1
OP12 e ds/d e tan α s0 s s0 s
定，凸轮机构的许用压力角 [ ] 也已经确定，如何
确定凸轮的基圆半径 最大压力角 max 小于或等于许用压力角 [ ] 。 在设计凸轮时，当从动件的运动规律 s( ) 已经确
r0 和偏距 e ，使凸轮机构的
这个表达式能否解决这样的命题？
OP12 e ds/d e tan α 2 2 s0 s r0 -e s
h
Φ0
Φs
Φ0
Φs
正弦加速度（摆线）运动规律
h
Φ0 Φs Φ0 Φs
3-4-5多项式运动规律
h
Φ0 Φs Φ0 Φs
三、从动件运动规律的选择
在选择从动件的运动规律时，除要考虑刚性冲击与柔性 冲击外，还应该考虑各种运动规律的速度幅值 vmax 、加速 度幅值 amax 及其影响加以分析和比较。
哈工大机械考研必备焦映厚机械原理连杆机构分析与设计备课
二、杆组法
自学，参见教材。
三、运动副的摩擦及计及摩擦时机构的力分析
1. 移动副的摩擦与自锁
FR 21
FN 21
φ φ
FR 21
FN 21
φ φ
1 Ft 2
1
Ft
F f 21
β
2
F f 21
β
FN
F
FN
F
结论：(1) 当驱动力作用在摩擦锥之外时 ,滑块不能被推动的原因是 驱动力不够大，而不是自锁。
e
1
2
A 4
C 3
4
D
(2) 选不同构件作机架
• 变化铰链四杆机构的机架 • 变化单移动副机构的机架 • 变化双移动副机构的机架
图3-25 图3-16 图3-22
曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
B 1 A
2
3 C 1 B 4
4
2
(a) 转动导杆机构
C B 1 2 3 C A 3
3. 速度瞬心在平面机构速度分析中的应用
铰链四杆机构
曲柄滑块机构
凸轮机构
三、用解析法对平面连杆机构 作速度和加速度分析
1. 基本方法 • 建立数学模型 • 视为质点系
• 杆组法
2. 杆组法 (1) 同一构件上点的 运动分析
输入参数：
A li j j j
j j 输入参数： i i i
yB x B yB yK xK yK
xD yD xD yD
S
x y D D xC yC xC yC C C S S x y
例1 如图所示的铰链四杆机构中，已知各杆长 lAB=100mm，lBC=300mm，lCD=250mm， lAD=200mm,曲柄AB的转速0 r/min。 求在一个运动循环中构件BC和CD的角位移、角 速度和角加速度。
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§8-4 机械运动方案设计
传动机构的类型及功用
几种常用传动机构的基本特性 基本机构的组合
机构运动协调及运动循环图
运动方案设计应注意问题 运动方案设计实例
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第八章 机械的运动方案 及机构的创新设计 §8-1 概述
机械在生产和生活中是必不可少的，它可以代
充分了解并掌握各种常用机构的基本知识
如齿轮机构、凸轮机构、连杆机构等等。这些机构
在前面已有专门论述，此外还应该了解间歇运动机构， 如槽轮机构、棘轮机构、不完全齿轮机构等，它在机械
设计中也有着广泛的运用。
必须了解和掌握各种动力源的性能和使用要求
动力源一般形式有电驱动、汽动、液压驱动三种主 要形式。 First Up Index
替人们的劳动或延伸人们的劳动能力或完成一 定的运动功能。
各种机床、锻压机械、纺织机械、食品机械、
注塑机、吊车乃至机器人均可称之机器。
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超精密加工机床
加工精度一般在0.1~0.01μm
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机器人
点焊机器人
弧焊机器人
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二、减速器（变速） 系统
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减速器是机械传动 方案中一个重要部分 ， 它的作用是变换运动 ， 增加扭 矩， 减速器有各 种类型，参见下列图表。 Up Index
谐波减速器
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减速器类型及用途
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三、基本检测元件
在有闭环控制的机械设计中，要考虑直线的测量和 角度的测量的两种元器件。最常用的元器件是直线编码 器和角度编码器，每种编码器又都有增量式和非增量式
两种。角度编码器的测量精度可达到0.0001°。
角 度 编 码 器
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直线编码器
直线编码器的最高精度目前 可达到测量步距为0.001μm。 （HEIDENHAIN公司）
机器中那些用来传递运动的部分称之为
机构。
机构与机器的统称为机械。
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机器在生产中重要作用
为了组织现代化生产和产品的开发，各种生
产组织方式相继出现，一些基于网络的制造生产 方式已在世界各国出现，一些动态式联盟企业也 已经产生。网络化产品制造已经普遍采用。 例如哈工大校友张曙教授提出的独立制造岛
必须熟悉对设计方案的选择有重要影响的周围
环境的信息
如车间动力源情况，是否有防爆要求，设备周围 的振源等等。
充分重视其他学科的技术应用
机电一体化技术，新型材料，新工艺，现代控制 技术等。
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二、运动方案设计的主要步骤
工艺参数的给定及运动参数的确定
工艺参数是一部机器进行方案设计和机构设计的原 始依据。工艺路线也取决于设备，不同的工装设备会产 生不同的工艺路线，两者相辅相成。
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二、运动方案设计的主要步骤
工艺参数的给定及运动参数的确定 执行构件间运动关系的确定及运动循环图的绘制
动力源及减速器的选择
机构的选择及创新性设计 方案的比较与决策
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§8-3 原动机及减速器的基本知识及其选择
交流异步电动机的机械特性 曲线如图所示，它适应于启动时 大扭距、低转速的要求。 O
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M Index
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直流电动机
直流电动机可用作电动机或发电机，还有其 它特殊用途。它具有下列特点：
（1）优良的调速特性。调速平滑、方便、范围广，
转速比可达1：200；
后伺服电机的主流产品。
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步进电机
步进电机可以根据脉 冲的个数和频率输出转角 和转速，它主要用在精度 不高，工作阻力不大的开 环控制中。步进电机有三 相和五相输入形式，输入 频率一般小于10K，步距 角一般有0.75度，一般运 用转速较低。
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一、原动机的选定 电动机及其类型 异步电动机 直流电动机 伺服电动机 步进电动机 液压、气压传动动力源 液压缸 摆动液压缸 气动动力源 二、减速器（变速）系统 减速器传动类型简介 减速器与电机的选配 三、基本检测元件 角度编码器 直流编码器
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电机的种类很 多，有些电动机直 接电动装置，可直 接选用。电机的选 择对整个机械方案 选择是最为重要的， 对设备的性能有十 分重要影响，必须 充分重视。 矩频特性曲线 Up Index
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2. 液压动力源
液压缸是实现直线运动的基本动力原件。 直线运动液压缸的类型有：单作用液压缸、双作用 液压缸、组合式液压缸。 摆动液压缸有：单片式、双片式等形式。 液压缸气缸缸筒内径尺寸系列
机器在生产中的重要作用 机器运动方案设计
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§8-2 机械运动方案的设计的基本要求
一、运动方案设计的必备知识
充分了解并掌握各种常用机构的基本知识
必须了解和掌握各种动力源的性能和使用要求 必须熟悉对设计方案的选择有重要影响的周围环境的信息
充分重视其它学科的技术应用
气动系统已成为实用的工业设备，未来的发展前途 更是无可限量，作为动力源气缸是最常用的气动原件。 气动和液动的区别：液压系统输入功率大，在环境污染 和泄露严重，气压系统无污染，动作快，但承受的载荷 较小。 气缸种类极其繁多，不一一介绍。下图为SMC公司 的一种无杆气缸原件，这种气缸占据空间小，请分析其 结构原理。
机构的选择及创新性设计
执行机构是方案设计的关键，创新是其基础。
方案的比较与决策
方案的评价是一个很困难的事情，运动精度、结 构强度、系统可靠性、稳定性等要全面考虑。
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§8-3 原动机及减速器的基本 知识及其选择
一部机器主要由四大部分组成：
原动机、传动机构、执行机构和控制系统。组成机 器的四大部分必须选择和设计得当，才能保证整部机器 的性能优良。
一、原动机的选定
1. 电动机及其类型
在电动机中有异步电动机、伺服电动机和步进电 动机三大类。
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异步电动机
转速（r/min）：3000、1500、1000、750 额定功率（kW）：0.75、1.1、1.5、2.2、3.0、4.0、 5.5、7.5、11、18.5、22、30、37、 45、55、75、90、110、132、160、 200 效率（%）：0.75~0.95 n
概念，在全世界产生了一定影响。
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张曙教授提出一种制造组织形式— —独立制造岛
独立制造岛的构思
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独立制造岛的组成和特征
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同一种机器在不同的生产线中它所起的
作用可以是不同的。
无论何种生产方式，机器在生产过程中
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§8-4 机械运动方案设计
定传动比转动机构 原动机运 匀速转动 可变传动比 动一般有均匀 非匀速转动 速运动、直线 往复运动 行程放大机构 往复两种主要 行程放大与可调行程机 构 传 可调行程机构 形 式 。 机 构 设 原动机 动 间歇摆动 匀速转动 计一般常将原 系 间歇运动 间歇移动 直线往复 统 间歇转动 动件运动转变 换向, 单向机构 成如下的各种 差动机构 运 动 要 求 。 实现预期轨迹的运动 （见有关参考 实现函数的模拟机构 实现铡体的位置导引 书） First Up Index
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请注意，这是一种新型的机械 接触式无杆气缸。
缸径（mm）：25、32、40 流体：空气 动作型式：双动
保证耐压力： 1.2MPa{12.2kgf/cm2}
最高使用压力： 0.8MPa{8.2kgf/cm2}
最低使用压力： 0.1MPa{1.0kgf/cm2} 环境和流体温度：5~60℃ 活塞速度：100~1500mm/s
伺服电动机的反馈环节是光电码盘来实现的。主要控 制方式有位置反馈和速度反馈两种形式。
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伺 服 电 机
伺服电动机有直流伺服和交流伺服两种电动机。它的主 要特点是无刷驱动，它的驱动是由一个专门的驱动器来 完成，驱动器可以与其它控制器相联接（公控机或PLC 等）。交流伺服技术近几年得到快速发展，它将成为今
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平行关节机器人
双臂协调机器人
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高精密电子封装设备
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涡轮压缩机
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以上这些机器都是当今高科技的产物， 它涉及到材料、制造、工艺等各个领域。
8 80 250 10 (90) 320 12 100 400 16 (110) 500 20 125 630 25 (140) 32 160 40 (180) 50 200 63 (220)