西工大机械原理ppt
西北工业大学机械专业机械原理课程ppt(第六章机械的平衡)
§6-2 刚性转子的平衡计算
为了使转子得到平衡,在设计时就要根据转子的结构,通过
计算将转子设计成平衡的。
1.刚性转子的静平衡计算
(1)静不平衡转子
对于轴向尺寸较小的盘形转子(b/D <0.2),其质量可近似认为 分布在同一回转平面内。这时其偏心质量在转子运转时会产生惯
性力,因这种不平衡现象在转子静态时就可表现出来, 故这类转 子称为静不平衡转子。
到破坏。
机娥平衡的目的及内容(2/3)
机械平衡的目的就是设法将构件的不平衡惯性力加以平衡, 以消除或减少惯性力的不良影响。
机械的平衡是现代机械的一个重要问题。对于高速高精密机 械尤为重要;但某些机械却是利用构件产生的不平衡惯性力所引 起的振动来工作的。对于此类机械则是如何合理利用不平衡惯性 力的问题。
刚性转子的平衡计算(4/4)
例1 内燃机曲轴 例2 双凸轮轴 刚性转子动平衡的条件:各偏心质量(包括平衡质量)产生 的惯性力的矢量和为零,以及这些惯性力所构成的力矩矢量和也 为零,即
ΣF=0,
ΣM=0
(3)动平衡计算 动平衡计算是针对结构动不平衡转子而进行平衡的计算。即
根据其结构计算确定其上需增加或除去的平衡质量,使其在设计 时获得动平衡。
例 动平衡机的工作原理
3.现场平衡
对于一些尺寸非常大或转速很高的转子,一般无法在专用动 平衡机上进行平衡。即使可以平衡,但由于装运、蠕变和工作温 度过高或电磁场的影响等原因,仍会发生微小变形而造成不平衡。 在这种情况下,一般可进行现场平衡。
现场平衡 就是通过直接测量机器中转子支架的振动,来确 定其不平衡量的大小及方位,进而确定应增加或减去的平衡质量 的大小及方位,使转子得以平衡。
1.静平衡实验 (1)实验设备
西北工大版机械原理第3章平面机构的运动分析精品PPT课件
特点:
①该点涉及两个构件。
②绝对速度相同,相对速度为零。
③相对回转中心。 2)瞬心数目 若机构中有n个构件,则
P13
1 23
∵每两个构件就有一个瞬心
P12 P23
∴根据排列组合有
构件数 4 瞬心数 6
56
8
10 15 28
二、机构中瞬心的数目
若机构中有N个构件(包括机架),则
∵每两个构件就有一个瞬心
B A
E HE
1.位置分析 ①确定机构的位置(位形),绘制机构位置图。 ②确定构件的运动空间,判断是否发生干涉。
③确定构件(活塞)行程, 找出上下极限位置。 ④确定点的轨迹(连杆曲线),如鹤式吊。
2.速度分析 ①通过分析,了解从动件的速度变化规律是否满足 工作要求。如牛头刨 ②为加速度分析作准备。
∴根据排列组合有
K
C
2 N
N ( N 1) 2
三、机构中瞬心位置的确定
1. 通过运动副直接相联的两构件的瞬心位置确定
1)以转动副相联 的两构件的瞬心
2)以移动副相联的 两构件的瞬心
——转动副的中心。 P12
——移动副导路的 垂直方向上的
1
1
2
无穷远处。
P12 ∞ 2
3)以平面高副相联的两构件的瞬心
3.加速度分析的目的是为确定惯性力作准备。
方法: 图解法-简单、直观、精度低、求系列位置时繁琐。 解析法-正好与以上相反。
实验法-试凑法,配合连杆曲线图册,用于解决 实现预定轨迹问题。
3-2 用速度瞬心作平面机构的速度分析
一、速度瞬心(Instantaneous Center of Velocity——ICV) 速度瞬心(瞬心): 瞬时转动中心
机械原理ppt西北工业
§4-2 构件惯性力的确定
1、一般力学方法 (续)
B
1 A
2 3
C
(1)作平面运动的构件 (如连杆2)
F —— 水平力 Ff21 —— 摩擦力
§4-3 运动副中摩擦力的确定
(1)摩擦力的确定 (续)
1)平面接触 FN21
2)槽面接触
θ
θ
3)半圆柱面接触
G FN21 = GF来自21 = f FN21 =fG
FN21 2
FN21 G2
FN21= G / sinθ
Ff21 = f FN21 = f G / sinθ
普通高等教育“十五”国家级规划教材
机械原理
Theory of Machines and Mechanisms
第七版 西北工业大学机械原理及
机械零件教研室
编
主编 孙桓 陈作模 葛文杰
第4章 平面机构的力分析
学习要求 §4-1 机构力分析的任务、目的和方法 §4-2 构件惯性力的确定 §4-3 运动副中摩擦力的确定 §4-4 不考虑摩擦时机构的力分析 §4-5 考虑摩擦时机构的力分析
作业解析
学习要求
基本要求
了解机构中作用的各种力及机构力分析的目的和方法。 掌握构件惯性力的确定方法。 能对几种常见运动副中的摩擦力及总反力进行分析和计算。 能用图解法对平面Ⅱ级机构进行动态静力分析。
本章重点
运动副中摩擦力及总反力的确定。 不考虑摩擦时机构的动态静力分析。
§4-1 机构力分析的任务、目的和方法
西工大机械原理研讨课-平面六杆机构 PPT
一、基本概念及设计 斯蒂芬森型
斯蒂芬森Ⅰ型
斯蒂芬森Ⅲ型
一、基本概念及设计
通过对瓦特链和斯蒂芬链进行分析可以看出,六杆机构实际上是由一个二杆组和一个 四杆机构组合而成,两者之间的区别就在于二杆组与四杆机构的连接方式的不同。
如果二杆组连接在与四杆机构相邻的两个连杆上则形成 Watt 运动链型六杆机构,如 果二杆组连接在四杆机构相隔的两个连杆上则会形成 Stephenson 运动链型六杆机构。
三、研讨总结
2.缺点:
(1)由于在六杆机构中,机构的运动要经过中间构件进行传递,因此传动路线较长, 在传递过程中会有很大的过程中能量的损失,易产生较大的误差累积,从而会使机械 效率降低;
(2)在六杆机构运动中,连杆和滑块在运动中由于会产生的惯性力且难用一般平衡 的方法加以消除,所以连杆机构不适合用于高速运动;
西工大机械原理研讨课-平面六杆机构
一、基本概念及设计
一、基本概念及设计 基本概念
六杆机构实际上是由一个二 杆组和一个四杆机构组合而成, 由于二杆组与四杆机构的连接方 式不同而形式多样,可实现多种 不同的功能需要。
y C
2 B
6F G 2'
5
w1
3
E
1
A
θ1 4
D
x
平面六杆机构
一、基本概念及设计 基本概念
图 2-1 带有一个输出移动副的 WⅡ型六杆机构
图 2-2 带有一个输出移动副的 SⅢ型六杆机构
一、基本概念及设计 (2) 含有两个移动副的平面六杆机构,其中一个为输出移动副
如果机构中的一构件同时被三个相同的约束所作用,则其自由度等于零,并且也不可以变换为移动副,因此 WⅡ运动链型式中的构件 1 和 SⅢ运动链型式中的 构件 1 不能转换为移动副。 对于 WⅡ运动链型式,其中 3(6)作为输出移动副,6(3)作为原动件,那么只 有 4(5)能转变为移动副,与之相对应的典型机构为 WⅡ3(6)P4(5)P 和 WⅡ 3(6)P5(4)P,如图 2-3 中(a)、(b)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
☆西北工业大学国家精品课程]-机械原理PPT课件完整版
西北工业大学【国家精品教程】机械原理(课件完整版)目录• 第一章 绪论 • 第二章 机构的结构分析 • 第三章 平面机构的运动分析 • 第四章 平面机构的力分析 • 第五章 机械的效率及自锁 • 第六章 机械的平衡目录• 第七章 机械的运转及其速度 波动的调节• 第八章 平面连杆机构及其设计 • 第九章 凸轮机构及其设计 • 第十章 齿轮机构及其设计目录• 第十一章 齿轮系及其设计 • 第十二章 其他常用机构 • 第十三章 工业机器人机构及其设计第一章 绪 论§1-1 本课程研究的对象及内容 §1-2 学习本课程的目的 §1-3 如何进行本课程的学习返回§1-1 本课程研究的对象及内容1.研究对象机械 是机构和机器的总称。
机构是指一种用来传递与变换运动和力的可动装置。
机器是指一种执行机械运动装置,操 作 机可用来变换和传递能量、物料和信息。
实例:示 教内燃机板工件自动装卸装置六自由度工业机器人2.研究内容 有关机械的基本理论控制系统§1-2 学习本课程的目的课程性质、任务及作用 机械未来发展§1-3 如何进行本课程的学习掌握本课程的特点 注重理论联系实际 逐步建立工程观点 认真对待每个教学环节机器和机构的概念(1)机构机构 是指一种用来传递与变换运动和力的可动装置。
如常 见的机构有带传动机构、链传动机构、齿轮机构、凸轮机构、螺 旋机构等等。
这些机构一般被认为是由刚性件组成的。
而现代机构中除了 刚性件以外,还可能有弹性件和电、磁、液、气、声、光…等元 件。
故这类机构称为广义机构;而由刚性件组成的机构就称为狭 义机构。
(2)机器机器 是指一种执行机械运动装置,可用来变换和传递能量、 物料和信息。
例如: 电动机、内燃机用来变换能量;机器和机构的概念(2/3)机床用来变换物料的状态; 汽车、起重机用来传递物料; 计算机用来变换信息。
由于各种机器的主要组成部分都是各种机构。
西北工大版机械原理课件第7章机械的运转与调速
积分得: ω=ω0+αt
即: α=dω/dt=Me/Je = 常数
二、Je=const,Me=Me (ω) (等效转动惯量为常数,等效力矩是速度的函数,如电机驱动的鼓风机和搅拌机等。
Me (ω)=Med(ω)- Mer(ω)
变量分离: dt=Jedω/ Me (ω)
积分得:
=Jedω/dt
若 t=t0=0, ω0=0 则:
可求得ω=ω(t),由此求得:
若 t=t0, φ0=0, 则有:
三、Je=Je (φ) ,Me=Me (φ、ω) (等效转动惯量是位置函数,力矩是位置和速度的函数)
运动方程: d(Je (φ)ω21/2 )=Me (φ、ω)dφ
为非线性方程,一般不能用解析法求解,只能用数值差分法。不作介绍。
把这种具有等效质量或等效转动惯量,其上作用有等效力或等效力矩的等效构件称为原机械系统的等效动力学模型。
对于单自由度机械系统,只要确定了一个构件的运动,其他构件的运动就随之确定,因此,通过研究等效构件的运动规律,就能确定原机械系统的运动。
等效转化的原则是:
基本概念
1、等效构件:具有与原机械系统等效质量或等效转动惯量、其上作用有等效力或等效力矩,而且其运动与原机械系统相应构件的运动保持相同的构件。 2、等效条件: (1) 等效构件所具有的动能等于原机械系统的总动能; (2) 等效构件的瞬时功率等于原机械系统的总瞬时功率。 3、等效参数: (1) 等效质量me,等效转动惯量Je; (2) 等效力Fe,等效力矩Me。
对于不同的机器,因工作性质不同而取不同的值[δ]。
设计时要求:δ≤[δ]
造纸织布 1/40~1/50
纺纱机 1/60`~1/100
西工大机械原理课件CH
03
螺旋机构分类
根据螺旋机构的用途和结构形式,可 以分为普通螺旋机构和差动螺旋机构 等类型。
04
普通螺旋机构
普通螺旋机构的螺杆和螺母通常都是 单头的,用于实现精确的直线或回转 运动。
螺旋机构
螺旋机构定义
螺旋机构是一种通过螺旋副(即螺纹) 实现运动和动力传递的装置,通常由 螺杆和螺母组成。
01
差动螺旋机构
机构是由若干个构件通过一定的方式 联接而成的,构件可以是刚性的或柔 性的,联接方式可以是运动副或柔性 联接。
机构的分类
机构可以根据不同的分类标准进行分 类,如根据运动形式可以分为平面机 构和空间机构,根据机构的结构可以 分为单环机构和多环机构等。
机构的组成和分类
机构的组成
机构是由若干个构件通过一定的方式 联接而成的,构件可以是刚性的或柔 性的,联接方式可以是运动副或柔性 联接。
机械系统的动态特性分析
动态特性分析的意
义
了解机械系统的动态特性是优化 设计、控制和性能评估的基础, 有助于提高系统的稳定性和可靠 性。
动态特性分析的方
法
通过实验和仿真方法,分析机械 系统的动态特性,包括固有频率、 阻尼比、振型等参数。
动态特性分析的应
用
将动态特性分析应用于实际机械 系统,优化系统的动态性能,提 高系统的响应速度和稳定性。
空间连杆机构
空间连杆机构是由三个或更多个 刚性构件通过低副连接,构件之 间的相对运动轨迹为空间的机构。
凸轮机构
凸轮机构定义
凸轮机构是由一个凸轮和至少一个从动件组成的高副机 构,其中凸轮是一个具有曲线轮廓的主动件,而从动件 则是由凸轮轮廓控制的构件。
凸轮机构特点
凸轮机构可以实现复杂的运动规律和运动轨迹,结构简 单紧凑,工作可靠,传动效率高,因此在自动化装置和 各种机械中得到了广泛应用。
机械原理西北工业大学版 PPT
t Mf Ff21
FR21
φ
n FN21 ω12
通常是将摩擦力和法向反力合
成一总反力来研究。
1
n 其总反力方向的确定为: 1)总反力FR21的方向与
V12
2
t
法向反力偏斜一摩擦角;
2)偏斜方向应与构件1相对构件2的相对速度v12的方向相反。
§4-4 不考虑摩擦时机构的受力分析
取环形微面积 ds = 2πρdρ, 设 ds 上的压强 p为常数,则其正压 力dFN = p ds ,摩擦力dFf = f d FN = f p ds,故其摩擦力矩 dMf为
dMf =ρd Ff =ρf p ds
运动副中摩擦力的确定(7/8)
总摩擦力矩Mf为 Mf =∫rRρfpds = 2πf ∫r pρR 2dρ
FN21
θ
θ
1
2 G
FN21 2
FN21 G2
大家应该也有点累了,稍作休息
大家有疑问的,可以询问和交
10
3)半圆柱面接触:
FN21= k G,(k = 1~π/2)
运动副中摩擦力的确定(2/8)
摩擦力计算的通式:
Ff21 = f FN21 = fvG
其中, fv 称为当量摩擦系数,
其取值为:
G
平面接触: fv = f ;
➢确定机械上的平衡力或平衡力偶
(2)方法 ➢静力分析 ➢动态静力分析 ➢图解法和解析法
§4-2 构件惯性力的确定
B 1.一般力学方法
以曲柄滑块机构为例
B
1
2
3
A
1
A
S1 m1
JS1
α2
C 4
B 2
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对课程中的某些重要问题作了适当的延伸和补充。 在编写中注意了内容的启发性、科学性和趣味性。
本作业集也是《机械原理》(第六版)的配 套教材,也可与其他机械原理教材配套使用。全 书共收入123 道题,包括分析、计算、设计和改 错等题型。除绪论和机械系统传动方案的设计外, 每章都配有一定数量的题目,书末还附有平面连 杆机构的运动分析和凸轮机构的设计两项大作业。
第三章 平面机构的运动分析
第四章 平面机构的力分析
第五章 机械的效率和自锁
第六章 机械的平衡
第七章 机械的运转及其速度波动的调节
第八章 平面连杆机构及其设计
第九章 凸轮机构及其设计
第十章 齿轮机构及其设计
第十十三章 工业机器人机构及其设计
配套教材 退出系统
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5
配套文字教材内容简介
本书是在前五版的基础上,根据工科高等学校机械 类专业机械原理课程的教学要求及和多年来教学实践经 验,并考虑到我国机械工业发展的需要修订而成的。
全书共十四章,包括绪论,机构的结构分析,平面 机构的运动分析、力分析,机械的效率和自锁,机械的 平衡,机械的运转及其速度波动的调节,平面连杆机构 及其设计,凸轮机构及其设计,齿轮机构及其设计,齿 轮系及其设计,其他常用机构,工业机器人操作机构及 其设计,机械传动系统方案的设计。在各章之后还附有 一定数量的思考题和练习题。
本次修订扩大的机构的类型和面上知识的介绍,增强了与机械工程实际 的联系,而对齿轮机构、机构的运动分析及力分析等做了适当的精简。
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本书是为配合学习《机械原理》(第六版) 而编写的。
本书对各章内容的学习要求、重点难点、学 习方法及注意事项作了简要说明,并对一些较为 典型的例题和问题作了较为详细的分析要求,并
机械原理
主讲:葛文杰
精选课件
1
1.本课程教学安排
课程教学总学时数 66学时 本学期进行: 理论教学 46学时 实验教学 8学时 下学期进行: 课程设计 12学时
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2.本课程教学参考书及辅助学习系统
主教材 学习指南 作业集
解题指南
电子教案
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网络课程
3
目 录
第一章 绪论
第二章 机构的结构分析