机械原理ppt全套
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机械原理(全套15PPT课件)
按形状分为盘形、圆柱形、平板型等；按从动件类型分为尖底、滚子、平底等
从动件的常用运动规律
等速运动规律
从动件匀速运动，产生刚性冲击
等加速等减速运动规律
从动件分段匀变速运动，产生柔性冲击
简谐运动规律（余弦加速度运动规律）
从动件按余弦规律加速运动，无冲击
正弦加速度运动规律
从动件按正弦规律加速运动，无冲击
平面四杆机构的设计
按照给定的连杆位置设计四杆机构
按照给定的运动轨迹设计四杆机构
作图法、解析法
作图法、解析法
按照给定的急回特性设计四杆机构
按照给定的传动角设计四杆机构
作图法、解析法
作图法、解析法
05 凸轮机构及其设 计
凸轮机构的应用和分类
凸轮机构的应用
自动机械、操纵控制、传动装置等
凸轮机构的分类
重要性
机械原理是机械工程学科的基础 ，对于理解和分析机械系统的运 动、力和能量传递过程具有重要 意义。
机械原理的研究对象和内容
研究对象
机械系统，包括机构、传动、控制等 方面。
研究内容
机构的结构分析、运动分析、力分析 、动力学分析、优化设计等。
机械原理的发展历程和趋势
发展历程
从简单机械到复杂机械系统，从经验设计到基于科学计算的设计。
机械原理(全套15PPT课件)
contents
目录
• 机械原理概述 • 机构的结构分析 • 平面机构的运动分析 • 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
01 机械原理概述
机械原理的定义与重要性
定义
机械原理是研究机械系统中力的 传递、转换和效应的基本规律和 原理的学科。
具有急回特性、死点位置、压力角和 传动角等特性，这些特性对机构的运 动性能和动力性能有重要影响。
从动件的常用运动规律
等速运动规律
从动件匀速运动，产生刚性冲击
等加速等减速运动规律
从动件分段匀变速运动，产生柔性冲击
简谐运动规律（余弦加速度运动规律）
从动件按余弦规律加速运动，无冲击
正弦加速度运动规律
从动件按正弦规律加速运动，无冲击
平面四杆机构的设计
按照给定的连杆位置设计四杆机构
按照给定的运动轨迹设计四杆机构
作图法、解析法
作图法、解析法
按照给定的急回特性设计四杆机构
按照给定的传动角设计四杆机构
作图法、解析法
作图法、解析法
05 凸轮机构及其设 计
凸轮机构的应用和分类
凸轮机构的应用
自动机械、操纵控制、传动装置等
凸轮机构的分类
重要性
机械原理是机械工程学科的基础 ，对于理解和分析机械系统的运 动、力和能量传递过程具有重要 意义。
机械原理的研究对象和内容
研究对象
机械系统，包括机构、传动、控制等 方面。
研究内容
机构的结构分析、运动分析、力分析 、动力学分析、优化设计等。
机械原理的发展历程和趋势
发展历程
从简单机械到复杂机械系统，从经验设计到基于科学计算的设计。
机械原理(全套15PPT课件)
contents
目录
• 机械原理概述 • 机构的结构分析 • 平面机构的运动分析 • 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
01 机械原理概述
机械原理的定义与重要性
定义
机械原理是研究机械系统中力的 传递、转换和效应的基本规律和 原理的学科。
具有急回特性、死点位置、压力角和 传动角等特性，这些特性对机构的运 动性能和动力性能有重要影响。
机械原理图PPT(44张)
将死的野狗没有人爱
31
飞机的星形发动机
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32
缝纫机
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33
舰炮弹药装填系统
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34
汽车等速万向节
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35
V 型发动机 ——汽缸排列在成一定 角度的两个平面上，V6发动机
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36
直列式发动机——它的汽缸肩并肩地排 成一排，L4发动机，一般的车都用
42
拉链工作原理
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43
无管虹吸原理
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44
•
1．从人人自畏、噤若寒蝉的“文革十 年”到 新时期 艺术家 心情畅 达、创 作自由 ，其差 别有如 天壤， 主要是 因为当 代艺术 批评的 失语与 批评家 的缺席 。
•
2．在中国历史上，不乏艺术家特立独 行的故 事，也 不乏统 治者铲 除异端 的故事 ，这些 与艺术 家创作 中重大 主题表 现不够 、历史 进程描 述不力 的缺陷 有很大 关系。
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16
让人发狂的异型齿轮机构，你能想 象其中的三维啮合和运行状态吗
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17
除了8
数一数，这是多少缸、多少气门的 发动机
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19
德国人菲加士·汪克尔在上世纪初 发明的转子发动机
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20
•
. 人类在发展基因工程作物时没有充 分考虑 对人体 和环境 可能产 生的长 期影响 ，此方 面研究 有很大 的欠缺 。
•
6．这篇文章围绕一个“乐”字，先叙 事后议 论，语 言如行 云流水 ，洋洋 洒洒， 收纵自 如，得 心应手 ，颇有 大家风 范。
(最新整理)机械原理ppt全套-完整资料
a) 构件2包容3 b) 构件3包容2
2.四杆机构的应用
（1）基本型式四杆机构的应用
（2）演化型式四杆机构的应用
机械原理
沈阳航空工件 （1）周转副的条件 ① 最短杆长度＋最长杆长度≤其余两杆长度之和； ② 组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。 其中第一个条件称为杆长条件。
机构的原动件1和从动件3的运动都需要经过连杆2来传动。故 此类机构统称为连杆机构。
机构中的运动副一般均为低副。 故此类机构也称低副机构。
连杆机构中的构件多呈现杆的形状， 故常称构件为杆。 连 杆机构常用其所含的杆数而命名，故有四杆机构、六杆机构等。
机械原理
沈阳航空工业学院
传动特点 优点： ① 运动副一般为低副； ② 构件多呈现杆的形状； ③ 可实现多种运动变换和运动规律； ④ 连杆曲线形状丰富，可满足各种轨迹要求。
摇杆3 连杆:2 周转副：A B 摆转副: C D
双摇杆机构 等腰梯形机构
曲柄摇杆机构 (crank-rocker mechanism)
机械原理
沈阳航空工业学院
铰链四杆机构
双曲柄机构
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 平行四边形机构
反平行四边形机构 双摇杆机构
(double crank mechanism)
机械原理
沈阳航空工业学院
1.铰链四杆机构有曲柄的条件
（1）周转副的条件 （2）铰链四杆机构有曲柄的条件
① 各杆长度应满足杆长条件； ② 最短杆为连架杆或机架。
例:铰链四杆机构 1）各杆长度满足杆长条件
结论：
2）各杆长度不满足杆长条件
如果铰链四杆机构各杆长度满足杆长条件，当最短杆为连
架杆时，则机构为曲柄摇杆机构；当最短杆为机架时，则机
机械原理图ppt课件(44张)
•
3朗读是加深记忆的有效方法，但并不 是唯一 的方法 。记忆 规律， 还有许 多未解 之谜， 有待我 们继续 探索和 发现。
•
4．草书特点是结构简省，笔画连绵； 楷书由 隶书逐 渐演变 而来， 更趋简 化，字 形由扁 改方， 平正而 不呆， 齐整而 不拘。
•
5．行书是在隶书的基础上发展起源的 ，介于 楷书、 草书之 间的一 种字体 ，是为 了弥补 楷书的 书写速 度太慢 和草书 的难于 辨认而 产生的 。
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6
全自动小型冲锋枪的上弹、击发、 退壳机构，看三分钟，才有完整
连续的印象
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7
特殊的减速传动机构，有没有参 考性？
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8
中学生用乐高积木营造的自动化 世界
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9
周期性滑轨拨叉机构，巧妙而常 用的机械结构
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10
细密的小型金属锁链就是这样高 速形成的
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11
最清晰、完整的自动枪械（机枪） 上弹、击发、退壳机构
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12
扭簧摆动机构，工程师既熟悉又 陌生的机构
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13
连续摆、滑机构
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14
这一定是中国保定出品的机械手， 保定府才玩铁球嘛
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15
鲁班自制飞鸟，骑乘游九州，不 是传说哦
•
6.会赏析其语言，如从遣词、用句、 修辞等 方面揣 摩、推 敲、理 解作者 炼字达 意的技 巧；
•
7.从作家作品的语言风格的比较中， 从用韵 、节奏 、音调 三个方 面去品 味其语 言的音 乐美、 节奏美 、韵律 美。
机械原理ppt课件完整版
齿轮传动的设计步骤
包括选择齿轮类型、确定齿轮模 数、齿数、压力角等参数，进行 齿轮强度校核等。
齿轮传动的应用
广泛应用于各种机械设备中，如 汽车、机床、工程机械等。
链传动的设计与分析
链传动的类型
包括滚子链传动、齿形链传动等。
链传动的设计步骤
包括选择链条类型、确定链条节距、链轮齿 数等参数，进行链条强度校核等。
定义与研究对象
机械系统动力学是研究机械系统在力作用下的运动规律及其与力的相互关系的学科。它主要 关注机械系统在外力作用下的运动状态，如速度、加速度、位移等的变化规律。
基本术语与概念
包括力、质量、加速度、动量、动能、势能等，这些术语和概念是描述机械系统运动状态的 基础。
动力学原理
牛顿运动定律、动量定理、动能定理等是机械系统动力学的基本原理，它们揭示了机械系统 运动的基本规律。
命和可靠性。
检测装备
包括测量仪器、检测设备等，用 于对加工过程中的产品精度和质 量进行检测和控制，确保产品符
合设计要求。
先进制造技术与装备简介
数控技术
机器人技术
通过计算机编程控制机床等加工装备，实现 自动化、高精度和高效率的加工过程。
应用机器人进行自动化生产，提高生产效率 和产品质量，降低劳动强度和生产成本。
2023
PART 03
机械传动与驱动
REPORTING
机械传动的类型和特点
摩擦传动
螺旋传动
利用摩擦力传递动力和运动的传动方 式，如带传动、摩擦轮传动等。其特 点是结构简单、成本低廉，但传动效 率较低且易磨损。
利用螺旋副传递动力和运动的传动方 式，如螺旋千斤顶、螺旋压力机等。 其特点是结构简单、自锁性好，但传 动效率较低。
《机械原理》ppt课件
01机械原理概述Chapter机械原理的定义与重要性定义重要性机械原理的研究对象和内容研究对象主要研究各种机构（如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）和机器（如内燃机、电动机、机床等）的工作原理、运动特性、力学性能以及设计计算方法等。
研究内容包括机构的组成原理、运动学分析、动力学分析、机械效率与自锁、机器的平衡与调速等。
机械原理的发展历程和趋势发展历程发展趋势02机构的结构分析与设计Chapter机构的基本概念和分类机构定义由刚性构件通过运动副连接而成的系统，用于传递运动和力。
机构分类根据运动特性可分为连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。
运动副类型包括低副（转动副、移动副）和高副（点接触、线接触）。
结构分析通过自由度计算、运动链分析等方法，确定机构的组成、运动特性和约束条件。
综合方法基于功能需求，选择合适的机构类型，进行组合、变异和演化，设计出满足特定要求的机构。
创新设计运用创新思维和现代设计方法，如拓扑优化、仿生学等，进行机构创新设计。
机构的结构分析和综合方法机构设计的原则和方法设计原则设计方法案例分析03机械传动与驱动Chapter机械传动的类型和特点摩擦传动啮合传动利用齿轮、链轮等啮合元件传递动力和运动。
具有传动效率高、工作可靠、使用寿命长等优点，但需要较高的制造精度和安装精度。
齿轮类型选择齿轮参数设计强度校核030201齿轮传动的设计与分析链传动和带传动的设计与分析链传动设计带传动设计强度校核液压与气压传动的设计与分析液压传动设计01气压传动设计02控制与调节0304机械系统动力学与振动Chapter机械系统动力学的基本概念和方法动力学基本概念动力学建模方法动力学分析方法机械系统的振动分析和控制振动基本概念振动分析方法振动控制策略机械系统动力学优化设计方法优化设计基本概念动力学优化设计方法优化设计实例分析05机械制造工艺与装备Chapter机械制造工艺的基本概念和流程机械制造工艺的基本概念机械制造工艺的流程机械制造装备的分类和特点机械制造装备的分类机械制造装备的特点先进制造技术是指基于先进制造理论、技术和方法的总称，包括计算机辅助设计（CAD ）、计算机辅助制造（CAM ）、计算机辅助工艺规划（CAPP ）、数控技术（NC ）、柔性制造系统（FMS ）等。
机械原理ppt
F = 3×n - （2pl+ph)-F'
虚约束及其去除方法 虚约束是指机构中某些运动副代入得对机构运动
其重复约束作用的约束，其数目以p´表示。 除去虚约束的方法：
先将机构中引入虚约束的运动副或运动链部分除 去，再来计算机构的自由度。
或从机构的约束数中减去虚约束数目p´。 F = 3×n - （2pl+ph-p')-F'
位 置 ， 因 P13 为 机 构 3 的绝对瞬心，则有
3
vB l BP13
2l AB l
BP13
2.56rad / s
vC l CP133 0.4m / s vE l P13E3 0.357m / s
3）定出构件3的BC线上速度最小的点E的位置，因 BC线上速度最小之点必与P13点的距离最近，故 从P13 引BC的垂线交于点E。由图可得
4）定出VC =0 时机构的两个位置，量出
1 26.4
2 226.6
已 知 ： 图 示 导 杆 机 构 尺 寸 ： lAB=0.051m ， lAC=0.114m, ω1 =5rad/s。试用瞬心法确定：机构在 图示位置导杆3的角速度ω3的大小和方向。
通过自由度计算判断图示运动链是否有确定运动 （图中箭头所示构件为原动件）。如果不满足有确定 运动的条件，请提出修改意见并画出运动简图。
n=4, PL=6, PH=0, F= 3n-2PL -PH=3×4－2×6-1×0=0
F=3×10－2×13－2－1=1
计算下列各运动链的自由度，并指出其中是否 有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪 一类虚约束）。最后判断该机构是否有确定运动 （图中箭头所示构件为原动件），为什么？
若构成的是相对不可动的系统，则为珩架或结构 体，即蜕变为一个构件。运动链有首末封闭的闭链， 也有未封闭的开链。运动链还有平面运动链和空间运 动链之分。
虚约束及其去除方法 虚约束是指机构中某些运动副代入得对机构运动
其重复约束作用的约束，其数目以p´表示。 除去虚约束的方法：
先将机构中引入虚约束的运动副或运动链部分除 去，再来计算机构的自由度。
或从机构的约束数中减去虚约束数目p´。 F = 3×n - （2pl+ph-p')-F'
位 置 ， 因 P13 为 机 构 3 的绝对瞬心，则有
3
vB l BP13
2l AB l
BP13
2.56rad / s
vC l CP133 0.4m / s vE l P13E3 0.357m / s
3）定出构件3的BC线上速度最小的点E的位置，因 BC线上速度最小之点必与P13点的距离最近，故 从P13 引BC的垂线交于点E。由图可得
4）定出VC =0 时机构的两个位置，量出
1 26.4
2 226.6
已 知 ： 图 示 导 杆 机 构 尺 寸 ： lAB=0.051m ， lAC=0.114m, ω1 =5rad/s。试用瞬心法确定：机构在 图示位置导杆3的角速度ω3的大小和方向。
通过自由度计算判断图示运动链是否有确定运动 （图中箭头所示构件为原动件）。如果不满足有确定 运动的条件，请提出修改意见并画出运动简图。
n=4, PL=6, PH=0, F= 3n-2PL -PH=3×4－2×6-1×0=0
F=3×10－2×13－2－1=1
计算下列各运动链的自由度，并指出其中是否 有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪 一类虚约束）。最后判断该机构是否有确定运动 （图中箭头所示构件为原动件），为什么？
若构成的是相对不可动的系统，则为珩架或结构 体，即蜕变为一个构件。运动链有首末封闭的闭链， 也有未封闭的开链。运动链还有平面运动链和空间运 动链之分。
机械原理全套ppt课件
机械传动系统
轴系零部件
熟悉带传动、链传动、齿轮传动等传动方 式的工作原理、特点及应用场合。
了解轴承、轴、联轴器、离合器等轴系零部 件的结构、功能及选用原则。
机械原理在实际工程应用中的价值
1 2
指导机械设计
机械原理为机械设计提供理论依据，指导设计师 进行科学合理的机构选型、传动方案制定和零部 件设计。
获得综合性能最优的连杆机构方案。
多目标优化
在给定设计空间和约束条件下，寻求连杆机构材料的 最优分布，以实现轻量化设计和提高机构的整体性能 。
04 凸轮机构设计与 分析
凸轮机构类型及特点
盘形凸轮
凸轮为绕固定轴线转动且有变化 直径的盘形构件，具有结构简单 、紧凑的特点，适用于较小行程
的场合。
移动凸轮
等因素。
07 轮系设计与分析
轮系类型及特点
定轴轮系
所有齿轮的几何轴线均固定不变，适 用于简单、低速的传动系统。
混合轮系
由定轴轮系和行星轮系组合而成，兼 具两者的特点，适用于复杂、高速的 传动系统。
行星轮系
至少有一个齿轮的几何轴线绕其他齿 轮的几何轴线转动，结构紧凑、承载 能力大、传动效率高。
轮系传动比计算方法
06 蜗杆传动设计与 分析
蜗杆传动类型及特点
蜗杆传动类型
包括圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动等。
蜗杆传动特点
具有传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小、自锁性好等特点。但同时也存在 效率低、发热量大、制造成本高等缺点。
蜗杆传动参数选择与强度计算
参数选择
包括蜗杆头数、蜗轮齿数、模数、压 力角、螺旋角等参数的选择，需根据 传动要求和工作条件进行确定。
机械原理课程目标与要求
机械原理(全套154页PPT课件)
接触，且易于制造，易于保证所要求的制造精度 3）能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律，工程
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。
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(全套课件339P)
作机械的基础。
5
桔槔
一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆，当中是支 点，末端悬挂一个重物，前段悬挂水桶。一起一落，汲 水可以省力。当人把水桶放入水中打满水以后，由于杠 杆末端的重力作用，便能轻易把水提拉至所需处。桔槔 早在春秋时期就已相当普遍，而且延续了几千年，是中 国农村历代通用的旧式提水器具。这种简单的汲水工具 虽简单，但它使劳动人民的劳动强度得以减轻。
机械原理
机械原理教学课件
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 第九章 凸轮机构及其设计 第十一章 轮系及其分类
第一章 绪论
信息，以代替或减轻人类的劳动。
15
原动机与工作机
原动机：凡将其他形式能量变换为机械能的机 器称为原动机，如内燃机、电动机（分别将热 能和电能变换为机械能）等都是原动机。
工作机：凡利用机械能去变换或传递能量、物 料、信息的机器称为工作机，如发电机（机械 能变换为电能）、起重机（传递物料）、金属 切削机床（变换物料外形）、录音机（变换和 传递信息）等都属于工作机。
使用机器的水平是衡量一个国家现代化程 度的重要标志。
8
机器图例
自动换刀机构
滚珠螺杆传动
机构
9
轿车的总体构造
10
内燃机——用途最广的热力机械
11
柴油机与汽油机
12
小型精密之伺服冲床
13
§0-1机械原理课程的研究对象和内容
机械原理是一门研究机械的运动学和 动力学分析与设计基本理论问题的课 程。
一、机械原理课程的研究对象 机械(Machinery)是机器(Machine)与机
5
桔槔
一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆，当中是支 点，末端悬挂一个重物，前段悬挂水桶。一起一落，汲 水可以省力。当人把水桶放入水中打满水以后，由于杠 杆末端的重力作用，便能轻易把水提拉至所需处。桔槔 早在春秋时期就已相当普遍，而且延续了几千年，是中 国农村历代通用的旧式提水器具。这种简单的汲水工具 虽简单，但它使劳动人民的劳动强度得以减轻。
机械原理
机械原理教学课件
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 第九章 凸轮机构及其设计 第十一章 轮系及其分类
第一章 绪论
信息，以代替或减轻人类的劳动。
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原动机与工作机
原动机：凡将其他形式能量变换为机械能的机 器称为原动机，如内燃机、电动机（分别将热 能和电能变换为机械能）等都是原动机。
工作机：凡利用机械能去变换或传递能量、物 料、信息的机器称为工作机，如发电机（机械 能变换为电能）、起重机（传递物料）、金属 切削机床（变换物料外形）、录音机（变换和 传递信息）等都属于工作机。
使用机器的水平是衡量一个国家现代化程 度的重要标志。
8
机器图例
自动换刀机构
滚珠螺杆传动
机构
9
轿车的总体构造
10
内燃机——用途最广的热力机械
11
柴油机与汽油机
12
小型精密之伺服冲床
13
§0-1机械原理课程的研究对象和内容
机械原理是一门研究机械的运动学和 动力学分析与设计基本理论问题的课 程。
一、机械原理课程的研究对象 机械(Machinery)是机器(Machine)与机
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THANK YOU
机械平衡的内容
研究机械系统在各种力作用下的平衡条件，分析平衡状态下系 统的受力情况和运动特性，以及探讨实现平衡的方法和措施。
刚性转子的平衡设计
01
刚性转子平衡设计的原则
根据转子的结构特点和工艺要求，选择合适的平衡方法，确定平衡精度
等级和校正量，以保证转子在运转过程中的稳定性和可靠性。
02 03
刚性转子平衡设计的方法
采用静平衡或动平衡方法，通过测量转子的不平衡量，对其进行相应的 校正，使转子达到平衡状态。其中，静平衡方法适用于低速、小直径的 转子，而动平衡方法适用于高速、大直径的转子。
刚性转子平衡设计的注意事项
在进行转子平衡设计时，需要考虑转子的结构刚度、转速、轴承类型等 因素对平衡的影响，同时还需要注意测量仪器的精度和测量方法的正确 性。
刚性转子平衡试验的注意事项 在进行转子平衡试验时，需要选择合适的试验设备和测量方法，确保试验结果的准确性和可靠性。同时， 还需要注意试验过程中的安全问题，防止意外事故的发生。
07
机械的运转及其速度波 动的调节
机械运转过程及驱动力、阻力矩
01
02
03
机械运转过程
机械运转是指机械设备中 各个零部件之间通过相互 作用和传动，实现预定的 运动和功能的过程。
利用速度瞬心进行机构的速度分析，可以简化计算过程，提高求 解效率。
用矢量方程图解法作机构的速度和加速度分析
1 2
矢量方程的建立
根据机构中各构件之间的运动关系，建立矢量方 程。
矢量方程的解法
运用几何方法求解矢量方程，得到机构的速度和 加速度。
3
矢量方程图解法的应用 适用于平面机构中速度和加速度的求解，具有直 观、形象的特点。
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微器等。
04 连杆机构与凸轮机构
连杆机构的基本形式和设计方法
连杆机构的基本形式
包括曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构等，每种形式都有其特定的运动特 性和应用场合。
连杆机构的设计方法
根据给定的运动规律和设计要求，选择合适的连杆机构形式，并通过几何关系、 运动学分析和动力学计算等方法，确定机构的尺寸、运动参数和动力参数。
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目录
CONTENTS
• 机械原理概述 • 机构的结构分析与设计 • 机械传动与驱动 • 连杆机构与凸轮机构 • 间歇运动机构与组合机构 • 机械系统动力学与平衡 • 现代设计方法在机械原理中的应用
01 机械原理概述
机械原理的定义与重要性
定义
机械原理是研究机械系统运动、 力和能量转换规律的科学。
01
链传动应用
适用于机床、起重机械、农业机械等需要较大传动比和较高效率的场合
。
02
带传动应用
广泛应用于轻工、纺织、化工等行业的传动系统中，如缝纫机、皮带运
输机等。
03
螺旋传动应用
常用于机床进给机构、千斤顶、螺旋压力机等需要直线运动或升降运动
的场合。同时，在精密仪器和微调装置中也有广泛应用，如精密螺旋测
中的重要性。
优化设计的数学模型
02
讲解优化设计的数学模型，包括设计变量、目标函数和约束条
件等要素的定义和表示方法。
优化算法与实例分析
03
介绍常用的优化算法，如梯度下降法、遗传算法等，并通过实
例分析展示如何在机械设计中应用这些算法进行优化。
可靠性设计在机械原理中的应用
可靠性设计的基本概念
介绍可靠性设计的定义、目的和意义，阐述可靠性设计在机械设计中的重要性。
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小型电炉炉门的开闭机构
机械原理
沈阳航空工业学院
（3）满足预定的轨迹要求
即要求在机构的运动过程中，连杆上某些点的轨迹能满足预 定的轨迹要求。
鹤式起重机 搅拌机构
连杆机构的设计方法有：图解法、解析法和实验法。
2. 用解析法设计四杆机构
（1）按预定的运动规律设计
1）按预定的两连架杆对应的位置设计 例1
2）按期望函数设计四杆机构
(2)按两连架杆预定位置设计四杆机构 (3)按给定的行程速比系数设计四杆机 构曲柄摇杆机构
机械原理
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(3)按给定的行程速比系数设计四杆机构 曲柄摇杆机构
曲柄滑块机构
机械原理
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(3)按给定的行程速比系数设计四杆机构 曲柄摇杆机构 曲柄滑块机构
摆动导杆机构
AD=d
机械原理
a）已知连杆二个预定位置 b）已知连杆三个预定位置
机构倒置：转换机架法
机械原理
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(2)按两连架杆预定位置设计四杆机构
1）按两连架杆两组对应位置设计四杆机构 基本方法:反转法？
机构倒置
已知机架长度、两连架杆两组对应转角，若AB的长度已知，CD的长度未知，设计 此四杆机构。
取CD为新机架（以C1D 为机架）， AB为新连杆，将此设计问题转化为已知连杆位置 设计四杆机构问题。
曲柄摇杆机构
偏心轮机构
曲柄滑 块机构
偏心轮 机构
机械原理
滑块内置式偏 心轮机构
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双偏心轮机构
3）选用不同的构件为机架 （即机构的倒置） 铰链四杆机构的倒置
曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构
曲柄滑块机构的倒置
双曲柄机构
双摇杆机构
曲柄滑块机构
机械原理
ABC为回转导杆机构
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ABC为摆动导杆机构
例2
（2）按预定的连杆位置设计
（3）按预定的运动轨迹设计
机械原理
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3、作图法设计四杆机构
(1) 按连杆预定位置设计四杆机构 (2) 按两连架杆预定位置设计四杆机构 (3) 按行程速比系数k设计四杆机构
(1)按连杆预定位置设计四杆机构
1)假设活动铰链B、C已知，求固定铰链A、D a）已知连杆两个预定位置
机械原理
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(2)按两连架杆预定位置设计四杆机构
1）按两连架杆两组对应位置设计四杆机构 a）已知机架长度、两连架杆两组对应转 角，设计四杆机构(以C1D为新机架)。
机械原理
所设计的机构是AB1C1D
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(2)按两连架杆预定位置设计四杆机构
1）按两连架杆两组对应位置设计四杆机构 a）已知机架长度、两连架杆两组对应转角，设计四杆机构(以C1D为新机架)。
且θ 角越大，K值越大，机构的急回性质也越显著。
小型刨床机构
机械原理
对心曲柄滑块机构 沈阳航空工业学院
偏置曲柄滑块机构
3．四杆机构的传动角
Transmission angle of four-bar linkages 连杆BC与从动件CD之间所夹的锐
角γ 称为四杆机构在此位置的传动角, 且 γ ＝90°－ α ≤90°
b）已知连杆三个预定位置
c）已知连杆四个预定位置
机械原理
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(1)按连杆预定位置设计四杆机构
1 )假设活动铰链B、C已知，求固定铰链A、D
2）假设固定铰链A、D已知，求活动铰链B、C a）已知连杆两个预定位置
机械原理
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(1)按连杆预定位置设计四杆机构 1) 假设活动铰链B、C已知，求固定铰链A、D 2）假设固定铰链A、D已知，求活动铰链B、C
摇杆3 连杆:2 周转副：A B 摆转副: C D
双摇杆机构 等腰梯形机构
曲柄摇杆机构 (crank-rocker mechanism)
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铰链四杆机构
双曲柄机构
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 平行四边形机构
反平行四边形机构 双摇杆机构
(double crank mechanism)
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反平行四边形机构
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曲柄摇杆机构 铰链四杆机构 双曲柄机构
双摇杆机构 等腰梯形机构
双摇杆机构 (double rocker mechanism)
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等腰梯形机构
8.2 平面四杆机构的类型和应用
1.四杆机构的类型
（1）基本型式 曲柄摇杆机构
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2.急回运动和行程速度变化系数
（1）急回运动 当主动件曲柄等速转动时，从动件摇杆摆回的平均速度大于
摆出的平均速度，摇杆的这种运动特性称为急回运动。
（2）行程速度变化系数K
180 k 1
k 1
K=
v2 v1
180°＋θ = 180°－θ
结论 当机构存在极位夹角θ 时，机构便具有急回运动特性；
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主要内容
1．连杆机构：具有连杆的低副机构。
连杆：不直接与机架相联的中间构件。
2．平面四杆机构的基本型式：
铰链四杆机构，它包含：
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
3．平面四杆机构的演化方法：
（1）改变构件的形状和相对尺寸；
（2）改变运动副的尺寸；
（3）选不同的构件为机架；
为了保证机构传力性能良好，
应使γmin≥40 ～°50°。 最小传动角的确定： 对于曲柄摇杆机构， γmin出现在主动件 曲柄与机架共线的两位置之一。
4.死点 对于曲柄摇杆机构，以摇杆CD为主动件，则当连杆与从动件
曲柄共线时，机构的传动角γ＝0°， 这时主动件CD 通过连杆作 用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心，出现了不能使构件AB 转动的“顶死” 现象，机构的这种位置称为“死点”。
b）已知机架长度、两连架杆两组对应转角，设计四杆机构(以C2D为新机架)。
机械原理
沈阳航空工业学所院 设计的机构是AB2C2D
a）已知机架长度、两连架杆两组对应转角，设计四杆机构(以C1D为新机架)。 b）已知机架长度、两连架杆两组对应转角，设计四杆机构(以C2D为新机架)。
c）已知机架长度、两连架杆两组对应转角，设计四杆机构（以AB2为新机架）
连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的型式， 确定各构件的尺寸，同时还要满足结构条件、动力条件和运动连 续条件等。
（1）满足预定的运动规律的要求
流量指示机构
牛头刨床机构
即满足两连架杆预定的对应位置要求（又称实现函数的问题)；
满足给定行程速比系数K的要求等。
（2）满足预定的连杆位置要求
即要求连杆能占据一系列预定位置（又称刚体导引问题）。
此类机构统称为连杆机构。
机构中的运动副一般均为低副。 故此类机构也称低副机构。
连杆机构中的构件多呈现杆的形状， 故常称构件为杆。 连 杆机构常用其所含的杆数而命名，故有四杆机构、六杆机构等。
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传动特点 优点： ① 运动副一般为低副； ② 构件多呈现杆的形状； ③ 可实现多种运动变换和运动规律； ④ 连杆曲线形状丰富，可满足各种轨迹要求。
缺点： ① 运动链长，累积误差大，效率低； ② 惯性力难以平衡，动载荷大，不宜用于高速运动； ③ 一般只能近似满足运动规律要求。
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8.2 平面四杆机构的类型和应用
1.四杆机构的类型
（1）基本型式 曲柄摇杆机构
铰链四杆机构
双曲柄机构
平行四边形机构 逆平行四边形机构
机架:4 连架杆：曲柄1
铰链四杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
（2）演化形式 其他型式的四杆机构可以认为是由基本型式的四杆机构演化
而来的，其演化方法有：
1）改变构件的形状及运动尺寸
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（2）演化形式 1）改变构件的形状及运动尺寸
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（2）演化形式 1）改变构件的形状 及运动尺寸
2）改变运动副的尺寸
曲柄摇杆机构 曲柄滑块机构 摆动导杆机构
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（1）克服死点的方法 1）利用安装飞轮加大惯性的方
法，借惯性作用使机构闯过死点。
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 飞机起落架收放机构
折叠式桌的折叠机构 夹具
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d）已知机架长度、两连架杆两组对应转角，设计四杆机构（以AB1为新机架）。
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课下思考：如何设计？
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2）按两连架杆三组对应位 置设计四杆机构
已知机架长度、两连架杆三组对应 转新角机，架设）计 。四杆机构（以C1D为
所设计的机构是AB1C1D
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(1)按连杆预定位置设计四杆机构
(4)判断机构是否有急回运动：
根据机构是否有极位夹角，若极位夹角不等于零，表明机 构有急回运动，且极位夹角愈大，机构的急回运动愈显著。
第8章 平面连杆机构及其设计
8.1 连杆机构及其传动特点 8.2 平面四杆机构的类型和应用 8.3 平面四杆机构的基本知识 8.4 平面四杆机构的设计 8.5 多杆机构简介（自学）
8.1 连杆机构及其传动特点
连杆机构 曲柄滑块机构 铰链四杆机构 摆动导杆机构
此类机构的共同特点：连杆（coupler)：不直接与机架相联的中间构件 机构的原动件1和从动件3的运动都需要经过连杆2来传动。故