机械原理电子教案第12章(第25讲)
机械原理总结课电子教案焦映厚上
机械原理总结课电子教案第一章：机械原理概述1.1 教学目标了解机械原理的基本概念和内容掌握机械原理的应用领域和重要性1.2 教学内容机械原理的定义和特点机械原理的应用领域和重要性机械原理的研究方法和手段1.3 教学过程引入机械原理的概念和特点讲解机械原理的应用领域和重要性介绍机械原理的研究方法和手段1.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章1.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第二章：力学基础2.1 教学目标掌握力学的基本原理和概念了解力学在机械原理中的应用2.2 教学内容力学的基本原理和概念静力学和动力学的区别和联系力学在机械原理中的应用2.3 教学过程引入力学的基本原理和概念讲解静力学和动力学的区别和联系举例说明力学在机械原理中的应用2.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章2.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第三章：机械运动和动力传递3.1 教学目标了解机械运动的基本形式和特点掌握动力传递的方法和原理3.2 教学内容机械运动的基本形式和特点动力传递的方法和原理齿轮传动、链传动和皮带传动的比较和应用3.3 教学过程引入机械运动的基本形式和特点讲解动力传递的方法和原理比较和讨论齿轮传动、链传动和皮带传动的优缺点和应用场景3.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章3.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第四章：机械结构和设计4.1 教学目标了解机械结构的基本概念和设计原则掌握机械结构的设计方法和步骤4.2 教学内容机械结构的基本概念和设计原则机械结构的设计方法和步骤机械结构的设计实例和应用4.3 教学过程引入机械结构的基本概念和设计原则讲解机械结构的设计方法和步骤分析机械结构的设计实例和应用4.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章4.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第五章：机械系统的分析和优化5.1 教学目标掌握机械系统的分析和优化方法了解机械系统优化的目标和约束条件5.2 教学内容机械系统的分析和优化方法机械系统优化的目标和约束条件机械系统优化的应用实例和效果5.3 教学过程引入机械系统的分析和优化方法讲解机械系统优化的目标和约束条件分析机械系统优化的应用实例和效果5.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章5.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第六章：机械动力学6.1 教学目标理解机械动力学的基本原理掌握机械动力学在工程中的应用6.2 教学内容机械动力学的基本原理自由度和刚体运动动力学方程及其应用6.3 教学过程引入机械动力学的基本概念讲解自由度和刚体运动推导和解释动力学方程及其应用6.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章6.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第七章：机械振动与控制7.1 教学目标了解机械振动的类型和特性掌握机械振动控制的方法7.2 教学内容机械振动的类型和特性单自由度系统振动分析多自由度系统振动分析机械振动控制的方法7.3 教学过程引入机械振动的类型和特性讲解单自由度系统振动分析分析多自由度系统振动讨论机械振动控制的方法7.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章7.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第八章：机械可靠性工程8.1 教学目标理解机械可靠性工程的基本概念掌握机械可靠性的分析和设计方法8.2 教学内容机械可靠性工程的基本概念可靠性与失效分析可靠性模型和设计方法可靠性测试和验证8.3 教学过程引入机械可靠性工程的基本概念讲解可靠性与失效分析介绍可靠性模型和设计方法讨论可靠性测试和验证的方法8.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章8.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第九章：机械制造工艺9.1 教学目标掌握机械制造的基本工艺理解机械制造工艺的重要性9.2 教学内容机械制造的基本工艺流程铸造、焊接、切削、装配等工艺的特点和应用机械制造工艺参数的选择和优化9.3 教学过程引入机械制造的基本工艺流程讲解铸造、焊接、切削、装配等工艺的特点和应用分析机械制造工艺参数的选择和优化方法9.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章9.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第十章：机械创新设计与实践10.1 教学目标激发学生对机械创新设计的兴趣培养学生解决实际问题的能力10.2 教学内容机械创新设计的基本原则和方法创新设计实践案例分析创新设计竞赛和项目实践10.3 教学过程引入机械创新设计的基本原则和方法分析创新设计实践案例组织学生参与创新设计竞赛和项目实践10.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章10.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习创新设计竞赛成果和项目报告评审重点和难点解析教案中的重点环节包括：1. 机械原理的定义和特点：理解机械原理的基本概念，掌握其内涵和外延，了解机械原理的核心要素。
机械原理(PDF)孙桓 复习笔记chapter12
第12章 其它常用机构其它常用机构其它常用机构§12—1 1 棘轮机构棘轮机构棘轮机构一．棘轮机构的组成及其工作特点棘轮机构的组成及其工作特点1．组 成：摇杆1，棘爪2，棘轮3，制动爪4，弹簧5，机架。
2．工作原理：1朝一方向摆动时，2插入棘轮齿槽，推动3转一角度。
1反向摆动时，2滑过3的齿背，4阻止3反转，3静止。
优： 1）结构简单，运动可靠。
2）棘轮转角可调。
3）棘轮运动具有超越性（棘轮转得比主动件快时，其运动不受限制的特性）。
缺： 冲击、噪音大，运动平稳性差、精度低4．应用：较广泛（主要用于低载低速低要求处）类型棘轮机构的类型二．棘轮机构的类型1、单向式：棘轮只能朝一个方向转动（P.238. 图12-2）2、双向式：棘轮可朝正反二个方向转动（P.238. 图12-3）3、双动式：摇杆往复摆动时都驱动棘轮转动（P.238. 图12-4a）4、单动式：摇杆朝一个方向摆动时棘轮转动，摇杆朝另一个方向摆动时棘轮静止（P.238. 图12-4b）5、摩擦式：棘爪通过摩擦驱动棘轮转动（P.239. 图12-8、图12-9）。
三．棘轮机构的设计要点棘轮机构的设计要点1．棘爪的啮入条件：设：棘爪2与棘轮3在齿顶A接触时，3对2的正压力为F n、摩擦力为F f。
则：为使2能顺利滑入3的齿槽，F n与F f =fF n的径向分力应：F n sinα＞F f cosα= fF n cosα即应： tgα＞f = tgφ也即： α＞φ （φ一棘爪2与棘轮3之间的摩擦角） 2．棘爪轴心O′的位置：O′的位置应使爪与轮在齿顶A 接触时，O′A ⊥OA ，因为这样棘爪的受力最小。
3．α的大小： 通常取α= 20°∵ f = 0.2时 φ= tg -1f = 11°30′ ∴ α= 20°总能满足棘爪的啮入条件§12—2 2 槽轮机构槽轮机构槽轮机构：：一．槽轮机构的组成及工作特点槽轮机构的组成及工作特点1．组 成：带圆销的主动拨盘1，从动槽轮2，机架 2．工作原理：拨盘连续转动，当圆销未进入径向槽时，槽轮上的内凹圆弧nn 被拨盘上的外凸圆弧mm′m 锁住，槽轮静止；当圆销于A 进入径向槽到于B 退出径向槽时，nn 被松开，槽轮在圆销驱动下转过2φ2。
机械原理教案
《机械原理》教案课程名称：机械原理课程性质：技术基础课程授课班级：农机、机制授课教师：林金龙学时54（周4学时）教材：《机械原理》东南七版-----高等教育出版社机械原理是机械类各专业的一门主干技术基础课程。
它在培养学生的机械设计能力和创新能力所需的知识、能力和素质结构中，占有十分重要的地位。
本课程的任务是使学生掌握机构学和机器动力学的基础理论、基本知识和基本技能，学会常用机构的分析和综合方法，并具有进行机械系统运动方案设计的初步能力。
在培养高级机械工程技术人才的全局中，本课程为学生今后从事机械设计、研究和开发创新奠定必要的基础，并且有增强学生对机械技术工作适应能力的作用。
总学时54（周4学时）：其中理论课48学时，实验课6学时，实验课内容：1、机构认识实验（课外）2、机构简图测绘；3、齿轮范成实验；4、转子动平衡。
学习《机械原理》课程的要求及有关事项一．本课程为考试课。
?二、平时作业占总成绩的20%，期末考试占总成绩的80%。
?三、按时交作业，每周一上课前交作业，晚交扣分，欠作业1/3者不得参加考试。
?本课程有3个选作的大作业，需编程上机完成后，可在100分的基础上加分，但不得抄袭。
?四、严格考勤制度，病假事先托同学交上假条，否则按旷课处理。
五、各班选一名课代表（责任心强的同学），负责收发作业，及时反映同学意见与建议。
《机械原理》教案1《机械原理》教案2《机械原理》教案3《机械原理》教案4《机械原理》教案5《机械原理》教案6注：本章平面连杆机构运动分析的解析法及平面连杆机构的解析设计，在理论教学中只介绍方法，具体应用在课程设计中。
《机械原理》教案7《机械原理》教案8注：本章中凸轮廓线的解析设计，在理论教学中只介绍方法，具体应用在课程设计中。
《机械原理》教案9《机械原理》教案10《机械原理》教案11《机械原理》教案12《机械原理》教案13《机械原理》教案14《机械原理》教案15《机械原理》教案16《机械原理》教案17《机械原理》教案18《机械原理》教案19。
机械原理电子教案
机械原理电子教案学习方法如何学好本课程。
要学好本课程,首先务必对机械在一个国家中的重要作用有明确的认识，机械现在是、将来仍是人类利用与改造自然界的直接执行工具，没有机械的支持, 一切现代工程(宇航工程、深海工程、生物工程、通信工程、跨江大桥、过海隧道、摩天大楼、……)都将无法实现。
熟悉机械原理学科进展现状与趋势，既有助于对机械原理课程的深入学习，也有助于让我们深信机械工业将永不停歇地日新月异地迅猛进展。
第二章机构的结构分析学习内容*机构的构成(构件、运动副、运动链及机构)*机构运动简图及其绘制*机构具有确定运动的条件*机构自由度的计算*计算平面机构的自由度时应注意的事项*虚约束对机构工作性能的影响及机构结构的合理设计*平面机构的构成原理、结构分类及结构分析*平面机构中的高副低副学习要求*搞清构件、运动副、约束、自由度、运动链及机构等重要概念。
*能绘制比较简单的机械机构运动简图。
*能正确计算平面机构的自由度并能推断其是否具有确定的运动；对空间机构自由度的计算有所熟悉。
*对虚约束对机构工作性能的影响及机构结构合理设计问题的重要性有所认识。
*对平面机构的构成原理有所熟悉。
重点难点本章的学习重点是：构件、运动副、运动链及机构等概念，机构运动简图的绘制，机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。
至于平面机构中的高副低代则属于拓宽知识面性质的内容。
学习难点是：机构中虚约束的判定问题。
学习安排*机构运动分析任务、目的与方法*用速度瞬心法作机构的速度分析*用矢量方程图解法作机构的运动分析*用综合法作复杂机构的速度分析*用解析法作机构的运动分析学习要求*正确懂得速度瞬心(包含绝对瞬心及相对瞬心)的概念，并能运用“三心定理”确定通常平面机构各瞬心的位置。
*能用瞬心法对简单高、低副机构进行速度分析。
*能用矢量方程图解法或者解析法对Ⅱ级机构进行运动分析。
重点难点本章的学习重点是：对Ⅱ级机构进行运动分析。
学习难点是：对机构的加速度分析，特别是两构件重合点之间含有哥氏加速度时的加速度分析。
《机械原理教案》课件
《机械原理教案》课件一、教学目标1. 了解机械原理的基本概念和内容。
2. 掌握机械系统的基本组成部分和运动规律。
3. 能够分析简单的机械系统，并应用相关原理解决问题。
二、教学内容1. 机械原理概述机械系统的定义和分类机械原理的研究对象和方法2. 机械系统的组成固定连接和运动连接机构和机器的区别与联系3. 平面连杆机构铰链四杆机构曲柄摇杆机构和双曲柄机构连杆运动的分析方法4. 凸轮机构凸轮的分类和基本参数凸轮的工作原理和设计方法凸轮与从动件的配合关系5. 齿轮机构齿轮的分类和基本参数齿轮传动的原理和工作特点齿轮的设计和选择方法三、教学方法1. 讲授法：通过讲解机械原理的基本概念、原理和公式，使学生掌握相关知识。
2. 演示法：通过实物或动画演示机构的运动和原理，帮助学生直观理解。
3. 案例分析法：通过分析实际机械系统案例，引导学生运用所学知识解决问题。
4. 讨论法：组织学生进行小组讨论，培养学生的团队合作能力和批判性思维。
四、教学资源1. 教材：《机械原理》2. 课件：通过多媒体技术制作的教学课件，包括图文、动画和视频等资源。
3. 实物模型：展示各种机械机构的实物模型，帮助学生直观理解。
4. 计算机软件：使用相关机械设计软件，如SolidWorks、AutoCAD等，进行机构分析和设计。
五、教学评价1. 平时成绩：学生的出勤、课堂表现和作业完成情况。
2. 期中考试：通过书面考试形式，测试学生对机械原理知识的掌握程度。
3. 课程设计：学生完成一个机械系统的设计项目，评估学生的实际应用能力和创新能力。
4. 期末考试：全面测试学生对机械原理知识的掌握和运用能力。
六、教学安排1. 课时：共计32课时，每课时45分钟。
2. 教学计划：课时1-2：机械原理概述课时3-4：机械系统的组成课时5-6：平面连杆机构课时7-8：凸轮机构课时9-10：齿轮机构课时11-12：其他常用机构课时13-14：机械系统的动力分析课时15-16：机械系统的平衡和稳定课时17-18：机械系统的运动合成与分析课时19-20：机械系统的设计方法课时21-22：机械系统的控制原理课时23-24：机械系统的优化设计课时25-26：机械系统的故障分析与维修课时27-28：机械系统的可靠性分析课时29-30：机械系统的环境影响与可持续发展课时31-32：课程总结与展望七、教学活动1. 课堂讲解：通过讲解机械原理的基本概念、原理和公式，使学生掌握相关知识。
2024版机械原理教程全套课件pdf
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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凸轮机构
Chapter
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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。
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带传动
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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。
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。
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机械系统运动方程的建立与求解
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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。
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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。
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平面连杆机构的设计方法与步骤
机械原理电子教案
机械原理电子教案第一章：机械原理概述1.1 教学目标了解机械原理的定义和发展历程。
理解机械原理的基本概念和内容。
掌握机械原理的应用领域和重要性。
1.2 教学内容机械原理的定义和发展历程。
机械原理的基本概念和内容。
机械原理的应用领域和重要性。
1.3 教学方法采用讲解和案例分析相结合的方式进行教学。
通过图片和视频等多媒体手段辅助教学。
引导学生进行思考和讨论，提高学生的理解能力。
1.4 教学评估课堂讲解和案例分析的参与度。
对机械原理的基本概念和内容的掌握程度。
对机械原理的应用领域和重要性的理解程度。
第二章：力学基础2.1 教学目标了解力学的基本概念和原理。
掌握力学中的重要定律和公式。
理解力学在机械原理中的应用。
2.2 教学内容力学的基本概念和原理。
牛顿定律及其应用。
摩擦力、弹力和重力的概念及其计算。
2.3 教学方法采用讲解和实验相结合的方式进行教学。
通过物理实验和实例分析，帮助学生直观地理解力学原理。
引导学生进行思考和问题解决，提高学生的应用能力。
2.4 教学评估课堂讲解和实验操作的参与度。
对力学基本概念和原理的掌握程度。
对力学在机械原理中应用的理解程度。
第三章：机械运动和动力学3.1 教学目标了解机械运动的基本概念和类型。
掌握动力学的基本原理和计算方法。
理解机械运动和动力学在实际工程中的应用。
3.2 教学内容机械运动的基本概念和类型。
速度、加速度和动量的概念及其计算。
牛顿第二定律和动力学的计算方法。
3.3 教学方法采用讲解和实例分析相结合的方式进行教学。
通过图解和物理实验，帮助学生直观地理解机械运动和动力学的概念。
引导学生进行思考和问题解决，提高学生的应用能力。
3.4 教学评估课堂讲解和实例分析的参与度。
对机械运动和动力学的基本概念和原理的掌握程度。
对机械运动和动力学在实际工程中应用的理解程度。
第四章：机械结构设计4.1 教学目标了解机械结构设计的基本原则和方法。
掌握机械结构的基本元件和连接方式。
理解机械结构设计在工程中的重要性和影响因素。
机械原理电子教案
第一章绪论教学内容*本课程研究的对象和内容*本课程的性质、任务及作用*机械原理学科的开展现状学习要求*明确本课程研究的对象和内容，及其在培养机械类高级工程技术人才全局中的地位、任务和作用。
*对机械原理学科的开展现状有所了解。
重点难点本章的学习重点是：本课程研究的对象及内容。
本章介绍了机器、机构、机械等名词，并通过实例讲明各种机器的要紧组成局部是各种机构，从而明确了机构是本课程研究的要紧对象。
因此，由于现在尚未具体学习这些内容，故只能是一个概括的了解。
学习安排学习方法如何学好本课程。
要学好本课程,首先必须对机械在一个国家中的重要作用有明确的熟悉，机械现在是、今后仍是人类利用和改造自然界的直截了当执行工具，没有机械的支持, 一切现代工程(宇航工程、深海工程、生物工程、通信工程、跨江大桥、过海隧道、摩天大楼、……)都将无法实现。
了解机械原理学科开展现状和趋势，既有助于对机械原理课程的深进学习，也有助于让我们深信机械工业将永不停歇地日新月异地迅猛开展。
第二章机构的结构分析学习内容*机构的组成(构件、运动副、运动链及机构)*机构运动简图及其绘制*机构具有确定运动的条件*机构自由度的计算*计算平面机构的自由度时应注重的事项*虚约束对机构工作性能的碍事及机构结构的合理设计*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副学习要求*搞清构件、运动副、约束、自由度、运动链及机构等重要概念。
*能绘制比立简单的机械机构运动简图。
*能正确计算平面机构的自由度并能判定其是否具有确定的运动；对空间机构自由度的计算有所了解。
*对虚约束对机构工作性能的碍事及机构结构合理设计咨询题的重要性有所熟悉。
*对平面机构的组成原理有所了解。
重点难点本章的学习重点是：构件、运动副、运动链及机构等概念，机构运动简图的绘制，机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。
至于平面机构中的高副低代那么属于拓宽知识面性质的内容。
学习难点是：机构中虚约束的判定咨询题。
机械原理教案12凸轮机构轮廓曲线的设计
二、用图解法设计凸轮轮廓曲线 下面以偏置尖顶直动从动件盘形凸轮机构为例，讲解凸轮廓线的设计过程。
例6-1 对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构设已确定基圆半径mm 150=r ，凸轮顺时针方向匀速转动，从动件行程mm 18=h 。
从动件运动规律如下表所示：推程 远休止 回程 近休止运动角1120δ=260δ=903=δ490δ=从动件运动规律等速运动正弦加速度运动设计步骤：1、建立推程段的位移方程：18120s δ=，回程段的位移方程：12π181sin 902π90s δδ⎡⎤⎛⎫=-+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦，将推程运动角、回程运动角按某一分度值等分成若干份，并求得对应点的位移。
2、画基圆和从动件的导路位置3、画反转过程中从动件的各导路位置4、画从动件尖顶在复合运动中的各个位置点5、分别将推程段和回程段尖顶的各位置点连成光滑曲线，再画出远休止段和近休止段的圆弧，即完成了尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计，如图6-18。
需要注意：同一个图上作图比例尺必须一致。
如各分点的位移与基圆应按相同比例尺量取。
2．偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构凸轮转动中心O 到从动件导路的垂直距离e 称为偏距。
以O 为圆心，e 为半径所作的圆称为偏距圆。
显然，从动件导路与偏距圆相切（图中K 为从动件初始位置与基圆的切点）。
在反转过程中，从动件导路必是偏距圆的切线。
如图6-19。
r0a A0A1OB0B1内 容3．直动滚子从动件盘形凸轮机构例题：已知：r r －滚子半径，0r －基圆半径，从动件运动规律。
设计该机构。
设计思路：把滚子中心看作尖顶从动件的尖顶，按前述方法先画出滚子中心所在的廓线——凸轮的理论廓线。
再以理论廓线上各点为圆心，以滚子半径r r 为半径画一系列的圆，这些圆的内包络线 即为凸轮的实际廓线（或称为工作廓线）。
如图6-16 注意：滚子从动件盘形凸轮的基圆半径是指其理论廓线的最小向径4．对心直动平底从动件盘形凸轮机构思路：把平底与导路的交点Ａ看作尖顶从动件的尖点，依次作出交点的位置，通过这些位置点画出从动件平底的各个位置线，然后作这些平底的包络线，即为凸轮的工作廓线，如图6-17图6-16图6-17图6-18图6-19内 容5．摆动尖顶从动件盘形凸轮机构已知：基圆半径0r ，摆动从动件的杆长为L （从尖点到从动件回转中心的距离），凸轮回转中心到从动件回转中心的距离a 。
南航机械原理课件第12章-1
F b’ (m b ，r b) (m
，r
)
(m
，r
(m
)
F2
rb )
b，
Fb
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2)平衡原理
先将各质径积(质量) 向平衡校正面上分解。
然后在各平衡校正面上进行平衡。 17
r WbI +
∑
r WiI = 0
r miI riI = 0
r mbI rbI +
或
∑
用图解法或解析法求出所加平衡量。
WbI = (−
∑ ∑
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讨论两个问题
1)平衡前后质心位置 平衡前：
r r r F1 + F2 + F3 ≠ 0
∑
i =1
i i
3
r m i ri ≠ 0
xC
yC
∑ m x = ∑ m r cos α = ∑m ∑m ∑ m y = ∑ m r sin α = ∑m ∑m
i i i i i i i i i i
i
i
r r 2 F = m rω
C
O
r
采取什么措施？
4
措施：采取改变构件质量的 分布，达到减小或消除各构 件的惯性力所引起的运动副 中动压力和振动目的，这就 是机械的平衡。
ω
r r 2 F = mrω
C
O
r
5
二、机械平衡可分为以下两类
1)转子的平衡 转子：绕固定轴回转的构件。 一阶临界转速：转子第一次出现强烈振动时的转速。 刚性转子：工作转速低于此一阶临界转速的转速。 柔性转子：工作转速高于其一阶临界转速的转子。 2)机构的平衡 对机构惯性力的合力的平衡。
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以铰链四杆机构为例说明机构静平衡的原理。
机械原理电子教案
教案2018～2019学年第一学期课程名称机械原理开课单位机械与车辆工程学院机械制造及其自动化、机械电子工适用专业程、材料成型及控制工程、车辆工程授课班级机械A1731、A1761、A1762 授课教师张雪莲职称讲师二○一八年八月《机械原理》教案第一章绪论1.1机械原理课程的研究对象机械是人类用以转换能量和借以减轻人类劳动、提高生产率的主要工具，也是社会生产力发展水平的重要标志。
机械工业是国民经济的支柱工业之一。
当今社会高度的物质文明是以近代机械工业的飞速发展为基础建立起来的，人类生活的不断改善也与机械工业的发展紧密相连。
机械原理（Theory of Machines and Mechanisms）是机器和机构理论的简称。
它以机器和机构为研究对象，是一门研究机构和机器的运动设计和动力设计，以及机械运动方案设计的技术基础课。
机器的种类繁多，如内燃机、汽车、机床、缝纫机、机器人、包装机等，它们的组成、功用、性能和运动特点各不相同。
机械原理是研究机器的共性理论，必须对机器进行概括和抽象内燃机与机械手的构造、用途和性能虽不相同，但是从它们的组成、运动确定性及功能关系看，都具有一些共同特征：（1）人为的实物（机件）的组合体。
（2）组成它们的各部分之间都具有确定的相对运动。
（3）能完成有用机械功或转换机械能。
凡同时具备上述3个特征的实物组合体就称为机器内燃机和送料机械手等机器结构较复杂，如何分析和设计这类复杂的机器呢？我们可以采取“化整为零”的思想，即首先将机器分成几个部分，对其局部进行分析。
机构是传递运动和动力的实物组合体。
最常见的机构有连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构、螺旋机构、开式链机构等。
它们的共同特征是：（1）人为的实物（机件）的组合体。
（2）组成它们的各部分之间都具有确定的相对运动。
可以看出，机构具有机器的前两个特征。
机器是由各种机构组成的，它可以完成能量的转换或做有用的机械功；而机构则仅仅起着运动传递和运动形式转换的作用。
机械原理完整ppt课件-2024鲜版
2024/3/28
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计算机辅助设计在机械原理中的应用
CAD软件介绍
讲解CAD软件的基本功能、操作界面及常用命令，展示如何利用 CAD软件进行机械零件的设计。
三维建模与装配
介绍三维建模的基本概念和方法，演示如何利用CAD软件建立机械 零件的三维模型，并进行虚拟装配。
工程图生成与标注
讲解如何从三维模型生成工程图，以及如何进行尺寸标注、技术要求 等信息的添加。
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
微器等。
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04 连杆机构与凸轮机构
2024/3/28
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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。
机械原理完整ppt课 件20 Nhomakorabea4/3/28
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• 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
2024/3/28
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01 机械原理概述
2024/3/28
2024/3/28
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机械原理的发展历程和趋势
2024/3/28
• 现代机械原理的发展：随着计算机技术和仿真技 术的广泛应用，机械原理的研究方法和手段不断 更新和完善。
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机械原理的发展历程和趋势
机械原理(朱理主编)教案
机构运动 简图的绘 制。 （1 学时）
通过分析机 器实例，引 出机构运动 简图的绘制 目的。
1.3
掌握机构 运动简图 的绘制方 法。
举例 分析
讲述
《机械原理》教案
《机械原理》教案 3
一、授课章节 第 1 章 平面机构的结构分析 §1-4 平面机构的自由度 §1-5 机构的组成原理和结构分析 二、教学目的及要求 1.能正确计算平面机构的自由度。 2.掌握机构具有确定运动的条件。 三、教学重点： 1.平面机构自由度的计算。 2.机构具有确定运动的条件。 四、教学难点： 平面机构自由度的计算，计算平面机构自由度的注意事项。 五、教学方法：板书。 六、教学过程： 内容及学时 设计思想 教学 模式 教学 行为 详细教学过程和内容 一、机构自由度 机构自由度：机构具有独立运动的数 目。 二、平面机构的自由度计算公式 作业及 小结
构件、运动 副的定义、 分类；运动 链的概念； 机构的组 成。 （1 学时）
结合动画实 例分析典型 机构，进而 引出本节各 个概念。
举例 分析
一、构件与零件 二、运动副及其分类（表2－1） 运动副：两构件通过直接接触组 成的可动联接称为运动副。 运动副元素：两构件参与接触而 构成运动副的部分称为运动副元 素。 讲述、 1．低副：两构件通过面接触而形成 学生 5 的运动副（回转副，移动副） 。 分钟 2．高副：两构件通过点、线接触而 练习 形成的运动副（齿轮副，凸轮副） 。 三、运动链与机构 1．运动链：由若干构件通过运动副 联接组成构件系统，称为运动链。 2．机构：运动链中的一个构件固定 作为机架，它的一个或几个构件作 给定的独立运动，则这种运动链称 为机构。 一、机构运动简图的绘制 机构运动简图定义：用简单的线 条和规定的运动副符号，按照一定 的比例尺所绘制的图形。 二、运动副与构件的常用表示方法 （表1.1） 三、机构运动简图绘制方法和步骤
《机械原理》课件 第12章 其它常用机构
为棘轮的单向间歇运动
当主动件作逆时针方向摆动时，驱动 棘爪便插入棘轮的齿槽中，使棘轮跟 着转过一定角度，此时，制动爪在棘 轮的齿背上滑动。当主动件顺时针方 向转动时，制动爪便阻止棘轮发生顺 时针方向转动，而驱动棘爪却能够在 棘轮齿背上滑过，当主动件作连续的 往复摆动时，棘轮便作单向的间歇运 动。
二、槽轮机构的类型（续） 球面槽轮机构
动画
特点： 主动轮1和拨销3的 轴线均通过球心。
当只有一个拨销时， 动停时间相等；
当对称布置两个拨 销时，可以实现连 续转动。
二、槽论机构应用
一般用于转速不很高的自动机械、轻工机 械或仪器仪表中。 电 影 放 映 机 的 送 片 机 构
动画
12-3 凸轮式间歇运动机构
12-2 槽轮机构
一、槽轮机构的组成及工作特点
动画演示
典型槽轮机构的组成：由主动 拨盘、从动槽轮和机架等组成。
槽轮机构的工作原理：主动拨 盘连续转动，当主动拨盘的圆 销A未进入槽轮径向槽时，槽 轮在锁，静止不动；当主动拨 盘的圆销A进入槽轮径向槽时， 槽轮受圆销A驱动而转动。从 而使槽轮做间歇运动。
一、 万向联轴节机构的组成和应用 万向联轴节
万向联轴节机构用于传递两相交轴间的运动和动力， 广泛用于汽车、机床等机械中；
二、万向联轴节机构的类型
传动过程中，两轴 夹角可以变动，为 变角传动机构。
动画
◆单万向联轴节机构
两轴瞬时角速 比随时变化，并 不恒等于1
单万向联轴节机构两特殊位置的机构运动简图
2' = 1 / cos
本章教学内容
12-1棘轮机构 12-2槽轮机构螺旋机构 12-3凸轮式间歇运动机构 12-4不完全齿轮机构 12-5万向联轴节机构 12-6组合机构
机械原理12章
根据零件承受的静力载荷，计算其应力分布和强度极限，确保在 正常工作条件下不发生断裂或严重变形。
疲劳强度计算
考虑零件承受的循环载荷，通过计算疲劳极限和安全系数，确保 零件的疲劳寿命满足要求。
接触强度计算
对于相互接触的零件，需计算接触应力分布和接触压力，以防止 过度磨损和压溃。
机械零件的刚度计算基础
要点一
等效动力学模型
为了简化分析，可以将复杂的机械系统简化为一个等效的 动力学模型，该模型能够反映系统的关键运动和受力特性 。
要点二
模型建立方法
等效动力学模型的建立需要综合考虑系统的质量和惯性、 阻尼和弹性等因素，通过合理的等效处理，能够简化分析 过程。
机械的速度波动及其调节方法
速度波动
由于机械系统的复杂性和外部扰动的影响，机械运转过 程中可能会出现速度波动，影响系统的稳定性和性能。
计算方法
根据齿轮的齿数和传动比 关系，通过代数运算求得。
注意事项
需要考虑齿轮的旋向和转 向，以确保传动比计算正 确。
周转轮系传动比的计算
定义
周转轮系的传动比等于中心轮转 速与其齿数之比。
计算方法
通过测量或计算中心轮的转速和 齿数，利用定义求得传动比。
注意事项
需要考虑齿轮的实际工作状态， 如转速、转向等，以准确计算传
压力角
决定齿轮的受力方向和大 小，是齿轮设计和制造中 的重要参数
渐开线直齿圆柱齿轮机构的工作原理
工作原理
通过一对渐开线直齿圆柱齿轮的相互啮合，将一 个齿轮的旋转运动传递到另一个齿轮
传动比
主动轮与从动轮的转速之比，与齿轮齿数成反比
正确啮合条件
模数相等、压力角相等
06 轮系
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二、执行系统方案设计的内容（续）
给定某种预期功能要求
实现同一种功能要求，可以采用不同的工作原理； 实现同一种工作原理，可以选择不同的运动规律； 实现同一种运动规律，可以选择不同型式的机构。
获得多种不同的方案
机械执行系统方案设计所要研究的问题，就是如何合理 地利用设计者地专业知识和分析能力，创造性地构思出 各种可能地方案并从中选出最佳方案。
★ 气压传动 。以压缩空气为工作介质的传动称为气压传动。
气压传动的优点是易快速实现往复移动、摆动和高速转 动，调速方便；气压元件结构简单、适合标准化、系列化， 易制造、易操纵¨向应速度快、可直接用气压信号实现系统 控制，完成复杂动作；管路压力损失小，适于远距离输送； 与液压传动相比，经济且不易污染环境，安全、能适应恶劣 的工作环境：缺点是传动效率低；因压力不能太高，故不能 传递大功率，因空气的可压缩性，故载荷变化时，传递运动 不太平稳，排气噪音大。
3
n
机构 型式
连
凸
其
机
结
杆
轮
它
构
构
机
机
机
组
变
构
构
构
合
异
§ 12-3 原动机的选择
一、原动机的类型和特点
1. 动力电动机
电动机的类型很多，不同类型的电动机具有不同的 结构型式和特性，可满足不同的工作环境和机械不同的 负载特性要求。
主要优点为：驱动效率高、有良好的调速性能、可远距 离控制，启动、制动、反向调速都易控制，与传动系统 或工作机械联接方便，作为一般传动，电动机的功率范 围很广。
主要缺点为必须有电源，不适于野外使用。 根据使用 电源的不同，又分为交流电动机和直流电动机两大类。
一、原动机的类型和特点（续）
2. 控制电动机（伺服电动机）
伺服电动机是指能精密控制系统位置和角度的 一类电动机。
特点：
它体积小、重量轻；具有宽广而平滑的调速范 围和快速响应能力，其理想的机械特性和调节特性 均为直线。
传动系统方案设计是机械系统方案设计的重要组成 部分。当完成了执行系统的方案设计和原动机的预选型 后，即可根据执行机构所需要的运动和动力条件及原动 机的类型和性能参数，进行传动系统的方案设计了。
传动系统设计过程：
1. 确定传动系统的总传动比。
2. 选择传动类型。即根据设计任务书中所规定的功能要求，执 行系统对动力、传动比或速度变化的要求以及原动机的工作特 性，选择合适的传动装置类型。
★要求启动迅速、便于移动或在野外作业场地工作时，宜选 用内燃机。 ★要求负载转矩大，转速低的工作机械或要求简化传动系统 的减速装置，需要原动机与执行机构直接联接时，宜选用低 速液压马达。
3. 原动机转速的选择
原动机的额定转速一般是直接根据工作机械的要求而选择 的。但需考虑：
★ 原动机本身的综合因素。例如，对于电动机来说，在额 定功率相同的情况下，额定转速越高的电动机尺寸越小， 重量和价格也低，即高速电动机反而经济。
★ 运动和动力分析：即对整个执行系统进行运动分析和动 力分析，以检验其是否满足运动要求和动力性能方面的要求。
★ 方案评价与决策：方案评价包括定性评价和定量评价。 前者是指对结构的繁简、尺寸的大小、加工的难易等进行 评价，后者是指将运动和动力分析后所得的执行系统的具 体性能与使用要求所规定的预期性能进行比较，从而对设 计方案作出评价。
阶段成果
全套设计图纸 设计计算说明书
4. 生产施工设计阶段
阶段成果
◆工艺设计 ◆工装设计 ◆施工设计
工艺流程卡片、工装设计图 基础安装图、技术文件 使用说明书、备件明细表
二、ห้องสมุดไป่ตู้械总体方案设计的目的
总体方案设计阶段的工作是实现机械产品初期规 划阶段所提出的设计目标的关键。
产品设计的好坏，包括产品的功能是否齐全、性 能是否优良、经济效益是否显著，在很大程度上取决 于总体方案设计阶段的工作，取决于方案的构思和方 案拟定时的设计思想。
★ 变传动比无级变速传动。一个输入转速对应于某一 范围内无限多个输出转速，适用于执行机构工况很多或 最佳工况不明确的情况。
★ 变传动比周期性变速传动。输出角速度是输入角速 度的周期性函数，以实现函数传动或改善动力特性。
2. 选择传动类型的原则
★执行系统的工况和工作要求与原动机的机械特性相匹配。
★考虑工作要求传递的功率和运转速度。 ★有利于提高传动效率。在满足系统功能要求的前提下， 优先选用效率高的传动类型；在满足传动比、功率等技术 指标的条件下，尽可能选用单级传动，以缩短传动链，提 高传动效率。 ★尽可能选择结构简单的单级传动装置
§12-1 机械总体方案设计概述
一、机械产品的设计过程
机械产品设计是一个通过分析、综合与创新获得满足某 些特定要求和功能的机械系统的过程。
机械新产品的开发设计过程一般可以分为四个阶段：
◆初期规划设计阶段 ◆总体方案设计阶段 ◆结构技术设计阶段 ◆生产施工设计阶段
一、机械产品的设计过程（续）
1. 初期规划设计阶段
二、原动机的选择
1. 选择原则
★ 考虑工作机械的负载特性、工作制度、启动和制 动的频繁程度。
★ 考虑原动机本身的机械特性能否与工作机械的负载特 性(包括功率、转矩、转速等)相匹配，能否与工作机械的 调速范围、工作的平稳性等相适应。 ★考虑机械系统整体结构布置的需要。
★考虑经济性，包括原动机的原始购置费用、运行费用 和维修费用等。
★ 传动系统的结构。若原动机的转速选得过高，势必增加 传动系统的传动比，从而导致传动系统的结构复杂。
4. 原动机容量的选择
原动机的容量主要指功率。它是由负载所需的功率、转 矩及工作制来决定的。负载的工作情况大致可分为连续恒 负载；连续周期性变化负载；短时工作制负载和断续周期 性工作制负载等。各种工作制负载情况下所需的原动机容 量的计算方法，可查阅有关手册。
第十二章 机械总体方案的设计
本章教学目标
◆了解产品设计过程和机械总体方案设计的内容； ◆了解机械执行系统方案设计的过程和内容 ◆了解常用原动机的类型和特点及其选取原则； ◆了解拟定简单机械传动系统方案的过程。
第十二章 机械总体方案的设计
本章教学内容
12-1 机械总体方案设计概述 12-2 机械执行系统的方案设计 12-3 原动机的选择 12-4 机械传动系统的方案设计
液压液力传动的主要优点是速度、扭矩和功率均可连续 调节；调速范围大，能迅速换向和变速；传递功率大；结构 简单，易实现系列化、标准化，使用寿命长；易实现远距离 控制、动作快速；能实现过载保护。缺点主要是传动效率低， 不如机械传动精确；制造、安装精度要求高；对油液质量和 密封性要求高。
按传动的方式分（续）：
应用；
伺服电机广泛应用于工业控制、军事、航空航 天等领域，如数控机床、工业机器人、火炮随动系 统中。
一、原动机的类型和特点（续）
3. 内燃机 （1）分类
按燃料种类分：柴油机、汽油机和煤油机
按工作循环中的冲程数分:四冲程和二冲程内燃机
按汽缸数目分:单缸和多缸内燃机
按主要机构的运动形式分:往复活塞式和旋转活塞式
三、机械系统的组成
机械系统主要是由原动机、传动系统、执行系统和 控制系统所组成。
四、机械总体方案设计的内容
★ 执行系统的方案设计。主要包括执行系统的功能 原理设计、运动规律设计、执行机构的型式设计、执 行系统的协调设计和执行系统的方案评价与决策。
★ 原动机类型的选择和传动系统的方案设计。其中 传动系统的方案设计主要包括传动类型和传动路线的 选择，传动链中机构顺序的安排和各级传动比的分配。
5. 气动马达
气动马达是以压缩空气为动力‘，将气压能转变为机械 能的动力装置。常用的有叶片式和活塞式。其主要优点为： 工作介质为空气，故容易获取且成本低廉；易远距离输送， 排入大气也无污染；能适应恶劣环境；动作迅速、反应快。 缺点为：工作稳定性差、噪音大，输出转矩不大，只适用于 小型轻载的工作机械。
◆选题
◆调研和预测 ◆可行性论证 ◆确定设计任务
2. 总体方案设计阶段
◆目标分析 ◆创新构思 ◆方案拟定 ◆方案评价 ◆方案决策
阶段成果：
调研报告 产品开发可行性论证报告 设计任务书
阶段成果：
总体方案示意图 机械系统运动简图 方案设计计算说明书
一、机械产品的设计过程（续）
3. 结构技术设计阶段
◆结构方案拟定 ◆造型设计 ◆结构设计 ◆材料选择与尺寸设计 ◆设计图绘制
二、执行系统方案设计的内容（续）
机械执行系统方案设计流程图 机械预期实现的功能
功能 原理
摩 流电 机材 擦 体磁 械料 光其 传 传传 推变 电它 动 动动 拉形 原原 原 原原 原原 理理 理 理理 理理
运动 规律
工
工
工
工
艺
艺
艺
艺
动
动
动
动
作 分
作 分
作 分
…
作 分
解
解
解…
解
方
方
方
方
法
法
法
法
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§ 12-4 机械传动系统的方案设计
一、传动系统的作用及其设计过程
传动系统位于原动机和执行系统之间，将原动机的 运动和动力传递给执行系统。除进行功率传递，使执行 机构能克服阻力作功外，它还起着如下重要作用：实现 增速、减速或变速传动；变换运动形式；进行运动的合 成和分解；实现分路传动和较远距离传动；实现某些操 纵控制功能(如启动、离合、制动、换向……)等。
★ 运动规律设计：是指为实现上述工作原理而决定选择何 种运动规律。
★ 执行机构型式设计：是指究竟选择何种机构来实现上述 运动规律。
★ 执行机构的协调设计：就是根据工艺过程对各动作的 要求，分析各执行机构应当如何协调和配合，设计出协调 配合图。