华中科技大学机械原理课件CH0-绪论
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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。
机械原理第一章绪论PPT课件
机构(machanism)：用来传递 运动和力或改变运动形式的构 件系统
-
13
-
14
-
15
机械是机构与机器的总称。
机构和机器的区别：
•机构只是一个构件系统，而机 器除构件系统外，还包含电气、 液压等其它系统
• 机构只用来传递运动和力，而 机器除传递运动和力外，还具 有变换或传递能量、物料和信 息的功能
2)具有用瞬心法对高、低副机构进行速度分析，和用图 解法或解析法对Ⅱ级机构进行运动分析的基本技能。
3)具有按已知的几何条件和运动条件对几种主要的平面 机构进行运动设计的某些基本知识和能力。
4)初步具有确定简单机械运动方案的能力。
-
21
第一章 绪 论
5)具有按已知动力学条件分析和设计机械的某些基本 知识。
-
1
第一章 绪 论 (Introduction) §1-1 本课程研究的对象及内容
机械原理又称为机器理论与机构学。 机械原理 Theory of Machines and Mechanisms
机械原理的研究对象是机械(machinery) 。 机械原理是研究机构和机器的运动及动力特性，以及
机
是完成有用的机械功或者是搬运物品。
工作机器 例如：起重机、织布机、缝纫机、汽
器
车、飞机和金属切削加工机床等。
是用来获得和变换信息。例如：机械 信息机器 式积分仪、计帐机、机器人和绘图仪。
机器与其它装置的主要区别是：机器一定要作机械运动， 并通过运动来实现能量、物料和信息的变换
-
7
第一章 绪 论
现代机器通常由控制系统、信息测量和处理系统、动 力部分、传动部分及执行机构系统等组成。 机器的三个共同特点： 1、都是人为的实物组合； 2、各部分之间具有确定的相对运动； 3、用来变换或传递能量、物料和信息。
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机械是机构与机器的总称。
机构和机器的区别：
•机构只是一个构件系统，而机 器除构件系统外，还包含电气、 液压等其它系统
• 机构只用来传递运动和力，而 机器除传递运动和力外，还具 有变换或传递能量、物料和信 息的功能
2)具有用瞬心法对高、低副机构进行速度分析，和用图 解法或解析法对Ⅱ级机构进行运动分析的基本技能。
3)具有按已知的几何条件和运动条件对几种主要的平面 机构进行运动设计的某些基本知识和能力。
4)初步具有确定简单机械运动方案的能力。
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第一章 绪 论
5)具有按已知动力学条件分析和设计机械的某些基本 知识。
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1
第一章 绪 论 (Introduction) §1-1 本课程研究的对象及内容
机械原理又称为机器理论与机构学。 机械原理 Theory of Machines and Mechanisms
机械原理的研究对象是机械(machinery) 。 机械原理是研究机构和机器的运动及动力特性，以及
机
是完成有用的机械功或者是搬运物品。
工作机器 例如：起重机、织布机、缝纫机、汽
器
车、飞机和金属切削加工机床等。
是用来获得和变换信息。例如：机械 信息机器 式积分仪、计帐机、机器人和绘图仪。
机器与其它装置的主要区别是：机器一定要作机械运动， 并通过运动来实现能量、物料和信息的变换
-
7
第一章 绪 论
现代机器通常由控制系统、信息测量和处理系统、动 力部分、传动部分及执行机构系统等组成。 机器的三个共同特点： 1、都是人为的实物组合； 2、各部分之间具有确定的相对运动； 3、用来变换或传递能量、物料和信息。
华中科技大学机械原理课件CH0-绪论
电力或磁力传递
电磁离合或制动传动
执 行 系 统
回转运动机构 往复运动机构 间歇运动机构 按预定运动轨迹运动的机构
机电一体化系统
由动力系统、驱动系统、机械系统、传感系统 和控制系统五个要素组成。
铣刀
工件
伺 服 驱 动
光栅尺
V
工作台
X
导轨
J
电机 联轴节 丝杠 轴承
计算机
动力源
数控机床
机构的组成要素是构件和运动副
本课程的基本学习方法
• 着重基本概念的理解和基本设计方法的 掌握，不强调系统的理论分析； 着重理解公式建立的前提、意义和应用， 不强调对理论公式的具体推导； 注意密切联系生产实际，努力培养解决 工程实际问题的能力。
•
•
绪论
机器
机械(machinery)
machine
机构
mechanism
机器(machine)
机械原理Байду номын сангаас
-基础篇
Theory of Machines and Mechanisms
华中科技大学 机械学院 刘伦洪
几点说明
1. 教材：
– 杨家军主编《机械原理-基础篇》华中科技大学出版社
2. 课程安排：三个教学环节
– –
–
讲课28学时 实验4学时：联系人：62405120 / 87540870（h）黄老师 （女） 课程设计20学时
执行机械运动的装置，它用来 变换和传递能量、物料与信息
物料：是指被加工的对 象、被搬运的重物。
动力机器
机 器 种 类
是能量变换的装置，即可将某种形 式的能量变换成机械能，或者把机 械能变换成其他形式的能量。例如： 内燃机、压气机、涡轮机、电动机 和发电机等。 是完成有用的机械功或者是搬运物 品。例如：轧钢机、织布机、缝纫 机、汽车、飞机和金属切削加工机 床等。
机械原理第一章绪论CH01
机器和机构的概念(2/4)
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，所以可以说， 机器乃是一种可用来变换或传递能量、物料与信息的机构组合。 机器按其用途可分为两类：凡将其他形式的能量转换为机械 能的机器称为原动机；凡利用机械能来变换和传递物料和信息的 机器称为工作机。
机器和机构的概念(4/4)
机构 1. 由各种材料制成的制造单元 （零件）经装配而成的组合体 2. 由零件组成的各运动单元 （构件）间有确定的相对运动
有关机械的基本理论
（1）机构的结构分析 1）研究机构是怎样组成的，其组成对运动的影响，以及机构 具有确定运动的条件。 2）研究机构的组成原理及机构的结构分类。
（1）机构
机器和机构的概念(1/4)
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。 这些机构一般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；
（3）机器的结构
传统的机器由如下三个部分组成： 原动部分 传动部分 执行部分
机器和机构的概念(3/4)
现代机器一般由如下四个部分组成：
原动部分
传动部分 控制部分
执行部分
而现代先进的机器则由以下五个部分组成：
位形检测 控制系统 驱动-传动机构 智能系统 执行机构 工作系统
机器和机构的特征 机器 1. 由各种材料制成的制造单元 （零件）经装配而成的组合体 2. 由零件组成的各运动单元 （构件）间有确定的相对运动 3. 变换和传递能量、物料和信 息。
机械原理课件：第1章绪论
研究机械运动的规律和特性。
力学
研究机械受力和运动的关系。
动力学
研究机械力的产生和传递。
机械的自由度及数目。
2 类型
包括平动副、回转副和滚动副等。
机械的机构及其分类
齿轮机构
通过齿轮传递和变换运动。
凸轮机构
通过凸轮来控制运动。
连杆机构
通过连杆来传递运动。
机械传动方式的分类及特点
齿轮传动 带传动 链传动
效率高，传动精度高。 结构简单，吸振能力强。 传动稳定，承载能力大。
机械的运动规律
机械运动遵循牛顿运动定律，同时机械能守恒和机械功的计算也是机械运动规律的重要内容。
机械简化分析方法
1
静态平衡法
分析物体处于静止状态下的平衡条件。
2
动态平衡法
分析物体在运动状态下受力和力矩的平衡条件。
机械原理课件：第1章绪 论
机械原理是研究机械的基本概念、运动规律和设计原则的科学。本章介绍了 机械原理的研究对象、基本量和关系，以及机械的自由度、机构和传动方式 的分类。
什么是机械原理？
机械原理是一门研究机械运动规律和相互作用原理的学科，对于机械设计和 工程实践具有重要意义。
机械的基本概念
运动学
3
虚功原理
利用物理量的变化来求解未知数量。
机械设计的目标和要求
机械设计的目标是根据实际需求设计出满足功能和性能要求的机械产品。
力学
研究机械受力和运动的关系。
动力学
研究机械力的产生和传递。
机械的自由度及数目。
2 类型
包括平动副、回转副和滚动副等。
机械的机构及其分类
齿轮机构
通过齿轮传递和变换运动。
凸轮机构
通过凸轮来控制运动。
连杆机构
通过连杆来传递运动。
机械传动方式的分类及特点
齿轮传动 带传动 链传动
效率高，传动精度高。 结构简单，吸振能力强。 传动稳定，承载能力大。
机械的运动规律
机械运动遵循牛顿运动定律，同时机械能守恒和机械功的计算也是机械运动规律的重要内容。
机械简化分析方法
1
静态平衡法
分析物体处于静止状态下的平衡条件。
2
动态平衡法
分析物体在运动状态下受力和力矩的平衡条件。
机械原理课件：第1章绪 论
机械原理是研究机械的基本概念、运动规律和设计原则的科学。本章介绍了 机械原理的研究对象、基本量和关系，以及机械的自由度、机构和传动方式 的分类。
什么是机械原理？
机械原理是一门研究机械运动规律和相互作用原理的学科，对于机械设计和 工程实践具有重要意义。
机械的基本概念
运动学
3
虚功原理
利用物理量的变化来求解未知数量。
机械设计的目标和要求
机械设计的目标是根据实际需求设计出满足功能和性能要求的机械产品。
机械原理课件第七版ppt
机械系统
机械系统是由多个相互关联的机器与机构组成的复杂系统， 机械原理课程也涉及到对机械系统的整体性能、优化设计以 及控制等方面的研究。
机械原理课程的内容和任务
内容
机械原理课程主要涉及机构学、机械动力学、机械系统运动学、机械振动以及 机械控制等方面的内容。
任务
通过学习机械原理课程，学生可以掌握机构分析、设计、优化以及控制的基本 理论和方法，培养其解决实际工程问题的能力，为后续的专业课程学习和工程 实践打下坚实的基础。
机械原理课件第七版
汇报人：
202X-12-30
目录
Contents
• 绪论 • 机构组成与分析 • 平面连杆机构 • 凸轮机构 • 齿轮机构
目录
Contents
• 轮系 • 其他常用机构简介 • 机械的运转及其速度波动的调节 • 机械的平衡
01 绪论
机械原理课程的研究对象
机器与机构
机器是一种能够将输入的能量转换为输出的机械能的装置， 而机构则是实现运动和力的传递与变换的装置。机械原理课 程主要研究各种机器与机构的工作原理、组成、运动特性以 及能量转换进程。
05 齿轮机构
齿轮机构的特点和分类
特点
齿轮机构是机械传动中最重要的 机构之一，具有传递效率高、结 构紧凑、工作可靠等优点。
分类
根据齿轮的形状和传动方式，齿 轮机构可分为直齿圆柱齿轮机构 、斜齿圆柱齿轮机构、圆锥齿轮 机构等。
齿轮的构造及模数
构造
齿轮由齿廓、齿根、齿面等部分组成 ，其中齿廓是决定齿轮传动性能的关 键部分。
。
机构运动简图
机构运动简图的作用
注意事项
机构运动简图可以直观地表示机构的 组成和运动情况，便于对机构进行分 析和设计。
机械系统是由多个相互关联的机器与机构组成的复杂系统， 机械原理课程也涉及到对机械系统的整体性能、优化设计以 及控制等方面的研究。
机械原理课程的内容和任务
内容
机械原理课程主要涉及机构学、机械动力学、机械系统运动学、机械振动以及 机械控制等方面的内容。
任务
通过学习机械原理课程，学生可以掌握机构分析、设计、优化以及控制的基本 理论和方法，培养其解决实际工程问题的能力，为后续的专业课程学习和工程 实践打下坚实的基础。
机械原理课件第七版
汇报人：
202X-12-30
目录
Contents
• 绪论 • 机构组成与分析 • 平面连杆机构 • 凸轮机构 • 齿轮机构
目录
Contents
• 轮系 • 其他常用机构简介 • 机械的运转及其速度波动的调节 • 机械的平衡
01 绪论
机械原理课程的研究对象
机器与机构
机器是一种能够将输入的能量转换为输出的机械能的装置， 而机构则是实现运动和力的传递与变换的装置。机械原理课 程主要研究各种机器与机构的工作原理、组成、运动特性以 及能量转换进程。
05 齿轮机构
齿轮机构的特点和分类
特点
齿轮机构是机械传动中最重要的 机构之一，具有传递效率高、结 构紧凑、工作可靠等优点。
分类
根据齿轮的形状和传动方式，齿 轮机构可分为直齿圆柱齿轮机构 、斜齿圆柱齿轮机构、圆锥齿轮 机构等。
齿轮的构造及模数
构造
齿轮由齿廓、齿根、齿面等部分组成 ，其中齿廓是决定齿轮传动性能的关 键部分。
。
机构运动简图
机构运动简图的作用
注意事项
机构运动简图可以直观地表示机构的 组成和运动情况，便于对机构进行分 析和设计。
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》绪论及第一章讲稿
机械原理讲 稿宋立权绪 论§0-1 机器的功能结构及机构一、机械原理的研究对象：机器与机构实例：单缸四冲程发动机单缸四冲程发动机动画二、基本概念（有关名词）1、机器特征： a)一种人为的实物组合 b)各构件间具有确定的相对运动 c)能为人类作功或转换机械能 电动机：电能→机械能 →电能机器定义：特征a)+b)+c) 能进行能量转换、各部分间具有确定相对运动的人为实物组合。
2．机构 定义：各部分（构件）间具有确定相对运动的人为实物组合 机构：平面机构、空间机构3．机械 机构器与机构的总称4．构件与零件 构件－运动的单元1. 机架2.滑块3.进气阀4.排气阀5.连杆6.曲柄7.凸轮 8.从动杆9、10．齿轮一个工作循环内（四个阶段） 1．进汽， 2．压缩， 3．膨胀， 4．排汽2、5、6、1--曲柄滑块机构 9、10、1--齿轮机构，7、8、1--凸轮机构零件－加工制造的单元5．其他原动件（主动件）、从动件、原动机、工作机、机组§0-2机械总体方案设计的内容及机械原理课程的定位与任务一、机械总体方案设计1．功能原理设计牛头刨床：平面切削(不同的机构结构形式)方案1 方案2 方案3方案4 方案5 方案6 压缩机：介质压缩（往复式、旋叶式、涡旋式等）2．系统运动方案设计根据机器的功能要求，确定机构的结构形式、结构尺寸，最终完成机构运动简图。
3．系统运动方案设计的内容1）型综合机构选型2）数综合定尺寸3）运动学动力学综合分析，与2）交替进行机构运动方案设计凸轮机构设计二、机械原理课程的定位与任务机构形式种类繁多，结构各不相同在对机构进行分类的基础上，研究各类机构所具有的共性问题，并由此建立起分析设计的一般方法。
以高等数学、物理、制图、理力为基础的技术基础课，与专业课有紧密联系，起着承上启下的作用。
相对于基础课，更接近于工程实际；相对于专业课，研究的是机械所具有的共性问题。
担负着培养机械工程师的重要任务§0-3 机械原理课程的主要内容、基本要求与学习方法一、机械原理课程的主要内容1．机构的结构和运动学研究机构的组成原理，机构运动可能性和机构具有确定相对运动的条件。
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。
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
(完整版)华中科技大学机械原理1
动力机器 式的能量变换成机械能，或者把机 械能变换成其他形式的能量。例如：
内燃机、压气机、涡轮机、电动机
和发电机等。
机
是完成有用的机械功或者是搬运物
工作机器 品。例如：轧钢机、织布机、缝纫
器
机、汽车、飞机和金属切削加工机
床等。
信息机器
是用来获得和变换信息。例如：机 械式积分仪、计帐机、打字机和绘 图仪。
动 力 系 统
传
机械系统
动 系
冷却、
统
润滑 计数
操 纵 控
照明 制
执
等装 装 置置
行 系
统
机械传递 液体动力传递 电力或磁力传递
蒸汽机 内燃机 水轮机 燃气机 电动机 液动机 气动机 摩擦传动 啮合传动 推动传动 液压传动
液力传动 气动传动
电力拖动
电磁离合或制动传动
回转运动机构 往复运动机构
间歇运动机构 按预定运动轨迹运动的机构
是一个由确定的质量刚度和阻尼的物体组成并能完成特定功能的系统机械零件和构件是组成机械系统的基本要素它们为完成一定的功能相互联系而分别组成了各个子系机械系统蒸汽机机械系统内燃机水轮机燃气机电动机液动机气动机液体动力传递机械传递电力或磁力传递摩擦传动啮合传动推动传动液压传动液力传动气动传动电力拖动电磁离合或制动传动按预定运动轨迹运动的机构往复运动机构回转运动机构间歇运动机构冷却润滑计数照明整体性机械系统是由若干个子系统构成的统一体各子系统具有不同的功能与特性但它们在结合时必须服从整体功能的要求相互间须协调和适应
主动件 活动构件
从动件
Hale Waihona Puke 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。
机械原理完整ppt课件
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。
机械原理完整ppt课 件
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。
机械原理课件-绪论
发 采用的青铜轴瓦和金属人字圆柱齿轮，在我国东汉年代的文物中都可以
明 找到它们的原始形态。
创
侯风地动仪
造
中国公元前3世纪，欧洲 公元11-12世纪
连机碓：中国公元3世 纪，欧洲公元1600年 指南车：齿轮传动
和离合器
计里鼓车：齿 轮及凸4 轮机构
机械发展的历史回顾
18世纪初以蒸汽机的出现为代表产生了第一次产业革命， 人们开始设计制造各种各样的机械，例如纺织机、火车、汽 轮船。
3.高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；循输环出运连动续的的结旋果转，运使动曲轴 4.活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽缸。 14
内燃机的工作过程：
进气 压缩 爆炸 排气
潘存云教授研制
设计：潘存云
内燃机各部分的作用：
活塞的往复运动通过连杆转变为曲 轴的连续转动，该组合体称为：
曲柄滑块机构
凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；称为： 凸轮机构 两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动 作，称为：齿轮机构
10
有关机械的几个问题
➢什么是机械？其含义包括哪些？ ➢各行各业的机器组成有没有共同的特点？
能否进行总结？ ➢其共同特征或者共同之处在何处？
能否进行专门研究？
机械原理课程授课目的是什么？
11
§0－1 本课程研究的对象
本课程研究对象为：机械
什么叫机械？
机械－人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物的
最优？ 最合理方案
27
§0－3 课程的性质和学习方法
课程性质： 技术基础课 作用： 承前启后
作为一名工程技术人员，同学们在今后的工 作岗位上将会接触各种各样的通用或专用机 械，因此必须掌握机械方面的基础知识。
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连杆机构，凸轮机构，齿轮机构，间歇运动机构
本课程的基本学习方法
• 着重基本概念的理解和基本设计方法的 掌握，不强调系统的理论分析；
• 着重理解公式建立的前提、意义和应用， 不强调对理论公式的具体推导；
• 注意密切联系生产实际，努力培养解决 工程实际问题的能力。
绪论
机械(machinery)
机器
machine
机构
mechanism
机器(machine)
执行机械运动的装置，它用来 变换和传递能量、物料与信息
物料：是指被加工的对 象、被搬运的重物。
是能量变换的装置，即可将某种形
动力机器
式的能量变换成机械能，或者把机 械能变换成其他形式的能量。例如：
内燃机、压气机、涡轮机、电动机
机
和发电机等。
器 种
是完成有用的机械功或者是搬运物 工作机器 品。例如：轧钢机、织布机、缝纫
• 机构只是一个构件系统，而机器除 构件系统外，还包含电气、液压等 其它系统
• 机构只用来传递运动和力，而机器 除传递运动和力外，还具有变换或 传递能量、物料和信息的功能
机器是由机构组成的
例：内燃机
连杆机构 凸轮机构 齿轮机构
一、机械系统的组成
蒸汽机
内燃机
动
水轮机
力
燃气机
系
电动机
统
液动机
气动机
摩擦传动
（女） – 课程设计20学时
3. 作业 4. 先修课程：
– 高等数学、工程图学、金属工艺学、计算机基础、工程力 学
机械原理课程的性质与任务
是研究机械性能分析与设计的基本理论与方法的 专业基础课程之一。
机械原理的教学内容
1. 研究机构的组成及具有确定运动的条件。 2. 研究四种基本机构的特性和设计方法：
• 约束：两构件用运动副联接后，彼此的 相对运动受到某些限制。
运动副的分类
据运动副的接触形式，可分为两类: 低副:面接触的运动副
移动副 转动副 高副:点或线接触的运动副 凸轮副 齿轮副
平面与空间运动副
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
类
机、汽车、飞机和金属切削加工机 床等。
信息机器
是用来获得和变换信息。例如：机 械式积分仪、计帐机、打字机和绘 图仪。
机器与其它装置的主要区别是：机器一定要作机械运 动，并通过运动来实现能量、物料和信息的变换
机构(mechanism)
用来传递运动和力或改 变运动形式的构件系统
槽轮机构（待完成）
机构和机器的区别
间运动，如螺旋副，球面副。
小结
概念？
机器、机构、构件、零件 机架、固定构件、活动构件、主动件、从
动件、原动件、输出件 自由度、运动副、低副、高副、约束 平面运动副、空间运动副
本书主要研究内容？
谢谢！
机械原理
-基础篇
Theory of Machines and Mechanisms
华中科技大学 机械学院 刘伦洪
几点说明
1. 教材：
– 杨家军主编《机械原理-基础篇》华中科技大学出版社
2. 课程安排：三个教学环节
– 讲课28学时 – 实验4学时：联系人：62405120 / 87540870（h）黄老师
机械传递
啮合传动
推动传动
机械系统
冷却,
润滑, 计数, 照明 等装 置
操 纵 控 制 装 置
传 动 系 统 执 行 系 统
液体动力传递 电力或磁力传递
液压传动 液力传动 气动传动
电力拖动 电磁离合或制动传动
回转运动机构 往复运动机构
间歇运动机构 按预定运动轨迹运动的机构
机电一体化系统
由动力系统、驱动系统、机械系统、传感系统 和控制系统五个要素组成。
机架（固定构件）
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。
二、运动副及其分类
• 构件自由度：构 件所具有的独立 运动数目。一个 作平面运动的自 由构件具有3个 自由度。
• 运动• 运动副元素：两构件上参加接触而构成 运动副的部分，如点、线、面。
伺
服V
J
驱
动 电机
光栅尺
工件 工作台
铣刀
导轨
X
联轴节
丝杠
轴承
计算机
动力源
数控机床
机构的组成要素是构件和运动副
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
构件实例——连杆
由若干零件组成
的构件
– 连杆体 – 螺栓 – 螺母 – 连杆盖
连杆体
螺栓 螺母
连杆盖
构件的种类
构件分成以下几种
本课程的基本学习方法
• 着重基本概念的理解和基本设计方法的 掌握，不强调系统的理论分析；
• 着重理解公式建立的前提、意义和应用， 不强调对理论公式的具体推导；
• 注意密切联系生产实际，努力培养解决 工程实际问题的能力。
绪论
机械(machinery)
机器
machine
机构
mechanism
机器(machine)
执行机械运动的装置，它用来 变换和传递能量、物料与信息
物料：是指被加工的对 象、被搬运的重物。
是能量变换的装置，即可将某种形
动力机器
式的能量变换成机械能，或者把机 械能变换成其他形式的能量。例如：
内燃机、压气机、涡轮机、电动机
机
和发电机等。
器 种
是完成有用的机械功或者是搬运物 工作机器 品。例如：轧钢机、织布机、缝纫
• 机构只是一个构件系统，而机器除 构件系统外，还包含电气、液压等 其它系统
• 机构只用来传递运动和力，而机器 除传递运动和力外，还具有变换或 传递能量、物料和信息的功能
机器是由机构组成的
例：内燃机
连杆机构 凸轮机构 齿轮机构
一、机械系统的组成
蒸汽机
内燃机
动
水轮机
力
燃气机
系
电动机
统
液动机
气动机
摩擦传动
（女） – 课程设计20学时
3. 作业 4. 先修课程：
– 高等数学、工程图学、金属工艺学、计算机基础、工程力 学
机械原理课程的性质与任务
是研究机械性能分析与设计的基本理论与方法的 专业基础课程之一。
机械原理的教学内容
1. 研究机构的组成及具有确定运动的条件。 2. 研究四种基本机构的特性和设计方法：
• 约束：两构件用运动副联接后，彼此的 相对运动受到某些限制。
运动副的分类
据运动副的接触形式，可分为两类: 低副:面接触的运动副
移动副 转动副 高副:点或线接触的运动副 凸轮副 齿轮副
平面与空间运动副
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
类
机、汽车、飞机和金属切削加工机 床等。
信息机器
是用来获得和变换信息。例如：机 械式积分仪、计帐机、打字机和绘 图仪。
机器与其它装置的主要区别是：机器一定要作机械运 动，并通过运动来实现能量、物料和信息的变换
机构(mechanism)
用来传递运动和力或改 变运动形式的构件系统
槽轮机构（待完成）
机构和机器的区别
间运动，如螺旋副，球面副。
小结
概念？
机器、机构、构件、零件 机架、固定构件、活动构件、主动件、从
动件、原动件、输出件 自由度、运动副、低副、高副、约束 平面运动副、空间运动副
本书主要研究内容？
谢谢！
机械原理
-基础篇
Theory of Machines and Mechanisms
华中科技大学 机械学院 刘伦洪
几点说明
1. 教材：
– 杨家军主编《机械原理-基础篇》华中科技大学出版社
2. 课程安排：三个教学环节
– 讲课28学时 – 实验4学时：联系人：62405120 / 87540870（h）黄老师
机械传递
啮合传动
推动传动
机械系统
冷却,
润滑, 计数, 照明 等装 置
操 纵 控 制 装 置
传 动 系 统 执 行 系 统
液体动力传递 电力或磁力传递
液压传动 液力传动 气动传动
电力拖动 电磁离合或制动传动
回转运动机构 往复运动机构
间歇运动机构 按预定运动轨迹运动的机构
机电一体化系统
由动力系统、驱动系统、机械系统、传感系统 和控制系统五个要素组成。
机架（固定构件）
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。
二、运动副及其分类
• 构件自由度：构 件所具有的独立 运动数目。一个 作平面运动的自 由构件具有3个 自由度。
• 运动• 运动副元素：两构件上参加接触而构成 运动副的部分，如点、线、面。
伺
服V
J
驱
动 电机
光栅尺
工件 工作台
铣刀
导轨
X
联轴节
丝杠
轴承
计算机
动力源
数控机床
机构的组成要素是构件和运动副
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
构件实例——连杆
由若干零件组成
的构件
– 连杆体 – 螺栓 – 螺母 – 连杆盖
连杆体
螺栓 螺母
连杆盖
构件的种类
构件分成以下几种