第四章-简谐运动机构
4-1 简谐运动
3 相位 ω t + ϕ
1） ω t + ϕ → ( x, v ) 存在一一对应的关系；
2）相位在 0 ~ 2π 内变化，质点无相同的运动状态；
相差 2 nπ（n为整数）质点运动状态全同→周期性.
3）初相位 ϕ (t = 0) 描述质点初始时刻的运动状态.
( ϕ 取 [ −π → π] 或 [0 → 2π] )
2
x = Acos(ωt + π )
2
x
A
o
−A
vv
x
o
Tt
T 2
4 – 1 简谐振动
第四章 振动与波动
例1 边长为b、密度为ρ的立方体木块部分浮在水
面上。试证明：若将木块再向下压入水中少许（不是
完全没入水中）并放手后，木块将在竖直方向做简谐
振动，并求其振动周期。（设水的密度为ρ0）
解 建立坐标如图所示
dt a = d2 x = − Aω 2 cos(ωt + ϕ )
dt 2
4 – 1 简谐振动
x = Acos(ωt + ϕ )
x
A
T = 2π 取 ϕ = 0 ω
o
−A
v = − Aω sin(ωt + ϕ ) Aω v
o
= Aω cos(ωt + ϕ + π ) − Aω
2
a
a = − Aω 2 cos(ωt + ϕ ) Aω 2
−
ρ0b2 (x
+
x0 )g
将 (1) 式代入得
o
x′
f v P
x0 x
ρb
d2x dt 2
=
−ρ0 gx
大学物理简谐运动课件
05
简谐运动的应用领域
物理学领域的应用
振动与波动实验
01
简谐运动是振动的基本形式之一，在物理学实验中常被用来研
究振动和波动现象，如共振、干涉和衍射等。
弦的振动
02
弦的振动是一种常见的简谐运动，在研究弦乐器的发声机制、
弦振动方程等方面有重要应用。
电磁波的发射与接收
03
在无线电通信和雷达技术中，信号的发射和接收都涉及到电磁
详细描述
简谐运动的位移公式为x=A*sin(ωt+φ)，其中A为振幅，ω为角频率，t为时间，φ为初相角。该公式用于描述简 谐运动物体在任意时刻的位置变化。
简谐运动的速率公式
总结词
描述简谐运动物体速度大小的公式
详细描述
简谐运动的速率公式为v=A*ω*cos(ωt+φ)，其中A为振幅，ω为角频率，t为时间，φ为初相角。该公 式用于描述简谐运动物体在任意时刻的速度大小。
简谐运动的加速度公式
总结词
描述简谐运动物体加速度大小的公式
详细描述
简谐运动的加速度公式为a=A*ω^2*sin(ωt+φ)，其中A为振幅， ω为角频率，t为时间，φ为初相角。 该公式用于描述简谐运动物体在任意 时刻的加速度大小。
简谐运动的能量定理
总结词
描述简谐运动物体能量变化的定理
详细描述
简谐运动的能量定理指出，一个做简谐运动的物体，其振动能量E与振幅A的平方成正 比，即E=1/2*k*A^2，其中k为弹簧的劲度系数。该定理用于描述简谐运动物体能量的
受迫振动与共振
受迫振动的定义
受迫振动是指振动物体受到周期性外力作用下的振动，其振动频率与外力频率相同或相近 。
共振的原理
简谐运动的描述ppt课件
简谐运动的描述
目录
CONTENTS
1
简谐运动的表达式
2
描述简谐运动的物理量
3
简谐运动的周期性和对称性
4
简谐运动振幅与路程的关系
有些物体的振动可以近似为简谐运
动，做简谐运动的物体在一个位置附近
不断地重复同样的运动。如何描述简谐
运动的这种独特性呢？
知识回顾：
简谐运动的位移图像是一条正弦曲线。
全振动的特点：①位移和速度都会到初状态 ②路程等于4A
②周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，用T表示，
单位：s.
③ 频率：单位时间内完成全振动的次数，用f表示，单位：Hz.
周期T与频率f的关系是T＝
知道即可：弹簧振子的周期由哪些因素决定?
周期公式： T 2
m
k
弹簧振子周期（固有周期）和频率由振动系统本身的因素决定（振子的质量m和弹
②若△ = 2 − 1＜0，振动2的相位比1落后△ 。
4.同相与反相：
（1）同相：相位差为零
△ = 2( = 0，1，2， … )
（2）反相：相位差为
△ = (2 + 1)( = 0，1，2， … )
A与B同相
A与C反相
A与D异相
相位差90°
＝（ ＋ ）
一、简谐运动的表达式
相位
x A sin(t )
振幅
圆频率
初相位
二、描述简谐运动的物理量
＝（ ＋ ）
1.振幅：（1）定义：振动物体离开平衡位置的最大距离。
振幅
O
振幅
（2）物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。
高中物理简谐运动ppt课件
第一节 简谐运动
1
想一想——
进入高中以来，我们主要学习了哪几种形式 的运动? 请说出各运动的名称及每种运动所对 应的受力情况。
1.匀速直线运动 2.匀变速直线运动、非匀变速直线运动 3.平抛运动 4.匀速圆周运动
2
机械振动是生活中常见的运动形式
3
一、机械振动
1、定义：物体 （或物体的一部分） 在某一中心位置 （平衡位置）两侧 所做的往复运动 （周期性），就叫 做机械振动（振动）
（1）弹簧的质量比小球的质量小得多， 可以认为质量集中于振子（小球）。
（2）小球需体积很小，可当做质点处理。
（3）忽略一切摩擦及阻力作用。
（4）小球从平衡位置拉开的位移在弹 性限度内。
10
常见简谐运动：
11
常见简谐运动：
12
回复力
振子在振动过程中，所受重力与支持力
平衡，振子在离开平衡位置 O 点后，只受
33
思考与讨论
4．如图所示的弹簧振子，振球在光滑杆上做简谐
振动，往返于BOC 之间，O是平衡位置，D是OC的中
点则
BC
A.小球由O向C运动的过程中，加速度越来越大，速度 越来越大 B.小球由C到O运动的过程中，加速度越来越小，速度 越来越大 C.小球由O到B运动的过程中，要克服弹力做功 D.小球由D点运动到C再返回D，所用的时间是1/4周期
动
（2）阻力足够小
弹簧振子---------理想化物理模型
简 谐
回复力的特点：F= -kx
运
动 各物理量分析
A’
O
A
23
思考与讨论
1、简谐运动属于哪一种运动（ ） A、匀加速运动 B、匀减速运动 C、匀速运动 D、D 非匀变速运动
简谐运动详解ppt课件
则位移向上为负，小球合力为正，大小为：
F k(x x0 ) mg kx 或：F mg k(x0 x) kx 所以回复力与位移的关系为 F kx
总结：小球在运动过程中所受弹力和重力的合力大小 与小球偏离平衡位置的位移成正比，方向总和位移的
例3、如图5所示，一水平弹簧振子在A、B 间做简谐运动，平衡位置为O，已知振子 的质量为M.
(1) 简 谐 运 动 的 能 量 取 决 于 _振__幅__ ， 物 体 振 动 时 动 能 和 __弹___性__势_能相互转化，总机械能__守__恒_.
(2)振子在振动过程中，下列说法中正确的是( ABD) A.振子在平衡位置，动能最大，势能最小 B.振子在最大位移处，势能最大，动能最小 C.振子在向平衡位置运动时，由于振子振幅减小，故
A.弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的 作用
B.弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和 回复力作用
C.振子由A向O运动过程中，回复力逐渐增大 D.振子由O向B运动过程中，回复力的方向指向平衡
位置
2.弹簧振子在AOB之间做简谐运动，O为平衡 位置，测得A、B之间的距离为8 cm，完成30
E
Ek
Ep
1 2
mvm2
E pm
又因为最大势能取决于振幅，所以：
简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动能量越 大；振幅越小，振动能量越小。
若阻力不能忽略不计，则振动能量减小，振幅减小，这不是简 谐运动，而是第4节将学习的阻尼振动。
A A--O O 0—A’ A’ A’--O O
位移的方向
正
正
—
通过分析右图体会一次完整的全振动， 特别要注意的是：一个周期时物体肯定回 到了出发位置，但物体回到出发位置的时 间不一定是一个周期。
第4章凸轮机构及简谐运动机构
机械设计基础 —— 凸轮机构及间歇运动机构
三、对心直动平底从动件盘形凸轮
已知凸轮的基圆半径rmin，角速度ω 1和从动件 运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。
7’ 5’ 3’ 8’ 9’ 11’ 12’ 13’ 14’ 9 11 13 15
-ω 1
ω1
1’ 2’ 3’ 12 4’ 3 4 5’ 5 6’ 6 7 7’ 8 8’
1’
1 3 5 78
15 14’ 14 13’ 13 12 11 9 10 12’
11’ 设计步骤： 10’ 9’ ①选比例尺μ l作基圆rmin。 ②反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。 ③确定反转后，从动件平底直线在各等份点的位置。 ④作平底直线族的内包络线。
机械设计基础 —— 凸轮机构及间歇运动机构
四、摆动从动件盘形凸轮机构
已知凸轮的基圆半径rmin， 角速度ω 1，摆杆长度l以 及摆杆回转中心与凸轮 回转中心的距离d，摆杆 角位移方程，设计该凸 d 轮轮廓曲线。
4’ 3’ 2’ 1’ 1 2 3 4
A l
φ1
A1 ω 1
5’ 6’
7’ 8’ 5 6 7 8
A8
B’2 φ2 B’1 A2 B’3 B B2 B3 B 1 B’φ3 4 ω rmin 1 120° 4 B A3 90 ° B8 60 ° B5 B6 B’6
φ4
B’5 A4
A7
φ7
A6
B7 B’7
φ6
A
φ5
机械设计基础 —— 凸轮机构及间歇运动机构
4-4 凸轮机构设计中应注意的问题
一、压力角与凸轮的基圆半径 压力角α：从动件上受力方向与运动方向所夹的锐角。 受力分析（不计凸轮与从动件的摩擦）： α = α(t) Fy= Fn cosα Fx= Fn sinα
简谐运动 机械振动课件
机械振动在生活中的应用
振动按摩
利用振动原理对肌肉和关节进行 按摩，缓解疲劳和疼痛，促进血 液循环，常见于按摩椅、按摩器
等产品。
振动破碎
利用振动原理使物体产生裂缝或破 碎，如破碎机、振捣棒等工具。
振动检测
利用振动原理对设备或结构进行检 测，检测其运行状态或是否存在故 障，如振动传感器、测线性振动
非线性振动
当振动系统的运动规律不能用线性方程描述时， 称为非线性振动。
非线性振动的特点
非线性振动具有复杂的运动形态，如拍振、混沌 等，其振动特性与线性振动有很大差异。
非线性振动的应用
非线性振动在物理、工程、生物等领域有广泛应 用，如混沌控制、非线性动力学等。
混沌振动
1 2 3
混沌振动
混沌振动是指系统在某些条件下出现的貌似随机 的、不可预测的、复杂的运动形态。
简谐运动 机械振动ppt课件
• 简谐运动和机械振动的定义 • 简谐运动的描述 • 简谐运动的分类 • 机械振动的应用 • 简谐运动和机械振动的实验研究 • 简谐运动和机械振动的扩展知识
01
简谐运动和机械振动的定义
简谐运动的定义
01
02
03
04
简谐运动
物体在一定力的作用下，作周 期性往复运动，这种运动称为
• 实验设备：振动平台、振动传感器、数据采集器、计算机 等。
实验设备和实验步骤
实验步骤 1. 将振动平台调至水平状态，并将振动传感器固定在振动平台上；
2. 将振动传感器连接到数据采集器，并将数据采集器连接到计算机；
实验设备和实验步骤
3. 在计算机上设置实 验参数，包括振动频 率、振幅和相位等；
5. 通过数据采集器记 录振动数据，并利用 计算机进行数据处理 和分析。
简谐运动-简谐运动-PPT(精)共29页文档
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
Thank you
11.1《简谐运动》
第1节《简谐运动》
生活中的振动
一、机械振动
这些运动的共同特点是什么？ （1）、围绕着“中心”位置 （2）、“往复”运动
振动的定义 机械振动：物体在平衡位置附近的往复 运动 叫机械振动，简称振动。
平衡位置：物体原来静止时的位置
二、弹簧振子——理想化模型
O
1、概念： 小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，
x/m
3
O
8
16
t/s
-3
课堂练习
1.某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由
图象判断下列说法正确的是（AB ）
A、振子偏离平衡位置的最大距离为10cm
B、1s到2s的时间内振子向平衡位置运动
C、2s时和3s时振子的位移相等，运动方向也相同
D、振子在2s内完成一次往复性运动
x/cm
10
5
0 -5
1 2 3 4 5 6 t/s
或简称振子。 2、理性化模型：
（1）不计阻力 （2）弹簧的质量可以忽略。
三、弹簧振子的位移—时间图象 • 研究弹簧振子的运动
弹簧振子的位移是以平衡位置为起点O，相对于平 衡位置的位移。（由平衡位置指向振子所在位置的有向 线段）在O点一边时位移为正，在另一边时位移为负。
O
三做、一弹做 簧振子的位移—时间图象
(1)用数码照相机拍摄竖直方向弹簧振子的运动录像，
得到分帧照片，依次排列得到图象。
三、弹簧振子的位移—时间图象
(2)、描图记录法 在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔，让一
条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运 动，笔在纸带上画出的就是小球的振动图象。
• 图像绘制方法 （3）频闪照相
思考：如何理解这就是振子的位移---时间图象?
简谐运动机构介绍
在各类机械中，常需要某些构件实现周期性的运动和停歇。
能够将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇的机构称为间歇运动机构。
而实现间歇运动的四种常用机构分别为：棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇运动机构和不完全齿轮机构。
一、棘轮机构棘轮机构的类型很多，从工作原理上可分为轮齿啮合式和摩擦式棘轮机构；从结构上可分为外啮合式和内啮合式棘轮机构；从传动方向上分为单向（单动和双动）式和双向式棘轮机构。
棘轮机构是把摇杆的摆动转变为棘轮的间歇回转运动。
很好的收腹运动机多少钱真的很好其优点轮齿式棘轮机构运动可靠，棘轮转角容易实现有级调节，但在工作过程中棘爪在齿面上滑行，齿尖易磨损并伴有噪音，同时为使棘爪能顺利落入棘轮槽，摇杆摆角应略大于棘轮转角，这样就不可避免地存在空程和冲击，在高速时尤其严重，所以常用在低速、轻载下实现间歇运动。
摩擦式棘轮机构传递运动平稳、无噪声，棘轮转角可作无级调节。
图1单向轮齿啮合式棘轮但由于运动准确性差，不宜用于运动精度要求高的场合。
在工程实践中，棘轮机构常用于实现间歇送进（如牛头刨床）、止动（如起重和牵引设备中）和超越（如钻床中以滚子楔块式棘轮机构作为传动中的超越离合器，实现自动进给和快速进给功能）等场合。
图2 摩擦式棘轮二、槽轮机构槽轮机构又称马尔他机构或日内瓦机构，也是常用的间歇运动机构之一。
普通平面槽轮机构有外接式槽轮机构（图3）和内接式槽轮机构（图4）两种类型。
它主要是由带有均布的径向开口槽的槽轮２、带有圆柱销Ａ的拔盘１以及机架组成。
图3 外接式槽轮机构图4 内接式槽轮机构槽轮机构的工作过程是：主动拨盘１上的圆柱销Ａ进入槽轮２上的径向槽以前，拔盘上的凸锁止弧α将槽轮上的凹锁止弧β锁住，则槽轮静止不动。
当拔盘圆柱销Ａ进入槽轮径向槽时，凸、凹锁止弧刚好分离，圆柱销可以驱动槽轮转动。
当圆柱销脱离径向槽时，凸锁止弧又将凹锁止弧锁住，从而使槽轮静止不动。
因此，当主动拨盘作连续转动时，槽轮被驱动作单向的间歇转动。
(完整版)简谐运动
简谐运动一、弹簧振子1．弹簧振子图 11-1-1如图 11-1-1 所示，如果球与杆或斜面之间的摩擦可以忽略，且弹簧的质量与小球相比也可以忽略，则该装置为弹簧振子。
2．平衡位置振子原来静止时的位置。
3．机械振动振子在平衡位置附近所做的往复运动，简称振动。
二、弹簧振子的位移—时间图像1．振动位移从平衡位置指向振子某时刻所在位置的有向线段。
2．建立坐标系的方法以小球的平衡位置为坐标原点，沿振动方向建立坐标轴。
一般规定小球在平衡位置右边(或上边)时，位移为正，在平衡位置左边 (或下边)时，位移为负。
3．图像绘制用频闪照相的方法来显示振子在不同时刻的位置。
三、简谐运动及其图像1．定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x-t 图像)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。
2．特点：简谐运动是最简单、最基本的振动，其振动过程关于平衡位置对称，是一种往复运动。
弹簧振子的运动就是简谐运动。
3．简谐运动的图像(1)形状：正弦曲线，凡是能写成 x＝Asin(ωt＋p)的曲线均为正弦曲线。
(2)物理意义：表示振动的质点在不同时刻偏离平衡位置的位移，是位移随时间的变化规律。
当堂达标1． (多选)下列运动中属于机械振动的是( )A．树枝在风的作用下运动B．竖直向上抛出的物体的运动C．说话时声带的运动D．爆炸声引起窗扇的运动2． (多选)关于简谐运动的图像，下列说法中正确的是 ( )A．表示质点振动的轨迹，是正弦或余弦曲线B．由图像可判断任一时刻质点相对平衡位置的位移方向C．表示质点的位移随时间变化的规律D．由图像可判断任一时刻质点的速度方向3． (多选)如图 1 所示，弹簧振子在 a、b 两点间做简谐运动，当振子从最大位移处 a 向平衡位置 O 运动过程中( )A．加速度方向向左，速度方向向右B．位移方向向左，速度方向向右C．加速度不断增大，速度不断减小D．位移不断减小，速度不断增大4.卡车在水平道路上行驶，货物随车厢上下做简谐运动而不脱离底板，设向下为正方向，其振动图像如图 2 所示，则货物对底板压力小于货物重力的时刻是( )A．时刻 t1 B．时刻 t2C．时刻 t4D．无法确定5．一简谐运动的图像如图 4 所示，在 0.1~0.15 s 这段时间内( )(图 4A．加速度增大，速度变小，加速度和速度的方向相同B．加速度增大，速度变小，加速度和速度方向相反C．加速度减小，速度变大，加速度和速度方向相同D．加速度减小，速度变大，加速度和速度方向相反6 (1)(多选)弹簧振子做简谐运动，振动图像如图 5 所示，则下列说法正确的是)图 5A． t1 、t2 时刻振子的速度大小相等，方向相反B． t1 、t2 时刻振子的位移大小相等，方向相反C． t2 、t3 时刻振子的速度大小相等，方向相反D． t2 、t4 时刻振子的位移大小相等，方向相反(2)如图 6 所示，简谐运动的图像上有 a、b、c、d、e、f 六个点，其中：图 6①与 a 点位移相同的点有哪些？②与 a 点速度相同的点有哪些？③图像上从 a 点到 c 点，质点经过的路程为多少？7． (1) (多选)弹簧振子以 O 点为平衡位置，在水平方向上的 A 、B 两点间做简谐运动，以下说法正确的是( )图 7A．振子在 A、B 两点时的速度为零位移不为零B．振子在通过 O 点时速度的方向将发生改变C．振子所受的弹力方向总跟速度方向相反D．振子离开 O 点的运动总是减速运动，靠近 O 点的运动总是加速运动E．振子在 A 、B 两点时加速度不相同(2)如图 8 所示，一轻质弹簧上端系于天花板上，一端挂一质量为 m 的小球，弹簧的劲度系数为 k，将小球从弹簧为自由长度时的竖直位置放手后，小球做简谐运动，则：①小球从放手运动到最低点，下降的高度为多少？②小球运动到最低点时的加速度大小为多少？8、多选)如图 11-1-10 所示为某质点做简谐运动的图像，若 t＝0 时，质点正经过 O 点向 b 点运动，则下列说法正确的是( )图 11-1-10A．质点在 0.7 s 时，正在背离平衡位置运动B．质点在 1.5 s 时的位移最大C． 1.2~1.4s 时间内，质点的位移在增大D． 1.6~1.8s 时间内，质点的位移在增大。
简谐运动的描述 课件
一、简谐运动的回复力 1．回复力 (1)方向特点：总是指向平衡位置． (2)作用效果：把物体拉回到平衡位置． (3)来源：回复力是根据力的效果命名的，可能由合力、 某个力或某个力的分力提供． (4)表达式：F＝－kx.即回复力与物体的位移大小成正 比，负号表明回复力与位移方向始终相反，k是一个常数，由 振动系统决定．
一、对简谐运动及回复力的理解 1．回复力 (1)定义：振动物体偏离平衡位置后，所受到的使它回到 平衡位置的力叫做回复力． (2)以下两点助你理解回复力． ①回复力是根据力的作用效果命名的，它可以是弹力，也 可以是其他力(包括摩擦力)，或几个力的合力，或某个力的分 力，物体沿直线振动时回复力就是合外力，沿圆弧振动时回复 力是合外力在圆弧切线方向上的分力．
【解析】 振子运动到B时速度为零，此时放上m，系统 此时的总能量为弹簧的弹性势能．由于运动中机械能守恒，所 以振幅保持不变，因此A选项正确，B错误；由于机械能守 恒，最大动能不变，所以C正确，D错误．
【答案】 AC
名师点拨 同一简谐运动中的能量只由振幅决定，即振幅 不变系统能量不变．当位移最大时系统的能量体现为势能，动 能为零；当处于平衡位置时势能为零，动能最大，这两点是解 决此类问题的突破口．
振子以O为平衡位置在AB之间做简谐运动，各物理量的 变化规律为：
特别提醒 (1)简谐运动中在最大位移处，x、F、a、Ep最 大，v＝0，Ek＝0；在平衡位置处，x＝0，F＝0，a＝0，Ep最 小，v、Ek最大．
(2)简谐运动中振动系统的动能和势能相互转化，机构能 的总量不变，即机械能守恒．
一、简谐运动的回复力
2．简谐运动的能量 一般指振动系统的机械能．振动的过程就是动能和势能互 相转化的过程． (1)在最大位移处，势能最大，动能为零． (2)在平衡位置处，动能最大，势能最小． (3)在简谐运动中，振动系统的机械能守恒，因此简谐运 动是一种理想化的模型．
简谐运动课件
2、回复力大小和方向
在弹簧发生弹性形变时， 在弹簧发生弹性形变时，弹簧振 子的回复力F与振子偏离平衡位置的 子的回复力 与振子偏离平衡位置的 位移x大小成正比 且方向总是相反， 大小成正比， 位移 大小成正比，且方向总是相反， 即： F = −kx
式中k是弹簧的劲度系数， 式中 是弹簧的劲度系数，负号表示回复力的 是弹簧的劲度系数 方向跟振子离开平衡位置的位移方向相反。 方向跟振子离开平衡位置的位移方向相反。
课堂练习 做简谐运动的物体，当位移为负值时， 做简谐运动的物体，当位移为负值时，以 下说法正确的是 （ B ） A．速度一定为正值，加速度一定为正值 速度一定为正值， B．速度不一定为正值，但加速度一定为正值 速度不一定为正值， C．速度一定为负值，加速度一定为正值 速度一定为负值， D．速度不一定为负值，加速度一定为负值 速度不一定为负值，
小结： 小结：
1、物体（或物体的一部分）在某一中心 物体（或物体的一部分） 位置两侧所做的往复运动，就叫做机械振 位置两侧所做的往复运动，就叫做机械振 动。 2、物体在跟位移大小成正比，并且总是指 物体在跟位移大小成正比， 向平衡位置的力作用下的振动，叫做简谐 向平衡位置的力作用下的振动，叫做简谐 运动。 运动。
F = −kx
物体在跟位移大小成正比， 物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平 衡位置的力作用下的振动，叫做简谐运动． 衡位置的力作用下的振动，叫做简谐运动 简谐运动
3、简谐运动中的各个物理量变化规律 简谐运动中的各个物理量变化规律
-A
O
A
小球位置
O A O -A A O -A O
位 移
弹 力
加速度
作举例： 举例：
一、机械振动
1、概念：物体 、概念：
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内套筒 外套筒 滚子
2、双向棘轮 、 当曲柄向左摆动时， 当曲柄向左摆动时，棘爪 推动棘轮逆时针转动。 推动棘轮逆时针转动。 当棘爪在虚线位置时， 当棘爪在虚线位置时，可 驱动棘轮顺时针转动。 驱动棘轮顺时针转动。
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第 四 章
常用的间歇运动机构 槽轮机构中的运动系数
小 结
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第四章
结 束
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电影放映机
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1 1 1 2、 τ = − < 、 槽轮的运动时间总小于静止时间。 槽轮的运动时间总小于静止时间。 2 Z 2
1 须在构件1上安装多个圆销。 3、要使 τ > 须在构件1上安装多个圆销。 、 2
K ( Z − 2) (K 为均匀分布的圆销数) 为均匀分布的圆销数) τ= 2Z
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三、槽轮机构的特点和应用 优点：结构简单，工作可靠， 优点：结构简单，工作可靠， 能准确控制转动的角度。 能准确控制转动的角度。 缺点： 对一个已定的槽轮机构来说， 缺点：①对一个已定的槽轮机构来说， 其转角不能调节。 其转角不能调节。 在转动始末，加速度变化较大，有冲击。 ②在转动始末，加速度变化较大，有冲击。 应用：应用在转速不高，要求间歇转动的装置中。 应用：应用在转速不高，要求间歇转动的装置中。 电影放映机中 用以间歇地移动影片。 电影放映机中，用以间歇地移动影片。 自动机中的自动传送链装置。 自动机中的自动传送链装置。
第四章
间歇运动机构
本章主要介绍常见间歇运动机构的工作原理 及其特点。 及其特点。
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§4-1
槽轮机构
§4-2 棘轮机构 §4-3 不完全齿轮机构 §4-4 凸轮间歇运动机构
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§4-1
槽轮机构
ω 1 1 O 1 α
一、组成与工作原理 组成—— 1、组成 具有径向槽的槽轮2 具有径向槽的槽轮2 具有圆销的构件1 具有圆销的构件1 机架 工作原理—— 2、工作原理 构件1→连续转动； 1→连续转动 构件1→连续转动； 构件2 槽轮） 构件2（槽轮）→时而转动 时而静止
3 4
A
1
有齿棘轮 n 进程变化 最少是1 最少是1 个齿距， 个齿距， 有响声。 有响声。
O 5 2 B
►
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Hale Waihona Puke 二、棘轮机构的其它类型1、摩擦棘轮（无声棘轮） 、摩擦棘轮（无声棘轮） 当外套筒顺时针转动， 当外套筒顺时针转动，摩擦 力使滚子楔紧，内套筒转动。 力使滚子楔紧，内套筒转动。 当外套筒逆时针转动， 当外套筒逆时针转动，滚子 松开，内套筒不动。 松开，内套筒不动。
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§4-2
一、工作原理
棘轮机构
当摆杆左摆时，棘爪4 当摆杆左摆时，棘爪4插 入棘轮3的齿内推动棘轮转过 入棘轮3 某一角度。 某一角度。 当摆杆右摆时，棘爪4滑 当摆杆右摆时，棘爪4 过棘轮3 而棘轮静止不动， 过棘轮3，而棘轮静止不动， 往复循环。制动爪5 往复循环。制动爪5——防止 防止 n 棘轮反转。 棘轮反转。
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§4-3
一、工作原理
不完全齿轮机构
由普通齿轮机构演化而 来，不同之处在于轮齿不布 满整个圆周。 满整个圆周。 二、特点和应用
1
2
从动轮每转一周的停歇时间、 从动轮每转一周的停歇时间、运动时间 及每次转动的角度变化范围都较大。 及每次转动的角度变化范围都较大。 设计灵活，但加工工艺复杂。 设计灵活，但加工工艺复杂。 从动轮在运动开始、终了时冲击较大。 从动轮在运动开始、终了时冲击较大。
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B
O
三、棘轮机构的特点及应用 有齿的棘轮机构运动可靠。 有齿的棘轮机构运动可靠。 从动棘轮容易实现有级调节。 从动棘轮容易实现有级调节。 有噪声、冲击，轮齿易摩损，高速时尤其严重。 有噪声、冲击，轮齿易摩损，高速时尤其严重。 常用于低速、轻载的间歇传动。 常用于低速、轻载的间歇传动。 起重机、 起重机、绞盘常用棘轮机构使提升的重物 能停在任何位置， 能停在任何位置，以防止由于停电等原因 造成事故。 造成事故。 牛头刨床的横向进给机构 计数器
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2ϕ 1 2ϕ2 O 2 β 2 ω 2 A
二、槽轮机构运动系数
运动系数τ—— 槽轮每次运动的时间tm 对主动构 之比。 件回转一周的时间t 之比。
O 1
ω 1 1 α
t m 2ϕ 1 τ= = 构件1等速回转） （构件1等速回转） t 2π
2ϕ
1
2ϕ 1 2ϕ 2 O 2 β 2 ω 2 A
：槽轮运动时构件1转过的角度 槽轮运动时构件1
避免圆销与槽发生撞击
O1A⊥O2A
2π 2ϕ 1 = π − 2ϕ 2 = π − Z
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τ=
2ϕ 1 Z − 2 1 1 = = − 2π 2Z 2 Z
2ϕ 1 Z − 2 1 1 τ= = = − 2π 2Z 2 Z
槽轮始终不动。 ， 讨论： 、 讨论： 1、τ>0， τ=0 槽轮始终不动。 ∴ Z≥3
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§4-4
一、工作原理
凸轮间歇运动机构
圆柱凸轮 转盘（在端面上固定有圆周分布若干滚子） 转盘（在端面上固定有圆周分布若干滚子） 机架 圆柱凸轮——连续转动 圆柱凸轮——连续转动 ——间歇运动 转盘 ——间歇运动
传递交错轴间的分度运动 二、特点和应用 运转可靠，工作平稳， 运转可靠，工作平稳，可用做高速间歇运动 机构。广泛用于轻工业各种自动半自动机械。 机构。广泛用于轻工业各种自动半自动机械。