机械原理课程设计.ppt
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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。
机械原理齿轮机构及其设计PPT
α
5、基圆 rb
s = e = p/2
6、齿顶高 ha
O
7、齿根高 hf
8、全齿高 h h = ha + hf
9、压力角 α
一、齿轮各部分名称
ακ
1、齿数 z
2、模数 m (非常主要旳概念) 以齿轮分度圆为计算各部分尺寸基准
齿数 z ×齿距 p = 分度圆周长 πd
分度圆直径d = z × p / π
一对齿轮作无侧隙啮合传动时，共存在四个基本原因：
两个几何原因，即一对共轭旳渐开线齿廓 给定其中任何三个原因， 两个运动原因，即两轮旳角速度 ω0 和ω 就能取得第四个原因
刀具齿廓拟定，强制刀具与轮坯以定传动比 i = ω0/ω运动
刀具旳齿廓（一种几何原因）就必然在轮坯上切削（包络）出轮 坯旳齿廓（另一种几何素）。
连续传动旳条件为：B1B2 ≥ Pb
可表达为：重叠度ε a = B1B2 / Pb≥ 1
ε a 分析：重叠度旳大小表白同步参加啮合轮齿啮合对数旳平均值
ε a = 1 时，一直只有一对轮齿啮合，确保最低连续传动； ε a < 1 时，齿轮传动部分时间不连续； ε a > 1 时，部分时间单齿啮合，部分时间双齿啮合。
pb
2
B1B2
B1P + PB2
ω2
ε = pb = πmcosα
ε=
1 （z1（tan α a1 – tanα ’) + z2（tan α a2 – tanα ’））
2π
由上式可知，重叠度 ε 与齿数 z 正有关，z 越大ε 越高；
啮合角 α’ 越大，重叠度 ε 越小。与模数m无关。
四、原则中心距 a 与实际中心距 a’
机械原理课程设计-铆钉自动冷镦机精品PPT课件
子功能3——转运
表2 铆钉自动冷鐓机的功能、工艺动作及所需执行机构
功能
自 动 生 产 铆 钉
工艺动作
4冲压往 复运动
3间歇分 度转动
2截料往 复运动
5连续或 间歇往复
运动
1间歇 校直
执行构件 冲头
工作台 （转盘）
刀具顶杆Biblioteka 摩擦轮执行机构偏置曲柄滑块机构
六杆冲压机构
槽轮机构 不完全齿轮 分度凸轮机构 机构
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
五、机械传动系统设计计算及执行机构设计说明
传动比的计算与分配 i总＝1440 / 60 24
i总＝i 带i 标准i 变位 2 3 4
注意：带传动的传动比在2～4范围内选，齿轮传动的传 动比在3～6范围内选。
带传动设计计算——机械设计教材 带传动设计完成后，如传动比不为初选值，应重新
调整齿轮传动比的数值。
机械设计课程组
铆钉自动冷镦机传动系统方案设计
（一）原始数据
制钉速度n=60个/分 铝棒材的直径 6mm 铆钉长度L=20mm 冷镦冲头的行程H=60mm 行程速比系数k=1.2
铆钉自动冷镦机传动系统方案设计
（二）设计任务
按照工艺动作要求进行机构选型、组合 拟定铆钉自动冷镦机机械运动方案简图和运动
循环图 根据原动机和执行机构的运动参数分配传动比 对传动系统的主要执行机构进行运动尺寸综合 图纸要求：机械传动系统运动方案简图1张（A1） 设计说明书1份
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。
机械原理课程洗瓶机推瓶机构设计(共22张PPT)
执行机构运动方案
• 推瓶机构
我们设计的推瓶机构是一个具有急回 特性的大推程机构，有以下几种机构可以 满足设计要求：
1 、连杆机构
2 、凸轮机构
3 、组合机合机构
推头慢速将瓶子推到导辊上，然后快速返回
在导辊轴向上依次排列3把可旋转的刷子，保证在整个导辊长度上对瓶子进行清洗，确保瓶子的清洁。
洗瓶机推瓶机构设计
1.机构简介 附以下图所示是洗瓶机有关部件的工作情况示意图
。待洗的瓶子放在两个转动着的导辊上，导辊带动瓶子 旋转。当推头M把瓶推向前进时，转动着的刷子就把瓶 子外面洗净。当前一个瓶子将洗涮完毕时，后一个待洗 的瓶子已进入导辊待推。
2.原始设计数据和设计要求
(1) 瓶子尺寸：大端直径D=80mm，长200mm，小 端直径d=25mm，(如附以下图所示)
摩擦式推头
摩擦式推头
竖直杆长为 80mm, 水平杆为 40 *〔1+1.414〕=97mm
挡铁1 位于导槽末端的左侧，距97mm; 挡铁2 位于导槽始端的左侧，距40mm.
推程 回程
洗瓶机构由一对同向转动的导辊和三
只刷子转动的转子所组成。为了清洗圆形 瓶子外面，需将瓶子推人同向转动的导辊 上，可以带动瓶子旋转，同时导辊上开有 螺纹，推动瓶子沿导辊前进，转动的刷子 就将瓶子洗净。在导辊轴向上依次排列3 把可旋转的刷子，保证在整个导辊长度上 对瓶子进行清洗，确保瓶子的清洁。
• 1〕瓶子尺寸。大端直径d=80 mm，长2OOmm。
• 2〕推进距离l=600mm，推瓶机构应使推头以接近 均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后推头 快速返回原位，准备进入第二个工作循环。
• 3〕按生产率的要求，推程平均速度为u=45mm，返回 时的平均速度为工作行程平均速度的3倍。
《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。
课程设计机械原理小平面刨削机资料课堂PPT
vm
(
H
) / 1
极位夹角 180o K 1
K 1
曲柄AB角速度
1
n1 30
可得
n1
H
60vm (1 1
)
K
原动件曲柄AB在后面的图中改为构件2（即杆O2A）
.
13
小型平面刨削机床运动简图设计与分析
+ + =?
机构尺度综合 (第一张A1图)
2．针对选定两种平面六杆机构示 意图，确定各构件运动尺寸。
拟定刨刀切削运动执行机构和工件横向进给运动执行机 构之间的顺序和协调配合关系。
圆周式运动循环图（右图）学号为双号的用 直线式运动循环图（下图）学号为单号的用
.
7
小型平面刨削机床运动简图设计与分析
+ + =?
机构选型-刨刀切削运动
将电动机的回转运动→刨刀的双向移动，常用于实现这一功能的执行机构
有以下几种：
假定曲柄AO2长度100mm 刨刀终端连杆BC取150mm
在切削行程H中，前后各 有一段0.05H的空刀距离
.
左图各构件 构件1（机架） 构件2（杆O2A） 构件3（滑块3） 构件4（杆O4B） 构件5（杆BC） 构件6（滑块6）
14
小型平面刨削机床运动简图设计与分析
+ + =?
导杆机构的速度分析（14个矢量图）
+ + =?
四、课程设计要求：
1. 按规定的时间和地点进行设计
（每天考勤）
2. 设计小组中每人方案及分析计算不能完全相同
• 图纸内容均为手工作图：
运动方案图两张（A1）---即尺度综合和运动分析
机构运动简图一张（A1）
机械原理课程设计指导优秀课件
功能分析法就是将机械产品的总功能分解成若干功能 元(Function element)，然后求解功能元，再将其组合， 得到满足总功能要求的多种解决方案，以供评价选择。
图1 功能分解
例： 半自动平压模切机的工作原理：印刷、包装行业用于压
制纸盒、纸制品的专用设备。该设备可用于对各种规格的纸 板进行压痕、切线。经压痕、切线的纸板在沿切线去掉边料 后，沿压出的压痕可折成各种纸盒、纸箱，亦可对各种高级 精细的纸材凹凸痕，压制成各种富有立体感的精美凸凹商标 或印刷品。
运
程大小和工作速度。
动
停歇单向直线 ——每次进给量的大小。
形
沿固定曲线运动
式 曲线运动
沿可变曲线运动
复合运动 ——由两个以上单一运动合成
2、各执行构件间运动的协调配合和机械的工作循环图 1）各执行构件间运动的协调配合关系 a)运动彼此独立无需协调配合： 外圆磨床的砂轮和工件的两个运动彼此独立。故应 为每个运动单独设计各自的运动链。
如立式钻的方案:
一个执行构件
2)执行构件的运动形式和运动参数
连续回转 每分钟转数 rpm
回转运动 间歇回转 每分钟转位次数、转角大小、运动系数
执
往复摆动
每分钟摆动次数、转角大小、行 程速比系数
行 构
往复直线 每分钟行程数目、大小、行程速比系数
件 直线运动 停歇往复直线 每循环停歇次数、位置、时间、行
解 功能元
A
表1 执行机构功能形态学矩阵
1
连杆机构
2
凸轮机构
3
齿轮机构
4
蜗轮蜗杆 机构
5
螺旋机构
锥齿轮机 摩擦轮机
B
构
构
连杆机构 凸轮机构 螺旋机构 齿轮齿条 摩擦轮机
图1 功能分解
例： 半自动平压模切机的工作原理：印刷、包装行业用于压
制纸盒、纸制品的专用设备。该设备可用于对各种规格的纸 板进行压痕、切线。经压痕、切线的纸板在沿切线去掉边料 后，沿压出的压痕可折成各种纸盒、纸箱，亦可对各种高级 精细的纸材凹凸痕，压制成各种富有立体感的精美凸凹商标 或印刷品。
运
程大小和工作速度。
动
停歇单向直线 ——每次进给量的大小。
形
沿固定曲线运动
式 曲线运动
沿可变曲线运动
复合运动 ——由两个以上单一运动合成
2、各执行构件间运动的协调配合和机械的工作循环图 1）各执行构件间运动的协调配合关系 a)运动彼此独立无需协调配合： 外圆磨床的砂轮和工件的两个运动彼此独立。故应 为每个运动单独设计各自的运动链。
如立式钻的方案:
一个执行构件
2)执行构件的运动形式和运动参数
连续回转 每分钟转数 rpm
回转运动 间歇回转 每分钟转位次数、转角大小、运动系数
执
往复摆动
每分钟摆动次数、转角大小、行 程速比系数
行 构
往复直线 每分钟行程数目、大小、行程速比系数
件 直线运动 停歇往复直线 每循环停歇次数、位置、时间、行
解 功能元
A
表1 执行机构功能形态学矩阵
1
连杆机构
2
凸轮机构
3
齿轮机构
4
蜗轮蜗杆 机构
5
螺旋机构
锥齿轮机 摩擦轮机
B
构
构
连杆机构 凸轮机构 螺旋机构 齿轮齿条 摩擦轮机
机械原理课程设计之洗瓶机的设计PPT(15张)
•
17、一个人只要强烈地坚持不懈地追求，他就能达到目的。你在希望中享受到的乐趣，比将来实际享受的乐趣要大得多。
•
18、无论是对事还是对人，我们只需要做好自己的本分，不与过多人建立亲密的关系，也不要因为关系亲密便掏心掏肺，切莫交浅言深，应适可而止。
•
19、大家常说一句话，认真你就输了，可是不认真的话，这辈子你就废了，自己的人生都不认真面对的话，那谁要认真对待你。
25.05.2019
7
推瓶机构的方案构思
推头的运动要求主要是满足急回特性,能 满足急回特性的机构主要有曲柄滑块机 构,曲柄转动导杆机构和曲柄摆动导杆机 构.
运用前述创新设计的思想方法,再考虑到 机构的急回特性和推头做往复直线运动 的特点，设计出了曲柄滑块机构，其主 要参数如下表所示：
25.05.2019
刷子的运动由完成不同的功能来决定。
清洗瓶子外侧的刷子由三个互相啮合的 齿轮带着它们不停的转动，而使它能够 保持不间断的接触，清洗表面污垢。洗 瓶子内壁的刷子由一根连在滑块机构的 刷子来完成，主要是利用刷子上的软毛
25.05.2019
10
机构运动简图
25.05.2019
11
与内壁的摩擦来清洗内部，刷子连在曲 柄滑块机构上，有急回特性。
要求机构传动性能良好，结构紧凑，制 造方便。
25.05.2019
4
功能分解及工艺动作分解
1.功能分解
为了实现洗瓶机清洗瓶子内外表面的 总功能,将功能分为:推瓶功能和洗瓶功 能.
2.工艺动作过程
要实现上述பைடு நூலகம்功能,有下列工艺动作过程:
(1)推头作直线或者近似直线运动,将瓶 子沿导辊推到指定的位置;
•
机械原理课程设计ppt课件
几点要求
每班同一题目的同学ห้องสมุดไป่ตู้成一个小组 （一般为学号加减7）
每组选出组长一名，负责协调、组织本 组成员的设计（定题后报给老师）
答辩前每组自报每个组员的自评成绩 （由高到低排序，由本组成员讨论、综 合贡献大小而定）
答辩时按组逐一进行 充分发挥团结协作、群策群力的精神
答辩时完成的工作
按照运动特性选型 （6）运动的合成与分解 用顶吸法吸走顶部一张料板 执行系统的运动规律设计
总功能：当加压执行构件（冲头）上下运动时，能锻出较高精度的毛坯 齿轮机构的模数、齿数、中心距等
凸轮连杆组合 工件固定不动，刀具绕被加工孔的中心线转动，进给运动是刀具的径向、纵向运动。
该鞋钉分为钉头、钉杆、钉尖三部分，钉杆成四方锥形 2、构思出完成加压执行机构总体功能的功能-技术矩阵图。
齿轮连杆组合 工件和刀具均不转动，只让刀具作直线运动。
运动位移或速度缩小功能：减小位移量 （或速度），以实现增力要求
按照动作功能分解选型
精锻机主机构设计（3）
2、构思出完成加压执行机构总体功能的 功能-技术矩阵图。
平压模切执行机构 提示 自动送料板装置 实现的原理有： 已按学号分发(共7组题目） 总功能：当加压执行构件（冲头）上下运动时，能锻出较高精度的毛坯 压紧、挤方：由冲头3在前三次送料后的停歇时间内将钉杆挤压成方锥，在其余工作循环中冲头3保持与钉杆接触，起压紧作用。 2 机械系统设计的一般原则 带传动（含同步带）和链传动 将料板从底部推出，然后用夹板抽走 2、机械运动方案设计的过程和内容 运转速度、行程可调性、运动精度等 工件和刀具均不转动，只让刀具作直线运动。 试构思该执行机构的若干方案。 的布置要有利于系统的能量协调和效率的提高 总功能：当加压执行构件（冲头）上下运动时，能锻出较高精度的毛坯 直角坐标式运动循环图 编程、建模分析检验机构 加工内孔机床的运动规律设计： 齿轮机构的模数、齿数、中心距等 工件和刀具均不转动，只让刀具作直线运动。 机构上机分析检验过程；
机械原理课程设计-自动制钉机PPT幻灯片
3
锁止弧半径r0
r0=R-r-b
30
19
摩擦轮运动分析
❖ 运动位移比较平稳
20
3.冷镦机构
❖ 冷镦机构是采用增力机 构，实现增力目的，且 此机构有急回特性，提 高了生产效率 。
21
挤钉帽机构运动分析
❖ 可见采用连杆机构，位 移和速度曲线都很光滑， 充分说明了该连杆机构 平稳性。
❖ 有急回运动特性。
24
切断机构运动分析
25
参考书籍
1. 孙桓，陈作模 主编 机械原理（第六版） 北京：高等教育出版社， 2001
2. 裘建新 主编 机械原理课程设计指导书 北京：高等教育出版社， 2005
3. 楼鸿棣，邹慧君 主编 高等机械原理 北京：高等教育出版社， 2000
4. 王大康，卢颂峰主编，机械设计课程设计，北京，北京工业大学出版 社，2000
❖ 夹紧机构和挤钉尖机构我们确定用内槽凸 轮，避免用弹簧或依靠重力使推杆回复， 而且比较平稳，等加速运动是柔性冲击， 冲击相对较小。
❖ 挤钉帽机构我们采用有偏心距的曲柄滑块 机构，能够产生急回运动特性，从而提高 生产效率。
7
方案二 运动简图
8
方案二
❖ 这个方案中我们考虑将挤钉尖和切断的 动作同时进行，可以提高效率，同时又 能避免复杂的协调工作。
5. 刘政昆 主编 间歇运动机构 大连：大连理工大学出版社，1991 6. 邹慧君 主编 机械运动方案设计手册 上海：上海通大学出版社，
1994 7. 石永刚，徐振华 主编 凸轮机构设计 上海：上海科学技术出版社，
1995
26
谢谢观赏！
27
12
最终方案设计分析
❖ 送丝机构：槽轮机构、 齿轮传动、摩擦轮校值。
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。
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几点要求
每班同一题目的同学组成一个小组 （一般为学号加减7）
每组选出组长一名，负责协调、组织本 组成员的设计（定题后报给老师）
答辩前每组自报每个组员的自评成绩 （由高到低排序，由本组成员讨论、综 合贡献大小而定）
答辩时按组逐一进行 充分发挥团结协作、群策群力的精神
答辩时完成的工作
图纸一张（A0/ A1，手绘/CAD）
加工内孔机床的运动规律设计：
工件和刀具均 不转动，只让 刀具作直线运 动。（拉床）
计算机的绘图机的运动规律设计
图纸固定不动，而绘图笔作横向和纵向 的移动，从而在绘图纸上绘出任意形状 复杂的平面曲线。
绘图笔仅作x方向运动，让绘图纸绕在 卷筒上绕x轴作往复转动，这两个运动 的合成可以在图纸上绘出复杂的平面图 形。
– 机构运动方案简图 – 机械传动方案图 – 运动循环图
说明书一份（同一封面、纸张，左侧装订）
– 任务书；功能分析；功能分解及工艺动作；原始 数据及计算；方案设计思路及讨论改进；执行机 构设计步骤；机构上机分析检验过程；对所设计 的结果进行讨论；感想及建议；附录(程序源代码）
机械系统运动方案设计
执行系统的运动规律设计
根据功能原理提出的工艺动作，进行运动 分解，构思出恰当的运动规律。
加工内孔机床的运动规律设计：
工件固定不动， 采用不同尺寸 的专用刀具 （钻头和铰刀） 等速转动和纵 向送进运动。 (钻床)
执行系统的运动规律设计
根据功能原理提出的工艺动作，进行运动 分解，构思出恰当的运动规律。
（3）连续转动→变速转动(周期性）
双曲柄机构 回转导杆机构 多杆机构 非圆齿轮机构
按照运动特性选型
（4）连续转动→间歇运动
一、功能原理设计 ——根据预期实现的功能考虑相应的原理
功能原理设计思路是：分析功能要求，根据功能要求 提出可能实现它的功能原理
常用功能原理
机械推拉原理 摩擦传动原理 流体传动原理 电磁传动原理 材料变形原理 光电原理
功能原理设计 实例1
办公室取纸器设计 预期实现的功能是：办公室取便条用，每
次取一张 实现的原理有：
步骤
内容
要求
1 上课、熟悉题目 分组、定题、查资料
时间 1天
2 方案设计、分析 分析原理，提出方案、比 2天
较，定一方案
3 尺寸综合、绘图 图解法、解析法（编 2天 程）等
4 编程（建模）、上 编程、建模分析检验 3天
机计算
机构
5 写说明书
统一格式（新封面） 1天
6 答辩
1天
设计题目
已按学号分发(共7组题目） 可以自选其他已有的题目
课程设计的意义
国民经济发展的要求：需质量优、性能 好、效率高、能耗低、价格廉的机械产 品，机械原理课程设计内容是产品设计 的重要内容。
机械产品自动化的要求：各种机械均需 生产和操作过程的自动化，或者实现某 一工艺动作过程。
创新能力培养的要求
巩固、掌握、运用机械原理知识理论的 要求
设计步骤
（一周内找老师更改，登记） 可以结合明年机械设计大赛自选题
目（明年5月参赛， 主题为“珍爱 生命，奉献社会”，内容为“在突 发灾难中，用于救援、破障、逃生、 避难的机械产品的设计与制作”）
时间安排
学院安排的时间：
– 18~19周（专用周，但可能被占用）
提前下题，提前完成
最后完成时间： 第19周周五下午3点前必须答辩结束
三、机构构型设计
3.1 动力机类型的选择 电动机
– 交流异步电动机（推荐使用） – 直流电动机 – 伺服电动机
液动机（液压马达、液压油缸） 气动机（气缸） 需完成工作：选定电机，定出转速、功率
3.2 机构选型
3.2.1 传动系统机构选型 传动系统：减速增力/(增速） 带传动（含同步带）和链传动 齿轮传动（轮系） 螺旋机构 其他新型减速机构 连杆机构、凸轮机构 需完成工作：选定传动机构，定出各级传
机械设计基础A1 课程设计
课程设计的目的
从系统方案设计出发，融会贯通各章的理论和 方法，分析和解决与实际问题。
培养初步的机构选型及确定运动方案的能力
对运动学和动力学的分析与设计有一个较完整 的概念
提高运算、绘图、运用计算机完成机械系统整 体分析和设计
查阅有关资料的能力
培养学生表达、归纳、总结和独立思考与分析 的能力。
1、机械系统设计的一般原则
1.1 机械的结构组成
机械
动力机 传动系统
执行系统转运动 往复运动 间歇运动 轨迹要求
1.2 机械系统设计的一般原则
采用简短的运动链 有较高的机械效率 合理安排传动顺序 合理分配传动比（前小后大） 保证机械安全运转
2、机械运动方案设计的过程和内容
（1）定速比转动变换机构
齿轮机构 蜗轮蜗杆 轮系（定轴、周转、复合） 带传动 链传动 摩擦轮 特殊的连杆机构
按照运动特性选型
（2）连续转动→往复移动（摆动）
连杆机构
– 曲柄滑块、曲柄摇杆、摆动导杆 – 多杆机构
凸轮机构 组合机构
– 凸轮连杆组合机构 – 齿轮连杆组合机构
按照运动特性选型
摩擦力 静电吸力 切向力
功能原理设计 实例2
自动送料板装置 实现的原理有： 用顶吸法吸走顶部一张料板 用底部气吸法吸出料板的边缘，然后夹
走 将料板从底部推出，然后用夹板抽走 用摩擦板从顶部推出一张料板，然后夹
走 用摩擦轮将料板从底部滚出，然后夹走
二、执行系统的运动规律设计
根据功能原理提出的工艺动作，进行运动 分解，构思出恰当的运动规律。
动比，图纸上画出传动系统图，并标出 传动比
3.2.2 执行机构选型
选型方法： 1、按照执行构件所需的运动特性进行机构选型 2、按照动作功能分解与组合原理进行机构选型
执行系统是机械系统中的重要组成部分。 执行系统由一个或多个执行机构组成。 机械执行机构选型是总体方案设计的核心。
按照运动特性选型
加工内孔机床的运动规律设计：
工件作等速转 动，刀具作纵 向等速运动， 进给运动是刀 具的径向进给 （车床）
执行系统的运动规律设计
根据功能原理提出的工艺动作，进行运动 分解，构思出恰当的运动规律。
加工内孔机床的运动规律设计：
工件固定不动， 刀具绕被加工 孔的中心线转 动，进给运动 是刀具的径向、 纵向运动。 （镗床）