机械原理-全套课件
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§2-1 机构结构分析的内容及目的
机构结构分析研究的主要内容及目的是： （1）研究机构的组成及机构运动简图的画法 （2）了解机构具有确定运动的条件 （3）研究机构的组成原理及结构分类 研究的主要对象是机构，所以首先必须知道机构
是怎样组成的。 另外，为了对机构进行分析与综合，还必须画出
其机构运动简图。 还必须知道在什么条件下它的运动才是确定的。
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§ 2-2 机构的组成
1.构件 2.运动副 ３.运动链 4、机构
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1.构件：组成机构的每一个独立运动单元体。
从运动的观点看，可以说任何机器都是由若干（两 个以上）构件组合而成的。
2.运动副
（1）.概念：
运动副：两构件直接接触而又能产生一定的相对运 动的连接。
运动副元素：两构件上能够参加接触而构成运动副 的表面。
2.当前 在自控机构、机器人机构、仿生机构、柔性及弹性机构 和机电光液综合机构等的研制上有很大进步。 在机械的分析与综合中，也由只考虑其运动性能过渡到同时 考虑其动力性能； 考虑到机械运转时，构件的震动和弹性变形，运动副中的间 隙和构件的误差对机械运动及动力性能的影响；以及如何对 构件和机械进一步做好动力平衡。
由度：构件含有独立运动的数目
约束：对独立运动的限制
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例：轴1与轴承2的配合（图2-1）；
图 2-1 运动副元素：圆柱面、圆孔面
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滑块1与导轨2的接触（图2-2）；
图 2-2 运动副元素：棱柱面、棱孔面
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两齿轮轮齿的啮合（图2-3，a）； 运动副元素：两齿廓曲面 球面与平面的接触（图2-3，b）；运动副元素：球面与平面 圆柱与平面的接触（图2-3，c）。 运动副元素：圆柱面与平面
电动机通过机构的传动使 滑杆左移，滑杆上的动爪 和定爪将工件夹住。
当滑杆带着工件右移到一 定位置时，动爪受挡块的 压迫将工件松开，于是工 件落于载送器上，被送到 下道工序。
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本课程研究的内容主要包括以下几个方面：
（1）.机构结构分析的基本知识 （2）.机构的运动分析 （3）.机器动力学 （4）.常用机构的分析与设计 （5）.机械传动系统运动方案的设计
献资料涌现。
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第二章 机构的结构分析
§2-1 机构结构分析的内容及目的 §2-2 机构的组成 §2-3 机构运动简图 §2-4 机构具有确定运动的条件 §2-5 机构自由度的计算 §2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项 §2-7 虚约束对机构工作性能的影响及机构
结构的合理设计
机械原理
中华清北大学 机电工程学院机械设计系
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
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§1-2 学习本课程的目的
1.它研究的是现有机械的运动及工作性能和设计新机械的基础知 识，是机械类各专业必修的一门重要技术基础课程。
2．现代各国间的竞争主要表现为综合国力的竞争。
要提高综合国力，就要实现生产的机械化和自动化，就需要创 造出大量的、新颖优良的机械来装备，为其高速发展创造有利 条件。机械工业是国家综合国力发展的基石。
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3. 目前，在机械的分析和综合中广泛的应用了计算机，发展 并推广了计算机辅助设计、优化设计、考虑误差的概率设 计。 提出了多种便于对机械进行分析与综合的数学工具，编制 了许多大型通用或专用的计算程序。 此外，随着现代科技的发展，测试手段的日益完善，也加 强了对机械的实验研究。
4. 总之，作为机械原理学科，其研究领域十分广阔，内涵非 常丰富。 在机械原理的各个领域中，每年都有大量的内容新颖的文
研究对象:机械。而机械是机构与机器的总称。
1．机构：用来传递与变换运动和力的可动装置。
连杆机构
最常用的机构有： 凸轮机构
齿轮机构
间歇运动机构等。
2．机器：一种由人为物体组成的具有确定机械运动的装置，用 来完成一定的工作过程，以代替人类的劳动。
根据工作类型的不同，机器分为：
动力机器：将其他形式能量和机械能互换
（2）研究各种机器中常用的一些机构的运动和动力性能，和它们 的设计方法。
3．随着各种新学科的兴起，机械工业也向更高阶段发展，以与各 相关学科的发展相适应。
4．一些高科技成果，都有赖于现代机械工业的支持，没有现代机
械工业为基础的信息社会是难以想象的。
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§ 1-4 机械原理学科发展现状简介
1.现代机械工业日益向高速、重载、高精度、高效率、低噪声等 方向发展。为适应这种情况，机械原理学科的新研究课题与 新研究方法日新月异。故机械现在是，将来仍是人类利用和 改造自然界的直接执行工具。
3．随着各种新兴学科的兴起，机械工业也向更高的阶段发展， 以与各相关学科的发展相适应。
4．机械工业历史悠久，Biblioteka Baidu今仍在蓬勃发展。
一些高科技成果，都有赖于现代机械工业的支持，没有现代机 械工业为基础的信息社会是难以想象的。
5．机械原理方面的知识，在新机械的创造中起到不可或缺的基
础作用。
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§ 1-3 如何进行本课程的学习
第一章 绪论
§1-1 本课程研究的对象及内容 §1-2 学习本课程的目的 §1-3 如何进行本课程的目的 §1-4 机械原理学科发展现状简介
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§1-1 本课程研究的对象及内容
机械原理:研究机械的运动及动力特性，及机械运动方案设计的 一门基础技术学科。是机械设计理论和方法中的重要分支。
1.机械原理课程是一门技术基础课程。
它一方面较物理、理论力学等理论课程更加结合工程实际；
另一方面，又与专业机械的课程有所不同。
在学习过程中，要着重搞清基本概念，理解基本原理，掌握机构 分析和综合的基本方法。
2.本课程对于机械的研究，是通过以下两大内容来进行的：
（1）研究各种机构和机器所具有的一般共性问题。
机器 工作机器：完成有用机械功或搬运物品。
信息机器：完成信息的传递和变换。
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3．机构举例： 例1，内燃机示意图
（如图1-1）：
它包含： 汽缸11
连杆机构 活塞10 连杆3 曲柄4
齿轮机构：齿轮1和18 凸轮轴7
凸轮机构 阀门推杆8 阀门推杆9
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例2，工件自动装卸装置
（如图1-2）：
工作原理：
§2-1 机构结构分析的内容及目的
机构结构分析研究的主要内容及目的是： （1）研究机构的组成及机构运动简图的画法 （2）了解机构具有确定运动的条件 （3）研究机构的组成原理及结构分类 研究的主要对象是机构，所以首先必须知道机构
是怎样组成的。 另外，为了对机构进行分析与综合，还必须画出
其机构运动简图。 还必须知道在什么条件下它的运动才是确定的。
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§ 2-2 机构的组成
1.构件 2.运动副 ３.运动链 4、机构
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1.构件：组成机构的每一个独立运动单元体。
从运动的观点看，可以说任何机器都是由若干（两 个以上）构件组合而成的。
2.运动副
（1）.概念：
运动副：两构件直接接触而又能产生一定的相对运 动的连接。
运动副元素：两构件上能够参加接触而构成运动副 的表面。
2.当前 在自控机构、机器人机构、仿生机构、柔性及弹性机构 和机电光液综合机构等的研制上有很大进步。 在机械的分析与综合中，也由只考虑其运动性能过渡到同时 考虑其动力性能； 考虑到机械运转时，构件的震动和弹性变形，运动副中的间 隙和构件的误差对机械运动及动力性能的影响；以及如何对 构件和机械进一步做好动力平衡。
由度：构件含有独立运动的数目
约束：对独立运动的限制
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例：轴1与轴承2的配合（图2-1）；
图 2-1 运动副元素：圆柱面、圆孔面
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滑块1与导轨2的接触（图2-2）；
图 2-2 运动副元素：棱柱面、棱孔面
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两齿轮轮齿的啮合（图2-3，a）； 运动副元素：两齿廓曲面 球面与平面的接触（图2-3，b）；运动副元素：球面与平面 圆柱与平面的接触（图2-3，c）。 运动副元素：圆柱面与平面
电动机通过机构的传动使 滑杆左移，滑杆上的动爪 和定爪将工件夹住。
当滑杆带着工件右移到一 定位置时，动爪受挡块的 压迫将工件松开，于是工 件落于载送器上，被送到 下道工序。
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本课程研究的内容主要包括以下几个方面：
（1）.机构结构分析的基本知识 （2）.机构的运动分析 （3）.机器动力学 （4）.常用机构的分析与设计 （5）.机械传动系统运动方案的设计
献资料涌现。
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第二章 机构的结构分析
§2-1 机构结构分析的内容及目的 §2-2 机构的组成 §2-3 机构运动简图 §2-4 机构具有确定运动的条件 §2-5 机构自由度的计算 §2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项 §2-7 虚约束对机构工作性能的影响及机构
结构的合理设计
机械原理
中华清北大学 机电工程学院机械设计系
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
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§1-2 学习本课程的目的
1.它研究的是现有机械的运动及工作性能和设计新机械的基础知 识，是机械类各专业必修的一门重要技术基础课程。
2．现代各国间的竞争主要表现为综合国力的竞争。
要提高综合国力，就要实现生产的机械化和自动化，就需要创 造出大量的、新颖优良的机械来装备，为其高速发展创造有利 条件。机械工业是国家综合国力发展的基石。
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3. 目前，在机械的分析和综合中广泛的应用了计算机，发展 并推广了计算机辅助设计、优化设计、考虑误差的概率设 计。 提出了多种便于对机械进行分析与综合的数学工具，编制 了许多大型通用或专用的计算程序。 此外，随着现代科技的发展，测试手段的日益完善，也加 强了对机械的实验研究。
4. 总之，作为机械原理学科，其研究领域十分广阔，内涵非 常丰富。 在机械原理的各个领域中，每年都有大量的内容新颖的文
研究对象:机械。而机械是机构与机器的总称。
1．机构：用来传递与变换运动和力的可动装置。
连杆机构
最常用的机构有： 凸轮机构
齿轮机构
间歇运动机构等。
2．机器：一种由人为物体组成的具有确定机械运动的装置，用 来完成一定的工作过程，以代替人类的劳动。
根据工作类型的不同，机器分为：
动力机器：将其他形式能量和机械能互换
（2）研究各种机器中常用的一些机构的运动和动力性能，和它们 的设计方法。
3．随着各种新学科的兴起，机械工业也向更高阶段发展，以与各 相关学科的发展相适应。
4．一些高科技成果，都有赖于现代机械工业的支持，没有现代机
械工业为基础的信息社会是难以想象的。
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§ 1-4 机械原理学科发展现状简介
1.现代机械工业日益向高速、重载、高精度、高效率、低噪声等 方向发展。为适应这种情况，机械原理学科的新研究课题与 新研究方法日新月异。故机械现在是，将来仍是人类利用和 改造自然界的直接执行工具。
3．随着各种新兴学科的兴起，机械工业也向更高的阶段发展， 以与各相关学科的发展相适应。
4．机械工业历史悠久，Biblioteka Baidu今仍在蓬勃发展。
一些高科技成果，都有赖于现代机械工业的支持，没有现代机 械工业为基础的信息社会是难以想象的。
5．机械原理方面的知识，在新机械的创造中起到不可或缺的基
础作用。
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§ 1-3 如何进行本课程的学习
第一章 绪论
§1-1 本课程研究的对象及内容 §1-2 学习本课程的目的 §1-3 如何进行本课程的目的 §1-4 机械原理学科发展现状简介
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§1-1 本课程研究的对象及内容
机械原理:研究机械的运动及动力特性，及机械运动方案设计的 一门基础技术学科。是机械设计理论和方法中的重要分支。
1.机械原理课程是一门技术基础课程。
它一方面较物理、理论力学等理论课程更加结合工程实际；
另一方面，又与专业机械的课程有所不同。
在学习过程中，要着重搞清基本概念，理解基本原理，掌握机构 分析和综合的基本方法。
2.本课程对于机械的研究，是通过以下两大内容来进行的：
（1）研究各种机构和机器所具有的一般共性问题。
机器 工作机器：完成有用机械功或搬运物品。
信息机器：完成信息的传递和变换。
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3．机构举例： 例1，内燃机示意图
（如图1-1）：
它包含： 汽缸11
连杆机构 活塞10 连杆3 曲柄4
齿轮机构：齿轮1和18 凸轮轴7
凸轮机构 阀门推杆8 阀门推杆9
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例2，工件自动装卸装置
（如图1-2）：
工作原理：