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机械原理教学课件

目录CONTENTS机械原理概述机构的结构分析平面机构的运动分析平面机构的力分析机械的平衡机械的运转及其速度波动的调节

01机械原理概述

机械原理是研究机械系统中力和运动传递、转换以及机械系统效能的科学。定义机械原理为机械设计提供理论基础，指导机械设计者进行高效、可靠、经济的设计。作用机械原理的定义与作用

古代机械原理近代机械原理现代机械原理机械原理的发展历程古代人们通过经验和实践，逐渐掌握了简单的机械原理和机构，如杠杆、滑轮、齿轮等。随着工业革命的兴起，机械制造业得到飞速发展，人们对机械原理的认识也不断深入，形成了较为完善的理论体系。随着计算机技术和仿真技术的发展，机械原理的研究方法和手段不断更新，研究领域也不断扩展。

机械原理的研究对象是机械系统，包括机构、传动、控制等方面。研究对象机械原理的研究内容包括机构的运动学、动力学、摩擦学、疲劳强度等方面，以及传动系统的传动效率、稳定性、可靠性等方面。此外，还包括机械系统的优化设计、仿真分析、实验测试等方面。研究内容机械原理的研究对象与内容

02机构的结构分析

机构的组成由两个或两个以上的构件通过活动联接形成的构件系统。机构的分类按组成的各构件间相对运动的不同，机构可分为平面机构（如平面连杆机构、圆柱齿轮机构等）和空间机构（如空间连杆机构、蜗轮蜗杆机构等）。机构组成与分类

机构运动简图自由度机构运动简图与自由度机构中具有独立运动的构件的数目。平面机构自由度计算公式为F=3n-2PL-Ph，其中n为活动构件数，PL为低副数，Ph为高副数。用规定的线条和符号，表示构件和运动副的类型、数目及相对位置，而不考虑构件的形状、截面尺寸和运动副的具体构造的简化图形。

机构具有确定运动的条件机构的原动件数目等于机构自由度的数目。若机构不满足该条件，则机构的运动是不确定的。机构运动不确定现象当原动件数目小于机构自由度时，机构的运动是不确定的；当原动件数目大于机构自由度时，机构不能产生运动，并将导致机构中最薄弱环节的损坏。机构具有确定运动的条件

03平面机构的运动分析

速度瞬心法及其应用速度瞬心的概念在某一瞬时，平面机构中速度等于零的点称为速度瞬心。速度瞬心的确定方法通过观察机构运动过程中的相对运动，找到速度为零的点。速度瞬心法的应用利用速度瞬心法可以方便地求解机构的速度和加速度，特别适用于复杂平面机构的运动分析。

03矢量方程图解法的应用适用于简单平面机构的运动分析，可以直观地表示机构的速度和加速度。01矢量方程的建立根据机构的几何关系和运动学原理，建立机构的速度和加速度矢量方程。02矢量方程的解法通过图解法求解矢量方程，得到机构的速度和加速度。用矢量方程图解法作机构的速度和加速度分析

通过数学解析式表示机构的运动关系，进而求解机构的速度和加速度。解析法的概念建立机构的运动学方程，对方程进行求解，得到机构的速度和加速度。解析法的求解步骤适用于复杂平面机构的运动分析，可以精确地求解机构的速度和加速度。同时，解析法还可以为机构的优化设计提供理论依据。解析法的应用运动分析中的解析法

04平面机构的力分析

平面机构中各构件在静力平衡状态下的受力情况。研究对象静力平衡条件静力分析步骤各力对任一点之矩的代数和为零，且各力在任意两个垂直坐标轴上的投影的代数和也分别为零。首先确定研究对象，然后切断构件，代替以约束力，最后根据静力平衡条件列方程求解。030201平面机构的静力分析

摩擦力的确定通常根据库仑摩擦定律或静摩擦定律确定摩擦力的大小和方向。考虑摩擦时的机构力分析在考虑摩擦时，机构的受力情况将更为复杂，需根据具体情况进行分析和计算。运动副中的摩擦运动副元素之间的接触表面存在摩擦，其性质与接触表面的材料、粗糙度、润滑情况等有关。运动副中的摩擦及考虑摩擦时的机构力分析

自锁现象当驱动力作用于机构上，而机构却不能产生运动的现象称为自锁。自锁现象与机构的几何尺寸、摩擦系数等因素有关。机械效率有用功与输入功之比，或有用阻力与输入阻力之比。机械效率是评价机械性能的重要指标之一。避免自锁的方法通过改变机构的几何尺寸、减小摩擦系数等方法可以避免自锁现象的发生。机械的效率和自锁

05机械的平衡

消除或减少因不平衡质量引起的振动、噪音和磨损，提高机械的运行稳定性和使用寿命。根据平衡对象的不同，可分为刚性转子平衡和挠性转子平衡；根据平衡精度的不同，可分为粗平衡和精平衡。平衡的目的和分类平衡的分类平衡的目的

通过测量和校正转子上不平衡质量产生的离心力或离心力矩，使其减小到允许范围内，实现转子的动平衡。刚性转子的平衡原理包括静平衡试验和动平衡试验。静平衡试验是在静止状态下进行的，通过测量转子的偏重，确定加重或去重的位置和量；动平衡试验是在旋转状态下进行的，通过测量振动或不平衡量，进行校正以达到平衡要求。刚性转