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机械原理课件完整版
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
机械的效率和自锁
机械的平衡
机械的运转及其速度波动的调节
机械原理概述
01
机械原理是研究机械系统中力的传递、转换以及机械运动的基本规律和原理的一门科学。
机械原理为机械设计提供基础理论支持，帮助工程师理解和分析机械系统的运动学和动力学特性，指导机械产品的设计、制造和使用。
作用
定义
近代机械原理
随着工业革命的兴起，机械原理和机械设计得到了快速发展，形成了较为完善的理论体系和实践经验。
古代机械原理
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设计，如杠杆、滑轮、齿轮等。
现代机械原理
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，涉及到机器人、微纳操作等领域。
VS
机械原理的研究对象包括机构学和机械动力学两大部分。机构学主要研究机构的组成原理、运动学和动力学特性；机械动力学则研究机械系统在各种力作用下的运动规律和稳定性问题。
研究方法
机械原理的研究方法包括理论分析、实验研究、计算机仿真等。理论分析通过建立数学模型和方程，揭示机械系统的内在规律；实验研究通过搭建实验平台，验证理论分析结果；计算机仿真则利用计算机强大的计算能力，模拟机械系统的运动和动力学过程。
研究对象
机构的结构分析
02
机构运动简图
用规定的线条和符号表示构件和运动副，并按一定比例画出各运动副的相对位置及与机构的运动尺寸，这种表示机构各构件间相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。
机构自由度
机构具有独立运动的数目称为机构的自由度。机构自由度等于机构中所有活动构件的自由度之和减去约束数。
机构的原动件数应等于机构的自由度
若机构自由度大于0且原动件数等于机构自由度，则机构具有确定的运动；若原动件数小于机构自由度，则机构的运动不确定；若原动件数大于机构自由度，则导致机构中最薄弱环节的损坏。
机构组成应合理
机构中不应存在复合铰链、局部自由度和虚约束等不合理因素，否则会影响机构的正常工作或增加机构的复杂程度。
平面机构的运动分析
03
1
2
3
根据机构中各构件之间的运动关系，建立矢量方程。
矢量方程的建立
运用几何方法求解矢量方程，得到机构的速度和加速度。
矢量方程的解法
适用于平面机构中速度和加速度的求解，具有直观、形象的特点。
矢量方程图解法的应用
通过建立数学模型，运用数学方法求解机构运动分析问题。
解析法的基本思想
确定机构的运动学模型，建立运动学方程，运用数学方法求解方程。
解析法的应用步骤
优点在于精度高、适用范围广；缺点在于计算过程复杂，需要较高的数学基础。
解析法的优缺点
平面机构的力分析
04
03
减小和消除摩擦的方法
介绍在机构设计中，如何采取有效措施减小或消除运动副中的摩擦，以提高机构的传动效率和可靠性。
01
运动副中摩擦的类型和性质
介绍运动副中摩擦的类型，如干摩擦、边界摩擦和流体摩擦等，并分析各种摩擦的性质和特点。
02
考虑摩擦时的机构力分析方法
阐述在考虑摩擦时，如何对机构进行受力分析，包括建立考虑摩擦的机构受力模型、列写平衡方程等。
机械的效率和自锁
05
机械效率的定义
机械效率的计算
影响机械效率的因素
提高机械效率的方法
机械效率是指有用功与总功的比值，它反映了机械在给定输入下输出的能力。
机械效率受到多种因素的影响，如摩擦、磨损、负载变化等。
机械效率可以通过测量输入功、输出功以及机械损失来计算。
通过优化机械设计、采用高效传动方式、减少摩擦和磨损等方式可以提高机械效率。
自锁现象是指机械在特定条件下，无法依靠自身力量完成预定动作的现象。
自锁现象的定义
自锁条件与机械的几何形状、摩擦系数等因素有关，可以通过分析这些因素来判断机械是否会发生自锁。
自锁条件的分析
自锁现象可能导致机械无法正常工作，甚至造成损坏或安全事故。
自锁现象的危害
通过改变机械的几何形状、减小摩擦系数、增加驱动力等方式可以避免自锁现象的发生。
避免自锁现象的方法
机械的平衡
06
确保机械设备在运转过程中的稳定性和可靠性，减少振动和噪音，提高机械效率和使用寿命。
机械平衡的目的
研究机械系统在各种力作用下的平衡条件，分析平衡状态下系统的受力情况和运动特性，以及探讨实现平衡的方法和措施。
机械平衡的内容
刚性转子平衡设计的原则
01
根据转子的结构特点和工艺要求，选择合适的平衡方法，确定平衡精度等级和校正量，以保证转子在运转过程中的稳定性和可靠性。
刚性转子平衡设计的方法
02
采用静平衡或动平衡方法，通过测量转子的不平衡量，对其进行相应的校正，使转子达到平衡状态。其中，静平衡方法适用于低速、小直径的转子，而动平衡方法适用于高速、大直径的转子。
刚性转子平衡设计的注意事
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