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机械原理(全套15PPT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。定义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。重要性机械原理的定义与重要性

机械系统，包括机构、传动、控制等方面。机构的结构分析、运动分析、力分析、动力学分析、优化设计等。机械原理的研究对象和内容研究内容研究对象

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。发展趋势数字化、智能化、绿色化、微型化等。机械原理的发展历程和趋势

02机构的结构分析

由构件（包括主动件、从动件、机架）和运动副（包括低副、高副）组成。机构组成按组成机构的构件和运动副的类型，可分为连杆机构、齿轮机构、凸轮机构等。机构分类机构组成与分类

机构运动简图用规定的符号和线条表示构件和运动副，并按一定比例画出各运动副的相对位置及与构件连接的几何关系。自由度计算机构自由度的计算是机构结构分析的重要内容，其目的是确定机构的运动是否确定。计算自由度时，需先判断机构中是否存在复合铰链、局部自由度和虚约束等特殊情况，然后应用自由度计算公式进行计算。机构运动简图及自由度计算

平面连杆机构的结构分析平面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。平面连杆机构的演化通过改变构件的形状、运动副的尺寸或类型等方法，可由基本形式的连杆机构演化出多种不同形式的连杆机构，以适应不同的工作要求。平面连杆机构的特性具有急回特性、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。

03平面机构的运动分析

速度瞬心的概念在某一瞬时，平面机构中两个构件上相对速度为零的点。速度瞬心的确定方法通过观察或计算找到两构件上瞬时速度相等的点。速度瞬心法的应用用于求解机构的速度和加速度，以及进行机构的动力学分析。速度瞬心法及其应用

03矢量方程图解法的应用适用于简单平面机构的速度和加速度分析，具有直观、形象的特点。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矢量方程的解法运用矢量运算规则和几何作图方法，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

通过建立机构的位移方程，求解机构的位置参数。机构位置的解析法分析机构速度的解析法分析机构加速度的解析法分析解析法的应用根据机构的速度方程，求解机构的速度参数。运用机构的加速度方程，求解机构的加速度参数。适用于复杂平面机构的位置、速度和加速度分析，具有精度高、适用范围广的优点。用解析法作机构的位置、速度和加速度分析

04平面连杆机构及其设计

铰链四杆机构的演化形式转动副演化成移动副、选取不同构件为机架、变更机架的位置含有移动副的四杆机构曲柄滑块机构、正弦机构、偏心轮机构、导杆机构铰链四杆机构的基本形式曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构平面四杆机构的基本形式及其演化

极位夹角、行程速比系数、急回特性的应用急回特性压力角的概念、传动角的概念、最小传动角的位置、压力角和传动角的应用压力角和传动角死点位置的概念、死点位置对机构传动的影响、克服死点位置的方法死点位置平面四杆机构的主要工作特性

作图法、解析法按照给定的连杆位置设计四杆机构作图法、解析法按照给定的运动轨迹设计四杆机构作图法、解析法按照给定的急回特性设计四杆机构作图法、解析法按照给定的传动角设计四杆机构平面四杆机构的设计

05凸轮机构及其设计

自动机械、操纵控制、传动装置等凸轮机构的应用按形状分为盘形、圆柱形、平板型等；按从动件类型分为尖底、滚子、平底等凸轮机构的分类凸轮机构的应用和分类

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

绘制从动件运动线图绘制基圆和偏距圆选择比例尺和作图基面确定从动件起始位置用反转法原理绘制凸轮轮廓曲线图解法设计凸轮轮廓曲线0103020405

解析法设计凸轮轮廓曲线建立凸轮机构坐标系求出从动件速度v(θ)和加速度a(θ)根据v(θ)和a(θ)求出凸轮轮廓曲线的参数方程确定从动件位移函数s(θ)

06齿轮机构及其设计

齿轮机构的类型和应用齿轮机构的类型包括平面齿轮机构、空间齿轮机构、定轴轮系、周转轮系等。齿轮机构的应用广泛应用于各种机械设备中，如汽车、机床、航空航天器等，实现动力传递、速度变换和运动方向改变等功能。

齿廓啮合基本定律两齿轮在传动过程中，其齿廓在任一点的公法线必须