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机械原理全套ppt课件

机械原理概述机构结构分析连杆机构设计与分析凸轮机构设计与分析齿轮传动设计与分析contents目录

蜗杆传动设计与分析轮系设计与分析其他常用机构介绍机械原理课程总结与展望contents目录

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、变换及其规律的学科，是机械工程类专业的重要基础课程。定义主要研究机械系统中的常用机构、通用零件的工作原理、结构特点、设计方法以及摩擦、磨损和润滑等基础知识。研究对象机械原理定义与研究对象

机械原理作为机械工程学科的重要分支，经历了漫长的发展历程，形成了较为完善的理论体系和实践应用体系。随着计算机技术的飞速发展，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，为机械产品的创新设计提供了有力支持。机械原理发展历史及现状现状发展历史

课程目标通过本课程的学习，使学生掌握机械原理的基本概念和基础知识，了解常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、设计方法以及摩擦、磨损和润滑等基础知识。要求学生应能够运用所学知识分析和解决简单的机械系统问题，为后续专业课程的学习和工程实践打下坚实基础。同时，还应培养学生的创新思维能力和实践能力，以适应机械工程领域的发展需求。机械原理课程目标与要求

02机构结构分析

03平面机构与空间机构的区别运动副元素形态、运动轨迹、自由度等。01组成要素构件、运动副、约束和自由度等。02分类平面机构、空间机构；连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。机构组成要素及分类

确定原动件和从动件、选择比例尺、确定视图平面、绘制构件和运动副、标注尺寸和参数。绘制步骤注意事项简化方法保证图形清晰、准确，运动副类型和相对位置要正确，尺寸标注要规范。用符号代替构件和运动副，忽略次要细节和尺寸，突出主要特征和运动关系。030201机构运动简图绘制方法

机构中独立运动的参数数目。自由度概念根据机构类型和运动副约束条件，利用公式或图解法进行计算。计算方法运动副引入的约束，如转动副约束两个自由度、移动副约束一个自由度等。约束条件自由度等于原动件数目，且满足特定的几何条件。机构具有确定运动的条件机构自由度计算及约束条件

03连杆机构设计与分析

组合机构由上述基本机构组合而成，可实现更复杂的运动规律和功能要求。铰链四杆机构由四个构件通过铰链连接而成，包括曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。具有结构简单、易于制造和维护等特点。凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成，通过凸轮的旋转或往复运动推动从动件做规定的往复移动或摆动。具有运动准确、可靠性高等特点。齿轮机构由两个或多个齿轮组成，通过齿轮的啮合传递运动和动力。具有传动比准确、效率高、结构紧凑等特点。连杆机构类型及特点

研究连杆机构在运动过程中各点的速度变化规律，包括瞬时速度和平均速度。速度分析加速度分析压力角与传动角分析运动轨迹与运动规律分析研究连杆机构在运动过程中各点的加速度变化规律，包括瞬时加速度和平均加速度。研究连杆机构在运动过程中压力角和传动角的变化规律，以评估机构的传力性能和运动平稳性。研究连杆机构中从动件的运动轨迹和运动规律，以满足特定的工作要求。连杆机构运动特性分析

输入标题形状优化尺寸优化连杆机构优化设计方法通过调整连杆机构的尺寸参数，如杆长、铰链位置等，以改善机构的运动性能和传力性能。综合考虑连杆机构的多个性能指标，如运动精度、承载能力、效率等，采用多目标优化方法进行设计，以获得综合性能最优的连杆机构方案。在给定设计空间和约束条件下，寻求连杆机构材料的最优分布，以实现轻量化设计和提高机构的整体性能。通过改变连杆机构的构件形状，如采用曲线形状代替直线形状，以提高机构的承载能力和运动平稳性。多目标优化拓扑优化

04凸轮机构设计与分析

凸轮为绕固定轴线转动且有变化直径的盘形构件，具有结构简单、紧凑的特点，适用于较小行程的场合。盘形凸轮凸轮相对机架作直线移动，适用于需要较大行程但受力较小的场合。移动凸轮凸轮是圆柱体，可以看作是将移动凸轮卷成圆柱体，具有结构紧凑、承载能力大的特点。圆柱凸轮凸轮机构类型及特点

解析法通过建立凸轮机构的数学模型，利用数学公式计算出凸轮的轮廓曲线，适用于复杂凸轮机构的设计。图解法根据凸轮机构的运动要求，利用几何作图的方法绘制出凸轮的轮廓曲线，适用于简单凸轮机构的设计。仿真法利用计算机仿真软件模拟凸轮机构的运动过程，根据仿真结果优化凸轮的轮廓曲线，适用于高精度、高效率的凸轮机构设计。凸轮轮廓曲线设计方法

运动规律凸轮机构的运动规律是指从动件在推程、远休止、回程和近休止四个阶段中的位移、速度和加速度的变化规律，常见的运动规律有等速运动规律、等加速等减速运动规律、余弦加速度运动规律等。压力角计算压力角是指不计摩擦力、重力、惯性力等的影响，机构中时刻与凸轮轮廓接触的那一点处所受正压力的方向与该点处运动方向所夹