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《机械原理与设计》课件.ppt

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机械原理与设计本课件将带领您深入了解机械原理与设计,从基本概念到实际应用,涵盖各种传动机构、轴系设计、联接技术以及机械零件制造工艺。旨在培养您的机械设计思维,提升您的工程实践能力。

课程概述与学习目标课程概述本课程旨在系统介绍机械原理与设计的基本理论和方法,为学生学习后续机械设计课程奠定基础。学习目标1.掌握机械原理与设计的基本概念、基本理论和方法。2.能够对常见机械传动装置进行分析和设计。3.具备基本的机械设计思维,能够独立完成简单的机械设计任务。

教材介绍与参考资料教材《机械原理》

作者:王先逵等

出版社:高等教育出版社参考资料1.《机械设计手册》

2.《机械制造技术基础》

3.《Solidworks机械设计》

考核方式说明平时成绩作业、课堂讨论、实验等占30%期末考试闭卷考试占70%

第一章:机械原理基础概念本章将为您介绍机械原理中的基本概念,包括机械的定义、分类、运动副、运动链和机构等。通过本章的学习,您将对机械原理的基本理论有一个初步的了解。

机械的定义与分类机械定义机械是指由若干个相互连接的零件组成的,能够完成一定运动或传递能量的装置。它用于完成能量转换、运动传递、物料搬运等多种任务。机械分类1.按功能分类:

?传动机械,如齿轮传动、带传动等

?执行机械,如液压执行器、气动执行器等

?控制机械,如伺服系统、控制系统等2.按结构分类:

?刚性机械,如机床、汽车等

?弹性机械,如弹簧、减震器等

运动副的概念运动副是指两个或多个零件之间具有相对运动的连接。运动副是构成机械的基本单元,决定了机械的运动方式和运动范围。

运动副的类型低副低副是指两个零件之间通过面接触实现相对运动的连接,如铰链副、滑动副等。高副高副是指两个零件之间通过线接触或点接触实现相对运动的连接,如齿轮副、凸轮副等。

运动链的概念运动链是指由若干个运动副按一定顺序连接而成的闭合或不闭合的运动系统。运动链是构成机构的基本单元,决定了机构的运动规律。

机构的概念与特点机构的概念机构是指由若干个运动副按一定方式连接而成的,能够完成一定运动功能的运动系统。机构的特点1.由运动副组成

2.具有确定的运动规律

3.可完成一定的运动功能

常见机构举例曲柄摇杆机构用于实现往复运动转换为旋转运动齿轮机构用于实现旋转运动的传递和速度变化凸轮机构用于实现复杂运动的控制

机构自由度计算机构自由度是指机构的独立运动参数的个数,它是衡量机构运动能力的重要指标。机构自由度的计算公式为:F=3n-2p-1其中:F为机构自由度,n为机构中活动构件数,p为机构中低副数。

平面机构自由度分析对平面机构的自由度分析,需要根据其运动副类型和连接方式进行判断。例如,一个铰链四杆机构,它具有4个活动构件和4个低副,所以其自由度为:F=3*4-2*4-1=1。这意味着该机构可以自由运动。

空间机构自由度分析对空间机构的自由度分析,需要考虑三个方向的运动自由度,即沿x轴、y轴、z轴的平移和绕x轴、y轴、z轴的旋转。空间机构的自由度计算公式为:F=6n-5p-1其中:F为机构自由度,n为机构中活动构件数,p为机构中低副数。

第二章:平面连杆机构本章将详细介绍平面连杆机构的类型、设计要点、速度分析和加速度分析方法。通过本章的学习,您将掌握平面连杆机构的设计和分析方法,为后续学习和应用打下基础。

铰链四杆机构定义铰链四杆机构是由四个构件通过四个铰链副连接而成的闭合机构。特点1.结构简单,应用广泛

2.可实现多种运动形式,如旋转运动、往复运动、摆动运动等

3.运动规律可通过图形法或解析法求解

曲柄摇杆机构定义曲柄摇杆机构是铰链四杆机构的一种特殊形式,其中一个构件为曲柄,另一个构件为摇杆。应用曲柄摇杆机构广泛应用于各种机械设备中,如内燃机、机械手、印刷机等,用于实现旋转运动转换为往复运动。

双摇杆机构定义双摇杆机构是铰链四杆机构的一种特殊形式,其中两个构件为摇杆。应用双摇杆机构常用于实现摆动运动或用于控制运动范围,如减速器、转向机构等。

连杆机构的设计要点1.确定机构的运动类型和运动范围。2.选择合适的机构类型和尺寸参数。3.进行机构的运动分析和力分析,确保其满足设计要求。4.考虑机构的制造工艺和成本。

速度分析方法图形法利用机构运动图,通过作速度矢量图来求解机构中各构件的速度。解析法利用机构的几何关系和运动学方程,通过数学推导来求解机构中各构件的速度。

加速度分析方法图形法利用机构运动图,通过作加速度矢量图来求解机构中各构件的加速度。解析法利用机构的几何关系和运动学方程,通过数学推导来求解机构中各构件的加速度。

第三章:凸轮机构本章将详细介绍凸轮机构的类型、从动件运动规律、凸轮轮廓设计、压力角分析以及凸轮机构的制造与应用。通过本章的学习,您将掌握凸轮机构的设计和分析

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