机械原理优质推荐课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《机械原理优质推荐课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械 原理 优质 推荐 课件
- 资源描述:
-
1、机械原理实用教材目录目录 第一章第一章 绪绪 论论 1-1 本课程研究的对象及内容本课程研究的对象及内容 l-2 学习本课程的目的学习本课程的目的 l-3 如何进行本课程的学习如何进行本课程的学习 第二章第二章 平面机构的结构分析平面机构的结构分析 2-1 机构结构分析的内容及目的机构结构分析的内容及目的 2-2 机构的组成机构的组成 2-3 机构运动简图机构运动简图 2-4 机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件 2-5 平面机构自由度的计算平面机构自由度的计算 2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项计算平面机构自由度时应注意的事项 第三章第三章 平面机构的运动分析平面机构的运动分析
2、 3-1 机构运动分析概述机构运动分析概述 3-2 速度瞬心及其在平面机构速度分析中的应用速度瞬心及其在平面机构速度分析中的应用 3-3 用矢量方程图解法作机构的速度和加速度分析用矢量方程图解法作机构的速度和加速度分析 第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析 4-1 机构力分析的目的和方法机构力分析的目的和方法 4-2 构件惯性力的确定构件惯性力的确定 第五章第五章 机械中的摩擦和机械效率机械中的摩擦和机械效率 5-1 研究机械中摩擦的目的和研究内容研究机械中摩擦的目的和研究内容 5-2 运动副中的摩擦运动副中的摩擦 5-3 机械的效率机械的效率 5-4 机械的自锁机械的自锁 第六章第
3、六章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计 6-1 连杆机构及其传动特点连杆机构及其传动特点 6-2 平面四杆机构的类型和应用平面四杆机构的类型和应用 6-3 有关平面四杆机构的一些基本知识有关平面四杆机构的一些基本知识 6 6-4 4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 第七章第七章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计 7-1 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类 7-2 推杆的运动规律推杆的运动规律 7-3 凸轮轮廓曲线的设计凸轮轮廓曲线的设计 7-4 凸轮机构基本尺寸的确定凸轮机构基本尺寸的确定 第八章第八章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计 8-1 齿轮机构的应用及分类齿轮机构
4、的应用及分类 8-2 齿轮的齿廓曲线齿轮的齿廓曲线 8-3 渐开线的形成及其特性渐开线的形成及其特性 8-4 渐开线齿廓的啮合特性渐开线齿廓的啮合特性 8-5 渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸 8-6 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 8-7 渐开线齿廓的切制渐开线齿廓的切制 8-8 变位齿轮概述变位齿轮概述 8-9 变位齿轮传动变位齿轮传动 8-10 斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动 8-11 蜗杆传动蜗杆传动 8-12 圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动 第九章第九章 轮系及其设计轮系及其设计 9-1 轮系及其分类轮系及其分类 9-2 定轴轮系
5、的传动比定轴轮系的传动比 9-3 周转轮系的传动比周转轮系的传动比 第十章第十章 机械的运转及其速度波动的调节机械的运转及其速度波动的调节 10-1 概述概述 10-2 机械的运动方程式机械的运动方程式 10-3 稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其 调调节节 10-4 机械的非周期性速度波动及其调节机械的非周期性速度波动及其调节 第十一章第十一章 机械的平衡机械的平衡 11-1 机械平衡的目的及内容机械平衡的目的及内容 11-2 刚性转子的平衡计算刚性转子的平衡计算 第一章第一章 绪绪 论论 “机械原理”(Mechanical Principle)研究
6、的对象是机械,研究的内容是有关机械(mechanism)的基本理论问题。机械机械是机器(machine)和机构(mechanism)的总称。右图所示为一内燃机示意图,主要由以下机构组成:活塞(piston)、连杆(connecting rod)、曲轴和机架(frame)组成连杆机构;大齿轮(gear)、小齿轮和机架组成齿轮机构;凸轮(cam)、推杆和机架组成凸轮机构。1-1本课程研究的对象及内容本课程研究的对象及内容 除了机器外,实际中存在如图1-2所示的开窗机构和如图1-3所示的千斤顶,它们借助于人力驱动实现所需的运动或传递力。这些装置我们称之为机构。图1-2 开窗机构图1-3 千斤顶 机器
7、的特征机器的特征:1.它们是由零件人为装配组合而成的实物体;2.各实物体之间具有确定的相对运动;3.能完成有用的机械功或转化机械能。机构的特征:机构的特征:机构具有机器特征中的前两个特征。机器与机械的共有特征决定了机器与机构可以统称为机械。本课程研究的内容:本课程研究的内容:1.机构结构分析的基本知识 2.机构的运动分析 3.机器动力学 4.常用机构的分析与设计 5.机构的选型及机械传动系统的设计 本课程研究的内容可以概括为两个方面,第一是介绍对已有机械进行结构、运动和动力分析的方法,第二是探索根据运动和动力性能方面的要求设计新机械的途径。l-2 学习本课程的目的学习本课程的目的 本课程所学的
8、内容乃是研究现有机械的运动及工作性能和设计新机械的知识基础。所以它成为机械类各专业必修的一门重要的技术基础课程,并为专业课程打下基础。l-3 如何进行本课程的学习如何进行本课程的学习 在学习本课程的过程中,要着重注意搞清楚基本概念,理解基本原理,掌握机构分析和综合的基本方法。在本课程的学习过程中,要注意培养自己运用所学的基本理论和方法去分析和解决工程实际问题的能力。为此要十分注意各种理论和方法的适用范围和条件,以求能逐步作到正确而灵活的应用。第二章第二章 平面机构的结构分析平面机构的结构分析2-1 机构结构分析的内容及目的机构结构分析的内容及目的 研究内容:研究内容:(1)研究机构的组成及其具
9、有确定运动的条件;(2)根据结构特点进行机构的结构分类;(3)研究机构的组成原理。研究目的:研究目的:在机构设计中,需要知道机构是怎样组合起来的,而且在什么条件下才能实现确定的运动;对机构组成原理的研究还可以为新机构的创造提供途径;通过对机构的结构分析与分类,可以为举一反三地研究机构的运动分析和动力分析提供方便。2-2 机构的组成机构的组成 1.构件构件 构件(link)机器中每一个独立的运动单元体。2.运动副运动副 由两个构件组成的可动的联接称为运动副运动副(kinematics pair)。而把两构件上能够参加接触而构成运动副的表面称为运动副元素运动副元素。例如轴与轴衬的配合(图2-1),
10、滑块与导轨的接触(图2-2)。图图2-1 回转副回转副 图图2-1 移动副移动副 两齿轮轮齿的啮合(图2-3,a),球面与平面的接触(图2-3,b),圆柱与平面的接触(图2-3,c)。图图2-3,b图图2-3,c图图2-3,a 齿轮副齿轮副 任意两个构件1与2,当它们尚未构起运动副之前,构件1相对于构件2共有6个相对运动的自由度。当两构件以某种方式相联接而构成运动副,则两者间的相对运动便受到一定的约束,其相对运动自由度减少的数目就等于该运动副所引入的约束的数目。两构件构成运动副后所受到的约束数最少为1(如图2-3,b所示的运动副),而最多为5(如图2-1和2-2所示的运动副)运动副的分类运动副
11、的分类:(1)按引入约束的数目分:I级副、级副、级副、级副、级副。(2)按两构件的接触情况进行分:点或线接触而构成的运动副统称为高副;面接触(surface contact)而构成的运动副则称为低副(lower pair)。(3)按两构件之间的相对运动的不同分:转动副或回转副(revolute pair)、移动副(sliding pair)、螺旋副、球面副、平面运动(plane motion)副、空间运动副。图图2-5 螺旋副螺旋副图图2-6 球面副球面副 3.运动链运动链 把两个以上的构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统称为运运动链动链(kinematics chin)。如运动链的各构
12、件构成了首末封闭的系统,则称其为闭式运动链或简称闭链(图2-7,a和b);如运动链的构件未构成首末封闭的系统,则称其为开式运动链,或简称开链(图2-7,c和d)。3)分度圆压力角对机构组成原理的研究还可以为新机构的创造提供途径;3)按矢量作图法作图。因此,为求得轮系的传动比i15,可将上列各式的两端分别连乘起来,于是可得:1)齿顶圆(addendum circle):以齿轮的轴心为圆心,过齿轮各轮齿顶端所作的圆。研究目的:由图可见,因bce与BCE相似,且其角标字母符号的顺序也是一致的。铰链四杆机构中两连架杆都是摇杆,则称为双摇杆机构(double-rocker mechanism)。如上分析
13、可知,当两轮作无侧隙啮合时,其中心距a 等于图(b)摩擦力F21的大小为:1)尖顶推杆。蜗杆(worm)传动用来传递空间交错轴之间的运动和动力。实际上参加接触的这一段齿廓称为齿廓的实际工作段,如图中影线部分所示。2-1 机构结构分析的内容及目的如图7-17所示,当用作图法将凸轮廓线作出后,即可确定出推杆平底中心至推杆平底与凸轮廓线的接触点间的最大距离lmax,而推杆平底长度l应取为机构的特征:机构具有机器特征中的前两个特征。机械速度波动的程度不能仅用速度变化的幅度maxmin来表示,平均角速度m也是一个重要指标。3-2 速度瞬心及其在平面机构速度分析中的应用图6-l,b所示的铰链四杆机构(所有
14、运动副都是回转副的四杆机构)是平面四杆机构的基本型式,其他型式的四杆机构可看作是在它的基础上通过演化而成的。切制加工过程:铣刀转动,同时毛坯沿 4.机构机构 在运动链中,如果将某一构件加以固定而成为机架,则这种运动链便成为机构。机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件称为原动件;而其余活动构件则称为从动件。从动件的运动规律决定于原动件的运动规律和机构的结构。2-3 机构运动简图机构运动简图 用简单的线条和规定的符号表示组成机构的构件和运动副,并按一定的比例尺表示运动副的相对位置的简单图形称为机构运动简图机构运动简图(kinematic sketch of mechanism)。绘制步骤如下:(
15、1)分析机构的运动情况,定出其原动部分、工作部分,搞清楚传动部分。(2)合理选择投影面及原动件适当的投影瞬时位置。(3)选择适当的比例尺(scale)。(4)用简单的线条和规定的符号绘图。(5)检验。61AOF2345BDEC颚式碎石机ab图2-82-4 机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件 机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目,称为机构的自由度。机构具有确定运动的条件:机构的自由度必须大于或等于l,且机构原动件的数目应等于机构的自由度的数目。如图2-10,只有在给构件4确定运动规律后,此时系统才成为机构。图2-9图2-102-5 平面机构自由度的计算平面机构自由度的计算
16、平面机构自由度计算公式2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项计算平面机构自由度时应注意的事项 1.复合铰链:两个以上的构件同在一处以转动副相联接,如图2-11所示。若有m个构件以复合铰链(joint)相联接时,其构成的转动副数应等于(m-1)个。图2-11 2.局部自由度 在有些机构中,某些构件所产生的局部运动,并不影响其他构件的运动。我们把这种局部运动的自由度称为局部自由度,如图所示。在计算机构的自由度时,应从机构自由度的计算公式中将局部自由度减去。对于图示凸轮机构自由度为 F=33-(23+1)-1=1 凸轮机构三维实体图图2-12 3.虚约束 在机构中,有些运动副带入的约束,对机构的运
17、动实际上不起约束作用,我们把这类约束称为虚约束。在计算机构的自由度时应将这类虚约束除去。机构中的虚约束常发生在下列情况:1)在机构中如果两构件用转动副联接其联接点的运动轨迹重合,则该联接将带入1个虚约束。如图214所示的机构简图。F=3*n2PlPh=3*42*6=0 错 F=3*n2PlPh=3*32*4=1 对图2-13 2)如果两构件在多处接触而构成移动副,且移动方向彼此平行(如图2-14所示),则只能算一个移动副。如果两构件在多处相配合而构成转动副,且转动轴线重合(如2-15所示),则只能算一个转动副。如果两构件在多处相接触而构成平面高副,且各接触点处的公法线彼此重合(如图2-16所示
18、),则只能算一个平面高副。图2-14图2-15图2-16 3)在机构运动的过程中,若两构件上某两点之间的距离始终保持不变,则如用双转动副杆将此两点相联,也将带入1个虚约束,图2-17所示。4)在机构中,某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束亦为虚约束,如图2-18所示。F=3*n2PlPh=3*42*6=0 错 F=3*n2PlPh=3*52*56=-1 错F=3*n2PlPh=3*32*4=1 对 F=3*n2PlPh=3*32*32=2 对 图2-17图2-18第三章第三章 平面机构的运动分析平面机构的运动分析3-1 机构运动分析概述机构运动分析概述 机构的运动分析:根据原动件的已知
19、运动规律,求该机构其他构件上某些点的位移(displacement)、轨迹、速度和加速度,以及这些构件的角位移、角速度和角加速度。机构运动分析的方法主要有图解法和解析法。3-2 速度瞬心及其在平面机构速度分析中的应用速度瞬心及其在平面机构速度分析中的应用 一、速度瞬心 瞬心为互相作平面相对运动的两构件上,瞬时相对速度为零的点;或者说,瞬时速度相等的重合点(即等速重合点)。若该点的绝对速度为零则为绝对瞬心;若不等于零则为相对瞬心。如图3-1所示。图3-1 二、机构中瞬心的数目 因为每两个构件就有一个瞬心,所以由N个构件(含机架)组成的机构,其总的瞬心数K由排列组合的知识可得:三、机构中瞬心位置的
20、确定 如上所述,机构中每两个构件之间就有一个瞬心,如果两个构件是通过运动副直接联接在一起的,那末其瞬心的位置,根据瞬心的定义可以很容易地加以确定。而一般情况下,两构件的瞬心则需藉助于所谓“三心定理”来确定。现分别介绍如下。1.通过运动副直接相联的两构件的瞬心 1)以转动副相联接的两构件,如图3-2,a所示,转动副的中心即为其瞬心P12。2)以移动副相联接的两构件,如图3-2,b所示,因两构件间任一重合点的相对运动速度方向均平行于导路,故其瞬心P12必位于移动副导路的垂直方向上的无穷远处。上式表明并联机组的总效率不仅与各机器的效率有关,而且也与各机器所传递的功率大小有关。又因pbmcos,将其代
21、入式(a)式后,可得两齿轮的正确啮合条件为:1)如前所述,两轮的节圆总是相切的,即两轮的中心距总是等于两轮节圆半径之和。在图6-12,a所示的曲柄滑块机构中,当曲柄AB的尺寸较小时,由于结构的需要,常将曲柄改作成如图b所示的一个几何中心不与回转中心相重合的圆盘,此圆盘称为偏心轮,这种机构则称为偏心轮机构。但为了保证啮合过程齿廓间的润滑,以及考虑到轮齿受力变形和因摩擦发热而膨胀所引起的挤轧现象,需要留有一定的齿侧间隙,这种齿侧间隙一般都很小,通常是由制造公差来保证。研究的主要内容有:按其端面齿形可分为以下三种。3)由于蜗杆蜗轮啮合轮齿间相对滑动速度大,使得摩擦损耗较大,用切制法加工齿轮齿廓的工艺
22、也是多种多样的,但就其原理来说可概括为仿形法和范成法两种,现而由PN1O1知2)按同一比例尺作出凸轮的基圆,表明转向和从动件的起始位置;(2)根据结构特点进行机构的结构分类;选比例尺,作出两连架杆及机架的已知位置,根据结构条件适当选取AB的长度,并选定新“机架”;标准齿轮传动 x1十x20,且x1=x2=0为此,先求出此轮系中各对啮合齿轮的传动比的大小:a a,y0,0二、平面四杆机构的演化型式则摩擦力矩Mr为:而为了调节机械的周期性速度波动,设在机械上安装的飞轮的等效转动惯量为JF,则由式(10-29)可得(2)并联 如图5-9所示为几种机器并联组成的 3)以平面高副相联接的两构件,如图3-
23、2,c、d所示。如果高副两元素之间为纯滚动则其两元素的接触点M即为瞬心P12;如果高副两元素之间既作相对滚动,又有相对滑动,则瞬心P12必位于高副两元素在接触点处的公法线nn上,具体位置尚需根据其他条件来确定。图3-2 2.用三心定理确定两构件的瞬心 三心定理(Kennedys throrem):三个彼此作平面平行运动的构件的瞬心必位于同一直线上。如图3-3所示。图3-3 四、速度瞬心(instantaneous center of velocity)在机构速度分析中的应用 1)求构件的角速度 在图3-4所示的平面四杆机构中,设各构件的尺寸已知,原动件2以角速度2沿顺时针方向回转。因为已知瞬心
24、P24为构件2及构件4的等速重合点,故得:图3-4 2)求构件上某点的速度 如图3-5所示的凸轮机构。设各构件的尺寸已知,原动件2的角速度为2。利用瞬心来确定从动件3的移动速度,同样十分简便。如图所示,得从动件的移动速度的大小为:3-3 用矢量方程图解法作机构的速度和加速度分析用矢量方程图解法作机构的速度和加速度分析 矢量方程图解法所依据的基本原理是理论力学中学过的运动合成的原理。在对机构进行速度和加速度分析时,首先要根据运动合成原理列出机构运动的矢量方程,然后再根据该方程进行作图求解。图3-5 一、同一构件上两点间的速度、加速度的关系 1.速度分析 图3-6 在如图3-6,a所示的曲柄滑块机
25、构中,连秆BC为一作平面运动的构件。由运动合成原理可知,此构件上任一点(如点c)的运动可认为是由其随同该构件上另一任意点(如点B)的平动(牵连运动)与绕该点(点B)的转动(相对运动)所合成。因此,点c的速度为:现设点B的速度为已知,求点c的速度。步骤:1)对机构进行运动分析,列出矢量方程式;2)取速度比例尺,定极点;3)按矢量作图法作图。(从已知到未知)其大小分别为:现如求连杆上点E的速度则利用B、E两点和C、E两点间的速度关系可分别列出矢量方程并将它们联立起来,可得矢量方程:用图解法求解,得:VE=lpe 图b所示的由各速度矢量构成的图形称为速度多边形速度多边形。p点称为速度多边形的极点极点
展开阅读全文