第3章机械原理课件
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机械原理ppt课件•机械原理概述•机构的结构分析•平面机构的运动分析•平面机构的力分析目录•机械的效率和自锁•机械的平衡与调速01机械原理概述机械原理的定义与意义定义机械原理是研究机械中机构的结构和运动,以及机器的结构、受力、质量和运动的学科。
意义机械原理是机械工程学科的基础理论,对于培养机械类高级工程技术人才的全局知识、创新能力和工程实践能力具有重要作用。
机械原理的研究对象和任务研究对象以机器与机构为研究对象,研究其结构、运动学、动力学和性能等方面的问题。
任务揭示机器与机构的工作原理,研究其设计理论和方法,为机械产品的创新设计和制造提供理论和技术支持。
机械原理的发展历程古代机械原理主要依赖于经验和直观,缺乏系统的科学理论。
近代机械原理随着数学、力学等学科的发展,机械原理开始形成较为完整的理论体系。
现代机械原理随着计算机科学、控制论、信息论等学科的交叉融合,机械原理的研究领域不断扩展,研究方法不断更新。
02机构的结构分析包括构件、运动副和约束等,是机构的基本组成部分。
机构组成要素两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。
根据接触形式的不同,运动副可分为低副和高副两类。
运动副对机构中构件的运动所加的限制称为约束。
约束反力是约束对构件的作用力,其方向与构件的运动趋势相反。
约束机构组成要素及运动副机构运动简图及表示方法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,这种表示机构结构的图形称为机构运动简图。
表示方法在机构运动简图中,构件用直线或折线表示,长度按比例绘制;运动副用规定的符号表示,如转动副用“○”表示,移动副用“→”表示等。
机构具有确定运动的条件机构自由度的计算机构自由度是机构中所有活动构件的自由度数之和减去约束数。
在计算自由度时,需要注意复合铰链、局部自由度和虚约束的处理方法。
原动件的选择原动件是机构中主动独立的运动单元,其选择应根据机构的使用要求、动力源的特性以及机构的类型等因素综合考虑。
机械原理——平面机构的运动分析第3章平面机构的运动分析3-1 机构运动分析的目的和方法3-2 速度瞬心法求机构速度3-3 矢量方程图解法求速度、加速度3-4 综合法进行速度分析3-5 解析法求运动分析基本要求: 理解速度瞬心的概念、数目和位置的确定方法熟练掌握速度瞬心法在机构速度分析中的应用熟练掌握矢量方程图解法进行运动分析掌握用解析法对机构进行运动分析机械原理——平面机构的运动分析任务、方法一、机构运动分析的任务已知:原动件的运动规律和机构运动尺寸确定:⑴各构件的位置、角位移、角速度、角加速度;⑵构件上某些点的轨迹、位移、速度、加速度二、机构运动分析的方法图解法: 速度瞬心法、矢量方程图解法解析法:矢量法、复数法矩阵法、基本杆组法机械原理——平面机构的运动分析3-2 速度瞬心法求机构速度一、速度瞬心的概念二、机构的瞬心数目三、瞬心位置的确定四、用速度瞬心进行机构的速度分析机械原理——平面机构的运动分析一、速度瞬心Instant Center 《理论力学》:当任一刚体相对于另一刚体作平面运动时,在任一瞬时,都可2 以认为它们是绕某一点作相对转动,该点称为瞬时相对回转中心。
υA2A1AA1瞬时相对回转中心的位置P12 2B 2B 1υ B2B1既然P12是瞬时相对回转中心则该瞬时两构件在P12的相对速度为零,或者说绝对速度相等所以P12为两构件该瞬时的等速重合点P12 速度瞬心:两构件瞬时等速重合点相对速度为零,绝对速度相等 1 瞬心:相对瞬心、绝对瞬心瞬心:机械原理——平面机构的运动分析三、瞬心位置的确定1 由瞬心定义确定通过运动副直接相联的构件——显瞬心n P12 ∞ P12 P12 C P23 纯滚2 滚+动滑P12 B 3 P12 1 P12机械原理——平面机构的运动分析瞬心位置的确定2 借助三心定理确定不通过运动副直接相联的构件——隐含的瞬心三心定理:三个相互作平面运动的构件有三个瞬心,且在一条直线上。