机械原理知识点(等效质量)
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机械原理知识点总结一、机械原理概述机械原理是一门研究机械运动、力学、动力等问题的学科。
它主要研究物体的运动规律、力的作用以及这些规律和作用导致的各种运动机构以及机械结构的设计原理等问题。
机械原理是机械工程学科的基础,它在机械工程设计、工业制造、机械运动控制等领域的应用中具有重要意义。
二、机械运动1. 机械运动的基本概念机械运动是指物体的运动,它是机械原理研究的基本对象。
物体的运动可以分为直线运动和转动运动两类,直线运动是指物体沿着直线路径运动,而转动运动是指物体绕着某一轴旋转运动。
2. 机械运动的描述描述机械运动的基本工具是位移、速度和加速度。
位移描述物体在运动过程中从一个位置到另一个位置的距离和方向的变化;速度描述物体在单位时间内移动的距离和方向的变化;加速度描述速度在单位时间内的变化率。
3. 机械运动的运动规律机械运动的运动规律是指描述物体运动的基本定律,主要包括牛顿运动定律、运动规律和牛顿万有引力定律。
牛顿运动定律包括惯性定律、动量定律和作用与反作用定律,它们描述了物体在运动过程中受力、产生加速度和改变动量等基本规律。
三、机械力学1. 机械力的基本概念机械力是指物体相互作用产生的力,它是实现机械运动的基本动力。
机械力可以分为接触力和非接触力两类,接触力是指物体直接接触产生的力,而非接触力是指物体之间不直接接触产生的力。
2. 机械力的作用规律机械力的作用规律包括牛顿定律、弹性力学定律等。
牛顿定律描述了物体受力产生加速度的规律,弹性力学定律描述了弹性体变形时受力和变形之间的关系。
3. 机械力的传递机械力在机械系统中的传递是实现机械运动的基本条件。
在机械系统中,机械力的传递可以通过轴承、齿轮、皮带等机构来实现,不同的传递机构具有不同的特点和适用范围。
四、机械结构1. 机械结构的基本概念机械结构是由多个部件组成的机械系统,它是实现机械运动和力学功能的基本组成。
机械结构可以分为静态结构和动态结构两类,静态结构是指不产生运动的机械系统,而动态结构是指能够产生运动的机械系统。
机械原理考研知识点总结一、机械原理的基本概念机械原理是研究物体的运动和静止状态以及它们之间的关系的一门学科。
它主要包括以下几个方面的内容:1.物体的受力分析:包括受力分析的基本概念、牛顿运动定律、连接件的受力分析等内容。
2.物体的运动学分析:包括匀速直线运动、变速直线运动、曲线运动等内容。
3.物体的动力学分析:包括牛顿第二定律、动量守恒等内容。
4.物体的能量分析:包括动能、势能、机械能守恒等内容。
5.物体的工作与能量传递:包括力的做功、功率和机械效率等内容。
二、机械原理的基本理论1.力的概念:力是物体相互作用的结果,是物体的外部作用与内部相互作用的结果。
2.力的效果:力的效果包括加速度、位移、速度、功等。
3.力的平衡:受力物体为静止或匀速直线运动的关系。
4.牛顿运动定律:牛顿运动定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律。
5.动量:动量是描述物体运动状态的物理量,包括动量定理、冲量等。
6.能量:能量是描述物体内部和外部相互作用的物理量,包括动能和势能。
7.机械效率:机械效率是描述机械装置能量转换效率的物理量。
8.静力学:静力学是描述物体静止状态和受力平衡的物理学分支。
9.动力学:动力学是描述物体动态运动的物理学分支。
10.机械波动力学:机械波动力学是描述机械波传播和力学振动的物理学分支。
以上就是机械原理的基本理论,也是考研机械工程专业的基础知识之一。
三、机械原理的应用机械原理在机械工程中具有广泛的应用,例如:1.机械设计:机械原理是机械设计的基础,包括机械零件的设计、装配和运动机构的设计等。
2.机械加工:机械原理用于机械加工中,包括机床的选择、切削力的计算等。
3.机械传动:机械原理用于机械传动中,包括齿轮传动、带传动、链传动等。
4.液压传动:机械原理用于液压传动中,包括液压元件设计、液压系统分析等。
5.自动控制:机械原理用于自动控制中,包括机械控制系统、传感器和执行器的设计等。
6.机械振动:机械原理用于机械振动中,包括机械系统振动分析、振动控制等。
机械原理知识点总结归纳机械原理是研究机械运动、力学和能量转换的一门学科,它对于理解和设计各种机械设备和系统具有重要意义。
下面我将对机械原理的相关知识点进行总结归纳。
机械原理的基本概念和原理1. 机械原理的基本概念机械原理是研究机械系统内部相对运动、力学和能量转换的科学。
它包括静力学、动力学、运动学、力学和能量转换等科学原理。
2. 力和力的分析力是使物体发生形变或者改变其状态的原因,力的大小用牛顿(N)为单位。
力的分析包括受力分析、合力分析、平衡条件、力的合成和分解等。
3. 运动学运动学是研究物体的运动状态和运动规律的学科,它包括物体的运动描述、位移、速度、加速度、曲线运动等内容。
4. 动力学动力学是研究物体运动的原因和规律的学科。
它包括牛顿定律、质点动力学、刚体动力学、动量守恒定律以及动力学运动规律等内容。
5. 力矩和力矩分析力矩是使物体绕某一轴转动的效果,力矩的大小用牛顿•米(N•m)为单位。
力矩分析包括力矩的计算、平衡条件、力矩的合成和分解等。
机械原理的实际应用1. 齿轮传动齿轮传动是一种通过齿轮进行相互啮合传递力和转动的机械传动方式。
齿轮传动可以实现速度比和力矩比的变换,广泛应用于汽车、机床、风力发电机等各种机械设备中。
2. 带传动带传动是一种通过带轮和传动带进行力的传递和速度的变换的机械传动方式。
带传动简单、结构紧凑,广泛应用于风扇、工程机械、输送带等各种场合。
3. 杠杆原理杠杆原理是利用杠杆进行力的受力和转矩的传递的原理,广泛应用于剪切机、千斤顶、摇臂等各种机械设备中。
4. 液压传动液压传动是通过液体的压力传递力和运动的原理,它具有传动平稳、传力稳定、速度连续可调和传动功率大等特点,广泛应用于各种工程机械、冶金设备和船舶等领域。
机械原理的发展趋势1. 智能化随着人工智能和自动化技术的不断发展,智能化的机械装备将成为未来的发展趋势。
智能化的机械装备具有智能诊断、自适应控制、远程监控等特点,将大大提高机械装备的智能化程度和生产效率。
机械原理知识点总结第一章平面机构的结构分析3一. 基本概念31. 机械: 机器与机构的总称。
32. 构件与零件33. 运动副34. 运动副的分类35. 运动链36. 机构3二. 基本知识和技能31. 机构运动简图的绘制与识别图32.平面机构的自由度的计算及机构运动确定性的判别33. 机构的结构分析4第二章平面机构的运动分析6一. 基本概念:6二. 基本知识和基本技能6第三章平面连杆机构7一. 基本概念7(一)平面四杆机构类型与演化7二)平面四杆机构的性质7二. 基本知识和基本技能8第四章凸轮机构8一.基本知识8(一)名词术语8(二)从动件常用运动规律的特性及选用原则8三)凸轮机构基本尺寸的确定8二. 基本技能9(一)根据反转原理作凸轮廓线的图解设计9(二)根据反转原理作凸轮廓线的解析设计10(三)其他10第五章齿轮机构10一. 基本知识10(一)啮合原理10(二)渐开线齿轮——直齿圆柱齿轮11(三)其它齿轮机构,应知道:12第六章轮系14一. 定轴轮系的传动比14二.基本周转(差动)轮系的传动比14三.复合轮系的传动比15第七章其它机构151.万向联轴节:152.螺旋机构163.棘轮机构164. 槽轮机构166. 不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构177. 组合机构17第九章平面机构的力分析17一. 基本概念17(一)作用在机械上的力17(二)构件的惯性力17(三)运动副中的摩擦力(摩擦力矩)与总反力的作用线17二. 基本技能18第十章平面机构的平衡18一、基本概念18(一)刚性转子的静平衡条件18(二)刚性转子的动平衡条件18(三)许用不平衡量及平衡精度18(四)机构的平衡(机架上的平衡)18二. 基本技能18(一)刚性转子的静平衡计算18(二)刚性转子的动平衡计算18第十一章机器的机械效率18一、基本知识18(一)机械的效率18(二)机械的自锁19二. 基本技能20第十二章机械的运转及调速20一. 基本知识20(一)机器的等效动力学模型20(二)机器周期性速度波动的调节20(三)机器非周期性速度波动的调节20二. 基本技能20(一)等效量的计算20(二)飞轮转动惯量的计算20第一章平面机构的结构分析一. 基本概念1. 机械: 机器与机构的总称。
初中科学机械原理知识点汇总科学机械原理知识点汇总科学机械原理是初中科学课程中一个重要的章节,它涉及到了我们日常生活中使用的许多机械设备的工作原理。
了解机械原理可以帮助我们更好地理解和应用科学知识。
本文将对初中科学中的机械原理知识点进行汇总和总结。
1. 机械原理的基本概念机械原理是研究物体静力学和运动学的学科,它涉及到力、力的作用点、力的方向、力的大小、力的合成、力的分解、力的平衡等概念。
力是引起物体产生位移的原因,力的作用点表示力作用的位置,力的大小表示力对物体产生移动的程度,力的方向表示力的作用方向。
2. 机械工作原理机械工作原理是机械设备运转的基本原理,例如杠杆原理、轮轴原理、滑轮原理等。
这些原理能够帮助我们理解和解释不同机械设备的工作机制。
例如,杠杆原理指的是杠杆的力臂比例关系,能够使我们用较小的力产生较大的力矩,从而提高工作效率。
3. 杠杆原理杠杆原理是机械原理中的一个重要概念。
杠杆有三个基本要素:支点、力臂和阻力臂。
支点是固定点,力臂是力点到支点的距离,阻力臂是阻力点到支点的距离。
根据杠杆原理,当力臂与阻力臂的比例大于1时,可以用较小的力产生较大的力矩,从而使工作更容易。
4. 轮轴原理轮轴原理是机械原理中的另一个重要概念。
轮轴指的是一个固定点(轴)上带有转动的物体(轮)。
根据轮轴原理,当一个轮转动时,可以利用轮对其他物体施加力,从而实现特定的功能。
例如,自行车就是利用轮轴原理工作的。
5. 滑轮原理滑轮原理是机械原理中的又一个重要概念。
滑轮是一个带有凹槽的圆形物体,可以用来改变力的方向。
根据滑轮原理,当力通过滑轮时,可以改变力的方向,使力更容易施加到物体上。
这个原理在起重机等设备中广泛应用。
6. 力的合成和力的分解力的合成和力的分解是机械原理中的两个重要概念。
力的合成指的是多个力作用于同一个物体时,可以将它们合成为一个力。
力的分解是将一个力分解为多个力的合力。
这些原理可以帮助我们更好地理解和计算力的作用力。
第十一章机器的运转及其速度波动的调节(一)教学要求1、掌握等效力(力矩),等效质量(转动惯量)的计算,理解机器运动微分方程2、理解速度波动调节的原理,掌握飞轮设计方法(二)教学的重点与难点1、等效力(力矩),等效质量(转动惯量)2、速度波动的原因,盈亏功、飞轮设计(三)教学内容§11-1 研究机器运转及其速度波动调节的目的一、研究机器运转的目的确定原动件真实运动规律→确定其它运动构件的运动规律,参数。
二、调节机器速度波动的目的1、周期性速度波动危害:①引起动压力,η↓和可靠性。
②可能在机器中引起振动,影响寿命、强度。
③影响工艺,↓产品质量。
2、非周期性速度波动危害:机器因速度过高而毁坏,或被迫停车。
§11-2 机器等效动力学模型研究机器运动和外力的关系时,必须研究所有运动构件的动能变化和所有外力所作的功。
这样不方便。
单自由度的机械系统:某一构件的运动确定了→整个系统的运动确定了。
∴整个机器的运动问题化为某一构件的运动问题。
为此,引出等效力、等效力矩、等效质量、等效转动惯量概念一、等效力和等效力矩研究机器在已知力作用下的运动时,作用在机器某一构件上的假想F或M代替作用在机器上所有已知外力和力矩。
代替条件:机器的运动不变,即:假想力F或力矩M所作的功或所产生的功率等于所有被代替的力和力矩所作的功或所产生的功率之和。
假想力F——等效力假想力矩M——等效力矩等效力或等效力矩作用的构件——等效构件等效力作用的点——等效点通常,选择根据其位置便于进行机器运动分析的构件为等效构件。
等效力或等效力矩所产生的功率B FV P =或P =MW设F i ,M i ——作用在机器第i 个构件上的已知力和力矩V i ——力F i 作用点的速度W i ——构件i 的角速度i θ——F i 和V i 夹角作用在机器所有构件上的已知力和力矩所产生的功率:∑∑∑===±+=k i i ik i i i i k i i W M V F P 111cos θi M 和i W 同向取“+”,否则“-”∴∑∑==±+=k i i ik i i i i B W M V F FV 11cos θ 或∑∑==±+=ki i i k i i i i W M V F MW 11cos θ ∴∑∑==±+=k i B i i k i B i i i V W M V V F F 11cos θ (1) 或∑∑==±+=k i i i ki i i i W W M W V F M 11cos θ (2) 公式讨论:①等效力F 和等效力矩M 只与各速度比有关,∴F 和M 是机构位置的函数。
《机械原理》基本知识机械原理基本知识1. 什么是机械原理?机械原理是研究机械运动规律和机械结构基本工作原理的学科。
它研究机械运动的轨迹、速度、加速度、力学特性等,以及机械结构的布局、传动原理、工作机理等。
2. 机械原理的重要性了解机械原理对于工程设计和机械制造非常重要。
它可以帮助我们理解和分析机械系统的运动特性和工作原理,从而更好地进行设计和优化。
3. 机械原理的基本概念在研究机械原理时,我们需要掌握一些基本概念,包括力、力的作用点、力的方向、力的大小、力的运动状态等。
这些概念是理解机械原理的基础,也是解决实际问题的前提。
4. 机械原理中的力学原理力学原理是机械原理的核心内容之一。
它研究物体受力的规律、物体的平衡与不平衡状况、力的作用与反作用等。
力学原理可以帮助我们分析物体的运动状态和力学特性,为机械设计和分析提供基础。
5. 机械原理中的杠杆原理杠杆原理是机械原理中的重要概念,也是一种重要的机械传动方式。
杠杆原理通过力的平衡关系来实现力的放大或减小。
在机械设计和分析中,杠杆原理可以用来进行力的计算和传递。
6. 机械原理中的齿轮传动原理齿轮传动是机械原理中常见的一种传动方式。
齿轮传动通过齿轮的啮合来实现转动力的传递和转速的调节。
了解齿轮传动原理可以帮助我们设计和分析各种齿轮传动系统。
7. 机械原理中的运动学原理运动学原理是机械原理中研究物体运动规律的分支。
它研究物体的速度、加速度、位移等与时间的关系,以及物体的运动轨迹和运动状态。
了解运动学原理可以帮助我们分析和预测机械系统的运动行为。
以上是关于《机械原理》基本知识的简要介绍,了解这些基本概念和原理将有助于我们更好地理解机械系统的运动行为和工作原理。
56 研究机器运转及其速度波动调节的目的1、研究机器运转的目的:确定构件的真实运动规律。
只有确定了机器中有关机构原动件的真实运动规律后,才能用机构的运动分析方法求出其他运动构件相应的运动参数。
2、研究机器速度波动的目的:① 调节机器主轴的周期性波动;★周期性波动的危害:▲在运动副中引起附加动压力▲引起弹性振动▲影响机器加工精度②防止非周期性速度波动所引起的机器毁坏或者停车;57等效力、等效力矩的计算一、概念引入:由动能方程式研究机器运动和外力关系时,必须研究所有运动构件的动能变化和所有外力所做的功。
过程很不方便。
对于单自由度的机械系统,可将整个机器的运动问题化为单一构件的运动问题故引入等效力、等效力矩、等效质量、等效转动惯量概念。
二、计算方法研究机器在已知力作用下的运动时,作用在机器某一构件的假想F或M代替作用在机器上所有已知外力和力矩。
▲代替条件:机器的运动不变即:假想力F或力矩M所作的功或所产生的功率等于所有被代替的力和力矩所作的功或所产生的功率之和。
▲假想力F—等效力▲假想力矩M--等效力矩▲等效力或等效力矩作用的构件—等效构件▲等效力作用的点一一等效点通常要选择根据其位置便于进行机器运动分析的构件为等效构件。
F为加在等效点B且垂直于AB的等效力,Vb为等效点B的速度;或设M为加在绕固定轴转动的等效构件AB上的等效力矩,ω为等效构件的角速度;等效力或等效力矩所产生的功率设F i,M i:作用在机器第i个构件上的已知力和力矩V i:力F i作用点的速度ωi:构件i的角速度θi:F i和V i夹角作用在机器所有构件上的已知力和力矩所产生的功率:M i和ωi同向取+,否则—假想力F或力矩M所作的功或所产生的功率等于所有被代替的力和力矩所作的功或所产生的功率之和。
求解等效力和力矩★公式讨论:①等效力F和等效力矩M只与各速度比有关,而后者随机构位置而异,所以F和M是机构位置的函数。
②各个速度比可用任意比例尺所画的速度多边形中的相应线段之比来表示。
绪论1.机械原理是一门以机器与机构为研究对象的学科。
机械又是机器与机构的总称。
2.一般机器具有三个特征,现代机器可以定义为:机器是执行机械运动的装置,用来转换或传递能量、物料与信息。
3.凡用来完成有用机械功的机器称为工作机,凡将其他形式的能量转换为机械能的机器称为原动机。
工程中大多是工作机和原动机互相配合应用,有时再加上独立的传动装置,则称为机组。
4.从功能的角度讲,机器一般主要由动力系统、执行系统、传动系统、操纵和控制系统四部分组成。
5.机构是能实现预期的机械运动的各构件(包括机架)的基本组合体。
6.机器是由各种机构组成的,它可以完成能量的转换或做有用的机械功;而机构则仅仅起着运动及动力传递和运动形式转换的作用。
从结构和运动的观点来看,两者之间并无区别。
7.机械原理课程的主要研究内容有机构的组成原理与结构分析、机构运动分析和力分析、常用机构及其设计、机械系统运动方案设计及机械系统动力学设计等五个方面。
8.机械原理是机械类各专业的一门主干技术基础课程。
它的任务是使学生掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能,学会常用机构的分析和综合方法,并具有进行机械系统设计的初步能力。
在培养高级机械工程技术人才的全局中,为学生从事机械方面的设计、制造、研究和开发奠定重要的基础,并具有增强学生适应机械技术工作能力的作用。
第 1 章机构组成原理及机构结构分析1.凡两构件直接接触而又能产生一定形式的相对运动的连接称为运动副,常用的平面运动副有回转副、移动副和高副。
如果两构件脱离接触,运动副就随着消失。
2.由两个或两个以上的构件用运动副连接构成的构件系统称为运动链。
各构件用运动副首尾连接构成封闭环路的运动链称为闭式链,否则就称为开式链。
3.为便于机构的设计与分析,常撇开构件、运动副的外形和具体构造,而用规定的线条和符号代表构件和运动副,并按比例定出各运动副位置,表示机构的组成和传动情况,这样绘制出能够准确表达机构运动特性的简明图形就称为机构运动简图。
56 研究机器运转及其速度波动调节的目的
1、研究机器运转的目的:确定构件的真实运动规律。
只有确定了机器中有关机构原动件的真实运动规律后,才能用机构的运动分析方法求出其他运动构件相应的运动参数。
2、研究机器速度波动的目的:
① 调节机器主轴的周期性波动;
★周期性波动的危害:▲在运动副中引起附加动压力
▲引起弹性振动
▲影响机器加工精度
②防止非周期性速度波动所引起的机器毁坏或者停车;
57等效力、等效力矩的计算
一、概念引入:
由动能方程式研究机器运动和外力关系时,必须研究所有运动构件的动能变化和所有外力所做的功。
过程很不方便。
对于单自由度的机械系统,可将整个机器的运动问题化为单一构件的运动问题故引入等效力、等效力矩、等效质量、等效转动惯量概念。
二、计算方法
研究机器在已知力作用下的运动时,作用在机器某一构件的假想F或M代替作用在机器上所有已知外力和力矩。
▲代替条件:机器的运动不变
即:假想力F或力矩M所作的功或所产生的功率等于所有被代替的力和力矩所作的功或所产生的功率之和。
▲假想力F—等效力
▲假想力矩M--等效力矩
▲等效力或等效力矩作用的构件—等效构件
▲等效力作用的点一一等效点
通常要选择根据其位置便于进行机器运动分析的构件为等效构件。
F为加在等效点B且垂直于AB的等效力,Vb为等效点B的速度;或设M为加在绕固定轴转动的等效构件AB上的等效力矩,ω为等效构
件的角速度;等效力或等效力矩所产生的功率
设F i,M i:作用在机器第i个构件上的已知力和力矩
V i:力F i作用点的速度
ωi:构件i的角速度θi:F i和V i夹角
作用在机器所有构件上的已知力和力矩所产生的功率:
M i和ωi同向取+,否则—
假想力F或力矩M所作的功或所产生的功率等于所有被代替的力和力矩所作的功或所产生的功率之和。
求解等效力和力矩
★公式讨论:
①等效力F和等效力矩M只与各速度比有关,而后者随机构位置而异,所以F和M是机构位置的函数。
②各个速度比可用任意比例尺所画的速度多边形中的相应线段之比来表示。
不必知道各个速度的真实数值,所以可在不知道机器真实运动的情况下,求出F.M。
③选绕固定轴线转到的构件为等效构件。
④F i,M i随时间或角速度变化,F.M也是时间和角速度函数
⑤等效力F可分为等效驱动力F d和等效阻力F r两部分,同理等效力矩可分成等效驱动力矩M d和等效阻力矩M r两部分,关系为
★注意:F和M是一个假想的力和力矩,它不是被代替的已知力和力矩的合力或合成矩。
求机构各力的合力时不能用等效力和等效力矩的原理。
58等效质量、等效转动惯量的计算
一、使用等效力和等效力矩的同时,用集中在机器某一构件上选定点的一个假想质量代替整个机器所有运动构件的质量和转动惯量。
▲代替条件:机器的运动不变。
即假想集中质量的动能等于机器所有运动构件的动能之和。
▲等效质量:能满足这种条件的假想质量
▲等效点:等效质量所集中的点
▲等效构件:等效点所在的构件
为了方便,等效力和等效质量的等效点和等效件构是同一点和同一构件
二.等效质量和等效转动惯量
等效转动惯量:当取绕固定回转的构件为等效构件时,可用一个与它共同转动的假想物体的转动惯量来代替机器所有运动构件的质量和转动惯量。
条件:假想转动惯量的动能等于机器所有运动构件的动能之和。
三、计算方法设m为集中在转化点B的等效质量,Vb为B点的速度;或设J为等效构件AB上的等效转动惯量,ω为等效构件的角速度。
则等效构件的动能:
ωi---第i个构件的角速度
设
----第i个构件质心S i的速度
---第i个构件的质量
----第i个构件对质心轴的转动惯量
整个机器的动能:
★公式讨论:
①m和J有速度比的平方而定,总为正值;m和J仅是机构位置的函数。
②不必知道各速度的真实值,用相对值比即可。
③等效构件为绕固定轴线旋转时
m和J知其一可求另一个。
取移动构件为等效构件是,求m时Vb为移动速度。
★注意:m和J是假想的,不是机器所有运动构件的质量和转动惯量的合成总和。