机械原理1

机构分析与综合
常用机构的研究 已经非常深入 自动控制机构、机器人机构、仿生机构、机电光液 综合机构等进展也非常大 计算机的应用：计算机辅助设计、优化设计、大 型通用或专用的软件等
机械原理课程的性质与任务
是研究机械性能分析与设计的基本理论与 方法的专业基础课程之一。
机械原理的教学内容（归纳起来三大点）
动力机器
发电机等是能量变换的装置，即可将某种 形式的能量变换成机械能，或者把机械能 变换成其他形式的能量。例如：内燃机、 压气机、涡轮机、电动机等。
机器
工作机器 是完成有用的机械功或者是搬运物品。
例如：轧钢机、织布机、缝纫机、汽
车、飞机和金属切削加工机床等。
信息机器 是用来获得和变换信息的。例如：机 械式积分仪、计帐机、打字机和绘图 仪。
§1-3 如何进行本课程的学习
教学环节：
理论教学 课程设计
学习方法：
1. 在学习知识的同时，注重能力的培养。 2. 在重视逻辑思维的同时，加强形象思维能力的培养。 3. 注意先修课程的应用。 4. 理论联系实际，能够做到举一反三。
§1-4 机械原理学科的发展现状及趋势
机械工业发展方向：
高速、高精度、重载、高效率、低噪声 先进制造技术的应用、激光制造 自动生产线机器与其它来自置的主要区别是：机器一定要作机械运
动，并 通过运动来实现能量物料和信息的变换
机构（mechanism） 用来传递运动和力或改变运动形
式的构件系统
机构和机器的区别
• 机构只是一个构件系统，而机器除构件系 统外，还包含电气、液压等其它系统
• 机构只用来传递运动和力，而机器除传递 运动和力外，还具有变换或传递能量、物 料和信息的功能
1、研究机构的组成及具有确定运动的条件。

杆、轴构 件
固定构件
同一构件
两副构件
三副构件
3、机构的表示方法 机构运动简图：用规定符号和简单线条代表运动副和构件，并按一定比例表示各运动
副的相对位置。
机构示意图： 用规定符号和简单线条表示运动副和构件。
差别：机构运动简图需按比例表达出运动副间的相对位置，机构示意图仅能表达机构
的结构情况。
4、机构运动简图的绘制 1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目； 2）确定所有运动副的类型和数目； 3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；
掌握 （3） 机架、原动件、从动件的联系与区别
（4） 运动副的分类与判断
（5） 运动副的表示方法、平面机构运动简图的绘制
熟练掌握 （1） 自由度的计算，机构确定运动的条件
三、重要名词解释 1、机构：能够实现预期的机械运动的各部件的基本组合体称为机构。 2、机器：根据某种使用要求设计，将一种或多种机构组合在一起，用以实现预定运动或用 来传递和交换能源、物料和信息的装置。 3、机械：机器与机构的总称。 4、原动件：驱动力作用的构件。 5、机架：凡本身固定不动的构件，或相对地球运动但固结于给定坐标参考系统并视为固定 不动的构件成为机架。 6、从动件：随着原动件运动而运动的构件。 7、运动副：凡两构件直接接触且能够保证有一定相对运动的联结成为运动副。 8、高副、低副：面接触的运动副称为高副，点或线接触的运动副称为低副。 9、自由度：在机构中，独立运动的数目或确定构件位置的独立参数的数目称为自由度。 10、约束：机构运动副中由于相对运动受限导致自由度减少的限制较约束 11、复合铰链：两个以上的构件在同一轴线上用转动副联接而成的结构。 12、局部自由度：机构中存在与否不影响整个机构运动规律的自由度。

2）计算其机构自由度。由机构运动简图可知，该机构具有三个活动构件 ）计算其机构自由度。由机构运动简图可知， 1、3、4三个转动副 、B、C、一个移动副和一个高副，没有局部自由度 三个转动副A、 、 、一个移动副和一个高副， 、 、 三个转动副 和虚约束，故此机构的自由度为： 和虚约束，故此机构的自由度为：
2）高副低代 用附加杆DB GK及转动副 DB和 及转动副B 用附加杆DB和GK及转动副B和D 、G和K来代 替两高副，代换后的机构为仅含低副的机构。 替两高副，代换后的机构为仅含低副的机构。
n = 9, p5 = 13, p5 = 0 F = 3n－2p5－ p4 = 3×9－2×13－0 = 1
第1章典型例题
绘制图示机构运动简图， 例9 绘制图示机构运动简图，并计算其自由度
第1章典型例题
绘制图示机构运动简图， 例9 绘制图示机构运动简图，并计算其自由度
第1章典型例题
绘制图示机构运动简图， 例10 绘制图示机构运动简图，并计算其0 绘制图示机构运动简图，并计算其自由度
第1章典型例题
例14 计算图示机构的自由度，作出仅含低副的替代机构。 计算图示机构的自由度，作出仅含低副的替代机构。
1）计算机构的自由度 处为复合铰链， 处为局部自由度， F 处为复合铰链，G 处为局部自由度，则
n = 7, p5 = 9, p4 = 2 F = 3n－2p5－ p4 = 3×7－2×9－2 = 1
F = 3n − 2 P5 − P4 = 3 × 6 − 2 × 8 − 1 = 1
第1章典型例题
计算图示运动链的自由度，判断是否能称为机构。 例15 计算图示运动链的自由度，判断是否能称为机构。
n = 5 , p5 = 7 , p4 = 1

目录第一篇总论1绪论1．1机械原理课程的研究对象1．2机械原理课程的地位、研究内容及学习方法1．3机械原理学科发展及机械工业展望思考题第二篇机构的组成和分析2机构的组成和结构分析2．1机构的组成2．2机构运动简图2．3机构的自由度及其计算2．4平面机构的组成原理及结构分析思考题与习题3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速度瞬心法在平面机构运动分析中的应用3．3整体运动分析法在平面机构运动分析中的应用3．4杆组法在平面机构运动分析中的应用3．5典型题解析思考题与习题4平面机构的力分析和机械效率4．1机构力分析的目的和方法4．2作用在机构上的力4．3杆组法在平面连杆机构动态静力分析中的应用4．4运动副中的摩擦和自锁4．5考虑摩擦时平面机构的动态静力分析示例4．6机械的效率与自锁4．7典型题解析思考题与习题第三篇常用机构及其设计5平面连杆机构及其设计5．1连杆机构及其传动特点5．2平面四杆机构的基本类型及其演化5．3平面四杆机构的基本特性5．4平面连杆机构的设计5．5多杆机构的应用简介思考题与习题6凸轮机构及其设计6．1 凸轮机构的应用与分类6．2从动件的运动规律设计6．3凸轮轮廓曲线的设计6．4凸轮机构基本参数设计思考题与习题7齿轮机构及其设计7．1齿轮机构的应用、特点与分类7．2齿廓啮合基本定律与齿轮的齿廓曲线7．3渐开线齿廓7．4渐开线齿廓的啮合特性7．5渐开线标准齿轮的基本参数和尺寸计算7．6渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动7．7渐开线齿轮的加工7．8变位齿轮传动7．9斜齿圆柱齿轮传动7．10蜗杆传动机构7．11直齿圆锥齿轮传动7．12典型题解析思考题与习题8齿轮系及其设计8．1齿轮系及其分类8．2定轴轮系的传动比8．3周转轮系的传动比8．4复合轮系的传动比8．5轮系的功用8．6轮系的设计8．7其他行星传动简介思考题与习题9其他常用机构9．1间歇运动机构9．2万向联轴节机构9．3螺旋机构思考题与习题第四篇机构系统的动力学10机械的运转及其速度波动的调节10．1概述10．2机械系统运动方程的建立10．3机械系统运动方程式的求解10．4机械的速度波动及其调节方法思考题与习题11机械的平衡11．1机械平衡的目的、分类与方法11．2 刚性转子平衡的原理与方法11．3刚性转子的平衡试验11．4平面机构的平衡思考题与习题第五篇机械运动系统的方案设计12机械运动系统的方案设计12．1机械运动系统方案设计的内容12．2执行机构的功能原理设计12．3执行机构的运动规律设计12．4执行机构的型式设计12．5执行机构的运动协调设计12．6原动机的选择12．7机械传动系统方案设计12．8机械系统运动方案的评价思考题与习题参考文献第一篇总论1 绪论内容概要本章介绍机械原理课程的研究对象、研究内容；从认识机器入手，了解机器和机构的特点和组成，形成机械的基本概念；了解本课程的学习特点及本学科发展状况和趋势。