当前位置：文档之家 › 机械原理第一章绪论PPT课件

机械原理第一章绪论PPT课件

  • 格式：ppt
  • 大小：5.19 MB
  • 文档页数：25

下载文档原格式

  / 25

合集下载

机械原理课件(第一章)讲解

机械原理课件(第一章)讲解

机构是指一种用来传递与变换运
示
动和力的可动装置。
教 板
再如：
六自由度工业机器人
控制系统
二、本课程的研究内容
1. 机构结构分析的基本知识 a) 研究机构运动的可能性; b) 机构运动的确定性； c) 机构运动简图的绘制方法； d) 机构的组成原理和结构分类。
2. 机构的运动分析 从几何的观点研究机构上各点的轨迹、位移、速度、加
5. 机械传动系统运动方案的设计
讨论在具体机械设计时机构的选型、组合、变异及机械传动 系统运动方案的设计等问题。
按解决问题的性质，本课程研究内容又可分为两大类： 1)机构分析－对已有机构的研究。包括结构、运动和动力的分析。 2)机构综合－根据运动和动力性能的要求设计新的机构。包 括型综合、尺度综合、运动和动力综合。
指南车的发明，最早的记录还得从5000年前黄帝大战蚩尤的传说 说起。据说黄帝和蚩尤作战三年，在一次大战中，蚩尤在眼看就要失 败的时候，请来风伯雨师，放出大雾，霎时四野弥漫，使黄帝的军队 迷失前进的方向。
黄帝十分着急，只好命令军队停止前进，原地不动，并马上召集 大臣们商讨对策。大臣风后对黄帝说：“你看，为什么天上的北斗星， 斗转而柄不转呢? 我们能不能根据北斗星的原理，制造一种会指方向 的东西，有了这种东西就不怕迷失方向了。”黄帝把风后的这个想法 告诉众臣，大家议论了一番，都认为这是一个好办法。
内燃机中基曲柄滑块机构
凸轮5－阀门推杆6－机架9 齿轮2－齿轮1－机架9
凸轮机构 齿轮机构
我们称这些基本组合体为机构。
可见，机构也是人为的实物组合体，各部分 之间具有确定的相对运动。
内燃机
机器和机构的概念(5/6)
3. 机械
工件 定爪 动爪

机械原理课件第1章绪论

机械原理课件第1章绪论
太空探险、水平钻探、深海采矿、打捞作业、血管清理
与其它学科的交叉渗透作用增强：与电子工程、计算 机科学、控制工程、材料科学、生物医学相互渗透， 诞生了若干新学科。如机械电子学、仿生机械学、机 器人机械学、机械CAD。
本学科的研究课题与日俱增: 新机构不断涌现-----如自控机构、机器人机构、仿生 机构、柔性及弹性机构、机电气液综合机构等。
湖南理工学院专用
作者： 潘存云教授
本课程研究机械的途径： ▲ 研究机械所具有的一般共性问题。如机构的组成
原理、机构运动学、机器动力学。
▲ 研究各种常用机构的运动和动力性能，以及它们 的设计 方法。
如何学习本课程？
▲ 着重搞清楚基本概念，理解基本原理，掌握机构 分析与综合的基本方法。
▲ 注意把一般原理和方法与具体运用密切联系起来。 并用所学知识观察日常生活与生产遇到的各种机械。
▲设计新机构的方法。按一定几何条件和运动条件
3. 机器动力学 ▲分析机构的受力情况及力做功的情况；
▲分析机器在已知外力作用下的运动； ▲机器的调速和平衡方法。
湖南理工学院专用
作者： 潘存云教授
按解决问题的性质，研究内容又可分为两大类：
▲机构分析－对已有机构的研究。包括结构、运动 和力分析。
▲机构综合－设计新的机构。包括型综合、尺度综 合、运动和动力综合。
湖南理工学院专用
作者： 潘存云教授
注重理论联系实际
本课程并不是研究某种具体的机械，而是着重研究 一般机械的共性问题，即机构的结构分析和综合的基 本理论和基本的方法。这些基本理论和方法是紧密为 工程服务的。因此，在本课程的学习过程中，一方面 要注意这些理论和方法在理论上建立和推演的严密性 和逻辑性，另一方面更要注意这些理论和方法如何在 工程实际中的应用。此外还应随时留意日常生活和生 产中遇到的各种机械，以丰富自己的感性认识；并用 所学到的理论和方法认识分析这些机械，以加深理解， 使理论和实践相互促进。

机械原理第一章绪论PPT课件

机械原理第一章绪论PPT课件
机构(machanism)：用来传递 运动和力或改变运动形式的构 件系统
-
13
-
14
-
15
机械是机构与机器的总称。
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
2)具有用瞬心法对高、低副机构进行速度分析，和用图 解法或解析法对Ⅱ级机构进行运动分析的基本技能。
3)具有按已知的几何条件和运动条件对几种主要的平面 机构进行运动设计的某些基本知识和能力。
4)初步具有确定简单机械运动方案的能力。
-
21
第一章 绪 论
5)具有按已知动力学条件分析和设计机械的某些基本 知识。
-
1
第一章 绪 论 (Introduction) §1-1 本课程研究的对象及内容
机械原理又称为机器理论与机构学。 机械原理 Theory of Machines and Mechanisms
机械原理的研究对象是机械(machinery) 。 机械原理是研究机构和机器的运动及动力特性，以及
机
是完成有用的机械功或者是搬运物品。
工作机器 例如：起重机、织布机、缝纫机、汽
器
车、飞机和金属切削加工机床等。
是用来获得和变换信息。例如：机械 信息机器 式积分仪、计帐机、机器人和绘图仪。
机器与其它装置的主要区别是：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
-
7
第一章 绪 论
现代机器通常由控制系统、信息测量和处理系统、动 力部分、传动部分及执行机构系统等组成。 机器的三个共同特点： 1、都是人为的实物组合； 2、各部分之间具有确定的相对运动； 3、用来变换或传递能量、物料和信息。

机械原理课件：第1章绪论

机械原理课件：第1章绪论
研究机械运动的规律和特性。
力学
研究机械受力和运动的关系。
动力学
研究机械力的产生和传递。
机械的自由度及数目。
2 类型
包括平动副、回转副和滚动副等。
机械的机构及其分类
齿轮机构
通过齿轮传递和变换运动。
凸轮机构
通过凸轮来控制运动。
连杆机构
通过连杆来传递运动。
机械传动方式的分类及特点
齿轮传动 带传动 链传动
效率高，传动精度高。 结构简单，吸振能力强。 传动稳定，承载能力大。
机械的运动规律
机械运动遵循牛顿运动定律，同时机械能守恒和机械功的计算也是机械运动规律的重要内容。
机械简化分析方法
1
静态平衡法
分析物体处于静止状态下的平衡条件。
2
动态平衡法
分析物体在运动状态下受力和力矩的平衡条件。
机械原理课件：第1章绪 论
机械原理是研究机械的基本概念、运动规律和设计原则的科学。本章介绍了 机械原理的研究对象、基本量和关系，以及机械的自由度、机构和传动方式 的分类。
什么是机械原理？
机械原理是一门研究机械运动规律和相互作用原理的学科，对于机械设计和 工程实践具有重要意义。
机械的基本概念
运动学
3
虚功原理
利用物理量的变化来求解未知数量。
机械设计的目标和要求
机械设计的目标是根据实际需求设计出满足功能和性能要求的机械产品。

机械原理ppt

机械原理ppt
F = 3×n - （2pl+ph)-F'
虚约束及其去除方法 虚约束是指机构中某些运动副代入得对机构运动
其重复约束作用的约束，其数目以p´表示。 除去虚约束的方法：
先将机构中引入虚约束的运动副或运动链部分除 去，再来计算机构的自由度。
或从机构的约束数中减去虚约束数目p´。 F = 3×n - （2pl+ph-p')-F'
位 置 ， 因 P13 为 机 构 3 的绝对瞬心，则有
3
vB l BP13
2l AB l
BP13
2.56rad / s
vC l CP133 0.4m / s vE l P13E3 0.357m / s
3）定出构件3的BC线上速度最小的点E的位置，因 BC线上速度最小之点必与P13点的距离最近，故 从P13 引BC的垂线交于点E。由图可得
4）定出VC =0 时机构的两个位置，量出
1 26.4
2 226.6
已 知 ： 图 示 导 杆 机 构 尺 寸 ： lAB=0.051m ， lAC=0.114m, ω1 =5rad/s。试用瞬心法确定：机构在 图示位置导杆3的角速度ω3的大小和方向。
通过自由度计算判断图示运动链是否有确定运动 （图中箭头所示构件为原动件）。如果不满足有确定 运动的条件，请提出修改意见并画出运动简图。
n=4, PL=6, PH=0, F= 3n-2PL -PH=3×4－2×6-1×0=0
F=3×10－2×13－2－1=1
计算下列各运动链的自由度，并指出其中是否 有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪 一类虚约束）。最后判断该机构是否有确定运动 （图中箭头所示构件为原动件），为什么？
若构成的是相对不可动的系统，则为珩架或结构 体，即蜕变为一个构件。运动链有首末封闭的闭链， 也有未封闭的开链。运动链还有平面运动链和空间运 动链之分。

机械原理PPT第1章

机械原理PPT第1章

§1－1 本课程研究的对象和内容 －
二、研究内容
（1）机构的结构分析 （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）机械系统的方案设计 常用机构（齿 轮、凸轮、连 杆等）的分析 与设计
§1－1 本课程研究的对象和内容 －
二、研究内容
（1）机构的结构分析 （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）机械系统的方案设计 对机构具有 宏观把握的 能力；设 计——从部 分到整体， 将机构组合 成机械。
机构运动速度的提高→对凸轮机构动力学→选择输出构件运动规律， → 运动速度能在很宽的范围内变化，同时又使动载荷最小，这个问题在理 论上已解决，但凸轮的加工困难。
（6）重视仿生机构的研究等
§1－3 学习本课程的目的 －
（1）机械原理课程的地位重要 ） —— 研究各种机械所具有的共性问题，承上启下，是一门 主干技术基础课，为学习好机械类有关专业课打好理论 基础。
§1－4 如何进行本课程的学习 －
在重视逻辑思维的同时，加强形象思维能力 形象思维能力的培养 二、 在重视逻辑思维的同时，加强形象思维能力的培养 从基础课到技术基础课，学习的内容变化了，学习方 法也应有所转变，重要的一点，是要在发展逻辑思维 的同时，重视形象思维能力的培养。这是因为技术基 础课较之基础课更加接近工程实际，要理解和掌握本 课程的一些内容，要解决工程实际问题，要进行创造 性设计，单靠逻辑思维是远远不够的，必须发展形象 思维能力。
§1－4 如何进行本课程的学习 －
注意将所学知识用于实际，做到举一反三 四、 注意将所学知识用于实际，做到举一反三 机械原理是一门与工程实际密切相关的课程，因此学 习本课程要注意理论联系实际。与本课程密切相关的 实验、课程设计、机械设计大奖赛、课外科技活动等， 都将为我们提供理论联系实际和学以致用的机会。此 外，现实生活中有各种各样构思巧妙和设计新颖的机 构，如果能注意观察、分析和比较，并把所学知识用 于实际，就能达到举一反三的目的。这样，当你自己 从事设计工作时，就有可能从日常的积累中获得创造 灵感。。

机械原理ppt

机械原理ppt

可行性报告 设计任务书
原理方案图
结构设计草图
总装配图 部装图、零件图 技术文档
15
物料和信息。 如: 电动机（电能→机械能） 起重运输机（传递物料） 计算机（传递或变换信息）
机器的特征?
3
内燃机
推杆 凸轮
齿轮
气缸体 活塞 连杆曲轴来自单缸四冲程 内燃机 工作过程
进气 ↓ 压缩 ↓ 膨胀 ↓ 排气
4
牛头刨床
5
机器的特征
(１) 人为的实物的组合体 (２) 各部分之间具有确定的相对运动 (３) 完成有用的机械功或转换能量
静联接
零件
动联接
构件
(运动副)
机构
与动力 源组合
机器
9
常用机构
10
§1-2 学习本课程的目的
课程特点
是一门具有工程特色的、极为重要的技术基础课 联系工程实际紧密、讨论共性问题
先修课程
高等数学 普通物理 机械制图 工程力学
基础课
技术基础课
比基础课更接 近工程实际
机械设计基础
承上启下
专业课
二、学习方法
\ 学习知识的同时，注重能力的培养 \ 注重逻辑思维的同时，加强形象思维能力的培养 \ 注重实践，多观察、分析与思考 \ 善于发现事物的共性、个性
13
三、注意事项
\ 教学环节
课堂、习题、实验
\ 纪律
14
机械设计的基本要求和过程
产品规划 原理方案设计 结构方案设计
总体设计 施工设计 试制、批量生产、销售
《机械原理》
三个问题： 学什么？为什么学？如何学？
1
第1章 绪 论
§1-1 研究的对象和内容 §1-2 学习本课程的目的 §1-3 如何进行本课程的学习 §1-4 机械原理学科的新发展

机械原理tu01-绪论-1

机械原理tu01-绪论-1

介绍几种常 用的机构
连杆机构
步进式搬运机
连杆曲线凸轮机构e321
1
e
3
2
1
1
e
3
2
1
1
e
3
2
1
1
e
3 2
1
e
3 2
1
e
3 2
1
e
3 2
1
e
3 2
1
e
3
2
h
1
e
3
2
h
1
e
3
2
h
1
e
3
2
h
1
e
3
2
h
1
e
3
2
h
1
e
3
每天只看目标，别老想障碍
•
3、
。20.1 0.1508: 53:070 8:53Oct-2015-Oct-20
宁愿辛苦一阵子，不要辛苦一辈子
•
4、
。08:5 3:0708: 53:070 8:53Thursday, October 15, 2020
• •
积极向上的心态，是成功者的最基本要素 5、
。20.1 0.1520. 10.150 8:53:07 08:53:0 7Octobe r 15, 2020
第一章 概论
第一节 本课程的研究内容
*什么是机器、机构？
内燃机工作示意图
凸轮机构
曲柄滑块机构 齿轮机构
*机器的三特征：
1）由一系列的运动单元体所组成。 2）各运动单元体之间都具有确定的相对运动。
*3减）轻能具人转们有换的机以劳械动上能。1或、完成2有两用个的特机械征功以代替或

机械原理课件-绪论

机械原理课件-绪论

发 采用的青铜轴瓦和金属人字圆柱齿轮，在我国东汉年代的文物中都可以
明 找到它们的原始形态。
创
侯风地动仪
造
中国公元前3世纪，欧洲 公元11-12世纪
连机碓：中国公元3世 纪，欧洲公元1600年 指南车：齿轮传动
和离合器
计里鼓车：齿 轮及凸4 轮机构
机械发展的历史回顾
18世纪初以蒸汽机的出现为代表产生了第一次产业革命， 人们开始设计制造各种各样的机械，例如纺织机、火车、汽 轮船。
3.高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；循输环出运连动续的的结旋果转，运使动曲轴 4.活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽缸。 14
内燃机的工作过程：
进气 压缩 爆炸 排气
潘存云教授研制
设计：潘存云
内燃机各部分的作用：
活塞的往复运动通过连杆转变为曲 轴的连续转动，该组合体称为：
曲柄滑块机构
凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；称为： 凸轮机构 两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动 作，称为：齿轮机构
10
有关机械的几个问题
➢什么是机械？其含义包括哪些？ ➢各行各业的机器组成有没有共同的特点？
能否进行总结？ ➢其共同特征或者共同之处在何处？
能否进行专门研究？
机械原理课程授课目的是什么？
11
§0－1 本课程研究的对象
本课程研究对象为：机械
什么叫机械？
机械－人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物的
最优？ 最合理方案
27
§0－3 课程的性质和学习方法
课程性质： 技术基础课 作用： 承前启后
作为一名工程技术人员，同学们在今后的工 作岗位上将会接触各种各样的通用或专用机 械，因此必须掌握机械方面的基础知识。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

机器与其它装置的主要区别是：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
2021
7
第一章 绪 论
现代机器通常由控制系统、信息测量和处理系统、动 力部分、传动部分及执行机构系统等组成。 机器的三个共同特点： 1、都是人为的实物组合； 2、各部分之间具有确定的相对运动； 3、用来变换或传递能量、物料和信息。
2021
1
第一章 绪 论 (Introduction) §1-1 本课程研究的对象及内容
机械原理又称为机器理论与机构学。 机械原理 Theory of Machines and Mechanisms
机械原理的研究对象是机械(machinery) 。 机械原理是研究机构和机器的运动及动力特性，以及
通过对本课程的学习，将为学习机械设计，机械制造以及其 他机械性质的专业课程打下基础。
2021
5
第一章 绪 论 二、机器(machine)的组成
定义：机器是一种由人为的根据某种使用要求而设计的用来 变换或传递能量，物料和信息的执行机械运动的装置。
物料：是指被加工的对象、 被搬运的重物。
2021
6
动力机器
2021
11
由动力系统、驱动系统、
机电一体化系统：机械结构系统、传感系
统和控制系统五个要素
伺
服V
J
驱
动 电机
组成。
铣刀
工件
光栅尺
工作台
X 导轨
联轴节
丝杠
轴承
计算机
动力源
数控机床 2021
12
第一章 绪 论
活塞、连杆、曲轴和气缸体 ——曲柄滑块机构；
凸轮、阀杆和气缸体 ——凸轮机构
曲轴、凸轮轴上的齿轮和气缸体 ——齿轮机构
基础课程
技术基础课程
专业课程
更接近工程实际
机械原理
知识面更宽、适应性更广
2021
4
机械原理是机械类专业的一门必修课程，它是研究机械共性 问题的主干技术基础课。它的任务是使学生掌握机构分析、机 构综合和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，并初 步具有确定机械运动方案、分析和设计机构的能力以及开发创 新的能力。
6)具有与本课程有关的解题、运算、制图和使用技术 资料等方面的基本技能。
7)了解一些与本课程有关的最基本的机械实验方法和 运用实验方法研究机械的技术。
8)了解各种常用机构的性能、特点及适用场合。 9)对有关机械原理学科方面的工程常识、重要新技术
成就及学科的新的发展趋向有所了解。
2021
22
五、本课程的基本学习方法
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、电动机和发电 机等。
机
是完成有用的机械功或者是搬运物品。
工作机器 例如：起重机、织布机、缝纫机、汽
器
车、飞机和金属切削加工机床等。
是用来获得和变换信息。例如：机械 信息机器 式积分仪、计帐机、机器人和绘图仪。
1、强化、搞清基本概念，着重基本原理的理解和基 本设计方法的掌握，不强调系统的理论分析；
2 、着重理解公式建立的前提、意义和应用，不强 调对理论公式的具体推导；
3 、注意密切联系生产实际，逐步树立工程观点，努 力培养解决工程实际问题的能力。
2021
19
机械原理课程研究的内容
机构学
机械动力学
➢机构的运动分析与综合 ➢机构的结构分析与综合 ➢几种常见的机构
➢机械的平衡 ➢机械速度波动调节 ➢机械系统的动力分析
➢机械系统方案设计
2021
20
四、学习机械原理课程应达到的基本要求
1)对一般由平面机构和简单空间机构(包括蜗轮蜗杆机 构、圆锥齿轮机构等)所组成的机械系统能绘出其机构 运动简图，计算其自由度，并判定其具有确定运动的 条件。并对平面机构组成的基本原理有所了解。
2021
8
机械系统—由若干机械装置组成的、完成特定功能的
系统。是一个由确定的质量、刚度和阻 尼的物体组成并能完成特定功能的系统
机械零件和构件是组成机 械系统的基本要素，它们 为完成一定的功能相互联 系而分别组成了各个子系 统。
2021
9
蒸汽机
动
内燃机
力
机
系 统
水轮机 燃气机 电动机
械
液动机 气动机 摩擦传动
系
机械传递
啮合传动 推动传动
传
液压传动
统 机械系统
组 成
冷却、
润滑 计数
操 纵 控
照明 制
等装 装
置
置
动 系 统 执 行 系 统
液体动力传递 电力或磁力传递
液力传动 气动传动
电力拖动 电磁离合或制动传动
回转运动机构 往复运动机构
间歇运动机构
按预定运动轨迹运动的机构
2021
10
机 械 系 统 组 成
2)具有用瞬心法对高、低副机构进行速度分析，和用图 解法或解析法对Ⅱ级机构进行运动分析的基本技能。
3)具有按已知的几何条件和运动条件对几种主要的平面 机构进行运动设计的某些基本知识和能力。
4)初步具有确定简单机械运动方案的能力。
2021
21
第一章 绪 论
5)具有按已知动力学条件分析和设计机械的某些基本 知识。
2021
16
三、机械原理课程研究的内容
1. 机构结构分析的基本内容
1) 机构的组成 2) 机构运动的可能性及具有确定运动的条件
3) 机构的组成原理及机构的结构分类 4) 如何用简单的图形把机构
的结构状况表示出来,即如 何绘制机构的运动简图
2021
17
2.机构的运动分析 机构运动分析的任务 是在不考虑引起机构运动
的力的作用的情况下，从几何的观点，求解机构中点 的轨迹、位移、速度和加速度；构件的角位移、角速 度、角加速度。
2021
18
3.机械的动力学问题
A）研究机械在运动过程中作用在各构件上的力的求法 和确定机械效率的方法， B）研究在已知外力作用下机械的真实运动 C）研究机械的调速问题以及机械中惯性力的平衡问题
机构(ism)：用来传递 运动和力或改变运动形式的构 件系统
2021
13
2021
14
2021
15
机械是机构与机器的总称。
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
机械运动方案设计的一门基础技术学科。它是机械设 计理论和方法中的重要分支。
2021
2
有关机械的几个问题
➢什么是机械？其含义包括哪些？ ➢各行各业的机器组成有没有共同的特点？
能否进行总结？ ➢其共同特征或者共同之处在何处？
能否进行专门研究？
机械原理课程授课目的是什么？
2021
3
一、机械原理课程的性质与任务