机械原理-2002

课程教案（按章编写）课程名称：机械原理适用专业：机械设计制造及自动化等机械类专业年级、学年、学期：2002级，2004-2005学年第二学期教材：《机械原理》，黄茂林、秦伟主编，机械工业出版社，2002《机械原理教程》，申永胜主编，清华大学出版社，1999 任课教师：秦伟编写时间：2005年2月绪论一、教学目标及基本要求1.认识和了解机器及其基本功能结构—机构；了解机构的基本功能和结构特征；对机构、可动联接、构件、零件等有明确的概念和具体的认识。

2. 了解本课程的研究对象、主要内容以及在机械设计和人才培养中的地位和作用；了解学习本课程的要求和方法通过“绪论”的学习，使学生能为后继内容的学习打下一定的感性认识和理性认识基础；明确本课程的内容与作用，激发学生学习的兴趣和积极性。

二、教学内容及学时分配第一节机器的功能结构及机构（1学时）第二节机械原理课程的定位与任务第三节机械原理课程的主要内容、基本要求与学习方法（第二、三节共0.5学时）三、教学内容的重点和难点1.从机器及机械系统的总体去认识机构。

2.机构的基本功能特征—传递与变换运动；机构的基本功能结构—构件及可动联接。

3.本课程的学习内容与要求，注意突出其系统综合性和创新性。

四、教学内容的深化与拓宽介绍本学科领域的现状及发展前沿。

五、教学方式与手段及教学过程中应注意的问题充分利用多媒体教学手段，通过典型机器案例的功能分析、结构分析及工作过程（特别是其运动传递、变换与做功的过程）分析，具体、形象、生动地认识了解机构及其结构与运动学特征，认识典型常用机构。

应强调学习知识和培养培养能力是相辅相成的，但后者比前者更重要。

本课程的教学内容较多而教学时数相对较少，因此在讲授本课程时，着重讲重点、讲难点、讲思路、讲方法。

学生在学习本课程时，应把重点放在掌握研究问题的基本思路和方法上，着重于能力的培养。

这样，就可以利用自己的能力去获取新的知识。

六、主要参考书目1 黄茂林，秦伟主编．机械原理．北京：机械工业出版社，20022 申永胜主编．机械原理教程．北京：清华大学出版社，19993 王知行，刘廷荣主编．机械原理．北京：高等教育出版社，2000七、相关的实践性环节参观机械创新设计实验室，认识及了解典型机器和机构。

机构的能力。
学习本课程获得的知识是分析现有的机器和
设计新机器所必须的基本知识。
§1.3 机械原理课程的学习目的和方法
一、机械原理课程的学习目的 二、机械原理课程的学习方法
§1.3 机械原理课程的学习目的和方法
一、机械原理课程的学习目的
1. 认识机械、了解机械； 2. 掌握方法、分析机械； 3. 开阔思路、设计和创造新机械。
阶段设计目标 设计任务书 可行性研究报告 任务要求明细表
机 械 运 动 方 案 设 计 的 一 般 流 程
产 品 规 划
概 念 设 计
工艺动作分析执行动作确定 执行机构选择和机 械运动方案的设计 最佳机械运动方案 的尺度综合
确定机器的组成
引入人-机 系统分析 机器总体布局
机械运动方案 机 械 方 案
4. 英国原版教材：R.S.KHURMI, J.K.GUPTA. Theory of Machines. First Multicolor Revised and Updated Edition, published by Eurasia Publishing House Ltd., 2005. 5. 邹慧君等主编. 机械原理学习与考研指导. 北京: 科学出版社, 2004.6.
起重机
牛头刨床
包装机
构件与零件
构件(Links)是指机器中具有独 立运动的单元体。 构件可以是单一的零件，也 可以是由几个零件组成的刚性结 构。 零件是制造的单元。
构件与零件
例如：右图的连 杆构件由连杆体 , 大端盖, 螺母 , 螺栓等多个零 件组成。
§1.1 机械原理的研究对象和研究内容
机器的分类 1.动力机器
将任何一种能量变换成机械能，或将机械能 变换成其他形式的能量。

电影放映机的 间歇卷片机构
间歇转位机构
二、棘轮机构
一)、棘轮机构的工作原理和类型
右图所示的为常见的外啮合齿式棘轮 机构，它主要由棘轮3，主动棘爪2， 止回棘爪4和机架组成。当主动摆杆1 逆时针摆动时，摆杆上铰接的主动棘 爪2插入棘轮3的齿内，推动棘轮同向 转动一定角度。当主动摆杆顺时针摆 动时，止回棘爪4阻止棘轮反向转动。 此时主动棘爪在棘轮的齿背上滑回原 位，棘轮静止不动，从而实现将主动 件的连续摆动转换为从动棘轮的单向 步进转动。为保证棘爪工作可靠，常 利用弹簧6使棘爪紧压齿面。
（2）工作特点 动载荷小，无刚性和柔性冲击，适合高速运转，无需定位装 置，定位精度高，结构紧凑；但加工成本高，装配与调整的要求。
2．机构的类型及应用
凸轮式间歇运动机构(2/2)
（1）圆柱凸轮式间歇运动机构
常取凸轮槽数为1，柱销数一般取z2≥6，在轻载下间歇频率 为1500次/分。
（2）蜗杆凸轮式间歇运动机构
5、计数
三、不完全齿轮机构
外啮合
内啮合 齿轮齿条啮合
不完全齿轮机构的特点和应用
• 设计灵活，从动轮的运动角范围大； • 一个周期内实现多次动、停时间不等的间歇运动； • 加工复杂； • 刚性冲击，不适于高速。
四、凸轮式间歇运动机构
1．机构的工作原理及特点 （1）工作原理
由主动轮和从动盘组成，主动凸轮作连续转动，通过其凸轮 廓线推动从动盘作预期的间歇分度运动。
棘轮机构的优点是结构简单，制造方便，运动角可在 工作过程中并可在较大范围内调整等优点，缺点主要 是棘爪在棘轮齿面滑行时引起噪声，冲击和齿尖摩损， 传动精度较差等，不宜用于高速。棘轮机构所具有的 单向步进运动特性，在生产实践中常用于以下几种工 作要求中。

步骤
首先确定机构的构件数和运动副 类型，然后按照一定的比例画出 各构件之间的相对位置，最后用 线条和符号表示出各运动副的连
接关系。
意义
通过机构运动简图可以直观地了 解机构的运动特性和结构特点， 为后续的分析和设计提供基础。
03
平面连杆机构
平面连杆机构的组成与分类
组成
平面连杆机构由机架、连杆、曲 柄和摇杆等构件组成。
螺旋压力机
螺旋压力机是一种常见的螺旋机构，它由螺杆和螺母组成，通过旋 转螺杆来产生压力。
螺旋千斤顶
螺旋千斤顶是一种用于顶升重物的螺旋机构，它由螺杆和螺母组成 ，通过旋转螺杆来顶升重物。
万向联轴节机构
万向联轴节
万向联轴节是一种常见的万向联轴节机 构，它由两个叉形接头和一个十字轴组 成，可以实现两个轴之间的任意角度的 连接。
05 齿轮机构
齿轮机构的组成与分类
组成
齿轮机构主要由主动齿轮、从动齿轮和机架组成，通过齿间的相互作用传递动力和运动。
分类
根据齿轮的形状和旋转方向，齿轮机构可分为直齿、斜齿和锥齿等类型，每种类型又有多种不同的变 种。
齿轮机构的工作特性
传动效率
齿轮机构的传动效率高，能够实 现精确的传动比，且长期使用下
凸轮机构的工作特性
工作原理
凸轮机构通过凸轮的转动 或移动，使从动件产生预 期的运动规律。
运动特性
凸轮机构的运动特性取决 于凸轮的形状、从动件的 类型以及两者之间的相对 位置关系。
动力学特性
凸轮机构在传递运动和力 的过程中，会受到各种阻 力和惯性的影响，从而产 生一定的动态响应。
凸轮机构的设计与优化
设计步骤
凸轮机构的设计需要经过初步设计、 运动分析和动力学分析等步骤，以确 保机构能够实现预期的运动规律并具 有足够的稳定性。