機(jī)械原理課件第十章

機(jī)械原理課件第十章緒論機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)機(jī)械動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)常用機(jī)構(gòu)的工作原理與設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)目錄CONTENT緒論01機(jī)械原理是機(jī)械工程學(xué)科的核心基礎(chǔ)課程，主要研究機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、靜力學(xué)以及機(jī)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)等方面的基本原理和方法。通過學(xué)習(xí)機(jī)械原理，學(xué)生可以掌握機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，理解各種機(jī)械系統(tǒng)的性能和特點(diǎn)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他機(jī)械工程學(xué)科和從事機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、維修等工作奠定基礎(chǔ)。課程簡介

機(jī)械原理的發(fā)展歷程古代機(jī)械原理人類在長期實(shí)踐中積累了豐富的機(jī)械知識(shí)和技能，如輪子、杠桿、滑輪等簡單機(jī)械的應(yīng)用，為后來的機(jī)械工程發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。工業(yè)革命時(shí)期的機(jī)械原理隨著工業(yè)革命的興起，各種復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)和機(jī)器不斷涌現(xiàn)，人們對機(jī)械原理的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用也得到了極大的拓展和深化?，F(xiàn)代機(jī)械原理隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)械系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，對機(jī)械原理的研究和應(yīng)用也提出了更高的要求。機(jī)械原理在制造業(yè)中應(yīng)用廣泛，如機(jī)器裝備、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化生產(chǎn)線等領(lǐng)域。制造業(yè)各種交通工具如汽車、火車、飛機(jī)等的設(shè)計(jì)和制造都離不開機(jī)械原理的應(yīng)用。交通運(yùn)輸航空航天領(lǐng)域中各種復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行都需要應(yīng)用機(jī)械原理的知識(shí)和技能。航空航天機(jī)器人是現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)的重要代表之一，其運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面都需要應(yīng)用機(jī)械原理的知識(shí)。機(jī)器人技術(shù)機(jī)械原理的應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)02機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念研究機(jī)構(gòu)的位置、速度和加速度等運(yùn)動(dòng)特性的一門學(xué)科。機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間通過接觸而形成的相對運(yùn)動(dòng)的約束。機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件在平面或空間內(nèi)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。由一系列按一定順序連接的運(yùn)動(dòng)副所組成的機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)運(yùn)動(dòng)副自由度運(yùn)動(dòng)鏈平面機(jī)構(gòu)的速度分析研究機(jī)構(gòu)中各點(diǎn)的速度，分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度特性。平面機(jī)構(gòu)的加速度分析研究機(jī)構(gòu)中各點(diǎn)的加速度，分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)加速度特性。平面機(jī)構(gòu)的位置分析通過確定各構(gòu)件上點(diǎn)的位置，分析機(jī)構(gòu)的位置關(guān)系。平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析03空間機(jī)構(gòu)的加速度分析研究機(jī)構(gòu)中各點(diǎn)的加速度，分析機(jī)構(gòu)在空間中的運(yùn)動(dòng)加速度特性。01空間機(jī)構(gòu)的位置分析通過確定各構(gòu)件上點(diǎn)的位置，分析機(jī)構(gòu)在空間中的位置關(guān)系。02空間機(jī)構(gòu)的速度分析研究機(jī)構(gòu)中各點(diǎn)的速度，分析機(jī)構(gòu)在空間中的運(yùn)動(dòng)速度特性?？臻g機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析機(jī)械動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)03

機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基本概念機(jī)械動(dòng)力學(xué)是研究機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，包括對機(jī)械系統(tǒng)的受力分析、運(yùn)動(dòng)分析、平衡和穩(wěn)定性的研究。機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基本概念包括力、力矩、動(dòng)量、動(dòng)能、勢能等，這些概念是描述機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過程的基礎(chǔ)。機(jī)械動(dòng)力學(xué)的應(yīng)用范圍廣泛，涉及到各種機(jī)械系統(tǒng)，如機(jī)床、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置等，對于提高機(jī)械系統(tǒng)的性能和可靠性具有重要意義。剛性轉(zhuǎn)子是指轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中其軸線不發(fā)生彎曲變形的轉(zhuǎn)子，其動(dòng)力學(xué)分析主要研究轉(zhuǎn)子的平衡狀態(tài)和穩(wěn)定性。剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)分析主要包括對轉(zhuǎn)子進(jìn)行靜平衡和動(dòng)平衡測試，以消除轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的離心力，保證轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠保持穩(wěn)定。剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)分析方法包括實(shí)驗(yàn)法和解析法，其中實(shí)驗(yàn)法是通過實(shí)驗(yàn)測試來獲取轉(zhuǎn)子的平衡參數(shù)，而解析法則通過數(shù)學(xué)模型和計(jì)算來獲得轉(zhuǎn)子的平衡狀態(tài)。剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)分析彈性轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)分析對于提高機(jī)械系統(tǒng)的性能和可靠性具有重要意義，特別是在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，彈性轉(zhuǎn)子的振動(dòng)問題往往是影響機(jī)械系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素之一。彈性轉(zhuǎn)子是指轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中其軸線發(fā)生彎曲變形的轉(zhuǎn)子，其動(dòng)力學(xué)分析主要研究轉(zhuǎn)子的振動(dòng)和穩(wěn)定性。彈性轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)分析需要考慮轉(zhuǎn)子的彎曲變形和陀螺效應(yīng)，分析方法包括有限元法和傳遞矩陣法等。彈性轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)分析常用機(jī)構(gòu)的工作原理與設(shè)計(jì)04連桿機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的構(gòu)件通過轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)或擺動(dòng)相連接，通過連續(xù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)。在設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，需要考慮機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性，如運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度和加速度等，以及機(jī)構(gòu)的尺寸、材料和制造工藝等因素。連桿機(jī)構(gòu)的工作原理與設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)的工作原理凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理凸輪機(jī)構(gòu)是一種常見的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它由凸輪和從動(dòng)件組成。凸輪通過轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)，使從動(dòng)件產(chǎn)生預(yù)期的運(yùn)動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，需要考慮從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、凸輪的形狀和尺寸、材料和制造工藝等因素。凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理與設(shè)計(jì)齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理齒輪機(jī)構(gòu)是一種通過齒輪之間的嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)。它可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)等形式的傳動(dòng)。齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)齒輪機(jī)構(gòu)時(shí)，需要考慮齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、齒頂圓和齒根圓等參數(shù)，以及齒輪的材料和制造工藝等因素。齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理與設(shè)計(jì)輪系的工作原理與設(shè)計(jì)輪系的工作原理輪系是由一系列齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)，通過齒輪之間的嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的連續(xù)性和變速性。輪系的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)輪系時(shí)，需要考慮齒輪的排列方式、傳動(dòng)比的計(jì)算、齒輪的材料和制造工藝等因素。同時(shí)還需要考慮輪系的效率和振動(dòng)等問題。機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)05功能需求原則結(jié)構(gòu)優(yōu)化原則可靠性原則安全性原則機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的基本原則01020304機(jī)械系統(tǒng)方案必須滿足預(yù)定的功能需求，包括輸入、輸出、轉(zhuǎn)換過程等。在滿足功能需求的前提下，應(yīng)盡量優(yōu)化機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，降低成本、提高效率。機(jī)械系統(tǒng)方案應(yīng)保證系統(tǒng)的可靠性，采取措施減少故障發(fā)生的可能性。機(jī)械系統(tǒng)方案應(yīng)保證操作人員的安全，采取必要的安全防護(hù)措施。明確機(jī)械系統(tǒng)的功能需求，分析輸入、輸出參數(shù)和約束條件。需求分析根據(jù)需求分析，進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定主要參數(shù)和總體布局。總體設(shè)計(jì)對每個(gè)部件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，確定部件的形狀、尺寸、材料等。詳細(xì)設(shè)計(jì)通過仿真分析驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性，并進(jìn)行優(yōu)化以提高性能。仿真與優(yōu)化機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的步驟與方法減速器設(shè)計(jì)：分析減速器的功能需求，進(jìn)行總體和詳細(xì)設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行仿真驗(yàn)證。案例一案