《工學(xué)機(jī)械原理》課件

《工學(xué)機(jī)械原理》課程簡(jiǎn)介本課程旨在為學(xué)生提供機(jī)械原理的基礎(chǔ)知識(shí)，為后續(xù)學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造奠定理論基礎(chǔ)。機(jī)械原理的基本概念概念概述機(jī)械原理是研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)和機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論，是機(jī)械工程學(xué)科的基石。主要內(nèi)容包括力學(xué)基礎(chǔ)、機(jī)構(gòu)學(xué)、傳動(dòng)學(xué)、摩擦學(xué)、液壓傳動(dòng)等內(nèi)容。力學(xué)基礎(chǔ)概述1牛頓定律力的概念，力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，運(yùn)動(dòng)的描述。2運(yùn)動(dòng)學(xué)速度、加速度、位移等運(yùn)動(dòng)參數(shù)的描述。3動(dòng)力學(xué)力的作用效果，機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒。力的合成與分解平行四邊形法則用于求兩個(gè)力的合力。三角形法則用于求多個(gè)力的合力。正交分解法用于將一個(gè)力分解為兩個(gè)互相垂直的力。靜力學(xué)基本定理1力矩平衡物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用于物體上的合力矩為零。2力的平衡物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用于物體上的合力為零。3力偶矩平衡物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用于物體上的合力偶矩為零。平面圖形的靜力學(xué)分析受力分析確定物體所受的全部外力及作用點(diǎn)。平衡方程根據(jù)靜力學(xué)基本定理建立平衡方程。求解未知力通過(guò)解平衡方程，求解物體上的未知力或力矩。平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析1位移分析確定機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)軌跡、位移和轉(zhuǎn)角。2速度分析確定機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的速度和角速度。3加速度分析確定機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的加速度和角加速度。機(jī)構(gòu)的速度關(guān)系推導(dǎo)速度瞬心法通過(guò)確定機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的速度瞬心，推導(dǎo)出速度關(guān)系。矢量分析法利用矢量的加減運(yùn)算，求解機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的速度。解析法利用幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，建立速度方程組，求解速度。機(jī)構(gòu)加速度的計(jì)算方法瞬心法通過(guò)確定機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的加速度瞬心，計(jì)算加速度。矢量分析法利用矢量的加減運(yùn)算，求解機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的加速度。解析法利用運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和幾何關(guān)系，建立加速度方程組，求解加速度。四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析1構(gòu)件類型四連桿機(jī)構(gòu)由四根連桿組成，其中一根為固定桿。2運(yùn)動(dòng)類型根據(jù)連桿長(zhǎng)度和連接方式的不同，四連桿機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)形式。3應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、自動(dòng)化控制等領(lǐng)域。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析凸輪機(jī)構(gòu)的基本分類按凸輪形狀分類圓盤(pán)凸輪、圓柱凸輪、球面凸輪等。按從動(dòng)件形狀分類平移從動(dòng)件、擺動(dòng)從動(dòng)件、滾子從動(dòng)件等。按運(yùn)動(dòng)規(guī)律分類等速運(yùn)動(dòng)、勻加速勻減速運(yùn)動(dòng)、諧波運(yùn)動(dòng)等。凸輪機(jī)構(gòu)的位移關(guān)系1位移曲線描述凸輪機(jī)構(gòu)中從動(dòng)件的位移隨凸輪轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。2升程從動(dòng)件在凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周內(nèi)上升的最大位移。3回程從動(dòng)件在凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周內(nèi)下降的最大位移。4駐點(diǎn)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)速度為零的點(diǎn)。凸輪機(jī)構(gòu)的速度與加速度速度分析通過(guò)位移曲線求導(dǎo)，得到從動(dòng)件的速度變化規(guī)律。加速度分析通過(guò)速度曲線求導(dǎo)，得到從動(dòng)件的加速度變化規(guī)律。齒輪傳動(dòng)的基本概念傳動(dòng)原理利用齒輪的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。傳動(dòng)特點(diǎn)傳動(dòng)比固定、傳動(dòng)效率高、工作可靠性強(qiáng)。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)、動(dòng)力傳遞等領(lǐng)域。直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)1模數(shù)齒輪齒頂圓直徑與齒數(shù)的比值。2齒數(shù)齒輪上的齒數(shù)。3齒頂圓直徑齒輪齒頂圓的直徑。4齒根圓直徑齒輪齒根圓的直徑。直齒圓柱齒輪嚙合原理嚙合條件兩齒輪的模數(shù)、壓力角和中心距必須相等。嚙合過(guò)程兩齒輪的齒廓相互接觸，傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。嚙合點(diǎn)齒輪齒廓接觸的點(diǎn)，稱為嚙合點(diǎn)。直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比計(jì)算傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)中，從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速與主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速之比。計(jì)算公式傳動(dòng)比等于從動(dòng)齒輪的齒數(shù)與主動(dòng)齒輪的齒數(shù)之比。螺旋齒輪的基本參數(shù)螺旋角齒輪齒面與齒輪軸線之間的夾角。手性螺旋齒輪的齒面螺旋方向，分為左旋和右旋。模數(shù)齒輪齒頂圓直徑與齒數(shù)的比值。螺旋齒輪的嚙合原理1連續(xù)嚙合螺旋齒輪的嚙合面為螺旋面，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)嚙合。2傳動(dòng)平穩(wěn)螺旋齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，傳動(dòng)效率高。3應(yīng)用廣泛廣泛應(yīng)用于高速、重載的機(jī)械傳動(dòng)中。蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)1蝸桿螺旋形齒輪，具有較小的齒數(shù)和較大的螺旋角。2蝸輪與蝸桿嚙合的齒輪，具有較大的齒數(shù)和較小的螺旋角。3蝸桿傳動(dòng)比蝸桿轉(zhuǎn)速與蝸輪轉(zhuǎn)速之比，一般為比較大的整數(shù)。蝸桿傳動(dòng)的齒輪比計(jì)算齒輪比蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿的齒數(shù)與蝸輪的齒數(shù)之比。計(jì)算公式齒輪比等于蝸桿的齒數(shù)與蝸輪的齒數(shù)之比。帶傳動(dòng)的基本概念1傳動(dòng)原理利用帶的摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。2傳動(dòng)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，傳動(dòng)平穩(wěn)，具有緩沖作用。3應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)、動(dòng)力傳遞等領(lǐng)域。帶傳動(dòng)的速比計(jì)算速比帶傳動(dòng)中，從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速之比。計(jì)算公式速比等于主動(dòng)輪的直徑與從動(dòng)輪的直徑之比。鏈傳動(dòng)的基本組成及特點(diǎn)組成鏈傳動(dòng)由鏈條、鏈輪、張緊裝置等組成。特點(diǎn)傳動(dòng)效率高，工作可靠性強(qiáng)，可承受較大的載荷。鏈傳動(dòng)的速比計(jì)算速比鏈傳動(dòng)中，從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速之比。計(jì)算公式速比等于主動(dòng)輪的齒數(shù)與從動(dòng)輪的齒數(shù)之比。摩擦傳動(dòng)的基本原理1接觸面摩擦利用兩個(gè)物體接觸面之間的摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。2摩擦系數(shù)接觸面之間的摩擦力與正壓力之比，稱為摩擦系數(shù)。3摩擦傳動(dòng)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，但傳動(dòng)效率較低，容易產(chǎn)生磨損。摩擦傳動(dòng)的功率傳遞功率摩擦傳動(dòng)中，單位時(shí)間內(nèi)傳遞的能量。計(jì)算公式功率等于摩擦力乘以速度。液壓傳動(dòng)的基本原理1液壓油液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中常用的工作介質(zhì)。2液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能。3液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。4液壓閥控制液壓油的流量和壓力。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成1動(dòng)力源包括液壓泵、油箱等，負(fù)責(zé)提供液壓能。2執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括液壓馬達(dá)、液壓缸等