《工学机械原理》课件

《工学机械原理》课程简介本课程旨在为学生提供机械原理的基础知识，为后续学习机械设计与制造奠定理论基础机械原理的基本概念概念概述主要内容机械原理是研究机械运动、机械传动和机械设计的基本理论，是包括力学基础、机构学、传动学、摩擦学、液压传动等内容机械工程学科的基石力学基础概述牛顿定律1力的概念，力和运动的关系，运动的描述运动学2速度、加速度、位移等运动参数的描述动力学3力的作用效果，机械能的转化与守恒力的合成与分解平行四边形法则用于求两个力的合力三角形法则用于求多个力的合力正交分解法用于将一个力分解为两个互相垂直的力静力学基本定理力矩平衡力的平衡12物体保持静止状态或匀速直线物体保持静止状态或匀速直线运动时，作用于物体上的合力运动时，作用于物体上的合力矩为零为零力偶矩平衡3物体保持静止状态或匀速直线运动时，作用于物体上的合力偶矩为零平面图形的静力学分析受力分析平衡方程求解未知力确定物体所受的全部外力及作用点根据静力学基本定理建立平衡方程通过解平衡方程，求解物体上的未知力或力矩平面机构的运动分析位移分析1确定机构中各构件的运动轨迹、位移和转角速度分析2确定机构中各构件的速度和角速度加速度分析3确定机构中各构件的加速度和角加速度机构的速度关系推导速度瞬心法矢量分析法解析法通过确定机构中各构件的速度瞬心，推导利用矢量的加减运算，求解机构中各构件利用几何关系和运动学方程，建立速度方出速度关系的速度程组，求解速度机构加速度的计算方法瞬心法矢量分析法通过确定机构中各构件的加速度利用矢量的加减运算，求解机构瞬心，计算加速度中各构件的加速度解析法利用运动学方程和几何关系，建立加速度方程组，求解加速度四连杆机构的运动分析12构件类型运动类型四连杆机构由四根连杆组成，其中一根据连杆长度和连接方式的不同，四根为固定杆连杆机构可实现多种运动形式3应用领域广泛应用于机械制造、自动化控制等领域曲柄滑块机构的运动分析凸轮机构的基本分类按凸轮形状分类按从动件形状分类按运动规律分类圆盘凸轮、圆柱凸轮、球面凸轮等平移从动件、摆动从动件、滚子从动件等速运动、匀加速匀减速运动、谐波运等动等凸轮机构的位移关系位移曲线1描述凸轮机构中从动件的位移随凸轮转角的变化关系升程2从动件在凸轮转动一周内上升的最大位移回程3从动件在凸轮转动一周内下降的最大位移驻点4从动件运动速度为零的点凸轮机构的速度与加速度速度分析加速度分析通过位移曲线求导，得到从动件的速度变化规律通过速度曲线求导，得到从动件的加速度变化规律齿轮傳動的基本概念传动原理传动特点利用齿轮的啮合来传递运动和传动比固定、传动效率高、工动力作可靠性强应用领域广泛应用于机械传动、动力传递等领域直齿圆柱齿轮的基本参数12模数齿数齿轮齿顶圆直径与齿数的比值齿轮上的齿数34齿顶圆直径齿根圆直径齿轮齿顶圆的直径齿轮齿根圆的直径直齿圆柱齿轮啮合原理啮合条件两齿轮的模数、压力角和中心距必须相等啮合过程两齿轮的齿廓相互接触，传递运动和动力啮合点齿轮齿廓接触的点，称为啮合点直齿圆柱齿轮的传动比计算传动比计算公式齿轮传动中，从动齿轮的转速与主动传动比等于从动齿轮的齿数与主动齿齿轮的转速之比轮的齿数之比螺旋齿轮的基本参数螺旋角手性模数齿轮齿面与齿轮轴线之间的夹角螺旋齿轮的齿面螺旋方向，分为左旋和齿轮齿顶圆直径与齿数的比值右旋螺旋齿轮的啮合原理连续啮合1螺旋齿轮的啮合面为螺旋面，可以实现连续啮合传动平稳2螺旋齿轮传动平稳，噪声小，传动效率高应用广泛3广泛应用于高速、重载的机械传动中蜗杆传动的基本参数蜗杆1螺旋形齿轮，具有较小的齿数和较大的螺旋角蜗轮2与蜗杆啮合的齿轮，具有较大的齿数和较小的螺旋角蜗杆传动比3蜗杆转速与蜗轮转速之比，一般为比较大的整数蜗杆传动的齿轮比计算齿轮比计算公式蜗杆传动中，蜗杆的齿数与蜗轮的齿齿轮比等于蜗杆的齿数与蜗轮的齿数数之比之比带传动的基本概念传动原理传动特点12利用带的摩擦力来传递运动和结构简单，成本低廉，传动平动力稳，具有缓冲作用应用领域3广泛应用于机械传动、动力传递等领域带传动的速比计算速比计算公式带传动中，从动轮的转速与主动速比等于主动轮的直径与从动轮轮的转速之比的直径之比链传动的基本组成及特点组成特点链传动由链条、链轮、张紧装置等组成传动效率高，工作可靠性强，可承受较大的载荷链传动的速比计算速比计算公式链传动中，从动轮的转速与主动轮的速比等于主动轮的齿数与从动轮的齿转速之比数之比摩擦传动的基本原理接触面摩擦1利用两个物体接触面之间的摩擦力来传递运动和动力摩擦系数2接触面之间的摩擦力与正压力之比，称为摩擦系数摩擦传动特点3结构简单，成本低廉，但传动效率较低，容易产生磨损摩擦传动的功率传递功率计算公式摩擦传动中，单位时间内传递的能量功率等于摩擦力乘以速度液压传动的基本原理液压油1液压传动系统中常用的工作介质液压泵2将机械能转换为液压能液压马达3将液压能转换为机械能液压阀4控制液压油的流量和压力液压传动系统的组成12动力源执行机构包括液压泵、油箱等，负责提供液压包括液压马达、液压缸等，负责执行能机械运动3控制系统包括液压阀、传感器等，负责控制液压油的流动和压力课程总结与展望课程回顾未来展望本课程介绍了机械原理的基本鼓励学生继续学习机械设计与概念和重要知识点制造等相关课程，为成为优秀的机械工程师打下坚实基础。