《机械原理基础》课件

《机械原理基础》本课程将探讨机械原理的基础知识，为学生学习更高阶的机械工程课程奠定坚实基础课程导言课程目标掌握机械运动的基本原理、分析机械运动规律、应课程内容力学基础、运动学、动力学、机构学、振动学、机用机械原理解决实际问题械制造工艺、安全与可靠性等基本概念质点刚体具有质量但不考虑形状和大在受力变形时，其内部各点小的点，用于简化力学分析间距离保持不变，用于分析机械运动运动物体在空间中位置随时间的变化，是机械运动的基础力和力的合成力是物体之间相互作用的量化描述，有大小和方向力的合成是指将多个力合并成一个等效力的过程，遵循平行四边形法则力与运动的关系牛顿第一定律1静止的物体将保持静止状态，运动的物体将保持匀速直线运动状态，除非受到外力的作用牛顿第二定律2物体的加速度与作用在它上面的合外力成正比，与物体的质量成反比牛顿第三定律3两个物体之间相互作用的力，大小相等，方向相反，作用在不同的物体上摩擦力静摩擦力滑动摩擦力物体相对静止时，摩擦力与外物体相对运动时，摩擦力与运力大小相等，方向相反，防止动方向相反，阻碍物体运动物体滑动滚动摩擦力物体滚动时，摩擦力相对较小，主要由滚动阻力和变形损失造成机械效率定义影响因素机械效率是指有用功占总功的比例，摩擦、材料强度、结构设计等因素反映机械传动过程中的能量损失程都会影响机械效率度提高效率采用低摩擦材料、优化结构设计、减小传动过程中的能量损失简单机构杠杆1由一根可以绕固定点转动的硬杆组成，用于放大或减小力滑轮2用绳索绕过滑轮，可以改变力的方向和大小斜面3利用斜面的倾斜角度，可以减小提升重物的力轮轴4由轮和轴组成的机构，用于传递旋转运动滑轮定滑轮1固定在支架上的滑轮，用于改变力的方向动滑轮2可以随重物一起移动的滑轮，用于减小提升重物所需的力滑轮组3由多个定滑轮和动滑轮组成的机构，可以大幅减小提升重物所需的力齿轮12齿轮类型传动比直齿轮、斜齿轮、蜗轮、齿条等齿轮传动比是指主动轮齿数与从动轮齿数之比3传动效率齿轮传动效率受齿形、齿轮材料、润滑等因素影响挡块机构凸轮从动件挡块形状不规则的轮子，用于控制从动件的跟随凸轮旋转的部件，实现不同的运动用于限制从动件的运动范围，防止从动运动规律件过早脱离凸轮传动机构曲柄滑块机构曲柄滑块连杆可以绕固定轴旋转的连杆沿直线滑动的部件，用于实现往复运动连接曲柄和滑块的杆件，传递运动和力凸轮机构凸轮轮廓从动件运动应用领域凸轮的形状决定了从动件的运动规律从动件的运动规律可以通过凸轮轮廓凸轮机构广泛应用于自动化机械、机进行设计和控制床等领域机构分析方法位置分析速度分析确定机构中各构件的位置关系分析机构中各构件的速度变化规律加速度分析动力学分析分析机构中各构件的加速度变研究机构的运动和受力关系化规律平面连杆机构的位置分析平面连杆机构是指所有构件都位于同一平面内的机构位置分析通过几何方法，确定机构中各构件的相对位置关系平面连杆机构的速度分析瞬心法1通过确定瞬心，分析机构中各构件的速度关系矢量法2利用矢量图，分析机构中各构件的速度和方向关系解析法3通过建立数学方程，计算机构中各构件的速度平面连杆机构的加速度分析加速度图加速度方程通过绘制加速度矢量图，分析机构利用数学公式，计算机构中各构件中各构件的加速度大小和方向的加速度加速度合成将各个方向的加速度进行合成，得到合加速度平面机构的动力学分析运动方程1建立描述机构运动规律的数学方程受力分析2分析机构中各构件的受力情况能量分析3分析机构的能量变化规律动态平衡4分析机构的动平衡性，防止振动和噪声动平衡定义1动平衡是指物体在旋转过程中，各部分的质量分布均匀，使物体不产生振动意义2动平衡可以提高机械设备的运行效率，延长设备使用寿命，降低噪声和振动方法3通过添加或去除配重，调整旋转体的质量分布，实现动平衡静平衡12定义意义静平衡是指物体处于静止状态时，静平衡可以保证物体处于稳定状态，重力作用点位于物体的几何中心，避免倾倒或翻覆物体不会倾倒3方法通过调整物体的形状或质量分布，使重力作用点与几何中心重合机械系统的振动自由振动强迫振动共振没有外力作用，物体自身振动，振幅逐物体受到周期性外力的作用，产生持续当激励频率与物体固有频率一致时，振渐减小，最终停止振动幅达到最大值，产生共振现象机械振动的测量传感器用于测量振动信号，例如加速度传感器、位移传感器信号放大将传感器输出的弱信号进行放大，以便进一步处理数据分析对信号进行分析，获取振动频率、振幅、相位等信息显示设备将分析结果显示出来，例如示波器、频谱分析仪机械振动的控制阻尼控制隔振控制通过增加阻尼，消耗振动能量，将振动源与敏感设备进行隔离，降低振幅减少振动传递吸振控制在系统中引入附加质量，吸收振动能量，降低振幅电子电气元件电子电气元件是机械设备中不可或缺的一部分，用于实现控制、常见的电子电气元件包括电阻、电容、电感、晶体管、集成传感、执行等功能电路等传感器压力传感器位移传感器用于测量气体或液体的压力用于测量物体的位移变化1234温度传感器速度传感器用于测量环境温度用于测量物体的速度变化执行机构电机液压缸气缸将电能转换为机械能，用于驱动机械设利用液压油的压力，实现直线运动利用压缩空气的压力，实现直线运动备控制系统控制目标1设定机械设备的运行目标和参数传感器2测量机械设备的运行状态控制器3根据控制目标和传感器信息，输出控制信号执行机构4执行控制信号，改变机械设备的运行状态机械制造工艺加工方法1车削、铣削、磨削、钻孔、镗孔等材料选择2根据机械设备的功能要求，选择合适的材料质量控制3严格控制加工过程，保证机械设备的质量和精度机械安全与可靠性12安全设计安全操作在机械设备的设计阶段，就要考虑操作人员要严格遵守安全操作规程，安全因素避免事故发生3维护保养定期对机械设备进行维护保养，延长设备使用寿命，提高安全性课程总结本课程介绍了机械原理基础知识，为学生学习更高阶的机械工程课程奠定了基础希望同学们能够学以致用，在未来的学习和工作中取得更大的进步。