中国矿业大学机械原理课件

中国矿业大学机械原理课件本课件将带您深入了解机械原理，学习关键概念，并探讨实际应用课程简介目标内容本课程旨在帮助学生了解机械原理的基本概念、理论和应用，培涵盖了机械运动学、动力学、机构设计、传动系统、机器人机构养学生分析和解决机械系统问题的能力等内容，重点介绍了机械原理在工程实践中的应用课程目标培养机械原理基本理论和知识提高机械设计分析能力掌握机械设计软件应用学生将能够理解机械运动的基本原理、各学生将学会运用机械原理知识进行机械系学生将学习使用常用的机械设计软件，例种机械传动方式以及机械设计的关键要素统的设计、分析和优化，并能解决实际工如、等，提高设SolidWorks AutoCAD程问题计效率和精度学习内容安排基本概念和定义1运动、位移、速度、加速度、力和力矩等基本概念的介绍静力学基础知识2力系的合成、平衡、力偶、力矩、重心等静力学基本原理机构运动学分析3平面机构的运动分析方法，包括位置、速度、加速度分析机械传动4齿轮、链条、带传动等常见机械传动的类型和工作原理机械设计基础5轴系、轴承、联轴器等机械零件的设计方法典型传动系统设计6结合实际应用场景，进行典型传动系统的设计案例分析基本概念和定义运动位移机械运动是指物体在空间中位置位移是指物体在空间中从初始位的变化，是机械的基本形式置到最终位置的矢量变化速度加速度速度是物体位移变化率，反映了加速度是物体速度变化率，反映物体运动的快慢和方向了物体运动速度变化的快慢和方向静力学基础知识力的概念力的定义、力的表示、力的分类，例如重力、弹力、摩擦力等力的平衡力的平衡条件、力偶、力矩、力系的简化等静力学平衡刚体平衡条件、约束力、静力学问题的求解方法等力系的合成和平衡合力1多个力的等效力平衡力系2合力为零的力系力的分解3将一个力分解为多个力的过程摩擦力及其应用摩擦力定义摩擦力的类型12当两个物体相互接触且有相对摩擦力主要分为静摩擦力和动运动趋势时，会在接触面上产摩擦力，静摩擦力是指物体在生一种阻碍相对运动的力，这静止状态下产生的摩擦力，而种力被称为摩擦力动摩擦力是指物体在运动状态下产生的摩擦力摩擦力的应用3摩擦力在机械设计中有着广泛的应用，例如刹车系统、离合器、齿轮传动等机构运动学分析位置分析1确定机构中各构件在某一瞬时的位置速度分析2确定机构中各构件的运动速度加速度分析3确定机构中各构件的运动加速度机构运动学分析是机械原理的重要内容，通过分析机构的运动规律，可以帮助我们设计出更加合理、高效的机械系统二级平面机构的位置分析建立坐标系选取合适的坐标系，以便描述机构中各构件的位置和运动确定约束方程根据机构的约束条件，建立各构件之间的位置关系方程求解机构的位置利用约束方程，求解出机构中各构件的位置坐标绘制机构图根据求解出的位置坐标，绘制机构的运动轨迹图二级平面机构的速度分析速度矢量图1用矢量图表示各点的速度，以直观地展示运动关系速度分析方法2采用速度瞬心法或矢量法进行速度分析速度关系3分析机构中各点的速度大小和方向之间的关系二级平面机构的加速度分析加速度合成1基于速度分析结果，运用加速度合成定理求解机构中各点的加速度加速度分析方法2包括解析法和图解法，分别适用于不同复杂程度的机构惯性力分析3基于加速度分析结果，计算机构中各构件的惯性力，并将其引入动力学分析离合器和制动器离合器制动器12用于连接和断开动力传递路径用于减速或停止机械运动制主要作用是使发动机平稳起动器通过摩擦力来实现对运动动，避免冲击部件的制动类型3离合器和制动器有多种类型，如摩擦式、电磁式、液压式等，它们在不同场合有着不同的应用齿轮传动基础知识齿轮传动的定义齿轮传动的特点齿轮传动类型齿轮传动是一种利用齿轮啮合传递运动传动比恒定，精度高齿轮传动可分为多种类型，包括圆柱•和动力的机械传动方式，广泛应用于各齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等，根据不同承载能力强，效率高•种机械设备中应用场景选择合适的齿轮类型结构紧凑，安装方便•齿轮传动的几何参数模数压力角齿轮的尺寸基本参数，用于确定齿轮啮合过程中，齿廓的倾斜角齿轮的大小和齿数度齿顶高齿根高齿顶到分度圆的距离齿根到分度圆的距离齿轮传动的应力分析弯曲应力齿根处承受弯曲应力，影响齿轮强度接触应力齿面承受接触应力，影响齿轮的疲劳寿命应力分析方法有限元分析等方法可用于更精确的应力分析轴系的设计轴承的选择轴的强度校核轴的刚度校核选择合适的轴承类型和尺寸，以承受轴的计算轴的应力，并根据材料的强度极限进计算轴的挠度，并根据允许的挠度范围进载荷和工作条件行校核，以确保轴的安全性和可靠性行校核，以确保轴的精度和稳定性轴承的选择和设计轴承类型设计参数安装与维护滚动轴承和滑动轴承是主要的轴承类型轴承的设计参数包括轴承尺寸、承载能轴承的安装和维护对轴承的使用寿命至，它们在工作原理、承载能力和应用场力、转速、使用寿命等，需要根据具体关重要，需要严格按照规范进行操作，景上有所不同的应用场景进行选择和计算以确保轴承的正常工作联轴器的种类和选择刚性联轴器弹性联轴器12用于连接两轴，传递扭矩，并用于连接两轴，传递扭矩，并保证两轴同心度缓冲冲击和振动液力联轴器3用于连接两轴，传递扭矩，并起到缓冲、过载保护和起动平稳的作用机械传动效率分析机械传动效率是指机械传动过程中有用功与输入功的比值机械传动系统可靠性可靠性指机械传动系统在规定的条件下，在规定的时间内完成规定功能的能力影响因素设计、材料、加工、装配、使用环境、维护保养等指标平均无故障时间（）、故障率（）、可靠度（）等MTBFλR部件失效分析与预防失效模式分析预防措施确定潜在失效模式，分析失效原制定预防措施，以降低失效概率因，并评估失效后果，提高设备可靠性可靠性设计维护保养在设计阶段，将可靠性因素考虑定期维护保养，及时发现并解决进去，以提高部件寿命问题，延长设备使用寿命典型传动系统设计分析典型传动系统需求选择合适的传动元件绘制传动系统图电液伺服系统结构与原理电液伺服系统是将电信号转换为液压信号，并通过液压执行机构来完成运动控制的系统电液伺服系统主要由以下几部分组成控制单元包括控制器、传感器、执行器等，负责接收控制•信号、反馈系统状态、并输出控制指令液压单元包括液压泵、液压阀、液压缸等，负责将电信号•转换为液压信号并驱动执行机构运动机械单元包括执行机构、传动机构、负载等，负责执行控•制指令并完成实际工作液压传动系统设计系统分析明确设计要求，如工作压力、流量、速度、功率等，并进行系统功能和结构的分析元件选型根据分析结果选择合适的液压泵、液压马达、阀门、油缸等液压元件系统优化对系统进行优化设计，提高效率，降低成本，并进行安全性评估调试验证对系统进行调试，验证设计是否符合要求，并进行性能测试和故障排除气压传动系统设计系统方案设计1确定气压传动系统的类型、工作原理和主要参数气缸选择与设计2根据负载大小、行程要求等选择合适的型号气阀选择与设计3根据气缸工作方式和控制要求选择合适的类型气路设计4合理布置气路管道、连接件和安全装置机器人机构分析与设计运动学分析动力学分析机构设计机器人关节运动范围、轨迹规划和运动控机器人关节力矩、惯性力、负载能力计算机器人结构、尺寸、材料选择，满足特定制任务需求设计实例分析机器人机械臂设计汽车发动机传动系统设计矿山机械设备设计分析机器人机械臂的运动学，动力学和控优化发动机传动系统的效率，降低能耗，针对矿山环境，设计安全可靠，高效节能制系统设计，并应用于实际工业生产提高车辆性能，并探讨环保排放问题的矿山机械设备，提升矿山开采效率学习方法与建议预习认真听讲12课前预习教材内容，了解课程课堂上认真听讲，积极思考，的重点和难点做好笔记及时复习练习34课后及时复习课堂内容，巩固多做练习，加深对知识的理解知识点和运用思考与讨论机械原理是机械设计的基础课程，学好这门课程对今后机械设计工作至关重要在学习过程中，要积极思考，主动提问，并与同学之间进行讨论，共同学习，共同进步课程总结与展望收获与体会未来展望通过本课程的学习，同学们对机械原理有了更深入的理解，掌握机械原理是机械工程的基础学科，希望同学们能够继续学习相关了机械运动和传动的基本原理，并能够运用这些知识解决实际问知识，不断提升自己的专业技能，为未来的发展打下坚实的基础题。