《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，是机械工程学科的基石。主要内容包括力学基础、机构学、传动学、摩擦学、液压传动等内容。力学基础概述1牛顿定律力的概念，力和运动的关系，运动的描述。2运动学速度、加速度、位移等运动参数的描述。3动力学力的作用效果，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1力矩平衡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矩为零。2力的平衡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为零。3力偶矩平衡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确定物体所受的全部外力及作用点。平衡方程根据静力学基本定理建立平衡方程。求解未知力通过解平衡方程，求解物体上的未知力或力矩。平面机构的运动分析1位移分析确定机构中各构件的运动轨迹、位移和转角。2速度分析确定机构中各构件的速度和角速度。3加速度分析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通过确定机构中各构件的速度瞬心，推导出速度关系。矢量分析法利用矢量的加减运算，求解机构中各构件的速度。解析法利用几何关系和运动学方程，建立速度方程组，求解速度。机构加速度的计算方法瞬心法通过确定机构中各构件的加速度瞬心，计算加速度。矢量分析法利用矢量的加减运算，求解机构中各构件的加速度。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1构件类型四连杆机构由四根连杆组成，其中一根为固定杆。2运动类型根据连杆长度和连接方式的不同，四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圆盘凸轮、圆柱凸轮、球面凸轮等。按从动件形状分类平移从动件、摆动从动件、滚子从动件等。按运动规律分类等速运动、匀加速匀减速运动、谐波运动等。凸轮机构的位移关系1位移曲线描述凸轮机构中从动件的位移随凸轮转角的变化关系。2升程从动件在凸轮转动一周内上升的最大位移。3回程从动件在凸轮转动一周内下降的最大位移。4驻点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通过位移曲线求导，得到从动件的速度变化规律。加速度分析通过速度曲线求导，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利用齿轮的啮合来传递运动和动力。传动特点传动比固定、传动效率高、工作可靠性强。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1模数齿轮齿顶圆直径与齿数的比值。2齿数齿轮上的齿数。3齿顶圆直径齿轮齿顶圆的直径。4齿根圆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齿轮传动中，从动齿轮的转速与主动齿轮的转速之比。计算公式传动比等于从动齿轮的齿数与主动齿轮的齿数之比。螺旋齿轮的基本参数螺旋角齿轮齿面与齿轮轴线之间的夹角。手性螺旋齿轮的齿面螺旋方向，分为左旋和右旋。模数齿轮齿顶圆直径与齿数的比值。螺旋齿轮的啮合原理1连续啮合螺旋齿轮的啮合面为螺旋面，可以实现连续啮合。2传动平稳螺旋齿轮传动平稳，噪声小，传动效率高。3应用广泛广泛应用于高速、重载的机械传动中。蜗杆传动的基本参数1蜗杆螺旋形齿轮，具有较小的齿数和较大的螺旋角。2蜗轮与蜗杆啮合的齿轮，具有较大的齿数和较小的螺旋角。3蜗杆传动比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蜗杆传动中，蜗杆的齿数与蜗轮的齿数之比。计算公式齿轮比等于蜗杆的齿数与蜗轮的齿数之比。带传动的基本概念1传动原理利用带的摩擦力来传递运动和动力。2传动特点结构简单，成本低廉，传动平稳，具有缓冲作用。3应用领域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带传动中，从动轮的转速与主动轮的转速之比。计算公式速比等于主动轮的直径与从动轮的直径之比。链传动的基本组成及特点组成链传动由链条、链轮、张紧装置等组成。特点传动效率高，工作可靠性强，可承受较大的载荷。链传动的速比计算速比链传动中，从动轮的转速与主动轮的转速之比。计算公式速比等于主动轮的齿数与从动轮的齿数之比。摩擦传动的基本原理1接触面摩擦利用两个物体接触面之间的摩擦力来传递运动和动力。2摩擦系数接触面之间的摩擦力与正压力之比，称为摩擦系数。3摩擦传动特点结构简单，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摩擦传动中，单位时间内传递的能量。计算公式功率等于摩擦力乘以速度。液压传动的基本原理1液压油液压传动系统中常用的工作介质。2液压泵将机械能转换为液压能。3液压马达将液压能转换为机械能。4液压阀控制液压油的流量和压力。液压传动系统的组成1动力源包括液压泵、油箱等，负责提供液压能。2执行机构包括液压马达、液压缸等