《东南大学机械原理》课件.ppt

**********************《东南大学机械原理》课程简介机械原理课程是机械工程专业的重要基础课。本课程主要介绍机械运动的基本规律，包括运动学和动力学的基础理论。机械原理的研究范围1机构的运动分析机构的运动分析涉及运动规律、速度、加速度等。2机械传动机械传动包括各种形式的传动，例如齿轮传动、带传动、链传动等。3机械设计机械设计包括机械部件的设计、选择和计算，并考虑各种因素。4机械动力学机械动力学研究机械系统的运动规律、力学特性以及各种因素的影响。机械原理的基本概念运动和力机械原理研究的是机器的运动和力的相互作用。机构机构是由多个构件组成的，用于实现特定运动和力传递的系统。运动分析研究机构各构件的运动规律，包括位移、速度、加速度。力分析研究机构各构件所受的力和力矩，以及力的传递和平衡。约束概念及其分类约束的概念约束是指限制物体运动的条件。物体在运动时，受到外部或内部的限制，使其不能自由运动。机械原理中，约束是限制机构运动的重要因素。约束的分类约束可以分为几何约束和运动约束。几何约束限制物体的位置和形状，而运动约束限制物体运动的方向和速度。约束的作用约束可以使机构按照预期的方式运动，并实现预定的功能。例如，齿轮副可以使机构实现旋转运动，而滑动副可以使机构实现直线运动。自由度和约束方程机械系统中，每个刚体都有六个自由度，表示其在空间中的运动自由。但是，由于零件之间的连接和约束，系统实际的自由度会减少，称为约束度。约束方程是用来描述约束关系的数学方程。约束方程可以通过分析零件之间的连接方式和约束条件来建立。每个约束对应一个约束方程，系统自由度等于刚体自由度减去约束度。机构的运动分析1运动分析机构的运动分析是机械原理的重要内容，它是研究机构中各构件运动规律的过程。2运动分析方法常见的运动分析方法包括图解法、解析法和数值法，不同方法适用于不同类型的机构和分析目的。3运动分析应用运动分析结果可以用于确定机构的运动特性，如速度、加速度、位移等，从而为机构设计和优化提供依据。平面机构的运动分析平面机构的运动分析是机械原理课程的核心内容之一，是研究机械运动规律的基础。1机构类型确定机构、不定机构、过约束机构2运动分析方法图解法、解析法、矩阵法3运动参数速度、加速度、角速度、角加速度4运动轨迹点、线、面通过运动分析，我们可以掌握机构的运动规律，为后续的设计和制造提供理论依据。转动副和滑动副转动副转动副是两种构件之间允许相对转动而不能相对平移的连接。例如，轴承和轴之间的连接。转动副通常由两个零件组成，一个为轴，另一个为轴承。轴承可以是滚动轴承或滑动轴承。滑动副滑动副是两种构件之间允许相对平移而不能相对转动的连接。例如，活塞和气缸之间的连接。滑动副通常由两个零件组成，一个为滑块，另一个为导轨。滑块可以在导轨上滑动，但不能旋转。齿轮副的基本参数模数齿轮模数是齿轮尺寸的基本参数之一，它决定着齿轮的大小和强度。模数越大，齿轮尺寸越大，强度也越高。压力角压力角是齿轮啮合过程中齿面压力线与齿轮中心线之间的夹角，它是影响齿轮传动效率和齿轮寿命的重要参数。齿数齿数是齿轮上齿的个数，它是决定齿轮传动比和齿轮运动规律的重要参数。中心距中心距是两个齿轮中心之间的距离，它是决定齿轮传动机构安装尺寸的重要参数。齿轮传动的几何分析1齿廓形状齿廓形状决定传动比和效率2齿轮参数模块、齿数、压力角等影响齿轮传动性能3齿轮啮合啮合关系影响齿轮传动的平稳性和效率4齿轮传动比齿轮传动比影响转速和扭矩的分配几何分析是齿轮传动设计的关键，确保齿轮传动效率和精度。齿轮副传动比和效率齿轮传动比是指输出轴转速与输入轴转速之比，表示齿轮传动的增速或减速能力。效率是指输出功率与输入功率之比，表示能量传递的效率。传动比和效率是齿轮传动设计中重要的参数。传动比决定了传动装置的增速或减速功能，效率决定了传动装置的能量损耗。1传动比传动比越大，增速或减速效果越明显。0.95效率效率越高，能量损耗越低。10齿轮齿轮设计复杂，需要考虑传动比和效率。100应用齿轮传动广泛应用于汽车、机械等领域。滚动接触副的基本原理滚动轴承滚动轴承由滚动体、内圈、外圈、保持架等组成。齿轮齿轮副通过齿轮间的啮合实现动力传递和运动变换。蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆副由蜗轮和蜗杆组成，可实现大幅减速和扭矩增大。滚动接触副的应力分析滚动接触副承受的载荷类型包括径向载荷和轴向载荷。滚动接触副的应力分析主要包括接触应力、弯曲应力和疲劳应力分析。接触应力由接触面之间的压力产生弯