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        公務(wù)員期刊網(wǎng) 精選范文 機(jī)械原理的定義范文

        機(jī)械原理的定義精選(九篇)

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        機(jī)械原理的定義

        第1篇:機(jī)械原理的定義范文

        關(guān)鍵詞:機(jī)械振動(dòng);噪聲控制;微分方程

        1. 課程描述

        《機(jī)械振動(dòng)與噪聲控制》課程適用的專業(yè)為機(jī)械類與近機(jī)類,選修學(xué)生屬于大學(xué)本科三年級(jí)下學(xué)期的范圍。本課程側(cè)重機(jī)械振動(dòng)與噪聲控制原理,其內(nèi)容密切聯(lián)系實(shí)際工程,是一門專業(yè)基礎(chǔ)選修課程。該課程以機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理為理論基礎(chǔ),研究機(jī)械工程中廣義系統(tǒng)的振動(dòng)問題;同時(shí)它又是一種方法論。

        2. 課程目標(biāo)

        本課程的目的在于使學(xué)生能以動(dòng)態(tài)而不是靜態(tài)的觀點(diǎn)去看待一個(gè)機(jī)械工程系統(tǒng);從整體而不是孤立的視角,從整個(gè)系統(tǒng)中的信息之傳遞、轉(zhuǎn)換和反饋等角度來分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為;能結(jié)合機(jī)械工程,應(yīng)用經(jīng)典振動(dòng)理論中的基本概念和基本方法來分析、研究和解決其中的問題。要重點(diǎn)研究2個(gè)方面:①對(duì)機(jī)、電、液系統(tǒng)中存在的問題能夠以振動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)和思維方法進(jìn)行科學(xué)分析,以找出問題的內(nèi)質(zhì)和有效的解決方法;②如何控制一個(gè)機(jī)、電、液系統(tǒng),使之按預(yù)定的規(guī)律運(yùn)動(dòng),以達(dá)到預(yù)期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),為實(shí)現(xiàn)最佳振動(dòng)奠定基礎(chǔ)。

        3. 課程內(nèi)容及安排

        授課28學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)。

        第O章 緒論

        本章教學(xué)目標(biāo):全面掌握機(jī)械振動(dòng)的基本概念和研究對(duì)象,了解本課程的研究任務(wù)、學(xué)習(xí)目的和意義。

        本章教學(xué)基本要求:了解機(jī)械振動(dòng)的基本含義和研究對(duì)象,學(xué)習(xí)本課程的目的和任務(wù);掌握廣義系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程的含義。了解系統(tǒng)、廣義系統(tǒng)的概念,了解系統(tǒng)的基本特性。掌握自由度的含義,學(xué)會(huì)分析動(dòng)態(tài)系統(tǒng)內(nèi)振動(dòng)的過程,掌握系統(tǒng)或過程中存在的耦合。了解力學(xué)系統(tǒng)的幾種分類方法;掌握振動(dòng)力學(xué)的工作原理、組成;領(lǐng)會(huì)激勵(lì)、響應(yīng)的意義。了解振動(dòng)系統(tǒng)中基本名詞和基本變量。了解線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、確定性振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)的概念。了解模態(tài)的基本組成。

        第1章 單自由度線性系統(tǒng)的自由振動(dòng)

        本章教學(xué)目標(biāo):學(xué)會(huì)單自由度線性系統(tǒng)的振動(dòng)微分方程的建立方法、簡(jiǎn)化方法與分析方法。

        本章教學(xué)基本要求:了解振動(dòng)微分方程的基本概念。能夠運(yùn)用動(dòng)力學(xué)、電學(xué)及專業(yè)知識(shí),列寫機(jī)械系統(tǒng)、電子網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)微分方程。掌握阻尼的概念、特點(diǎn),學(xué)會(huì)求等效阻尼。能夠用拉普拉斯變換求系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。掌握頻率響應(yīng)函數(shù)的基本形式及相關(guān)參數(shù)的物理意義。了解無阻尼固有頻率、有阻尼固有頻率的意義。能夠根據(jù)系統(tǒng)的振動(dòng)微分方程,求出系統(tǒng)振動(dòng)的通解。掌握無阻尼系統(tǒng)、具有黏性阻尼系統(tǒng)的響應(yīng)求法。掌握相平面方法,了解相平面、相軌跡與奇點(diǎn)的概念。

        第2章 單自由度線性系統(tǒng)的受迫振動(dòng)

        本章教學(xué)目標(biāo):學(xué)會(huì)通過系統(tǒng)的受迫振動(dòng)方程來分析系統(tǒng)的時(shí)間特性。

        本章教學(xué)基本要求:了解系統(tǒng)受迫振動(dòng)的組成。初步掌握系統(tǒng)的特征根的實(shí)部與虛部對(duì)系統(tǒng)自由響應(yīng)項(xiàng)的影響情況。了解受迫振動(dòng)系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)分析中常見的典型輸入信號(hào)及其特點(diǎn)。掌握簡(jiǎn)諧激勵(lì)的定義和基本參數(shù),能夠求解單自由度線性系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)。掌握受迫振動(dòng)系統(tǒng)過渡階段的基本形狀及意義。掌握共振現(xiàn)象。掌握幅頻響應(yīng)曲線、相頻響應(yīng)曲線的基本形狀,以及振蕩情況與系統(tǒng)阻尼比之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。掌握半功率帶寬的定義及其與系統(tǒng)特征參數(shù)之間的關(guān)系。了解如何通過半功率帶寬的方法,解答系統(tǒng)的阻尼比。掌握共振頻率的定義,掌握品質(zhì)因數(shù)與系統(tǒng)阻尼比的關(guān)系,掌握頻率比的含義。能夠求解任意激振力作用下的響應(yīng),掌握卷積法,機(jī)械阻抗方法。

        第3章 多自由度線性系統(tǒng)的振動(dòng)

        本章教學(xué)目標(biāo):學(xué)會(huì)通過系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程的矩陣形式來分析系統(tǒng)的特性。

        本章教學(xué)基本要求:掌握剛度影響系數(shù)的定義,掌握廣義特征值問題、固有模態(tài)與模態(tài)正交性。掌握模態(tài)質(zhì)量、模態(tài)剛度、模態(tài)矩陣、主坐標(biāo)的求法。掌握復(fù)指數(shù)算法的基本數(shù)學(xué)原理,會(huì)嚴(yán)格證明。熟悉動(dòng)柔度矩陣或復(fù)頻響應(yīng)矩陣。掌握比例黏性阻尼和實(shí)模態(tài)理論,瑞利阻尼的定義和具體表達(dá)式,瑞利阻尼中兩個(gè)比例系數(shù)的確定。了解自由振動(dòng)的模態(tài)疊加方法。會(huì)用模態(tài)疊加方法和直接求解方法確定系統(tǒng)的自由振動(dòng)。了解減振器的概念。

        第4章 連續(xù)線彈性系統(tǒng)的振動(dòng)

        本章教學(xué)目標(biāo):學(xué)會(huì)連續(xù)線彈性系統(tǒng)振動(dòng)的求解方法。

        本章教學(xué)基本要求:了解連續(xù)參數(shù)系統(tǒng)的定義。掌握直桿的縱向自由振動(dòng)方程。學(xué)會(huì)固支桿、自由桿、一端固定一端自由桿的模態(tài)圖。掌握模態(tài)函數(shù)的正交性。理解歐拉-伯努利直梁的彎曲振動(dòng)動(dòng)力學(xué)平衡方程。掌握均勻懸臂梁、均勻簡(jiǎn)支梁、均勻自由梁的模態(tài)圖。理解矩形薄板自由振動(dòng),薄板的簡(jiǎn)單邊界條件,前4階模態(tài)的繪制。

        第5章 線性振動(dòng)的近似分析方法

        本章教學(xué)目標(biāo):學(xué)會(huì)瑞利近似分析方法。

        本章教學(xué)基本要求:了解近似分析方法的由來。掌握瑞利商。熟練掌握用瑞利法計(jì)算均勻簡(jiǎn)支梁的基頻。(作者單位:三峽大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力學(xué)院)

        基金項(xiàng)目:三峽大學(xué)2013年高等教育科學(xué)研究項(xiàng)目(1322)

        參考文獻(xiàn):

        [1] 田紅亮,鐘先友,秦紅玲,依據(jù)各向異性分形幾何理論的固定結(jié)合部法向接觸力學(xué)模型[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2013,49(21):108-122.

        [2] 田紅亮,鐘先友,趙春華,區(qū)分彈性與塑性變形的結(jié)合面法向校正模型[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2014,50(17):107-123.

        [3] 田紅亮,鐘先友,趙春華,計(jì)及彈塑性及硬度隨表面深度變化的結(jié)合部單次加載模型[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2015,51(5):90-104.

        [4] 田紅亮,趙春華,朱大林,金屬材料結(jié)合部法切向剛度修正與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2012,43(6):207-214.

        [5] 田紅亮,朱大林,秦紅玲, 結(jié)合部法向載荷解析解修正與定量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 [J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2011,42(9):213-218.

        [6] 田紅亮,趙春華,朱大林,整個(gè)螺栓結(jié)合部的法向連接動(dòng)剛度及試驗(yàn)驗(yàn)證 [J]. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào),2012,46(9):31-36.

        [7] 田紅亮,朱大林,秦紅玲.固定接觸界面法向靜彈性剛度 [J]. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào),2011,28(3):318-322.

        [8] 田紅亮,趙春華,方子帆,微動(dòng)結(jié)合部的一次加載過程 [J]. 振動(dòng)與沖擊,2014,33(13):40-52.

        [9] 田紅亮,趙春華,方子帆,基于各向異性分形理論的結(jié)合面切向剛度改進(jìn)模型 [J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2013,44(3):257-266.

        [10] 田紅亮,方子帆,朱大林,固定接觸界面切向靜彈性剛度問題研究[J].應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào),2011,28(5):458-464.

        [11] 田紅亮,陳從平,方子帆,應(yīng)用改進(jìn)分形幾何理論的結(jié)合部切向剛度模型[J]. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào),2014,48(7):46-52.

        [12] 田紅亮,劉芙蓉,方子帆,結(jié)合部靜摩擦因數(shù)修正與定量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2013,44(10):282-293.

        [13] 田紅亮,趙春華,方子帆,金屬材料表面靜摩擦學(xué)特性的預(yù)測(cè)研究――理論模型[J].振動(dòng)與沖擊,2013,32(12):40-44,66

        [14] 田紅亮,劉芙蓉,趙春華,金屬材料表面靜摩擦學(xué)特性的預(yù)測(cè)研究――實(shí)驗(yàn)佐證[J].振動(dòng)與沖擊,2014,33(1):209-220

        第2篇:機(jī)械原理的定義范文

        關(guān)鍵詞:有限元;量綱;容差;機(jī)械設(shè)計(jì)

        摘要:有限元分析法在科學(xué)計(jì)算和分析設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用,可以有效解決很多復(fù)雜問題,同時(shí)也已經(jīng)成為機(jī)械設(shè)計(jì)中的重要工具。本文首先對(duì)有限元分析法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及其過程進(jìn)行了分析,重點(diǎn)對(duì)有限元模擬環(huán)節(jié)中的量綱選擇和容差設(shè)計(jì)等關(guān)鍵問題進(jìn)行了探討;最后對(duì)影響精度的幾個(gè)因素進(jìn)行了闡述。

        關(guān)鍵詞:有限元;量綱;容差;機(jī)械設(shè)計(jì)

        引言

        科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展使得機(jī)器設(shè)備制造的精密度越來越高,在具體設(shè)計(jì)階段,工程師需要準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)出產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)性能和強(qiáng)度等,同時(shí)計(jì)算出機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜力強(qiáng)度等相關(guān)技術(shù)參數(shù)。有限元分析法結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值分析技術(shù),已經(jīng)成為解決復(fù)雜設(shè)計(jì)問題的重要手段;它可以應(yīng)用于對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變的確定,對(duì)靜強(qiáng)度進(jìn)行校核,對(duì)耐久性進(jìn)行分析等等。有限元分析法的最終結(jié)果受軟件和建模等的影響,不同的處理方式也會(huì)造成不同的結(jié)果,所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)該綜合分析判斷。

        1.有限元分析法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及其過程

        在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)中,開發(fā)新產(chǎn)品的主要依據(jù)是歷史資料以及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理改造,這種設(shè)計(jì)方法不僅耗時(shí)長(zhǎng),所設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品機(jī)械性能也不盡人意,導(dǎo)致生產(chǎn)效率低,成本高。分析傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中的局限,主要是采用的設(shè)計(jì)思路有限,導(dǎo)致工作具有較大的盲目性,方案的選擇沒有確定的衡量標(biāo)準(zhǔn)。近年來,有限元分析法被引入我國(guó),其在機(jī)械設(shè)計(jì)中所體現(xiàn)出的優(yōu)越性很快受到人們的重視,它不僅能優(yōu)化設(shè)計(jì),還大大節(jié)省了人力物力,提高了工作效率;有限元分析法已經(jīng)成為當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)中最為有效的方法[1]。

        對(duì)有限元分析法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用過程進(jìn)行分析,本節(jié)通過一個(gè)橡膠襯套設(shè)計(jì)的實(shí)例進(jìn)行說明。1)簡(jiǎn)化模型。在傳統(tǒng)的橡膠襯套模型中,將不影響整體分析結(jié)果的部分去掉,如:產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的倒角和圓角等,其目的是消除這些部分對(duì)單元格劃分的質(zhì)量的影響,同時(shí)減小運(yùn)算量。在本實(shí)例中,橡膠襯套是由以下幾個(gè)部分組成:內(nèi)襯套、外襯套以及天然橡膠;對(duì)其徑向受載進(jìn)行分析,其內(nèi)襯套是固定的,在徑向上的加荷載是沿著沒有孔的方向,荷載大小為5000N,速度為5mm/min,圖1給出了1/4的截面示意圖[2]。

        2)劃分單元格。在該步驟中,首先需要離散整體模型,找出離散數(shù)據(jù)中的規(guī)律以便進(jìn)行模擬分析;在進(jìn)行單元格的劃分時(shí),要注意不同的模型有不同的需要,有的還需要建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)集合,便于在定義特性材料和邊界條件時(shí)選取部分的方便;3)幾何特性定義。將幾何特征賦予給建立的模型,如:模型厚度、屬于哪一種分析等等。4)材料特性定義。將材料的參數(shù)賦予給構(gòu)成模型;如果是各向同性材料,主要進(jìn)行楊氏模量和泊松比的定義。5)定義接觸條件。對(duì)建立模型的各個(gè)接觸狀態(tài)進(jìn)行定義,如:橡膠在受力之后會(huì)發(fā)生形狀的改變,這種接觸是橡膠自身之間的接觸,稱之為變形體;在本例的設(shè)計(jì)中,,內(nèi)襯套和外襯套的受力較小,可以認(rèn)為是剛體;6)定義邊界條件。在本實(shí)例中,內(nèi)襯套是固定不動(dòng)的,其邊界條件為fix inner;7)定義荷載狀況。8)定義作業(yè)。將定義過的工況選擇到作業(yè)中,一些復(fù)雜的模型還需要進(jìn)行初始載荷的定義。9)定義單元類型。在該軟件中,不同的類型結(jié)構(gòu)有不同的單元類型和輸出結(jié)果。

        2.有限元分析法中的關(guān)鍵問題

        2.1有限元結(jié)果的認(rèn)識(shí)問題

        由于有限元分析法的最終結(jié)果受到離散和網(wǎng)格密度、單元類型以及邊界條件等的影響,另外,一些商用軟件在做法上還進(jìn)行了一些簡(jiǎn)化。因此,弄清楚軟件的算法原理十分重要。在分析商業(yè)有限元軟件上,幾何建模、有限元建模以及邊界條件等的處理如果不合理都會(huì)造成最終的結(jié)果偏離實(shí)際,因此要謹(jǐn)慎對(duì)待有限元的分析結(jié)果。要對(duì)有限元結(jié)果的可行性進(jìn)行驗(yàn)證,重視常規(guī)強(qiáng)度的計(jì)算。在有限元常規(guī)強(qiáng)度計(jì)算上有三種觀點(diǎn):“替代論”、“對(duì)立論”以及“銜接難論” 。

        第3篇:機(jī)械原理的定義范文

        一、萌芽階段

        功和能的概念在歷史上比它的名稱要古老得多,我們至少可以追溯到伽利略(Galileo, 1564~1642)時(shí)代.

        在17世紀(jì)初,伽俐略注意到:提升重量(用滑輪系)所需的力乘以作用力所經(jīng)過的距離是保持不變的.盡管兩個(gè)因子本身都可以變化.他將力和路程的乘積稱為“矩”.無疑,這里的“矩”已包含了功的含義;同時(shí),他在研究落體運(yùn)動(dòng)時(shí)還發(fā)現(xiàn):物體下落過程中所能達(dá)到的最大速度能夠使它跳回到原來的高度,但不會(huì)更高,很明顯,這里隱含了機(jī)械能守恒的思想.

        二、十七、十八世紀(jì)“力的含義”

        在十七、十八世紀(jì)時(shí)期的力學(xué)著作中,力的概念是模糊的.牛頓(Newton, 1643-1727)在他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中也沒有從力的本質(zhì)上來理解力,我們不妨看看牛頓對(duì)“力”的定義和解釋:

        定義1:所謂物質(zhì)固有的力是每個(gè)物體按其一定量而存在于其中的一種抵抗能力,在這種力的作用下,物體保持其原來的靜止?fàn)顟B(tài)或者在一直線上等速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài).

        定義2:外加力是一種為了改變一個(gè)物體的靜止或等速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而加于其上的作用力.在解釋中,牛頓還指出:“這種力只存在于作用的過程中,當(dāng)作用過去以后,它就不再留在物體之中”.

        從上面的定義我們可以看出,牛頓當(dāng)時(shí)并不是像我們現(xiàn)在這樣著眼于受力分析,而是考慮物質(zhì)“具有”多少可以使其他物體或本身產(chǎn)生某種效應(yīng)的“能力”.比如,他把物體的“慣性”稱為“物體固有的力”、“抵抗能力”;“外來的力”是物體運(yùn)動(dòng)變化的“源泉”,由于強(qiáng)調(diào)了“力”對(duì)物體來說是外來的,因而包含了物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)分離的思想,這樣“力”就被看成物體相互作用的數(shù)學(xué)表示,正如牛頓自己所說的那樣“……不是從物理上而是從數(shù)學(xué)上來考慮的”,有人把牛頓的這句話看成是牛頓在“力”的觀點(diǎn)上的“高明”之處,可是,正是由于這一“高明”之處,使一段時(shí)間內(nèi)人們對(duì)力、能、運(yùn)動(dòng)量的概念混淆不清,這些角色都由“力”來湊合扮演.

        三、關(guān)于“運(yùn)動(dòng)量度”的爭(zhēng)論

        前面我們已經(jīng)說了,牛頓時(shí)代,力學(xué)體系在邏輯上,數(shù)學(xué)表達(dá)上還不夠俱全,人們對(duì)“力”的概念的內(nèi)涵的理解是模糊的.這樣,在不同意義上使用這一概念描述力的各種效應(yīng)時(shí),就會(huì)有不同的結(jié)論,從而引起了笛卡兒(Descartes, 1569-1650)學(xué)派和萊布尼茲(leibniz, 1646-1716)學(xué)派關(guān)于“運(yùn)動(dòng)量度”的一場(chǎng)曠日持久的爭(zhēng)論.

        1644年,笛卡兒在《哲學(xué)原理》中論述了整個(gè)宇宙體系時(shí),采用了“運(yùn)動(dòng)量”一詞,他把運(yùn)動(dòng)量定義為“物體(當(dāng)時(shí)還未有質(zhì)量概念)和速率的乘積”,主張用運(yùn)動(dòng)量作為機(jī)械運(yùn)動(dòng)的量度,提出運(yùn)動(dòng)量守恒定律——一切物體的總運(yùn)動(dòng)量不變.

        后來牛頓在《原理》中,沿用了“運(yùn)動(dòng)量”,他把質(zhì)量與速率的乘積mv定義為動(dòng)量,笛卡兒和牛頓是當(dāng)時(shí)歐洲舉足輕重的數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家,他們關(guān)于運(yùn)動(dòng)量度的主張——mv是運(yùn)動(dòng)的唯一量度得到許多人的承認(rèn).

        不久,惠更斯(Hugygens, 1629~1695)等人發(fā)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)量具有方向性,從而提出,將運(yùn)動(dòng)量定義為質(zhì)量同速度矢量的乘積,這樣就具有了現(xiàn)代意義下的動(dòng)量及動(dòng)量守恒定律,但是新的運(yùn)動(dòng)量守恒定律并不能滿意地解釋宇宙的運(yùn)動(dòng)將永遠(yuǎn)進(jìn)行下去.

        1669年,惠更斯曾提出如下法則,作為碰撞問題解答的一部分,“在兩物體的碰撞中,它們的質(zhì)量及速率的平方乘積mv2之和,在碰撞前后保持不變.”但他的觀點(diǎn)未被人們所重視.

        1686年,萊布尼茲利用了惠更斯的上述結(jié)論,提出mv2才是運(yùn)動(dòng)的“真正”、“惟一”量度,并且在系統(tǒng)中應(yīng)是∑mv2守恒,而不是∑mv守恒,從而拉開了物理學(xué)史上關(guān)于運(yùn)動(dòng)兩種量度的爭(zhēng)論.

        后來,萊布尼茲也注意到笛卡兒的觀點(diǎn)在某些情況下是適用的,但是令人遺憾的是他沒有想到把兩者綜合在一起,卻在1695年,提出將“力”分為“死力”和“活力”兩種,他把mv2定義為“活力”,提出“活力守恒定律”,活力守恒定律當(dāng)時(shí)得到許多科學(xué)家的支持,比如D·伯努利(Bernoulli,1700—1782)運(yùn)用這一原理得到了著名的伯努利方程.

        四、功、能概念的提出

        早期的工業(yè)革命中,工程師們往往不用活力,而是用與活力等值的物體的重量與路程的乘積作為機(jī)械功效的量度,因?yàn)檫@更加直觀,卡諾(s.Car'nest,1796—1832)把這個(gè)量稱為“作用矩”.1820年,法國(guó)科學(xué)家科里奧利(Coriolis,1792—1843)把這個(gè)量稱為“功”,1826年,法國(guó)科學(xué)家蓬瑟勒(Poncelet,1788—1867)明確推薦了“功”,并定義為“力和力的作用點(diǎn)的位移的乘積”,這樣功的概念就進(jìn)人物理學(xué).

        至于“能量”一詞,早在1807年,托馬斯·楊(Young·Thomas,1773—1829)就提出用“能量”一詞代替萊布尼茲的“活力”,但是他的建議沒有被人們廣泛使用,人們?nèi)耘f用“力”這個(gè)概念,甚至到了1847年,邁爾(Mayer,1814—1878)和亥姆霍茲(Helmhohz,1821—1894)發(fā)現(xiàn)能量守恒定律時(shí),仍用“力”表示,普遍稱為“力的守恒定律”.現(xiàn)代意義的能量概念,直到1853年才被W·湯姆遜(Thomson,1824—1907)所定義——“當(dāng)它從一個(gè)給定狀態(tài)無論以什么方式過渡到任意一個(gè)固定的零態(tài)時(shí),在系統(tǒng)外所產(chǎn)生用機(jī)械功單位來量度的各種作用的總和.”這句話明確了功能之間的關(guān)系.1867年,湯姆遜又將“活力”定義為“動(dòng)能”,關(guān)于“勢(shì)能”的既念,1847年,亥姆霍茲在《論力的守恒》一書中已有定義,至此在機(jī)械運(yùn)動(dòng)的范圍內(nèi)功、能概念已確定.

        參考文獻(xiàn):

        [1]申先甲,等. 物理學(xué)史.湖南人民出版社,1994.

        第4篇:機(jī)械原理的定義范文

        【關(guān)鍵詞】電子檢測(cè)技術(shù);工程機(jī)械駕駛室;質(zhì)量控制;應(yīng)用

        電子檢測(cè)技術(shù)具有很強(qiáng)的綜合性,該技術(shù)主要涉及了兩個(gè)方面,一方面是電子計(jì)算機(jī)技術(shù),另一方面是電子測(cè)量技術(shù)。隨著科技的不斷發(fā)展,電子檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),汽車維修企業(yè)也不例外。可是,工程機(jī)械駕駛室質(zhì)量控制工作尚未全面普及電子檢測(cè)技術(shù)。本文將簡(jiǎn)單介紹工程機(jī)械駕駛室的工作現(xiàn)狀,分析工程機(jī)械駕駛室各電器元件的工作原理,并綜合淺談電子檢測(cè)技術(shù)在工程機(jī)械駕駛室質(zhì)量控制中的應(yīng)用措施。

        1工程機(jī)械駕駛室的工作現(xiàn)狀

        對(duì)于汽車制造企業(yè)來講,工程機(jī)械駕駛室質(zhì)量控制是本組織的核心工作。一般情況下,經(jīng)過的涂裝的鈑金件和各項(xiàng)內(nèi)飾件只能為客戶提供駕駛室的小總成。為了進(jìn)一步提升客戶的滿意度,輔助客戶優(yōu)化生產(chǎn)線,大多數(shù)汽車制造企業(yè)已開始建設(shè)駕駛室大總成,也就是在之前的基礎(chǔ)上額外增加作為控制各項(xiàng)元器件的裝備和電器。客戶大多會(huì)要求電器產(chǎn)品的質(zhì)量不能對(duì)于最低生產(chǎn)線水平,質(zhì)量反饋率不應(yīng)超過3.5%。可是據(jù)調(diào)查了解,部分企業(yè)4個(gè)月的質(zhì)量反饋率平均高達(dá)7.53%,不少電器元件會(huì)因?yàn)槌霈F(xiàn)故障而需要返修,這不僅會(huì)損害客戶的利益,而且嚴(yán)重形象企業(yè)組織的信譽(yù)形象和品牌效應(yīng)。從廣義的視角來看,導(dǎo)致駕駛室的電器元件出現(xiàn)故障的原因主要有兩方面,一方面是因?yàn)槠髽I(yè)技術(shù)人員在加工電器元件時(shí),沒有使用電子化檢測(cè)設(shè)備對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行全面檢驗(yàn),這難免會(huì)混入劣質(zhì)產(chǎn)品;另一方面是部分企業(yè)尚未配備用于檢測(cè)駕駛室大總成的電子設(shè)備,傳統(tǒng)的人工檢驗(yàn)很難保證加工產(chǎn)品的質(zhì)量。調(diào)查結(jié)果表明原因比例更傾向于后者,這也說明了企業(yè)組織急需添置電子化檢測(cè)設(shè)備的必要性。

        2工程機(jī)械駕駛室各電器元件的工作原理

        從工程機(jī)械駕駛室各電器元件的工作原理來看,當(dāng)前最常使用的三種機(jī)型855N、50CN和855一共涉及到了10種電氣原理,細(xì)分為駕駛室大總成73種、電氣系統(tǒng)21種、駕駛室主線束10種。也可以概括為10種駕駛室主線束分別對(duì)應(yīng)了10種電氣原理。通常,不同的駕駛室主線束須采用不同的插接件型號(hào),A駕駛室主線束須使用16線的接插件,B駕駛室主線束理應(yīng)采用48芯的接插件。而且,即使插接件的接口和類型相同,如果駕駛室主線束不同,它們?cè)隈{駛室主線束中的信號(hào)類型也不同。一般情況,同樣是48芯的接插件,在C駕駛室主線束的29號(hào)接口的信號(hào)類型是預(yù)熱指示信號(hào),在D駕駛室主線束的29號(hào)接口的信號(hào)類型會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹苿?dòng)氣壓預(yù)警信號(hào)。這種變換性原理容易滋生以下四種問題:(1)會(huì)額外增加人工成本和電器元件設(shè)計(jì)成本。因?yàn)檐囆筒煌€束定義也不同,所以線束安裝信息也更加復(fù)雜,如果裝備人員沒有全面掌握繁雜的信息,就容易導(dǎo)致裝備出錯(cuò),一旦要返修,人工成本和電器元件設(shè)計(jì)成本都會(huì)增加。(2)為技術(shù)操作人員帶來了很大的安裝難度。從宏觀的角度來看,大多數(shù)車型都有相似性和微小的差異性,這些細(xì)微的差異性是導(dǎo)致線束定義不一致的根本原因,技術(shù)操作人員在工作中很難注意到各種細(xì)小的差別。(3)給電器加工制造維護(hù)工作帶來了諸多不便,制造工藝更為復(fù)雜。插接件的不同和接口型號(hào)的差異增加了技術(shù)操作人員在生產(chǎn)、加工與制造工作中的難度系數(shù)。(4)提高了駕駛室電器及其元件的檢測(cè)成本。傳統(tǒng)的人工檢測(cè)無法滿足現(xiàn)代產(chǎn)品質(zhì)量的要求,企業(yè)組織必須添置充足的電子化檢測(cè)設(shè)備,這是一筆不小的支出,對(duì)于中小型企業(yè)而言,配置電子化檢測(cè)設(shè)備必然會(huì)增加大量的檢測(cè)成本。對(duì)于上述四種問題,可以綜合采用各種改良策略,如統(tǒng)一不同駕駛室主線束中相同插口的型號(hào),為相同電器進(jìn)行相應(yīng)的編號(hào),盡量保持這些電器插接件接口的一致性,對(duì)于特殊電器元件,理應(yīng)采用預(yù)留插接件的接口方式。這樣有助于節(jié)省人工成本、電器元件設(shè)計(jì)成本和檢測(cè)成本,降低制造工藝和維護(hù)工作的難度系數(shù),提升安裝工作效率。

        3電子檢測(cè)技術(shù)在工程機(jī)械駕駛室質(zhì)量控制中的應(yīng)用措施

        3.1完善工程機(jī)械駕駛室質(zhì)量檢測(cè)方案

        設(shè)計(jì)科學(xué)的工程機(jī)械駕駛室質(zhì)量檢測(cè)方案必須針對(duì)第一類電器元件、第二類電器元件、第三類電器元件和駕駛室電器檢測(cè)儀器進(jìn)行分類,布設(shè)正確的電氣回路。

        3.2優(yōu)化程機(jī)械駕駛室質(zhì)量檢測(cè)流程

        設(shè)計(jì)精確的程機(jī)械駕駛室質(zhì)量檢測(cè)流程,首先要制定全面的電器元件檢測(cè)清單,然后再接通電子檢測(cè)平臺(tái),打開總開關(guān),對(duì)駕駛室大總成進(jìn)行全面檢測(cè),要注意觀察各壓力開關(guān)的儀表對(duì)應(yīng)位置和傳感器的指示燈是否正常。

        3.3綜合分析工程機(jī)械駕駛室質(zhì)量檢測(cè)要求

        生產(chǎn)線通常只能完成工程機(jī)械駕駛室內(nèi)部各種部件的配備工作,如各項(xiàng)鈑金件、電器、座椅、開關(guān)、內(nèi)飾件和各電器之間的布線。全面控制工程機(jī)械駕駛室質(zhì)量,必須綜合分析其具體需求,運(yùn)用電子檢測(cè)技術(shù)對(duì)線束、儀表、電器、工作燈、元件和各開關(guān)進(jìn)行全面檢測(cè),確保其質(zhì)量合格之后在進(jìn)行正確的組裝,特別要注意實(shí)現(xiàn)電器元件的安全性、可移動(dòng)性和各機(jī)型的互換性。

        4結(jié)束語(yǔ)

        綜上所述,工程機(jī)械駕駛室質(zhì)量控制是本組織的核心工作,發(fā)揮電子檢測(cè)技術(shù)在工程機(jī)械駕駛室質(zhì)量控制中的作用,工作人員應(yīng)協(xié)助本企業(yè)組織不斷完善工程機(jī)械駕駛室質(zhì)量檢測(cè)方案,優(yōu)化程機(jī)械駕駛室質(zhì)量檢測(cè)流程,綜合分析工程機(jī)械駕駛室質(zhì)量檢測(cè)要求。

        參考文獻(xiàn)

        [1]張曉鵬.淺議電子檢測(cè)技術(shù)在工程機(jī)械駕駛室質(zhì)量控制中的作用[J].汽車加工技術(shù)與設(shè)計(jì),2013(06):1.

        [2]石萌.電子檢測(cè)技術(shù)在工程機(jī)械駕駛室質(zhì)量控制中的作用[J].汽車制造技術(shù)與設(shè)計(jì),2014(30):2.

        [3]苗月.淺談電子檢測(cè)技術(shù)在工程機(jī)械駕駛室質(zhì)量控制中的作用[J].試驗(yàn)技術(shù)研究(電子版),2016(02):3.

        第5篇:機(jī)械原理的定義范文

        乘坐舒適性是車輛的重要性能指標(biāo)之一,懸架系統(tǒng)的性能直接影響車輛的這個(gè)指標(biāo)。傳統(tǒng)被動(dòng)懸架由于其剛度和阻尼不能隨外界狀況變化而變化,因而難以滿足人們對(duì)車輛性能的要求。2002年劍橋大學(xué)學(xué)者Smith提出慣容器元件,Smith及其團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果表明,慣容器可以改善機(jī)械系統(tǒng)的隔振性能,2006年臺(tái)灣學(xué)者WANG將慣容器應(yīng)用到火車懸架中,改善了火車的乘坐舒適性、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能及穩(wěn)定性,近年來國(guó)內(nèi)學(xué)者也對(duì)慣容器進(jìn)行了研究,并將慣容器引入車輛懸架中,提出 ISD(Inerter-Spring-Damper)懸架的概念,并證實(shí)應(yīng)用慣容器能夠提高懸架隔振性能。

        目前引入車輛懸架中的慣容器都是機(jī)械式的,其普遍存在背隙問題,且機(jī)械式結(jié)構(gòu)的非線性因素也不容忽視,這在一定程度上限制了機(jī)械式ISD懸架的性能。

        因此本文提出了一種基于液壓慣容器的ISD懸架,液壓慣容器相較于機(jī)械式慣容器不僅具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、承載能力大以及加工成本低的優(yōu)點(diǎn),而且還可以避免機(jī)械式慣容器存在的背隙問題。

        1 慣容器ISD懸架基本原理

        慣容器懸架結(jié)構(gòu)如圖1,構(gòu)成ISD懸架的基本元件有三個(gè),即慣容器(Inerter)、彈簧(Spring)和阻尼器(Damper),根據(jù)新機(jī)電相似理論,它們分別與電學(xué)網(wǎng)絡(luò)中的電容、電感和電阻相對(duì)應(yīng)。類比電學(xué)元件的特性可知,彈簧具有位滯后及“通低頻,阻高頻”的作用,慣容器具有相位超前及“通高頻,阻低頻” 的特性。

        圖1 慣容器懸架示意圖

        如圖1(a)所示的慣容器懸架,第一級(jí)采用慣容器和阻尼彈簧并聯(lián),第二級(jí)采用彈簧和阻尼并聯(lián),然后將兩級(jí)串聯(lián)起來。理論上該懸架結(jié)構(gòu)可在全頻域范圍內(nèi)緩沖和衰減由路面不平度引起的沖擊和振動(dòng)。

        2 液壓式慣容器結(jié)構(gòu)與原理

        液壓式慣容器液壓缸結(jié)構(gòu)如圖2所示:

        圖2 液壓式慣容器結(jié)構(gòu)圖

        當(dāng)外力F沿活塞桿軸向方向施于活塞桿時(shí),活塞相對(duì)于缸體做直線運(yùn)動(dòng),上下兩腔形成壓差,推動(dòng)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng);根據(jù)牛頓定律,在液壓缸中:

        (1)

        式中A為活塞的截面積,P2為下腔的壓力,P1為上腔的壓力,

        通過高壓軟管流向液壓馬達(dá)的流量可以近似的計(jì)算為:

        (2) 其中Q為輸入液壓馬達(dá)的油液流量,x為活塞的軸向線位移;由于液壓馬達(dá)本身存在泄漏問題,輸入量并非完全作用于液壓馬達(dá)上,定義液壓馬達(dá)的容積效率為?濁?淄,值小于1,則作用于馬達(dá)的有效流量Q1為:

        Q1=Q??濁?淄 (3)

        而有效作用于液壓馬達(dá)的流量又可以用液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速表示:

        Q1=Q?■ (4)

        其中D為流量與角速度比,將(2)(3)帶入(4)得:

        D■=A■?濁?淄 (5)

        假設(shè)?濁?淄,D為常數(shù)(不隨時(shí)間而變化),對(duì)(5)對(duì)時(shí)間作微分,則可得到

        (6)

        根據(jù)能量守恒的原理,馬達(dá)的輸入的壓力能功率等于馬達(dá)的輸出功率,則:

        (7)

        其中?駐P為馬達(dá)的壓力差,即為P2-P1,T為理想轉(zhuǎn)矩,?濁M為馬達(dá)的機(jī)械效率。輸出的功率作用輪上,則

        (8)

        將(6)(8)代入(7)得

        (9)

        將(4)代入(9)得;

        (10)

        聯(lián)立(1)跟(10)可得;

        (11)

        第6篇:機(jī)械原理的定義范文

        【關(guān)鍵詞】 智能GIS 機(jī)械特性 波形相關(guān)性 合閘行程 偏離度

        目前斷路器機(jī)械特性的在線監(jiān)測(cè)裝置中,其狀態(tài)評(píng)價(jià)基本上停留在對(duì)一些特征量的閾值是否超限的判斷上,沒有充分挖掘監(jiān)測(cè)波形數(shù)據(jù)的內(nèi)在信息,沒有實(shí)現(xiàn)對(duì)操作機(jī)構(gòu)狀態(tài)的深入評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。

        1 智能GIS中機(jī)械特性參數(shù)的獲取

        光柵位移傳感器用于采集機(jī)構(gòu)行程—時(shí)間數(shù)據(jù)、小電流傳感器用于采集分(合)閘線圈的電流數(shù)據(jù)、儲(chǔ)能電機(jī)的電流數(shù)據(jù)。每次斷路器動(dòng)作后GIS間隔智能監(jiān)測(cè)裝置中的斷路器機(jī)械特性模塊接收以上數(shù)據(jù)通過處理可給出斷路器的行程、平均速度、剛分(合)速度、儲(chǔ)能狀態(tài)、分(合)閘電流等參數(shù),并可將這些數(shù)據(jù)傳輸至后臺(tái)監(jiān)控,監(jiān)控主機(jī)可根據(jù)數(shù)據(jù)繪制位移曲線圖。

        2 波形相關(guān)性原理及實(shí)現(xiàn)方法

        智能開關(guān)機(jī)械特性相關(guān)的兩個(gè)特征量值指:

        (1)分(合)閘線圈電流波形中的電流特征值和時(shí)間特征值。

        (2)儲(chǔ)能電機(jī)電流波形中的電流特征值和時(shí)間特征值。

        (3)分(合)閘過程的時(shí)間—位移波形中的分(合)閘位移特征值和分(合)閘時(shí)間特征時(shí)間特征值。

        將智能開關(guān)機(jī)械特性的特征值波形曲線與其基準(zhǔn)特征值的典型波形放在一個(gè)時(shí)間坐標(biāo)軸上,在二維平面坐標(biāo)上找到特征量值,包括基準(zhǔn)特征值和在線采集特征值;然后可以通過與典型波形之間的動(dòng)作時(shí)序進(jìn)行比較,采用定量計(jì)算,計(jì)算基準(zhǔn)特征值與在線采集特征值的距離,定義為偏差距離;所謂的偏差距離就是指在兩個(gè)相關(guān)的特征值構(gòu)成平面坐標(biāo),以特征基準(zhǔn)值為圓心,所采集的基準(zhǔn)值在平面坐標(biāo)上找到對(duì)應(yīng)的點(diǎn),該點(diǎn)與圓心間所對(duì)應(yīng)的距離。

        定量計(jì)算具體包括以下步驟:

        (1)找偏差距離。在以(t,i)構(gòu)成的平面坐標(biāo)上,以基準(zhǔn)特征值(t1基準(zhǔn),i1基準(zhǔn))(A點(diǎn))為圓心,所采集的特征值在平面坐標(biāo)上找到對(duì)應(yīng)的點(diǎn)(t1′,i1′)(A′點(diǎn)),以該點(diǎn)到圓心間的距離作為半徑作圓,定義D為采集的特征值所在的點(diǎn)到基準(zhǔn)特征值的距離為偏差距離,即D1=((t1′-t1基準(zhǔn))2+(i1′-i1基準(zhǔn))2)1/2。

        (2)歸一化偏差距離。歸一化是一種簡(jiǎn)化計(jì)算的方式,即將有量綱的表達(dá)方式,經(jīng)過變換,化為無量綱的表達(dá)式,成為純量。以偏差距離為分子,以基準(zhǔn)特征值到二維平面坐標(biāo)原點(diǎn)為分母,相除得到歸一化偏差距離。定義系數(shù)α1=D1/(t1基準(zhǔn)2+i1基準(zhǔn)2)1/2,αn=Dn/(tn基準(zhǔn)2+ in基準(zhǔn)2)1/2;這樣使偏差距離的絕對(duì)值變成某種相對(duì)值關(guān)系,簡(jiǎn)化計(jì)算,縮小量值。

        (3)特征值偏離度和相似度分析。定義特征值偏離度系數(shù)λ=α1 +α2+…+αn/n。特征值偏離度系數(shù)越小,說明具有相關(guān)性特征波形在距離上越接近經(jīng)典波形,性能越好。

        3 基于波形相關(guān)性解析方法的斷路器行程曲線的在線評(píng)估仿真

        根據(jù)斷路器機(jī)械狀態(tài)評(píng)估現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)所述,可以將斷路器的機(jī)械狀態(tài)分為正常狀態(tài)、注意狀態(tài)和嚴(yán)重狀態(tài),對(duì)應(yīng)的波形也可以分為三種程度,也就是三種不同劣化程度的波形圖,下面對(duì)其分別進(jìn)行曲線模擬和波形相關(guān)性定量分析。

        通過某廠家試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出斷路器標(biāo)準(zhǔn)的合閘行程曲線圖,通過綜合分析比較斷路器合閘行程三種劣化波形,將機(jī)械狀態(tài)參考評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置如下:

        (1)當(dāng)偏離度系數(shù)λ在0-0.25范圍內(nèi),判斷斷路器處于正常狀態(tài)。

        (2)當(dāng)偏離度系數(shù)λ在0.25-0.4范圍內(nèi),可以判斷出斷路器處于注意狀態(tài)。

        (3)當(dāng)偏離度系數(shù)λ大于等于0.4且小于0.5時(shí)可以判斷出斷路器處于異常狀態(tài)。此時(shí)波形圖跟典型波形圖有明顯偏差。

        (4)當(dāng)偏離度系數(shù)λ大于0.2355時(shí),可以判斷出斷路器處于嚴(yán)重狀態(tài);此時(shí)波形圖跟典型波形圖明顯有很大的偏差。

        為了驗(yàn)證以上結(jié)論的準(zhǔn)確性,通過對(duì)在斷路器實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中獲取的一合閘行程曲線進(jìn)行相關(guān)性分析。波形相關(guān)性分析結(jié)果,偏離度λ=0.0607,根據(jù)上述得出的結(jié)論可以判斷出此時(shí)的斷路器處于正常狀態(tài)與實(shí)際相符。其它曲線分析方法與合閘行程曲線相同,在此不再一一贅述。

        4 結(jié)論

        (1)波形相關(guān)性解析方法能夠?qū)嗦菲髟诰€機(jī)械狀態(tài)定量分析,提取特征波形中的特征量,具有直觀的故障識(shí)別能力。

        (2)在智能斷路器機(jī)械特性的狀態(tài)監(jiān)測(cè)中可將波形相關(guān)性解析方法列為輔助判斷方法,使高壓斷路器故障診斷具有更高的診斷準(zhǔn)確率。

        參考文獻(xiàn):

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        [2]呂超.SF6斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2007.

        [3]楊武,榮命哲,王小華等.結(jié)合機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性仿真將ANN用于高壓斷路器機(jī)械狀態(tài)識(shí)別初探[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2003,23(6):99-102.

        [4]苗紅霞,王宏華,齊本勝等.高壓斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)建模與仿真研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2010,46(17):212-215,248.

        第7篇:機(jī)械原理的定義范文

        [關(guān)鍵詞]機(jī)械原理 機(jī)構(gòu) 虛擬樣機(jī)技術(shù) 運(yùn)動(dòng)分析

        [中圖分類號(hào)] TH111-4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2015)03-0125-03

        應(yīng)用型職業(yè)人才教育是社會(huì)發(fā)展與科技進(jìn)步的產(chǎn)物,也是社會(huì)職業(yè)崗位分化發(fā)展的結(jié)果,它以培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用型人才為目的。機(jī)械原理是高校機(jī)械類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課,是一門以機(jī)器和機(jī)構(gòu)為主要研究對(duì)象的課程。它較理論、材料力學(xué)等理論課程更結(jié)合工程實(shí)際,同時(shí),它又與專業(yè)的機(jī)械課程不同,其不具體研究某種特定機(jī)械,而是研究各種機(jī)械中的共性問題,并對(duì)常用的機(jī)械機(jī)構(gòu)的工作原理進(jìn)行深入的探討。對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析是貫穿于這門課程的主線,具有知識(shí)點(diǎn)多而難的特點(diǎn),在課堂的教學(xué)過程中常涉及到較多的理論分析計(jì)算以及機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)等問題,由于理論教學(xué)占用了大量的時(shí)間,往往使學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的興趣越來越少,導(dǎo)致教學(xué)效果較差。為滿足復(fù)合型工程技術(shù)人員培養(yǎng)的需要,需要對(duì)傳統(tǒng)的以理論教學(xué)為主的機(jī)械原理課程教學(xué)進(jìn)行有意的改革探索。現(xiàn)有的改革成果更多的把重點(diǎn)放在教學(xué)體系和內(nèi)容的調(diào)整上,但該課程與工程實(shí)際結(jié)合較緊密,具有較強(qiáng)的實(shí)踐性,而在校學(xué)生往往缺乏工程應(yīng)用背景,這就要求在課堂理論教學(xué)過程中將知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)相結(jié)合,幫助學(xué)生理解機(jī)械結(jié)構(gòu)原理以及在工程中的應(yīng)用。這樣才能提高機(jī)械原理課程的教學(xué)效果。為此,本文結(jié)合具體案例,借助現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段,充分利用機(jī)械設(shè)計(jì)、仿真等軟件,直觀的實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析,以及機(jī)械的綜合性能分析,充分的提高學(xué)生的理解力,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。

        一、虛擬樣機(jī)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

        學(xué)生學(xué)習(xí)水平分為兩個(gè)層面,初級(jí)層面由基本知識(shí),原理和定律組成,這些知識(shí)比較抽象;高級(jí)層面是指有關(guān)知識(shí)應(yīng)用的能力,通過一些案例分析和實(shí)際問題解決活動(dòng)過程,分析各知識(shí)之間關(guān)系的復(fù)雜性,達(dá)到靈活應(yīng)用知識(shí)來解決問題。機(jī)械原理課程理論性強(qiáng)、內(nèi)容較抽象,僅憑文字說明、理論公式及大腦的想象,學(xué)生很難對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)的原理和運(yùn)動(dòng)有清晰地認(rèn)識(shí)。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是靠教師的講解使機(jī)構(gòu)動(dòng)起來,一些多媒體課件也是停留在預(yù)設(shè)一些動(dòng)畫的水平上,缺少互動(dòng)性。而機(jī)構(gòu)是運(yùn)動(dòng)著的,在課堂上如何讓分析的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)起來,是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)鍵。虛擬樣機(jī)技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展,形成的一項(xiàng)應(yīng)用廣泛地計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)。虛擬樣機(jī)通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械模型的數(shù)字化建模并進(jìn)行分析,能夠快速方便的實(shí)現(xiàn)機(jī)械原理教學(xué)中對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析,仿真現(xiàn)實(shí)下機(jī)械機(jī)構(gòu)的工作特性,并能實(shí)現(xiàn)多軟件聯(lián)合仿真分析。例如,可利用PROE強(qiáng)大的造型、變參和裝配等功能,幫助學(xué)生進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì),并導(dǎo)入到動(dòng)力學(xué)分析軟件中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析,再現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。把理論教學(xué)和實(shí)際的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)展示結(jié)合起來,提高學(xué)生對(duì)本門課程的理解,為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

        二、虛擬樣機(jī)技術(shù)教學(xué)應(yīng)用案例

        本文以牛頭刨床為例,在教學(xué)過程中靈活運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)來講解其運(yùn)動(dòng)特征,直觀再現(xiàn)牛頭刨床的工作過程,同時(shí)分析牛頭刨床各從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,教學(xué)效果較好。

        (一)牛頭刨床的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析

        牛頭刨床是一種靠刀具的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)及工作臺(tái)的間歇運(yùn)動(dòng)來完成工件的平面切削加工的機(jī)床。牛頭刨床工作時(shí),由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2-3-4-5-6帶動(dòng)刨刀和刨頭做往復(fù)運(yùn)動(dòng),刨頭向左時(shí),刨刀進(jìn)行切削,此行程稱作工作行程;刨頭右行時(shí),刨刀不切削,稱空回行程,且要求工作行程的移動(dòng)速度低于空行程速度,即刨刀有急回現(xiàn)象,機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示。

        根據(jù)如圖1所示的牛頭刨床機(jī)構(gòu),由于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,一般采用解析法對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析,為求解各從動(dòng)件的方位角、角速度和角加速度以及刨頭的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù),需要建立封閉矢量方程,并列出其投影方程進(jìn)行求解。課堂教學(xué)過程中,理論推算過程較繁瑣,學(xué)生較難理解實(shí)物的真正運(yùn)動(dòng)情況。下面,采用虛擬樣機(jī)技術(shù),運(yùn)用PROE_ADAMS聯(lián)合仿真技術(shù)直觀的再現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況,并能輸出各種運(yùn)動(dòng)曲線,輔助課堂教學(xué),效果較好。

        (二)PROE_ADAMS聯(lián)合仿真技術(shù)

        ADAMS軟件在機(jī)械系統(tǒng)仿真分析中應(yīng)用廣泛,包含功能強(qiáng)大的零件庫(kù)、約束庫(kù)和力庫(kù),其求解器具有的強(qiáng)有力數(shù)值分析功能,并基于多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論的拉格朗日方程,能夠自動(dòng)建立系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程,準(zhǔn)確、快速的求解機(jī)械系統(tǒng)的各種靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問題,并能以圖形和曲線等可視化方式顯示計(jì)算結(jié)果。

        雖然ADAMS / View有零件庫(kù)、約束庫(kù)、力庫(kù)等功能,能夠用于機(jī)械系統(tǒng)幾何模型的創(chuàng)建,但它所提供的實(shí)體建模能力并不是很強(qiáng),所以目前常用的方法是用專業(yè)的CAD軟件和專業(yè)的動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件進(jìn)行聯(lián)合建模仿真,即先用專業(yè)的三維建模軟件精確建立機(jī)械系統(tǒng)各零件的實(shí)體模型和裝配模型,然后把裝配模型導(dǎo)入到動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件中,并根據(jù)實(shí)際工況添加適當(dāng)?shù)募s束、驅(qū)動(dòng)和載荷,最終形成機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)仿真模型,再對(duì)其進(jìn)行仿真分析。本文采用MSC公司提供的PRO / E和ADAMS專用接口模塊MECH / PRO實(shí)現(xiàn)其兩者之間的數(shù)據(jù)傳遞。

        MECH / PRO是美國(guó)MSC公司開發(fā)的用來聯(lián)接三維實(shí)體建模軟件PRO / E與多體動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件ADAMS的專用接口模塊。MECH / PRO允許用戶在PRO / E環(huán)境下定義機(jī)械系統(tǒng)剛體、施加約束和驅(qū)動(dòng),將裝配體按照設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)形式定義為機(jī)構(gòu),并且可以利用ADAMS的求解器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析,使PRO / E用戶不必退出其應(yīng)用環(huán)境,就能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真,并校驗(yàn)干涉情況、確定運(yùn)動(dòng)鎖止位置。

        (三)機(jī)構(gòu)建模

        根據(jù)所分析牛頭刨床機(jī)構(gòu)的各組成部分建立其三維實(shí)體模型并進(jìn)行虛擬裝配。各構(gòu)件尺寸如下:l1=125mm;l3=600mm;l4=150mm;l6=175mm;lH=575mm。原動(dòng)件1的方位角θ1=0°~360°,并以等角速度ω1=1rad / s旋轉(zhuǎn)。

        (四)施加約束

        施加約束就是確定零部件之間的依附關(guān)系及相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系,這是進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析重要的一點(diǎn),約束施加的正確與否直接影響分析的準(zhǔn)確性和仿真結(jié)果。根據(jù)圖1所示牛頭刨床的結(jié)構(gòu),在曲柄1和地面、曲柄1和滑塊2、連桿3和地面、連桿3和連桿4、以及連桿4和連桿5之間施加旋轉(zhuǎn)副,滑塊2和連桿3之間施加移動(dòng)副,連桿5與固定坐標(biāo)系間施加移動(dòng)副,在曲柄1上施加驅(qū)動(dòng),設(shè)置角速度為1rad / s,建立的仿真模型如圖2所示。

        (五)仿真計(jì)算

        在軟件界面上設(shè)置仿真時(shí)間和仿真步數(shù),設(shè)置完成后點(diǎn)擊即可開始仿真。Adams求解器會(huì)根據(jù)設(shè)定自行求解運(yùn)算,得到牛頭刨床各從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù),還能獲得計(jì)算過程中每一步的信息,并在窗口上動(dòng)態(tài)顯示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程。圖3和圖4分別為連桿3和連桿4的的方位角、角速度和角加速度曲線,圖5為刨頭的位移、速度和加速度曲線。

        通過虛擬樣機(jī)技術(shù),直觀模擬了機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動(dòng),讓學(xué)生真正體會(huì)和認(rèn)識(shí)到了理論公式的真正含義,加深了對(duì)機(jī)構(gòu)工作原理的掌握。同時(shí),通過仿真,還可得到各從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)曲線,了解各從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)情況,使學(xué)生能夠在系統(tǒng)的水平上真實(shí)預(yù)測(cè)機(jī)械機(jī)構(gòu)的工作性能。

        三、結(jié)論

        為滿足復(fù)合型機(jī)械應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需要,將虛擬樣機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械原理教學(xué)中,可以在授課過程中對(duì)各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行直觀的演示,使學(xué)生們觀察到模型的虛擬運(yùn)動(dòng)及主要參數(shù)的變化規(guī)律,就像做實(shí)際的物理試驗(yàn)一樣,能夠很好地改善教學(xué)效果,提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性,加深學(xué)生對(duì)課程的理解,從而提高了教學(xué)效果和質(zhì)量。

        [ 參 考 文 獻(xiàn) ]

        [1] 陳文華等.ADAMS2007機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析范例[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.

        [2] 王湘.基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)探索[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào),2007,9:345-347.

        第8篇:機(jī)械原理的定義范文

        Abstract: The hydraumatic manipulator mainly takes hydraulic manipulator as the media, and uses the liquid pressure to drive the movement of the actuator. Its main features are: First, it can realize the automation of circulation work and automatic overload protection. Then, the control is simple, convenient and effort. Finally, the non-clearance transmission can be better achieved in this way, and the operation is more smooth and steady.

        關(guān)鍵詞:液壓;機(jī)械手;控制

        Key words: hydraumatic;manipulator;control

        中圖分類號(hào):TP241 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2016)01-0145-02

        0 引言

        機(jī)械手是模仿人手的部分動(dòng)作,按給定程序、執(zhí)行軌跡、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓舉或搬運(yùn)的自動(dòng)化機(jī)械裝置。產(chǎn)品機(jī)械手價(jià)格昂貴,一些小型機(jī)械企業(yè)望而止步。文中所研究的機(jī)械手采用液壓驅(qū)動(dòng)方式,主要功能是實(shí)現(xiàn)上下料過程的自動(dòng)化。其造價(jià)低廉、控制性好,可為小型機(jī)械行業(yè)所用。現(xiàn)將設(shè)計(jì)過程簡(jiǎn)單介紹。

        1 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)

        ①自由度(四個(gè)自由度)

        臂轉(zhuǎn)動(dòng) 180°

        臂上下運(yùn)動(dòng) 175mm

        臂伸長(zhǎng)(收縮) 400mm

        手部轉(zhuǎn)動(dòng) ±90°

        ②手指握力 392N

        ③驅(qū)動(dòng)方式 液壓驅(qū)動(dòng)

        2 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容

        2.1 結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求繪制出其機(jī)械手結(jié)構(gòu)原理圖,如圖1所示。

        2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析 本次液壓機(jī)械手的設(shè)計(jì)主要是由執(zhí)行機(jī)構(gòu),驅(qū)動(dòng)裝置,被抓取工件等部分組成,各系統(tǒng)之間的相互關(guān)系如圖2所示。

        2.3 機(jī)械手機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分主要是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成的,其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)又包括末端操作器、手腕、手臂和機(jī)身。

        2.3.1 末端操作器

        機(jī)械手為了進(jìn)行作業(yè),在手腕上裝上了操作機(jī)構(gòu)被定義為末端操作器。它的最為基本作用是:直接抓取工件、工具或物體等,末端操作器的功能與人手相似,工件的形狀和特征直接決定末端操作器的機(jī)構(gòu)形式。本次設(shè)計(jì)手部的結(jié)構(gòu)選擇為滑槽杠桿式夾鉗。

        2.3.2 手腕

        機(jī)器手的手腕是連接手部和手臂的橋梁,其主要用途是調(diào)節(jié)、改變工件的坐標(biāo),因此具有相對(duì)獨(dú)立的自由度,從而使機(jī)器人的手部能夠完成各種復(fù)雜的動(dòng)作。一般,按照自由度分類,手腕可以設(shè)計(jì)為三個(gè)自由度。分別為:?jiǎn)巫杂啥取⒍杂啥群腿杂啥取1敬卧O(shè)計(jì)中選用的是單自由度手腕。

        2.3.3 手臂

        手臂是機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尤為重要組成部件。手臂根據(jù)它的運(yùn)動(dòng)方式可以分成四種類型,它們分別是“直線運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、俯仰運(yùn)動(dòng)和復(fù)合運(yùn)動(dòng)。此次設(shè)計(jì)選用的是直線運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。

        2.3.4 機(jī)身

        機(jī)械手的最基礎(chǔ)的部分是機(jī)身,它的主要作用是連接、支撐。所以機(jī)械手主要承受動(dòng)力裝置、液壓裝置的重量。

        通過Pro/E軟件完成機(jī)械手的三維造型如圖3所示。

        2.4 液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 機(jī)械手液壓系統(tǒng)原理圖如圖4所示。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        四自由度液壓機(jī)械手系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),能準(zhǔn)確完成上下料工作,機(jī)械密封可靠,說明液壓回路的設(shè)計(jì)及液壓元器件的選擇滿足產(chǎn)品使用的需求。最為重要的是整套設(shè)備的制作費(fèi)用在五千元左右,與產(chǎn)品工業(yè)機(jī)器手?jǐn)?shù)萬元的價(jià)格相比,很大程度上滿足了小型機(jī)械企業(yè)向自動(dòng)化、智能化發(fā)展的需求,可為同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供經(jīng)驗(yàn)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]康立新,馬建華.工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)[R].工程技術(shù).

        [2]謝明廣,孔祥戰(zhàn),何宸光.機(jī)器人概述[M].哈爾濱:哈爾濱大學(xué)出版社,2013.

        第9篇:機(jī)械原理的定義范文

        關(guān)鍵詞:機(jī)構(gòu)組合;機(jī)械原理;實(shí)驗(yàn);機(jī)械系統(tǒng)

        中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)22-0175-02

        隨著我國(guó)由“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”轉(zhuǎn)變的歷史性跨越,高校的實(shí)踐教學(xué)愈加受到廣泛的重視[1,2]。而對(duì)于培養(yǎng)目標(biāo)為“培養(yǎng)具有社會(huì)責(zé)任感、基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、富有創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的應(yīng)用型高級(jí)專門人才”和“以工為主,以軌道交通為特色”的大學(xué)來說,逐步將演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改變?yōu)榫C合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),以強(qiáng)化對(duì)學(xué)生的機(jī)械綜合設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐動(dòng)手能力及工程意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng),更是迫在眉睫。

        一、問題的提出

        《機(jī)械原理》課程是工科機(jī)械類各專業(yè)的一門承上啟下的重要技術(shù)基礎(chǔ)課,在學(xué)生從理論學(xué)習(xí)到實(shí)際設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)化過程中起到重要的橋梁作用。該課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)器動(dòng)力學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能,學(xué)會(huì)常用機(jī)構(gòu)的分析和綜合方法,并具有進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力。由此可見,實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)機(jī)械原理課程的教學(xué)體系中,具有十分重要的地位,除了能使學(xué)生鞏固和加深對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)與理解外,更是理論結(jié)合實(shí)際、提高學(xué)生的動(dòng)手能力、啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維的必要手段。以往傳統(tǒng)的機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多為《機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖測(cè)繪》、《漸開線齒廓范成原理》和《回轉(zhuǎn)件的動(dòng)平衡》等驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過近幾年的努力,實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了《平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)》,為開創(chuàng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)探索了道路。為了進(jìn)一步深入開展綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、開發(fā)與實(shí)踐,課題組研發(fā)了此項(xiàng)機(jī)構(gòu)組合設(shè)計(jì)與搭接實(shí)驗(yàn)。

        二、實(shí)驗(yàn)的目的及任務(wù)

        設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)――《機(jī)構(gòu)組合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)》的訓(xùn)練內(nèi)容涉及常用機(jī)構(gòu)、組合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析、機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)等,該實(shí)驗(yàn)的目的為:

        1.培養(yǎng)學(xué)生機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的構(gòu)思與設(shè)計(jì),提高其綜合利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力和動(dòng)手能力;

        2.通過對(duì)實(shí)際工程問題的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及搭接,加深學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性、運(yùn)動(dòng)干涉等問題的理解,培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、發(fā)現(xiàn)問題的能力;通過實(shí)驗(yàn)的多方案設(shè)計(jì)培養(yǎng)發(fā)散思維和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力;

        3.培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作能力及團(tuán)隊(duì)精神。此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)可根據(jù)學(xué)生理論知識(shí)掌握程度,自選或指定以下機(jī)構(gòu)之一:內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu);精壓機(jī)機(jī)構(gòu);牛頭刨床機(jī)構(gòu);齒輪―曲柄搖桿機(jī)構(gòu);齒輪―曲柄擺塊機(jī)構(gòu);雙滑塊機(jī)構(gòu)插床機(jī)構(gòu);篩料機(jī)構(gòu);凸輪―五桿機(jī)構(gòu);間歇運(yùn)動(dòng)組合機(jī)構(gòu)等。

        實(shí)驗(yàn)以學(xué)生為主,構(gòu)思2~3個(gè)可行方案,比較各方案優(yōu)缺點(diǎn);對(duì)優(yōu)選方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,進(jìn)行實(shí)物搭接和試運(yùn)轉(zhuǎn);在老師引導(dǎo)下學(xué)生發(fā)現(xiàn)所搭接機(jī)構(gòu)的不足之處,并提出改進(jìn)措施。

        三、實(shí)驗(yàn)原理、方法與步驟

        1.實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)選用湖南長(zhǎng)慶機(jī)電科教有限公司生產(chǎn)制造的CQJP―D機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)臺(tái)為實(shí)驗(yàn)裝置:

        ①實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)架(如圖1所示):

        ②實(shí)驗(yàn)臺(tái)組件:該試驗(yàn)臺(tái)組件涵蓋了機(jī)械原理課程中講到的各種機(jī)構(gòu)的典型構(gòu)件:連桿和滑塊、齒輪和齒條、凸輪、槽輪和撥盤等,如圖2所示。另外還提供了用于連接、固定和鎖緊等輔助功能的組件:復(fù)合鉸鏈、主/從動(dòng)軸、鉸鏈支座、壓緊螺栓、層面限位套、高副鎖緊彈簧、齒條護(hù)板等。

        2.實(shí)驗(yàn)原理。機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是其原動(dòng)件的數(shù)目等于其所具有的自由度的數(shù)目。因此,如將機(jī)構(gòu)的機(jī)架及與機(jī)架相連的原動(dòng)件從機(jī)構(gòu)中拆分開來,則由其余構(gòu)件構(gòu)成的構(gòu)件組必然為一個(gè)自由度為零的構(gòu)件組。而這個(gè)自由度為零的構(gòu)件組,有時(shí)還可以拆分成更簡(jiǎn)單的自由度為零的構(gòu)件組,將最后不能再拆的最簡(jiǎn)單的自由度為零的構(gòu)件組稱為基本桿組(或阿蘇爾桿組),簡(jiǎn)稱為桿組[3]。由桿組定義,組成平面機(jī)構(gòu)的基本桿組應(yīng)滿足條件:F=3n-2P1-Ph=0 式中:n為桿組中的構(gòu)件數(shù);P1為桿組中的低副數(shù);Ph為桿組中的高副數(shù)。由于構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副數(shù)目均應(yīng)為整數(shù),故當(dāng)n、P1、Ph取不同數(shù)值時(shí),可得各類基本桿組。當(dāng)Ph=0時(shí),桿組中的運(yùn)動(dòng)副全部為低副,稱為低副桿組。其F=3n-2P1=0,故n=2P1/3,故n應(yīng)當(dāng)是2的倍數(shù),而P1應(yīng)當(dāng)是3的倍數(shù),即n=2、4、6……,P1=3、6、9……。當(dāng)n=2,P1=3時(shí),基本桿組稱為Ⅱ級(jí)組。Ⅱ級(jí)組是應(yīng)用最多的基本桿組,絕大多數(shù)的機(jī)構(gòu)均由Ⅱ級(jí)桿組組成。n=4,P1=6時(shí)的基本桿組稱為Ⅲ級(jí)桿組。由上述分析可知,機(jī)構(gòu)的組成原理為:任何平面機(jī)構(gòu)都是由若干個(gè)基本桿組(阿蘇爾桿組)依次聯(lián)接到原動(dòng)件和機(jī)架上而構(gòu)成。此原理即為機(jī)構(gòu)組合設(shè)計(jì)與搭接實(shí)驗(yàn)的基本原理。

        3.實(shí)驗(yàn)的方法與步驟。①掌握平面機(jī)構(gòu)組成原理;②熟悉實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,各零、部件功用和安裝、拆卸工具;③確定設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的類型,構(gòu)思2至3個(gè)可行方案,比較各方案優(yōu)缺點(diǎn);④對(duì)優(yōu)選方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖;⑤將優(yōu)選方案正確拆分成基本桿組;⑥正確拼接各基本桿組,將基本桿組按運(yùn)動(dòng)傳遞規(guī)律順序聯(lián)接到原動(dòng)件和機(jī)架上,進(jìn)行實(shí)物搭接和試運(yùn)轉(zhuǎn);⑦按要求完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

        此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)從培養(yǎng)學(xué)生機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的構(gòu)思和動(dòng)手實(shí)踐能力出發(fā),能夠使學(xué)生受到三個(gè)層次的訓(xùn)練:①掌握實(shí)驗(yàn)的基本技能,驗(yàn)證所學(xué)的理論,加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解;②課程學(xué)習(xí)與工程實(shí)際結(jié)合,初步具有進(jìn)行新型機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力;③鼓勵(lì)學(xué)生自己結(jié)合有生產(chǎn)背景的實(shí)際課題提出設(shè)計(jì)目標(biāo),進(jìn)行原理方案設(shè)計(jì),在鍛煉動(dòng)手實(shí)踐能力的同時(shí),加強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王汝貴,蔡敢為.兩自由度可控機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗(yàn)裝置研制[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2012,31(12):3-5,11.

        [2]蔡書平,桂亮.機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用研究[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究,2012,(4):47-49.

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