机械原理（孙桓，高等教育出版社）第一章课件

《机械原理》是机械工程领域的一门核心课程，由孙桓教授主编的高等教育出版社教材，主要探讨了机械系统的运动分析和设计。第一章主要讲解的是平面机构的结构分析，包括自由度计算、机构结构分析和杆组等内容。 我们要理解机构的组成。机构是由运动单元体，也就是构件组成的，它们在机器中起到传递运动和力，或者改变运动形式的作用。构件可以是一个单一的零件，也可以是多个零件组装成的刚性体。运动副则是构件之间的连接，允许它们之间有一定的相对运动。运动副分为高副和低副，高副如球面高副、柱面高副，它们的接触方式通常是点或线，允许更多的自由度；而低副如移动副、转动副，接触方式为面，通常限制更多的自由度。 自由度是机构学中的关键概念，它代表了构件在不受约束时的独立运动数目。平面运动的构件有三个自由度，分别是沿x、y轴的平移和绕z轴的转动。当构件组成运动副后，自由度会因为约束而减少。不同的运动副引入的约束数不同，如转动副限制一个自由度，移动副也限制一个自由度，而球面高副可以限制五个自由度。 机构运动的可能性和确定运动的条件是分析机构的基础。一个机构必须满足具有至少一个自由度并且无多余约束的条件，才能保证其具有确定的运动。机构的组成原理则涉及到如何通过不同类型的运动副将构件连接，以实现预期的运动模式。例如，平面机构的高副低代原理是指用低副替代高副，以降低制造难度和成本，同时保持机构的运动特性。 机构结构分析的内容主要包括绘制机构运动简图，这是分析机构运动的简化表示，有助于理解和研究机构的运动特性。此外，计算平面机构的自由度是判断机构能否进行确定运动的关键步骤。通过计算自由度，我们可以判断机构是否处于平衡状态，以及是否需要添加或移除某些构件或运动副来达到期望的运动效果。 这一章的学习目标是理解并掌握机构的基本概念，如运动副、运动链、自由度和约束，以及如何绘制和分析机构的运动简图。教学重点是机构运动简图的绘制和自由度的计算，这些都是进行机构设计和分析的基础。而平面机构的高副低代和组成原理则涉及到实际工程应用中的优化和简化问题，对于提升机械设计的效率和可行性至关重要。