1、關(guān)于機(jī)械原理n課程性質(zhì):技術(shù)基礎(chǔ)課程n課程特點(diǎn): 理論與應(yīng)用并重 評價指標(biāo): 期末60% 平時40% (出勤、作業(yè)、課堂提問等) 第第1 1章章 緒緒 論論 1.1 1.1 本課程研究的對象及內(nèi)容本課程研究的對象及內(nèi)容 1.2 1.2 學(xué)習(xí)本課程的目的學(xué)習(xí)本課程的目的 1.3 1.3 如何進(jìn)行本課程的學(xué)習(xí)如何進(jìn)行本課程的學(xué)習(xí) 1.4 1.4 機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀簡介機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀簡介本章本章重點(diǎn)重點(diǎn)、難點(diǎn)難點(diǎn) 本章主要介紹本課程的研究本章主要介紹本課程的研究對象對象和主要和主要內(nèi)容內(nèi)容。 重點(diǎn)是熟悉本課程的研究對象以及研究內(nèi)容，重點(diǎn)是熟悉本課程的研究對象以及研究內(nèi)容，對學(xué)科發(fā)展動向有一定

2、了解。對學(xué)科發(fā)展動向有一定了解。 難點(diǎn)是掌握難點(diǎn)是掌握機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)、機(jī)器機(jī)器、機(jī)械機(jī)械的基本概念、它的基本概念、它們的作用、區(qū)別與聯(lián)系。們的作用、區(qū)別與聯(lián)系。 1.1 本課程研究的對象及內(nèi)容本課程研究的對象及內(nèi)容 1 1 研究對象研究對象 機(jī)械原理的研究對象是機(jī)械原理的研究對象是機(jī)械機(jī)械， 機(jī)械是機(jī)械是機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)與與機(jī)器機(jī)器的總稱。的總稱。 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的定義的定義: :用來傳遞與變換運(yùn)動和力的可動的裝置。用來傳遞與變換運(yùn)動和力的可動的裝置。 常用的機(jī)構(gòu)包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、齒常用的機(jī)構(gòu)包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪系、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、萬向聯(lián)軸器等。輪系、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)

3、構(gòu)、萬向聯(lián)軸器等。 機(jī)器機(jī)器的定義：一種用來變換或傳遞的定義：一種用來變換或傳遞能量能量、物料物料與與信息信息的機(jī)構(gòu)的組合。的機(jī)構(gòu)的組合。例如：電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)用來變換能量 機(jī)床用來變換物料的狀態(tài) 汽車、起重機(jī)用來傳遞物料 計算機(jī)用來變換信息 注意注意：機(jī)構(gòu)的數(shù)量是有限的。：機(jī)構(gòu)的數(shù)量是有限的。 機(jī)器機(jī)器與與機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)之間的關(guān)系之間的關(guān)系機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成的。機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成的。氣缸體氣缸體1活塞活塞2進(jìn)氣閥進(jìn)氣閥3排氣閥排氣閥4連桿連桿5曲軸曲軸6凸輪凸輪7頂桿頂桿8齒輪齒輪10內(nèi)燃機(jī)連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu) 齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu) 例如，圖示例如，圖示單缸內(nèi)燃機(jī)單缸內(nèi)燃機(jī)中就包含了三種常用機(jī)

4、構(gòu)：連中就包含了三種常用機(jī)構(gòu)：連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)。桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)。工件自動裝卸裝置工件自動裝卸裝置 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的作用：一是用來將一種運(yùn)動形式（如旋轉(zhuǎn)）變的作用：一是用來將一種運(yùn)動形式（如旋轉(zhuǎn)）變換成另外一種運(yùn)動形式，二是用來傳遞動力。換成另外一種運(yùn)動形式，二是用來傳遞動力。 機(jī)器機(jī)器的作用：代替或減輕人類勞動，或?qū)⒁环N能量的作用：代替或減輕人類勞動，或?qū)⒁环N能量（物料、信息）形式轉(zhuǎn)換成另一種形式。（物料、信息）形式轉(zhuǎn)換成另一種形式。現(xiàn)代機(jī)器一般由以下四部分組成現(xiàn)代機(jī)器一般由以下四部分組成：控制部分原動部分傳動部分執(zhí)行部分自動洗衣機(jī)的組成：自動洗衣機(jī)的組成：控制器控制器( (

5、控制部分控制部分) )電動機(jī)電動機(jī)( (原動部分原動部分) )減速器減速器( (傳動部分傳動部分) )波輪波輪( (工作部分工作部分) )帶帶( (傳動部分傳動部分) )本課程主要包括以下內(nèi)容：本課程主要包括以下內(nèi)容：（1 1） 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的基本知識。機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的基本知識。（2 2）機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析。）機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析。（3 3）機(jī)器動力學(xué)。）機(jī)器動力學(xué)。（4 4）常用機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計。）常用機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計。（5 5）機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計。）機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計。 2 2 研究內(nèi)容研究內(nèi)容 機(jī)械原理所學(xué)的內(nèi)容是有關(guān)機(jī)械的基礎(chǔ)知識，是機(jī)械類各機(jī)械原理所學(xué)的內(nèi)容是有關(guān)機(jī)械的基礎(chǔ)知識，是機(jī)械類各專業(yè)必

6、修的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。專業(yè)必修的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。 1.2 學(xué)習(xí)本課程的目的學(xué)習(xí)本課程的目的（1 1）認(rèn)識機(jī)械，了解機(jī)械；）認(rèn)識機(jī)械，了解機(jī)械；（2 2）掌握方法，分析機(jī)械；）掌握方法，分析機(jī)械；（3 3）開闊思路，設(shè)計與創(chuàng)新新機(jī)械；）開闊思路，設(shè)計與創(chuàng)新新機(jī)械；（4 4）更新觀念，發(fā)展機(jī)械學(xué)科。）更新觀念，發(fā)展機(jī)械學(xué)科。 1.3 如何進(jìn)行本課程的學(xué)習(xí)如何進(jìn)行本課程的學(xué)習(xí) 1 1 研究途徑：研究途徑： 本課程著重研究以下兩大部分內(nèi)容：本課程著重研究以下兩大部分內(nèi)容： （1 1）、研究各種機(jī)構(gòu)和機(jī)器所具有的一般共性問題。）、研究各種機(jī)構(gòu)和機(jī)器所具有的一般共性問題。 （ 2 2）、研究

7、各種機(jī)器中常用的一些機(jī)構(gòu)的性能及其設(shè)計方法，）、研究各種機(jī)器中常用的一些機(jī)構(gòu)的性能及其設(shè)計方法，以及機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計的問題。以及機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計的問題。 2 2 學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法（1 1）著重搞清楚基本概念，理解基本原理，掌握機(jī)構(gòu)分析與綜）著重搞清楚基本概念，理解基本原理，掌握機(jī)構(gòu)分析與綜合的基本方法，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力合的基本方法，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力 。 （4 4）復(fù)習(xí)有關(guān)例題、習(xí)題，歸納總結(jié)解題思路。）復(fù)習(xí)有關(guān)例題、習(xí)題，歸納總結(jié)解題思路。（2 2）要有工程觀點(diǎn)，培養(yǎng)分析對比判斷和決策能力；）要有工程觀點(diǎn)，培養(yǎng)分析對比判斷和決策能力；（3 3）善于理論聯(lián)系實(shí)際，多看多想。）善于理論

8、聯(lián)系實(shí)際，多看多想。應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大上天上天( (太空探險太空探險) )、入地、入地( (水平鉆探水平鉆探) )、下海下海( (深?？碧?、打撈作業(yè)深海勘探、打撈作業(yè)) )、甚至鉆入人體內(nèi)、甚至鉆入人體內(nèi)( (血管清血管清理理) )。與其他學(xué)科的交叉滲透作用增強(qiáng)與其他學(xué)科的交叉滲透作用增強(qiáng)與電子工程、計與電子工程、計算機(jī)科學(xué)、控制工程、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等相互滲算機(jī)科學(xué)、控制工程、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等相互滲透，誕生了若干新學(xué)科。如機(jī)械電子學(xué)、仿生機(jī)械學(xué)、透，誕生了若干新學(xué)科。如機(jī)械電子學(xué)、仿生機(jī)械學(xué)、機(jī)器人機(jī)械學(xué)、機(jī)械機(jī)器人機(jī)械學(xué)、機(jī)械CADCAD等。等。新機(jī)構(gòu)不斷涌現(xiàn)新機(jī)構(gòu)不斷涌現(xiàn)如自

9、控機(jī)構(gòu)、機(jī)器人機(jī)構(gòu)、仿生如自控機(jī)構(gòu)、機(jī)器人機(jī)構(gòu)、仿生機(jī)構(gòu)、柔性及彈性機(jī)構(gòu)、機(jī)電氣液綜合機(jī)構(gòu)等。機(jī)構(gòu)、柔性及彈性機(jī)構(gòu)、機(jī)電氣液綜合機(jī)構(gòu)等。注重機(jī)械的動力性能注重機(jī)械的動力性能在機(jī)械分析與綜合時，由只在機(jī)械分析與綜合時，由只考慮運(yùn)動性能過渡到同時考慮其動力性能?？紤]運(yùn)動性能過渡到同時考慮其動力性能。機(jī)械機(jī)械原理原理學(xué)科學(xué)科的發(fā)的發(fā)展展 1.4 1.4 機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀簡介機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀簡介多種星際探測器多種星際探測器和和平平號號空空間間站站國國際際空空間間站站 空中客車空中客車A380A380的最的最大載客量為大載客量為840840人，最大人，最大航程航程16,000 km16,000

10、km，是目，是目前全球載客量最大的飛機(jī)。前全球載客量最大的飛機(jī)。 波音波音777-200LR777-200LR客客機(jī)的載客量為機(jī)的載客量為301301人，最人，最大飛行距離為大飛行距離為17,500 17,500 kmkm，是目前世界上航程，是目前世界上航程最遠(yuǎn)的客機(jī)。最遠(yuǎn)的客機(jī)。深井鉆探設(shè)備深井鉆探設(shè)備沙漠石油鉆探作業(yè)沙漠石油鉆探作業(yè)定向鉆井是一種新技術(shù)，可不用移動井架就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離水平鉆探。定向鉆井是一種新技術(shù)，可不用移動井架就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離水平鉆探。海洋石油海洋石油鉆探平臺鉆探平臺海海底底探探索索救助打撈救助打撈形形色色的水下機(jī)器人形形色色的水下機(jī)器人60006000米水下機(jī)器人米水下機(jī)器

11、人人體器官內(nèi)的微型機(jī)器人人體器官內(nèi)的微型機(jī)器人醫(yī)療醫(yī)療機(jī)器機(jī)器人正人正輔助輔助心臟心臟病手病手術(shù)術(shù) 磁懸浮列車磁懸浮列車的動力學(xué)特性是的動力學(xué)特性是懸浮控制與走行懸浮控制與走行控制的關(guān)鍵因素控制的關(guān)鍵因素 磁懸浮列車磁懸浮列車的運(yùn)行速度高達(dá)的運(yùn)行速度高達(dá)550 km/h550 km/h 仿生機(jī)構(gòu)學(xué)的研究一直受到很大重視。不少國仿生機(jī)構(gòu)學(xué)的研究一直受到很大重視。不少國家積極開展對人的手指、手腕和手臂的結(jié)構(gòu)、動作家積極開展對人的手指、手腕和手臂的結(jié)構(gòu)、動作原理和運(yùn)動范圍的分析研究，已研制出各種多自由原理和運(yùn)動范圍的分析研究，已研制出各種多自由度的生物電控或聲控的機(jī)械假手，造福于人類。同度的生物電控

12、或聲控的機(jī)械假手，造福于人類。同時，各種仿生步行機(jī)構(gòu)也不斷被研究出來。時，各種仿生步行機(jī)構(gòu)也不斷被研究出來。 另外，通過研制蛇形機(jī)構(gòu)來探測管道另外，通過研制蛇形機(jī)構(gòu)來探測管道故障；通過魚游機(jī)構(gòu)研制來解決深水探測故障；通過魚游機(jī)構(gòu)研制來解決深水探測問題。問題。 隨著人們對各種仿生機(jī)構(gòu)的深入研究，隨著人們對各種仿生機(jī)構(gòu)的深入研究，將會有利于創(chuàng)造出各種新穎的、具有特殊將會有利于創(chuàng)造出各種新穎的、具有特殊功能的新機(jī)構(gòu)來。功能的新機(jī)構(gòu)來。中中國國首首臺臺擬擬人人形形機(jī)機(jī)器器人人翩翩翩翩起起舞舞的的機(jī)機(jī)器器人人仿真美女仿真美女機(jī)器人機(jī)器人各式各樣的仿生機(jī)械各式各樣的仿生機(jī)械蜂鳥偵察機(jī)蜂鳥偵察機(jī) 隨著現(xiàn)代科

13、學(xué)技術(shù)的發(fā)展，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代中后期興起了對微型機(jī)械年代中后期興起了對微型機(jī)械（或稱為微型機(jī)電系統(tǒng)）的研制，以適應(yīng)生物、環(huán)境控制、醫(yī)學(xué)、航空航（或稱為微型機(jī)電系統(tǒng)）的研制，以適應(yīng)生物、環(huán)境控制、醫(yī)學(xué)、航空航天、數(shù)字通信、傳感技術(shù)、靈巧武器等領(lǐng)域在微小型化方面提出的日益增天、數(shù)字通信、傳感技術(shù)、靈巧武器等領(lǐng)域在微小型化方面提出的日益增長的要求。長的要求。 微型機(jī)械在尺度、構(gòu)造、材料、制造方法和工作原理等方面都與傳統(tǒng)微型機(jī)械在尺度、構(gòu)造、材料、制造方法和工作原理等方面都與傳統(tǒng)機(jī)械截然不同。微型機(jī)械具有體積小、重量輕、能耗低、集成度高和智能機(jī)械截然不同。微型機(jī)械具有體積小、重量輕、能