機械原理

哈爾濱工業(yè)大學2004年2月第一章緒論

§1-1機械原理課程的研究對象與內容機械是機器與機構的總稱。機械機器機構研究對象：什么是機器呢？什么是機構呢？普通車床數控車床數控銑床，這是一種機器，主要用來加工平面和曲面。主軸安裝銑刀工作臺鋸床并聯機床原型機數控壓彎機數控剪板機美國西科斯基公司生產的“黑鷹”直升機主旋翼尾旋翼“神舟五五號”發(fā)射時的的情景。。發(fā)射塔、運載火箭箭都是龐大大的機器。索杰納火火星車它是美國國國家航航空航天天局于格格林威治治時間1997年7月月4日17時07分發(fā)發(fā)射的火火星探路路者號宇宇宙飛船船成功地地在火星星表面著著陸，該該飛船攜攜帶了索索杰納火火星車，，這也是是一種機機器。世界最最小小的微微型型機械械人人World'ssmallestrobot美國山迪迪亞國家家實驗室室的科學學家，成成功研制制了相信信是世界界最小的的微型機機械人，，這微型型機械人人體積只只有四分分之一立立方寸，，體重小小於一盎盎司。什么是機機器呢？？機器是一一種人為為實物組組合的具具有確定定機械運運動的裝裝置，它它用來完完成有用用功、轉轉換能量量或處理理信息，，以代替替或減輕輕人類的的勞動。。一部機器器可能包包含多種種類型的的機構，，也可能能只包含含一種機機構。凸輪機構構齒輪機構構連桿機構構什么是機機構呢？？機構可以定義義為：是是一個具具有確定定的機械械運動的的構件系系統(tǒng)，或或稱它是是用來傳傳遞運動動和動力力的可動動裝置。。在《機械械原理》》課程中中要研究究以下內內容：1、機構構的分析析（1）機機構的結結構分析析研究機構構的組成成原理，，即機構構組成的的一般規(guī)規(guī)律。研究機構構運動的的可能性性與確定定性的條條件。（2）機機構的運運動分析析研究在給給定原動動件運動動的條件件下，機機構各點點的軌跡跡、位移移、速度度、加速速度等運運動特性性?！皺C械原原理”是是一門從從力學原原理的角角度研究究機械的的組成、、分析與與設計基基本理論論的課程程，是一一門技術術基礎課課。2、常用用機構的的設計問問題主要研究究：連桿桿機構、、凸輪機機構、齒齒輪機構構、間歇歇運動機機構等的的設計理理論和設設計方法法。3、機械械系統(tǒng)運運動方案案設計4、機械械動力學學問題主要研究究：如何何根據機機器的功功能來確確定運動動方案。。主要研究究：機械械系統(tǒng)的的真實運運動規(guī)律律、機械械的調速速和機構構的平衡衡。（3）機機構的力力分析研究機構構的各構構件和運運動副中中力的計計算、摩摩擦及效效率問題題。研究內容容：機械設計計的一般般過程：：需求分析機械方案案設計計機械方案案運動分析析機械方案案動力分析析機械械造型設計計機械工作能力設計確定定工藝方案確定定工藝參數機械結構設計計一臺典型的現現代化機器是是由四個部分分組成的，即即原動機、傳動動機構、執(zhí)行行機構和控制制系統(tǒng)。機器原動機傳動機構執(zhí)行機構控制系統(tǒng)§1-2現代化機器的的組成原動機用于提供動力力發(fā)電機化石燃料水能太陽能內燃機外燃機電動機風能水輪機風力機太陽能電池機器化石燃料內燃機機器化石燃料外燃機機器水能風能水輪機風力機機器機器液壓馬達電動機機器泵液壓缸氣壓馬達電動機機器空氣壓縮機氣缸原動機主要有有電動、液動動、氣動三種種形式從運動形式來來劃分有回轉轉、往復直線線和步進等多多種運動形式式常用原動機形形式電動原動機:電動原動機的的形式是：電電動機從運動形式看看，電動機有有輸出轉動的的回轉電動機機和輸出往復復移動的直線線電動機從電源形式看看，電動機有有使用交流電電源的交流電電動機和使用用直流電源的的直流電動機機從控制形式看看，有輸出位位移、速度都都不可控制的的電動機，有有輸出位移、、速度、力矩矩可以控制的的控制電動機機。這是最常用的的交流異步電電動機這是步進電機，它可以按輸輸入的電脈沖沖數回轉相應應的角度。這是伺服電動機，它可以精確確的控制電動動機的輸出位位移和轉速。。液壓原動機:液壓原動機的的形式是：液液壓馬達和液液壓油缸。液壓馬達輸出出回轉運動，，液壓油缸輸輸出往復直線線運動。BM型擺線液壓馬馬達液壓油缸氣動原動機:氣動原動機的的形式是：氣氣動馬達和氣氣缸。氣動馬達輸出出回轉運動，，氣缸輸出往往復直線運動動。葉片馬達柱塞馬達無導桿氣缸有導桿氣缸氣缸缸傳動機構將運動和動力力傳遞或變換換給執(zhí)行機構構在傳動機構中中一般首先與與電機聯接的的是減速機構構，最常用的的是各種類型型的減速器、、變速器等。。圓柱齒輪減速速器錐齒輪減速器器擺線針輪減速速器38mm50mm50mm50mm直流伺服電機（100W）重量<0.7kg額定輸出扭矩矩45Nm最大輸出扭矩矩80Nm短程地對地導導彈電舵機電動機轉速4200rpm輸出轉速13rpm執(zhí)行機構用于實現機器器的功能，如如機床的刀架架、機器人的的手爪等。該機器人的手手爪協(xié)調運動動夾持球體實實現任意運動動，這是一種種智能型機器器人。全方位準橢球球齒輪柔性關關節(jié)控制系統(tǒng)用于實現機器器執(zhí)行機構之之間的工作協(xié)協(xié)調，或者各各機器之間的的工作協(xié)調。?？刂颇Ｊ皆瓌訖C傳動機構執(zhí)行機構控制系統(tǒng)原動機傳動機構執(zhí)行機構控制系統(tǒng)原動機傳動機構執(zhí)行機構§1-3設設計與創(chuàng)新新一、設計設計是基礎理理論，應用技技術和實踐經經驗綜合應用用的過程設計本身就是是一種創(chuàng)造性性勞動超聲波發(fā)生器二、創(chuàng)新◆自然科學領領域的最高成成就是發(fā)現◆應用技術領領域的最高成成就是發(fā)明◆基礎理論知知識◆應用技術知知識◆實踐經驗發(fā)明：◆強烈的創(chuàng)新新意識◆勤奮的工作作兩用折疊椅雙曲面滾柱柱加載器外環(huán)內環(huán)同向傳動齒齒輪葉片差速泵泵本章結束飛船與火