1、甘肅工業(yè)大學(xué)專用,第一章 緒 論,11 本課程的研究對象,12 本課程的研究內(nèi)容,13 課程的性質(zhì)和學(xué)習(xí)方法,14 機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀簡介,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,11 本課程的研究對象,顧名思義，本課程研究對象為：機(jī)械,原理機(jī)械的組成原理、工作原理、分析和設(shè)計原理（方法）等。,機(jī)械,機(jī)器,機(jī)器根據(jù)某種具體使用要求而設(shè)計的多件實物的組合體。,斜面,任何機(jī)械都經(jīng)歷了：簡單復(fù)雜的發(fā)展過程。 以起重機(jī)為例，它經(jīng)歷了：,機(jī)械人造的用來減輕或替代人類勞動的多件實物的組合體。,機(jī)構(gòu),機(jī)構(gòu)能夠用來傳遞運動和力或改變運動形式的多件實物的 組合體。如：連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等。種類有限,如縫紉機(jī)、洗衣機(jī)、各類

2、機(jī)床、運輸車輛、農(nóng)用機(jī)器、起重機(jī)等。,（包括：龍門吊、鶴式吊、汽車吊、卷揚機(jī)、叉車、電梯電腦控制）。一般而言， 機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱,杠桿,起重轱轆,滑輪組,手動(電動)葫蘆,現(xiàn)代起重機(jī),甘肅工業(yè)大學(xué)專用,典型機(jī)器的分析：,1.內(nèi)燃機(jī),活塞的往復(fù)運動通過連桿變位曲軸的連續(xù)轉(zhuǎn)動，,凸輪和頂桿用來啟閉進(jìn)氣閥和排氣閥；,兩個齒輪用來保證進(jìn)、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)動作，,各部分協(xié)調(diào)動作的結(jié)果，就將燃料中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為曲軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。,該組合體稱為：曲柄滑塊機(jī)構(gòu),稱為：凸輪機(jī)構(gòu),稱為：齒輪機(jī)構(gòu),內(nèi)燃機(jī),機(jī)器的種類繁多，結(jié)構(gòu)、性能和用途等各不相同，但具有相同的基本特征。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,2.工件自動

3、載送裝置,含帶傳動機(jī)構(gòu)、蝸桿傳動、 凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)等。,滑桿左移時，夾持器將工件夾住。,滑桿帶著工件右移時，夾持器動爪受擋塊的壓迫將工件松開，工件落入載送器被傳送到下一道工序。 強(qiáng)調(diào)代替人類完成有用工作,機(jī)器的共有特征：,人造的實物組合體；,各部分有確定的相對運動；,代替或減輕人類勞動完成有用 功或?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換 機(jī)器的作用,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,機(jī)器的分類：,原動機(jī)實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換（如內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)、電動機(jī)）種類有限,工作機(jī)完成有用功（如機(jī)床等） 種類繁多,工作機(jī)的組成：,原動部分是工作機(jī)動力的來源，最常見的是電動機(jī)和內(nèi)然機(jī)。,工作部分完成預(yù)定的動作，位于傳動路線的終點。,傳動部分聯(lián)接原動機(jī)和工

4、作部分的中間部分。,控制部分保證機(jī)器的啟動、停止和正常協(xié)調(diào)動作。 其關(guān)系如下,原動機(jī),傳動,工作,控制,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,皮帶（傳動）,電機(jī)（原動）,定時器（控制）,葉輪（工作）,試分析洗衣機(jī)的各組成部分,同理，通過對典型機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析可知：,機(jī)構(gòu)的共有特征：,人造的實物組合體；,各部分有確定的相對運動；,用來傳遞力或?qū)崿F(xiàn)運動的轉(zhuǎn)換。,機(jī)構(gòu)的分類：通用機(jī)構(gòu)和專用機(jī)構(gòu)。,通用機(jī)構(gòu)-用途廣泛，如齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)等。,專用機(jī)構(gòu)-只能用于特定場合，如鐘表的擒縱機(jī)構(gòu)。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,機(jī)器與機(jī)構(gòu)的關(guān)系：由兩個實例推廣到一般,任意復(fù)雜的機(jī)器都是由若干組機(jī)構(gòu)按一定規(guī)律組合而成的。 實際機(jī)器的種類有成千上萬

5、種，但機(jī)構(gòu)的種類確有限。它們之間的關(guān)系類同化合物與化學(xué)元素,由機(jī)器與機(jī)構(gòu)的共有特征可知：機(jī)器與機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)和運動方面并無區(qū)別（僅作用不同） ，故統(tǒng)稱為機(jī)械。,本課程研究重點：通用機(jī)構(gòu),甘肅工業(yè)大學(xué)專用,12 本課程的研究內(nèi)容,1. 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析 基本知識,a) 研究機(jī)構(gòu)運動的可能性; 能否運動,b) 機(jī)構(gòu)運動的確定性；下一個位置和運動方向是否唯一,d) 機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分類。,2. 機(jī)構(gòu)的運動學(xué),a) 機(jī)構(gòu)上某些特殊點的位置、速度、加速度的求法和機(jī) 構(gòu)的運動規(guī)律；不考慮引起機(jī)構(gòu)運動的力的作用，僅從幾何的觀點來研究,c) 機(jī)構(gòu)運動簡圖的繪制方法；用簡單圖形表示復(fù)雜機(jī)構(gòu),b)設(shè)計新機(jī)構(gòu)的方法。按

6、一定幾何條件和運動條件,3. 機(jī)器動力學(xué),a) 分析機(jī)構(gòu)的受力情況及力做功的情況；,b) 分析機(jī)器在已知外力作用下的運動；,c) 機(jī)器的調(diào)速和平衡方法。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,按解決問題的性質(zhì)，本課程研究內(nèi)容又可分為兩大類：,1)機(jī)構(gòu)分析對已有機(jī)構(gòu)的研究。包括結(jié)構(gòu)、運動和力分析。,2)機(jī)構(gòu)綜合設(shè)計新的機(jī)構(gòu)。包括型綜合、尺度綜合、運動 和動力綜合。,稱綜合而非設(shè)計的理由：,在解決機(jī)構(gòu)的設(shè)計問題時，僅限于根據(jù)運動和動力要求，確定機(jī)構(gòu)各部分與運動相關(guān)的尺寸，不涉及各個具體零件的強(qiáng)度計算，具體形狀和結(jié)構(gòu)、材料選擇等因素，得出的結(jié)果是機(jī)構(gòu)運動簡圖，而非工程化的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖。,本課程要解決的問題,屬于機(jī)械設(shè)計課

7、程的范疇,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,課程性質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)課,作用承前啟后,先修課程包括：高等數(shù)學(xué)、普通物理、工程制圖、理論力學(xué)，,通過本課程的學(xué)習(xí)，可為今后學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計、機(jī)床夾具設(shè)計、機(jī)床、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)課程打下基礎(chǔ)，,課程特點：,1）實踐性強(qiáng)。,13 課程的性質(zhì)和學(xué)習(xí)方法,2）綜合性強(qiáng)。本課程學(xué)習(xí)要綜合運用已學(xué)過的知識，約有1/3的內(nèi)容與理論力學(xué)有關(guān)。有些內(nèi)容可以說是理論力學(xué)的延續(xù)與擴(kuò)展（用理論力學(xué)的原理分析具體的機(jī)械）。因此，一定要復(fù)習(xí)號理論力學(xué)中的有關(guān)內(nèi)容，如運動學(xué)、摩擦學(xué)等。,本課程是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，其研究對象是在生產(chǎn)實際中廣泛應(yīng)用的機(jī)械，所要解決的問題大多數(shù)是工程中的實際問題（與理論力學(xué)的

8、不同點），因此要求學(xué)生加強(qiáng)基本技能的訓(xùn)練，如簡圖測繪、齒輪參數(shù)測量等。要培養(yǎng)工程素養(yǎng)，作圖應(yīng)嚴(yán)格按要求進(jìn)行。要重視實驗課。,3）獨立性強(qiáng)。各章內(nèi)容彼此獨立，前后聯(lián)系不甚密切。因此，要經(jīng)常復(fù)習(xí)前面已學(xué)過的內(nèi)容，以免出現(xiàn)猴子扮苞米的現(xiàn)象。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,4) 本課程有四多： 內(nèi)容多、概念多、符號多、公式多。 不要求死記硬背，關(guān)鍵在于理解，重點在于應(yīng)用。會用自然能記住。,如何學(xué)習(xí)本課程？,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 合的基本方法。,2）注意把一般原理和方法與具體運用密切聯(lián)系起來。并用所 學(xué)知識觀察日常生活與生產(chǎn)遇到的各種機(jī)械。,本課程研究機(jī)械的途徑：,1) 研究機(jī)械所

9、具有的一般共性問題。如機(jī)構(gòu)的組成原理、機(jī)構(gòu)運動學(xué)、機(jī)器動力學(xué)。,2) 研究各種常用機(jī)構(gòu)的運動和動力性能，以及它們的設(shè)計 方法。,3）注意培養(yǎng)運用所學(xué)基本理論與方法去分析和解決工程實際 問題的能力。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,4) 注意培養(yǎng)綜合分析、全面考慮問題的能力。解決同一實際 問題，往往有多種方法和結(jié)果，要通過分析、對比、判斷 和決策，做到優(yōu)中選優(yōu)。,5) 注意培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的工作作風(fēng)。在今后的工作 中要與各種武器裝備打交道，稍有不慎，即可能造成損失。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,當(dāng)今世界正經(jīng)歷著一場新的技術(shù)革命。新概念、新理論、新方法、新工藝不斷涌現(xiàn)。同樣，機(jī)械學(xué)科也發(fā)展迅猛，,發(fā)展方向：高速、重

10、載、高精度、高效率、低噪聲 5倍音速的飛機(jī)、幾十萬噸的輪船、米級打擊精度、細(xì)胞克隆操作、磁懸浮列車、低噪聲潛艇,14 機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀簡介,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大：上天、入地、下海、甚至鉆入人體內(nèi)。 太空探險、水平鉆探、深海采礦、打撈作業(yè)、血管清理,本學(xué)科的研究課題與日俱增,機(jī)械學(xué)科與其他學(xué)科的交叉滲透作用增強(qiáng)：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)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)、機(jī)器人機(jī)械學(xué)、機(jī)械CAD。,新機(jī)構(gòu)不斷涌現(xiàn)-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。,注重機(jī)械的動力性能-在機(jī)械分析與綜合時，由只考慮運動性能過渡到同時

11、考慮其動力性能。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,考慮到機(jī)械的動態(tài)特性-機(jī)械在運動過程中，構(gòu)件的振動和彈性變形、運動副的間隙和構(gòu)件 尺度誤差，對運動及動力性能的影響。,連桿機(jī)構(gòu)-重視了空間連桿機(jī)構(gòu)、多桿多自由度機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)彈性動力學(xué)和動力平衡研究。,齒輪機(jī)構(gòu)-發(fā)展了齒輪嚙合原理、提出了許多性能優(yōu)異的新型齒廓曲線和新型傳動、加速了對高速齒輪、精密齒輪、微型齒輪的研究。,凸輪機(jī)構(gòu)-十分重視對高速凸輪機(jī)構(gòu)的研究。,另外，為了適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械高速度、高節(jié)拍、高性能的需要，研制了高速高定位精度的分度機(jī)構(gòu)、具有優(yōu)良性能的組合機(jī)構(gòu)，以及各種機(jī)構(gòu)的變異與組合等。,在對機(jī)械的分析與綜合中，計算機(jī)的作用日益重要，發(fā)展并推廣了計算

12、機(jī)輔助設(shè)計(CAD)、優(yōu)化設(shè)計、考慮誤差的概率設(shè)計。,新的設(shè)計手段日新月異,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,在機(jī)械原理的各個領(lǐng)域，每年都有大量內(nèi)容新穎的文獻(xiàn)資料出現(xiàn)。,作為技術(shù)基礎(chǔ)課程，只介紹一些最基本的原理和方法。,為了實現(xiàn)我國的國防現(xiàn)代化，必然要有大量的機(jī)械化、自動化的武器裝備于部隊，這些武器從何來？恐怕大多數(shù)只能靠我國自力更生解決，這是一項十分艱巨的任務(wù)，設(shè)計、制造、使用、維護(hù)現(xiàn)代化的武器裝備，需要大批的機(jī)械方面專業(yè)人才。在座的各位都是未來的工程師和部隊的主要技術(shù)骨干，掌握好本課程的有關(guān)知識，將為你們未來的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。最后希望我們共同努力，把這門課程教好學(xué)好。,3）仔細(xì)觀察實物和模型，歡迎到實驗室