機械設(shè)計基礎(chǔ)

機械原理主講人：方芳機械原理課程說明:1．成績評定平時：20%（考勤、作業(yè)成績、課堂提問）實驗：10%期末考試：70%；2．作業(yè)要求3．考勤總學時：58時學分：3分2參考書:《機械原理》，王知行、劉廷榮主編，高等教育出版社，2000年2月《機械原理教程》，申永勝主編，清華大學出版社，1999年8月《機械原理輔導與習題全解》，郭維林主編，中國水利水電出版社，2009年1月《機械原理學習指南》，陳作模主編，高等教育出版社，2008年5月《機械原理常見題型解析及模擬題》，葛文杰主編，西工大出版社，1999年6月3第一章緒論重點：本課程研究的對象和研究的內(nèi)容難點：掌握本課程的特點，靈活應(yīng)用學習方法4第一章緒論§1-1本課程研究的對象及內(nèi)容§1-2學習本課程的目的§1-3本課程的特點及學習時注意的幾個問題學什么?為什么學？如何學?5§1-1本課程研究的對象及內(nèi)容一、研究對象機械機器：是指一種執(zhí)行機械運動裝置，可用來變換和傳遞能量、物料和信息。機構(gòu)：是指一種用來傳遞與變換運動和力的可動裝置。1、機器

6內(nèi)燃機7六自由度關(guān)節(jié)式工業(yè)機器人控制系統(tǒng)示教板操作機8焊接機器人9仿生智能機械10蒸汽機車內(nèi)燃機車電力機車機車11汽車12船舶13飛機14為了說明機器究竟具有哪些特征？它又是怎樣組成的呢？先來看兩個典型的實例：1）內(nèi)燃機

(圖1-1)：把燃氣燃燒時產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機械能。內(nèi)燃機65438712910汽缸體1、活塞2、進氣閥3、排氣閥4、連桿5、曲軸6、凸輪7、頂桿8、齒輪9、10組成：15工作原理：1.活塞下行，進氣閥開啟，混合氣體進入汽缸；2.活塞上行，進氣閥關(guān)閉，混合氣體被壓縮，在頂部點火燃燒；3.高壓燃燒氣體推動活塞下行，兩氣閥關(guān)閉；4.活塞上行，排氣閥開啟，廢氣體被排出汽缸。內(nèi)燃機的工作過程：內(nèi)燃機65438712910進氣壓縮爆炸排氣16內(nèi)燃機各部分的作用：活塞的往復運動通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的連續(xù)轉(zhuǎn)動——曲柄滑塊機構(gòu)凸輪和頂桿用來啟閉進氣閥和排氣閥——凸輪機構(gòu)兩個齒輪用來保證進、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)動作——齒輪機構(gòu)

內(nèi)燃機172）牛頭刨床(如圖)：由電動機1、小齒輪2、與大齒輪固定在一起的曲柄3、滑塊4和6、導桿5、刨頭7、工作臺8、絲杠9、床身10等組成。電能機械能。18工作原理：

電動機皮帶、齒輪傳動曲柄3(回轉(zhuǎn))工作臺8(橫向移動)導桿5(往復擺動)刨頭7(往復直線移動)通過其他輔助部分帶動絲杠9(間歇回轉(zhuǎn))刨削動作

產(chǎn)生實現(xiàn)工件的進給動作19機器具有以下幾個共同的特征：

①多種實物的組合體；②各實物之間具有確定的相對運動；③能完成有用的機械功或轉(zhuǎn)換機械能，可用來代替或減輕人類的勞動；∴機器是根據(jù)某種使用要求而設(shè)計的一種人為實物組合的執(zhí)行機械運動的裝置，其作用是變換或傳遞能量、物料、信息，以代替或減輕人類的勞動。傳統(tǒng)機器④具有自我調(diào)節(jié)、自我控制的能力。如機器人、機械手。20機器的組成：一臺發(fā)展完善的現(xiàn)代化機器由四部分組成：即：原動機、傳動機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)和控制系統(tǒng)。(1)原動機：為機器運轉(zhuǎn)提供動力，常用的原動機有電動機、內(nèi)燃機、液壓機、氣動機等。電動機可以把電能轉(zhuǎn)化成機械能；內(nèi)燃機可把燃料燃燒的化學能轉(zhuǎn)換成機械能。齒輪減速器多缸內(nèi)燃機21(2)傳動機構(gòu)：按執(zhí)行機構(gòu)作業(yè)的特定要求，把原動機的運動和動力傳遞給執(zhí)行機構(gòu)。(3)執(zhí)行機構(gòu)：它是一部機器中最接近作業(yè)工作端的機構(gòu)，它通過執(zhí)行構(gòu)件與被作業(yè)件相接觸，以完成作業(yè)任務(wù)。起重機挖掘機22(4)控制系統(tǒng)：用來處理機器各組成部分之間，以及與外部其它機器之間的工作協(xié)調(diào)關(guān)系，它通常由各種計算機和控制器組成。原動機傳動機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)控制系統(tǒng)各組成部分關(guān)系:傳統(tǒng)的機器：現(xiàn)代機器：232、機構(gòu)

常用的機構(gòu)有：

（1）齒輪機構(gòu)(Gear

mechanism)

機件形狀特點：具有輪齒；運動特點：把高速轉(zhuǎn)動變?yōu)榈退俎D(zhuǎn)動或反之。齒輪機構(gòu)24（2）凸輪機構(gòu)(Cammechanism)

主要機件：具有特定輪廓曲線的凸輪；

運動特點：從動件(推桿)按指定的運動規(guī)律作周期性的往復移動或擺動。（3）連桿機構(gòu)(Linkagemechanism)

機件基本形狀：桿狀或塊狀；

運動特點：能實現(xiàn)轉(zhuǎn)動、擺動、移動等運動形式的相互轉(zhuǎn)換。

連桿機構(gòu)凸輪機構(gòu)254）間歇運動(intermittentmotion)機構(gòu):5）帶、鏈傳動(belt、chaindrive)機構(gòu)：6）螺旋機構(gòu)(Screwmechanism)

：間歇機構(gòu)三角帶傳動鏈傳動螺旋機構(gòu)26∴機構(gòu)是一個具有相對機械運動的構(gòu)件系統(tǒng)，用來傳遞與變換運動和動力的可動裝置。它是機器的重要組成部分。機構(gòu)具有機器的前兩個特征。機器和機構(gòu)從結(jié)構(gòu)和運動的觀點來看，兩者之間并無區(qū)別。因此，人們常用“機械”一詞來作為它們的總稱。因為各種機器是由不同的機構(gòu)組合而成的，而機構(gòu)的類型是有限的，所以本課程的主要研究對象是機構(gòu)。271、機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析2、機構(gòu)的運動分析3、機器動力學問題包括5個方面1)分析受力、作功、效率；3)研究調(diào)速和平衡問題。2)研究真實運動；二、研究內(nèi)容4)常用機構(gòu)的分析和設(shè)計：5)機構(gòu)的選型及機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計。28從所研究內(nèi)容的性質(zhì)來看，可歸納為兩個方面：2）機械的設(shè)計(綜合)1）機械的分析29§1-2本課程的地位、任務(wù)及學習本課程的目的一、地位

《機械原理》如同機械制圖、電工學一樣，是機械類各專業(yè)一門重要的主干技術(shù)基礎(chǔ)課。它既不同與基礎(chǔ)課，它比物理、理論力學等基礎(chǔ)課更加接近工程實際；又不同于專業(yè)課，機械類的專業(yè)課研究的是各種各樣的具體機械的特殊問題，而《機械原理》研究的是各種機械的一些共性問題及常用的一些機構(gòu)。二、任務(wù)

掌握機構(gòu)學和機械動力學的基本理論、基本知識和基本技能，并初步具有確定機械運動方案、分析機構(gòu)和設(shè)計機構(gòu)的能力。三、目的

為學習后續(xù)課程和掌握專業(yè)知識大好基礎(chǔ)為畢業(yè)設(shè)計提供機械設(shè)計知識為今后工作提供有關(guān)機械設(shè)備管理、設(shè)計的知識30§1-3本課程的特點及學習時應(yīng)注意的幾個問題

掌握本課程的特點

注重理論聯(lián)系實際

逐步建立工程觀點

認真對待每個教學環(huán)節(jié)31掌握本課程的特點技術(shù)基礎(chǔ)課是基礎(chǔ)理論與工程實際的結(jié)合要用到物理、數(shù)學、力學、機械制圖和工程材料及機械制造基礎(chǔ)等先修課程的知識

具有一定的理論系統(tǒng)性及邏輯性和較強的工程實踐性∴應(yīng)注意掌握基本的概念、原理及機構(gòu)的分析與綜合的方法。32注重理論聯(lián)系實際本課程著重研究一般機械的共性問題要注意理論和方法在理論上建立和推演的嚴密性和邏輯性要注意理論和方法如何應(yīng)用到工程實際中要留意日常生活和生產(chǎn)中遇到的各種機械，以豐富自己的感性認識要用所學到的理論和方法認識分析所遇到的機械，以加深理解，使理論和實踐相互促進。33初步建立工程觀點正確理解名詞含義重視公式的應(yīng)用掌握不同方法其基本原理和作法。具有分析、判斷、決策的能力，要養(yǎng)成綜合分析、全面考慮問題的習慣和科學嚴謹、一絲不茍的工作作風。34認真對待教學的