機械原理緒論課件（楊家軍版）

機械原理機械原理1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如何進行本課程的學習返回第一章緒論§1-1本課程研究的對象及內(nèi)容§1-22§1-1本課程研究的對象及內(nèi)容1．研究對象機械實例：工件自動裝卸裝置六自由度工業(yè)機器人2．研究內(nèi)容

機構(gòu)是指一種用來傳遞與變換運動和力的可動裝置。

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。有關(guān)機械的基本理論內(nèi)燃機控制系統(tǒng)示教板操作機是機構(gòu)和機器的總稱?！?-1本課程研究的對象及內(nèi)容1．研究對象機械實例：工件3一部機器可能包含多種類型的機構(gòu)，也可能只包含一種機構(gòu)。什么是機構(gòu)呢？機構(gòu)可以定義為：是指一種用來傳遞與變換運動和力的可動裝置。如常見的機構(gòu)有帶傳動機構(gòu)、鏈傳動機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、螺旋機構(gòu)等等。連桿機構(gòu)凸輪機構(gòu)齒輪機構(gòu)（1）機構(gòu)機器和機構(gòu)的概念一部機器可能包含多種類型的機構(gòu)，也可能只包含一種機構(gòu)。連桿機4（2）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。機器例如：電動機、內(nèi)燃機用來變換能量；

根據(jù)機器工作類型的不同，機器一般可以分為動力機器、工作機器和信息機器三類。

動力機器的功用是將任何一種能量變換成機械能，或者將機械能變換成其他形式的能量。例如，內(nèi)燃機、渦輪機、電動機、發(fā)電機等。工作機器的功用是完成有用的機械功或搬運物品。例如，金屬切削機床、軋鋼機、織布機、包裝機、汽車機車、飛機、起重機輸送機等。信息機器的功用是完成信息的傳遞和變換，例如，復(fù)印機、打印機、繪圖機、傳真機、照相機等。（2）機器是指一種執(zhí)5汽車、起重機用來傳遞物料；計算機用來變換信息。由于各種機器的主要組成部分都是各種機構(gòu)。所以可以說，機器乃是一種可用來變換或傳遞能量、物料與信息的機構(gòu)組合。機器按其用途可分為兩類：凡將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為機械能的機器稱為原動機；凡利用機械能來完成有用功的機器稱為工作機。（3）機器的結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的機器由如下三個部分組成：機床用來變換物料的狀態(tài)；現(xiàn)代機器一般由如下四個部分組成：機器和機構(gòu)的概念(2/3)汽車、起重機用來傳遞物料；計算機用來變換信息。6而現(xiàn)代先進的機器則由以下五個部分組成：而現(xiàn)代先進的機器則由以下五個部分組成：7鉗物機構(gòu)(avi)鉗物機構(gòu)(avi)8鉗物機構(gòu)(avi)鉗物機構(gòu)(avi)9結(jié)論：機械是機器與機構(gòu)的總稱機械機器機構(gòu)特點：①

人為實物的組合體；②

各實物間具有確定的相對運動(不會亂動)；③

(機器)能轉(zhuǎn)換能量形式或代替人作有益的機械功。修改為：

①

由若干構(gòu)件組成；②

各構(gòu)件間具有確定的相對運動；③

能做有益功或轉(zhuǎn)換機械能。①②③①②

結(jié)論：機械是機器與機構(gòu)的總稱機械機器特點：修改為10機構(gòu)和機器的區(qū)別機構(gòu)只是一個構(gòu)件系統(tǒng)，而機器除構(gòu)件系統(tǒng)外，還包含電氣、液壓等其它系統(tǒng)機構(gòu)只用來傳遞運動和力，而機器除傳遞運動和力外，還具有變換或傳遞能量、物料和信息的功能機構(gòu)和機器的區(qū)別機構(gòu)只是一個構(gòu)件系統(tǒng)，而機器除構(gòu)件系統(tǒng)外，還11§1-2學習本課程的目的§1-3如何進行本課程的學習

課程性質(zhì)、任務(wù)及作用

機械未來發(fā)展

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)§1-2學習本課程的目的§1-3如何進行本課程的12有關(guān)機械的基本理論（1）機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析1）研究機構(gòu)是怎樣組成的，其組成對運動的影響，以及機構(gòu)具有確定運動的條件。2）研究機構(gòu)的組成原理及機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類。3）如何繪制機構(gòu)運動簡圖的問題。（2）機構(gòu)的運動分析介紹對機構(gòu)進行運動分析（包含位移、速度及加速度分析）的基本原理及方法。（3）機器動力學1）分析機器在運轉(zhuǎn)過程中其各構(gòu)件的受力情況，以及這些力的作功情況。有關(guān)機械的基本理論（1）機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析1）研13（5）機械傳動系統(tǒng)運動方案的設(shè)計研究在進行具體機械設(shè)計時機構(gòu)的選型、組合、變異及機械傳動系統(tǒng)運動方案的設(shè)計等問題。（4）常用機構(gòu)的分析與設(shè)計研究常用機構(gòu)（如連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)等）的類型、工作原理及運動特性分析和機構(gòu)設(shè)計的基本原理及方法。有關(guān)機械的基本理論(2/2)（5）機械傳動系統(tǒng)運動方案的設(shè)計研究在進行具14機械設(shè)計的一般過程：需求分析機械方案設(shè)計機械方案運動分析機械方案動力分析機械造型設(shè)計機械工作能力設(shè)計確定工藝方案確定工藝參數(shù)機械結(jié)構(gòu)設(shè)計機械設(shè)計的一般過程：需求機械方案機械方案機械方案機15機械產(chǎn)品設(shè)計的三種類型1.開發(fā)性設(shè)計

沒有參照的產(chǎn)品設(shè)計，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計原理和要求，設(shè)計出在質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的產(chǎn)品或系統(tǒng)。產(chǎn)品的工作原理，主體結(jié)構(gòu)，所實現(xiàn)的功能，這三者中至少有一項是首創(chuàng)的才可以認定為開發(fā)性設(shè)計。開發(fā)性設(shè)計的過程最復(fù)雜，創(chuàng)新性強。比如最初的錄像機、攝像機、電視機的設(shè)計就是屬于開發(fā)性設(shè)計。2.適應(yīng)性設(shè)計工作原理、功能結(jié)構(gòu)基本保持不變，對現(xiàn)有產(chǎn)品進行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機械結(jié)構(gòu)或為了進行微電子控制對機械結(jié)構(gòu)進行局部適應(yīng)性設(shè)計，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量增加某些附加值。3.變型設(shè)計工作原理、功能結(jié)構(gòu)基本保持不變，對現(xiàn)有產(chǎn)品尺寸大小或布置方式的改變，以適應(yīng)量的變化要求。不但功能原理不變，而且不會出現(xiàn)材料、工藝、應(yīng)力等方面的新問題。機械產(chǎn)品設(shè)計的三種類型1.開發(fā)性設(shè)計2.適應(yīng)性設(shè)計3.變型設(shè)16機械產(chǎn)品設(shè)計的原則1.創(chuàng)新原則2.實用原則3.經(jīng)濟原則4.美觀原則5.道德原則6.技術(shù)規(guī)范原則7.可持續(xù)發(fā)展原則

機械產(chǎn)品設(shè)計的原則1.創(chuàng)新原則17本課程的地位、任務(wù)及作用機械原理課程是研究機械基礎(chǔ)理論的一門科學，是機械類各專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課程，在創(chuàng)新設(shè)計機械所需的知識結(jié)構(gòu)中也占有核心地位。（1）地位（2）任務(wù)本課程的任務(wù)是使學生掌握機構(gòu)學和機器動力學的基本理論、基本知識和基本技能，學會各種常用基本機構(gòu)的分析和綜合方法，并具有按照機械的使用要求進行機械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計的初步能力。（3）作用在培養(yǎng)高級機械工程技術(shù)人才的全局中，本課程不僅為學生學習相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課程起到承前起后的作用，而且為今后從事機械設(shè)計和研究工作起到增強適應(yīng)能力和開發(fā)創(chuàng)新能力的作用。本課程的地位、任務(wù)及作用機械原理課程是研究機18一、認識機械，了解機械二、掌握方法，分析機械三、開闊思路，設(shè)計和創(chuàng)新機械四、更新觀念，發(fā)展機械學科本課程的學習目的和作用一、認識機械，了解機械本課程的學習目的和作用19實例：微小機器人內(nèi)窺鏡系統(tǒng)智能機器人機械未來發(fā)展的兩個方向：（1）微機械（2）智能機械實例：微小機器人內(nèi)窺鏡系統(tǒng)智能機器人機械未來發(fā)展的兩個方20掌握本課程的特點本課程要用到理論力學等先修課程的知識。但并不是這些課程的簡單重復(fù)和堆砌，而是要學生運用所學的知識解決工程實際中所遇到的問題。

所以本課程的學習不同于理論課程的學習，也不同于專業(yè)課，而具有一定的理論系統(tǒng)性及邏輯性和較強的工程實踐性的特點。

在學習本課程時應(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。掌握本課程的特點本課程要用到理論力學等先修課程21注重理論聯(lián)系實際本課程是著重研究一般機械的共性問題，即機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和綜合的基本理論及方法。這些理論和方法是緊密為工程服務(wù)的。

在學習過程中要注意這些理論和方法：1）在理論上建立和推演的嚴密性和邏輯性；2）如何在工程實際中的應(yīng)用；

3）隨時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，并用它們認識分析這些機械，以加深理解。注重理論聯(lián)系實際本課程是著重研究一般機械的共22初步建立工程觀點本課程要用到很多與工程有關(guān)的名詞、符合、公式、標準及參數(shù)和一些簡化方法，如倒置、反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)化、當量、等效、代換等等。在機構(gòu)分析與綜合中，除解析法外還介紹圖解法、實驗法以及試湊法等一些工程中實用的方法。在學習時應(yīng)注意：

對名詞應(yīng)正確理解其含義，對公式應(yīng)著重于應(yīng)用，而對方法則著重掌握其基本原理和作法。

實際工程問題都是涉及多方面的因素的問題，其求解可采用多種方法，其解一般也不是唯一的。這就要求設(shè)計者具有分析、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。初步建立工程觀點本課