第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展

1、第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì) Theory and Design of Mechanisms and Machines 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 國(guó)家級(jí)十五規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)十五規(guī)劃教材 機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社出版機(jī)械工業(yè)出版社出版 第一版第一版 20042004年年 天津大學(xué)機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)教研室集體編寫(xiě)天津大學(xué)機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)教研室集體編寫(xiě) 主主 編：張編：張 策策 副主編：陳樹(shù)昌副主編：陳樹(shù)昌 孟彩芳孟彩芳 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 課程內(nèi)容

2、課程內(nèi)容 導(dǎo)論導(dǎo)論 （第（第1篇篇 ） 機(jī)械原理部分機(jī)械原理部分 （第（第2篇第篇第4篇篇 ） 機(jī)械設(shè)計(jì)部分機(jī)械設(shè)計(jì)部分 （第（第5篇第篇第6篇篇 ） 課程設(shè)計(jì)部分課程設(shè)計(jì)部分 （第（第7篇篇 ） 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 第一篇 導(dǎo) 論 第一章第一章 機(jī)械的組成、分類與發(fā)展機(jī)械的組成、分類與發(fā)展 第二章第二章 機(jī)械的設(shè)計(jì)與相關(guān)課程簡(jiǎn)介機(jī)械的設(shè)計(jì)與相關(guān)課程簡(jiǎn)介 整個(gè)課程的總緒論整個(gè)課程的總緒論 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 第一章第一章 機(jī)械的組成、分類與發(fā)展機(jī)械的組成、分類與發(fā)展 內(nèi)容提要 q 認(rèn)識(shí)機(jī)器認(rèn)識(shí)機(jī)器 q 機(jī)器的分類和組成機(jī)器的分

3、類和組成 q 機(jī)械發(fā)展歷程概述機(jī)械發(fā)展歷程概述 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 第一節(jié)第一節(jié) 認(rèn)識(shí)機(jī)器認(rèn)識(shí)機(jī)器 通過(guò)上周的實(shí)踐，我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)了幾通過(guò)上周的實(shí)踐，我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)了幾 種典型的機(jī)器：種典型的機(jī)器： 內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī) 牛頭刨床牛頭刨床 汽汽 車(chē)車(chē) 電池自動(dòng)分揀機(jī)電池自動(dòng)分揀機(jī) 通用工業(yè)機(jī)器人通用工業(yè)機(jī)器人 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 第二節(jié)第二節(jié) 機(jī)器的分類和組成機(jī)器的分類和組成 機(jī)器和它的分類機(jī)器和它的分類 機(jī)器的組成機(jī)器的組成 機(jī)器中的幾個(gè)基本概念機(jī)器中的幾個(gè)基本概念 返回返回 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 什么是

4、什么是機(jī)器機(jī)器呢？呢？ 機(jī)器和它的分類機(jī)器和它的分類 機(jī)器：機(jī)器： 是人為實(shí)物的組合體，是人為實(shí)物的組合體， 具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)， 可以用來(lái)轉(zhuǎn)換能量、可以用來(lái)轉(zhuǎn)換能量、 完成有用功完成有用功 或處理信息，或處理信息， 以代替或減輕人的勞動(dòng)。以代替或減輕人的勞動(dòng)。 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 根據(jù)用途的不同，根據(jù)用途的不同， 機(jī)器可分為機(jī)器可分為 動(dòng)力機(jī)器動(dòng)力機(jī)器 加工機(jī)器加工機(jī)器 運(yùn)輸機(jī)器運(yùn)輸機(jī)器 信息機(jī)器信息機(jī)器 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 動(dòng)力機(jī)器 其用途是轉(zhuǎn)換機(jī)械能。其用途是轉(zhuǎn)換機(jī)械能。 其他形式的能量其他形式的能量

5、機(jī)械能機(jī)械能 原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī) 換能機(jī)換能機(jī) 機(jī)械能機(jī)械能其他形式的能量其他形式的能量 返回返回 如空氣壓縮機(jī)如空氣壓縮機(jī) 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 加工機(jī)器 尺寸尺寸 形狀形狀 性質(zhì)性質(zhì) 狀態(tài)狀態(tài) 用來(lái)改變被用來(lái)改變被 加工對(duì)象的加工對(duì)象的 如如: 加工機(jī)床加工機(jī)床 軋鋼機(jī)軋鋼機(jī) 紡織機(jī)紡織機(jī) 包裝機(jī)等。包裝機(jī)等。 返回返回 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 運(yùn)輸機(jī)器 用來(lái)搬運(yùn)物品和人。用來(lái)搬運(yùn)物品和人。 如汽車(chē)、飛機(jī)、起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)。如汽車(chē)、飛機(jī)、起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)。 返回返回 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)

6、展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 信息機(jī)器 其功能是處理信息。其功能是處理信息。 例如復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、繪圖機(jī)等。例如復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、繪圖機(jī)等。 信息機(jī)器雖然也作機(jī)械運(yùn)動(dòng)，但其目的是處理信息信息機(jī)器雖然也作機(jī)械運(yùn)動(dòng)，但其目的是處理信息 ，而不是完成有用的機(jī)械功，因而其所需的功率甚，而不是完成有用的機(jī)械功，因而其所需的功率甚 小。小。 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 動(dòng)力機(jī)器動(dòng)力機(jī)器 加工機(jī)器加工機(jī)器 運(yùn)輸機(jī)器運(yùn)輸機(jī)器 信息機(jī)器信息機(jī)器 轉(zhuǎn)換機(jī)械能轉(zhuǎn)換機(jī)械能 完成機(jī)械功完成機(jī)械功 作功很小作功很小 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 現(xiàn)代機(jī)器的出現(xiàn)使機(jī)器按功能的

7、分類變得?，F(xiàn)代機(jī)器的出現(xiàn)使機(jī)器按功能的分類變得模 糊：糊： 機(jī)器人： 進(jìn)行焊接和裝配，是加工機(jī)器；進(jìn)行焊接和裝配，是加工機(jī)器； 用來(lái)搬運(yùn)物品，也是運(yùn)輸機(jī)械；用來(lái)搬運(yùn)物品，也是運(yùn)輸機(jī)械； 而且是按照一定的信息來(lái)搬運(yùn)；也是信息機(jī)械。而且是按照一定的信息來(lái)搬運(yùn)；也是信息機(jī)械。 電池分揀機(jī)： 實(shí)現(xiàn)了電池的搬運(yùn)，但它是根據(jù)電池的質(zhì)量信息實(shí)現(xiàn)了電池的搬運(yùn)，但它是根據(jù)電池的質(zhì)量信息 來(lái)進(jìn)行分揀后的搬運(yùn)。來(lái)進(jìn)行分揀后的搬運(yùn)。 返回返回 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 機(jī)構(gòu) 在認(rèn)知機(jī)器的實(shí)踐中，我們已經(jīng)初步在認(rèn)知機(jī)器的實(shí)踐中，我們已經(jīng)初步 認(rèn)識(shí)了幾種機(jī)構(gòu)：認(rèn)識(shí)了幾種機(jī)構(gòu)： 機(jī)器中的幾個(gè)基本

8、概念機(jī)器中的幾個(gè)基本概念 什么是機(jī)構(gòu)呢？什么是機(jī)構(gòu)呢？ 連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、 棘輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu) 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī) 連桿機(jī)構(gòu) 活塞的往復(fù)移動(dòng)活塞的往復(fù)移動(dòng)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng) 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 牛頭刨床牛頭刨床 圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)滑枕的往復(fù)移動(dòng)滑枕的往復(fù)移動(dòng) 連桿機(jī)構(gòu) 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 內(nèi)燃機(jī)何牛頭刨床中的連桿機(jī)構(gòu)的共內(nèi)燃機(jī)何牛頭刨床中的連桿機(jī)構(gòu)的共 同點(diǎn)：同點(diǎn)： 構(gòu)件間都形成可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或相對(duì)移動(dòng)構(gòu)件間都形成可相對(duì)

9、轉(zhuǎn)動(dòng)或相對(duì)移動(dòng) 的活動(dòng)連接。的活動(dòng)連接。 都是實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的變換。都是實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的變換。 它們都屬于連桿機(jī)構(gòu)。它們都屬于連桿機(jī)構(gòu)。 凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換與連桿機(jī)構(gòu)不同，構(gòu)件之的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換與連桿機(jī)構(gòu)不同，構(gòu)件之 間的連接形式也不同，構(gòu)件的形狀也間的連接形式也不同，構(gòu)件的形狀也 不同。不同。 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 因此，可給出機(jī)構(gòu)的如下定因此，可給出機(jī)構(gòu)的如下定 義：義： 機(jī)構(gòu)：機(jī)構(gòu)： 人為實(shí)物的組合體，人為實(shí)物的組合體， 具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)， 可以用來(lái)傳遞和轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)?？梢杂脕?lái)傳遞和轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)

10、。 機(jī)器機(jī)器： 人為實(shí)物的組合體，人為實(shí)物的組合體， 具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)， 可以用來(lái)轉(zhuǎn)換能量、可以用來(lái)轉(zhuǎn)換能量、 完成有用功完成有用功 或處理信息，或處理信息， 以代替或減輕人的勞動(dòng)。以代替或減輕人的勞動(dòng)。 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成的。機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成的。 簡(jiǎn)單的機(jī)器，可能只含有一個(gè)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單的機(jī)器，可能只含有一個(gè)機(jī)構(gòu), 但一般都含有但一般都含有 多個(gè)機(jī)構(gòu)。多個(gè)機(jī)構(gòu)。 機(jī)械機(jī)械: 機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。 機(jī)器機(jī)器 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 機(jī)器中的單個(gè)機(jī)構(gòu)不具有轉(zhuǎn)換能量或完成有用功機(jī)器中的單個(gè)機(jī)構(gòu)不具有轉(zhuǎn)換能量或完成有用功 的功能。的

11、功能。 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 在各種機(jī)械中廣泛使用的一些機(jī)構(gòu)稱為在各種機(jī)械中廣泛使用的一些機(jī)構(gòu)稱為 常用機(jī)構(gòu)。常用機(jī)構(gòu)。 如：如： 連桿機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、 凸輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、 齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 常用機(jī)構(gòu)常用機(jī)構(gòu) 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 我們已經(jīng)多次使用了我們已經(jīng)多次使用了“構(gòu)件構(gòu)件”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。這個(gè)術(shù)語(yǔ)。 活塞、連桿、曲軸、滑枕等都是構(gòu)件?；钊⑦B桿、曲軸、滑枕等都是構(gòu)件。 構(gòu)件是組成機(jī)構(gòu)的有確定運(yùn)動(dòng)的單元。 構(gòu)件 構(gòu)件是運(yùn)動(dòng)的單元，而零件是制造的單元構(gòu)件是運(yùn)動(dòng)的單元，而零件是制造的單元。 構(gòu)件零件

12、第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 各種機(jī)械中廣泛使用的零件稱為通用零件。各種機(jī)械中廣泛使用的零件稱為通用零件。 如螺栓、軸、齒輪、彈簧等。如螺栓、軸、齒輪、彈簧等。 只在某一類機(jī)械中使用的零件稱為專用零件。只在某一類機(jī)械中使用的零件稱為專用零件。 如內(nèi)燃機(jī)中的活塞、曲軸等。如內(nèi)燃機(jī)中的活塞、曲軸等。 通用零件中主要包括三大類零件：通用零件中主要包括三大類零件： 傳動(dòng)零件傳動(dòng)零件 （齒輪、帶、鏈等）（齒輪、帶、鏈等） 聯(lián)接零件聯(lián)接零件 （螺栓、鍵等）（螺栓、鍵等） 軸系零件軸系零件 （軸、軸承等）（軸、軸承等） 此外此外: 彈簧等零件。彈簧等零件。 通用零件與專用零件 返回返

13、回 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 機(jī)器的組成機(jī)器的組成 傳統(tǒng)機(jī)器都包含如下三個(gè)部分：傳統(tǒng)機(jī)器都包含如下三個(gè)部分： 驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置執(zhí)行裝置 常稱為原動(dòng)機(jī)，是機(jī)器常稱為原動(dòng)機(jī)，是機(jī)器 的動(dòng)力來(lái)源。的動(dòng)力來(lái)源。 常用：電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)常用：電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī) 、液壓缸和氣動(dòng)缸，、液壓缸和氣動(dòng)缸， 以各種電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用最以各種電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用最 為普遍。為普遍。 處于整個(gè)傳動(dòng)路線的終端，處于整個(gè)傳動(dòng)路線的終端， 按照工藝要求完成確定的運(yùn)按照工藝要求完成確定的運(yùn) 動(dòng)，是直接完成機(jī)器功能的動(dòng)，是直接完成機(jī)器功能的 部分。部分。 執(zhí)行裝置隨機(jī)器的用途不同執(zhí)行裝置隨機(jī)器的用途不同 而不同，它屬于

14、各種專業(yè)機(jī)而不同，它屬于各種專業(yè)機(jī) 械課程研究的內(nèi)容。械課程研究的內(nèi)容。 恩格斯恩格斯 如牛頭刨床、空氣壓縮機(jī)如牛頭刨床、空氣壓縮機(jī) 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置執(zhí)行裝置 將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行裝置，將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行裝置， 并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換。并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換。 運(yùn)動(dòng)速度的轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)速度的轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 運(yùn)動(dòng)速度的轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)速度的轉(zhuǎn)換 傳動(dòng)裝置解決原動(dòng)機(jī)速度和執(zhí)行裝置速度不匹配的問(wèn)題。傳動(dòng)裝置解決原動(dòng)機(jī)速度和執(zhí)行裝置速度不匹配的問(wèn)題。 一

15、般的普通交流電動(dòng)機(jī)速度是固定的。一般的普通交流電動(dòng)機(jī)速度是固定的。 一般機(jī)器執(zhí)行部分速度低于原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般機(jī)器執(zhí)行部分速度低于原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速, 需要減速。需要減速。 （也有相反的情況，需要增速）。（也有相反的情況，需要增速）。 許多機(jī)器還需要執(zhí)行裝置有多種不同的速度。許多機(jī)器還需要執(zhí)行裝置有多種不同的速度。 鼠籠式 交流電動(dòng)機(jī)的 同步轉(zhuǎn)速 （r/min） 600 750 1000 1500 3000 帶、鏈傳動(dòng) 各種齒輪傳動(dòng) 減速器 例如自行車(chē)鏈傳動(dòng) 例如汽車(chē)、機(jī)床的變速器 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換 機(jī)器執(zhí)行部分可能機(jī)器執(zhí)行部分可能 有

16、各種運(yùn)動(dòng)形式：有各種運(yùn)動(dòng)形式： 一般的原動(dòng)機(jī)一般的原動(dòng)機(jī) 作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 變速回轉(zhuǎn)變速回轉(zhuǎn) 往復(fù)擺動(dòng)往復(fù)擺動(dòng) 往復(fù)移動(dòng)往復(fù)移動(dòng) 間歇運(yùn)動(dòng)間歇運(yùn)動(dòng) 特定軌跡特定軌跡 轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)形式 的各種機(jī)構(gòu)的各種機(jī)構(gòu) 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu) 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 隨著20世紀(jì)后半葉以來(lái)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特 別是控制理論的發(fā)展和計(jì)算機(jī)在工業(yè)上的應(yīng)用，機(jī)器 的組成更復(fù)雜了。 驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置執(zhí)行裝置 控制裝置 檢測(cè)伺服電機(jī)檢測(cè)伺服電機(jī) 的輸出轉(zhuǎn)角的輸出轉(zhuǎn)角

17、 檢測(cè)執(zhí)行裝置檢測(cè)執(zhí)行裝置 的運(yùn)動(dòng)輸出的運(yùn)動(dòng)輸出 由程序給定由程序給定 運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律 前饋控制反饋控制 傳感器傳感器 傳感器傳感器 控制裝置的作用是控制機(jī)器控制裝置的作用是控制機(jī)器 各部分的運(yùn)動(dòng)。各部分的運(yùn)動(dòng)。 測(cè)量運(yùn)動(dòng)構(gòu)件真測(cè)量運(yùn)動(dòng)構(gòu)件真 實(shí)運(yùn)動(dòng)情況，并實(shí)運(yùn)動(dòng)情況，并 將測(cè)量結(jié)果隨時(shí)將測(cè)量結(jié)果隨時(shí) 反饋給控制系統(tǒng)反饋給控制系統(tǒng) 發(fā)出指發(fā)出指 令調(diào)節(jié)令調(diào)節(jié) 伺服電伺服電 機(jī)的運(yùn)機(jī)的運(yùn) 動(dòng)動(dòng) 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置執(zhí)行裝置 控制裝置 驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置執(zhí)行裝置 傳統(tǒng)機(jī)器 現(xiàn)代機(jī)器 普通車(chē)床普通車(chē)床 牛頭刨床牛頭刨床 空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī) 起重機(jī)起

18、重機(jī) 掘土機(jī)掘土機(jī) 皮帶運(yùn)輸機(jī)皮帶運(yùn)輸機(jī) 機(jī)器人機(jī)器人 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床 心臟軀干，臂手 腦 眼 返回返回 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械的發(fā)展歷程概述機(jī)械的發(fā)展歷程概述 機(jī)械的發(fā)展歷程機(jī)械的發(fā)展歷程 機(jī)械設(shè)計(jì)及理論的發(fā)展歷程機(jī)械設(shè)計(jì)及理論的發(fā)展歷程 古古 代代 近近 代代 現(xiàn)現(xiàn) 代代 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 簡(jiǎn)單機(jī)械：杠桿、車(chē)輪、滑輪、斜面、螺旋等。簡(jiǎn)單機(jī)械：杠桿、車(chē)輪、滑輪、斜面、螺旋等。 公元前公元前3000年，在修建金字塔的過(guò)程中，就使用了年，在修建金字塔的過(guò)程中，就使用了 滾木來(lái)搬運(yùn)巨石。滾木來(lái)搬運(yùn)巨石。 阿基米

19、德用螺旋將水提升至高處，那就是今天的螺阿基米德用螺旋將水提升至高處，那就是今天的螺 旋式輸送機(jī)的始祖。旋式輸送機(jī)的始祖。 遠(yuǎn)古時(shí)代 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 公元一世紀(jì) 東漢 “水排水排” 用水力鼓風(fēng)煉鐵，其中應(yīng)用用水力鼓風(fēng)煉鐵，其中應(yīng)用 了齒輪和連桿機(jī)構(gòu)了齒輪和連桿機(jī)構(gòu) 古代中國(guó) 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 晉 代 “連連 磨磨” 用一頭牛驅(qū)動(dòng)八臺(tái)磨盤(pán)，用一頭牛驅(qū)動(dòng)八臺(tái)磨盤(pán)， 其中應(yīng)用了齒輪系。其中應(yīng)用了齒輪系。 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 中世紀(jì) 歐洲 用腳踏板驅(qū)動(dòng)的用腳踏板驅(qū)動(dòng)的 加工木棒的車(chē)床加工木棒的車(chē)床

20、 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 中世紀(jì) 歐洲 利用曲軸的研磨機(jī)利用曲軸的研磨機(jī) 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 13世紀(jì)以后，機(jī)械鐘表在歐洲發(fā)展起來(lái)。 連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等在古代機(jī)械中即已 經(jīng)有所應(yīng)用。在達(dá)芬奇時(shí)代，現(xiàn)在最常用的一些機(jī)構(gòu) 型式即已基本知曉。 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 近 代： 18世紀(jì)中葉 20世紀(jì)中葉 動(dòng)力的變革動(dòng)力的變革 材料的變革材料的變革 加工手段的變革加工手段的變革 生產(chǎn)模式的變革生產(chǎn)模式的變革 機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)的變革機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)的變革 機(jī)械理論和設(shè)計(jì)方法的建立機(jī)械理論和設(shè)計(jì)方法的建立 第一章

21、機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 近代 動(dòng)力的變革動(dòng)力的變革 1765年，瓦特（年，瓦特（Watt）發(fā)明了蒸汽機(jī)。）發(fā)明了蒸汽機(jī)。 揭開(kāi)了第一次工業(yè)革命的序幕。揭開(kāi)了第一次工業(yè)革命的序幕。 蒸汽機(jī)給人類帶來(lái)了強(qiáng)大的動(dòng)力，各種由動(dòng)力驅(qū)蒸汽機(jī)給人類帶來(lái)了強(qiáng)大的動(dòng)力，各種由動(dòng)力驅(qū) 動(dòng)的產(chǎn)業(yè)機(jī)械動(dòng)的產(chǎn)業(yè)機(jī)械 紡織機(jī)、車(chē)床等，如雨后春筍般紡織機(jī)、車(chē)床等，如雨后春筍般 出現(xiàn)。出現(xiàn)。 古代機(jī)械的動(dòng)力：人力、畜力和水力。古代機(jī)械的動(dòng)力：人力、畜力和水力。 動(dòng)力制約了機(jī)械的發(fā)展。動(dòng)力制約了機(jī)械的發(fā)展。 首先是動(dòng)力的變革推動(dòng)了機(jī)械的飛速發(fā)展和廣泛首先是動(dòng)力的變革推動(dòng)了機(jī)械的飛速發(fā)展和廣泛 應(yīng)用。應(yīng)用

22、。 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 蒸汽機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)小型化，所以在當(dāng)時(shí)的工廠里采用集中 驅(qū)動(dòng)的方式。 蒸汽機(jī)時(shí)代的紡織工廠蒸汽機(jī)時(shí)代的紡織工廠 蒸汽機(jī)皮帶天軸皮帶生產(chǎn)機(jī)械 2 皮帶生產(chǎn)機(jī)械 1 皮帶生產(chǎn)機(jī)械 3 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 19世紀(jì)，第二次工業(yè)革命世紀(jì)，第二次工業(yè)革命 電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)發(fā)明電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)發(fā)明 為汽車(chē)、飛機(jī)的為汽車(chē)、飛機(jī)的 出現(xiàn)提供了可能性。出現(xiàn)提供了可能性。 電力代替了蒸汽。電力代替了蒸汽。 集中驅(qū)動(dòng)被拋棄了，集中驅(qū)動(dòng)被拋棄了， 每臺(tái)機(jī)器都安裝了獨(dú)每臺(tái)機(jī)器都安裝了獨(dú) 立的電動(dòng)機(jī)。立的電動(dòng)機(jī)。 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展

23、第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 與此同時(shí)，戴姆勒也發(fā)明與此同時(shí)，戴姆勒也發(fā)明 出了他的第一輛四輪汽車(chē)。出了他的第一輛四輪汽車(chē)。 1886年，本茨發(fā)明的汽油發(fā)動(dòng)年，本茨發(fā)明的汽油發(fā)動(dòng) 機(jī)為動(dòng)力的三輪車(chē)被授予專利。機(jī)為動(dòng)力的三輪車(chē)被授予專利。 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 萊萊 特特 兄兄 弟弟 1903 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 19世紀(jì)中葉，發(fā)明了煉鋼法，從那時(shí)一直到現(xiàn)在，世紀(jì)中葉，發(fā)明了煉鋼法，從那時(shí)一直到現(xiàn)在， 鋼鐵始終是制造機(jī)械最主要的材料。鋼鐵始終是制造機(jī)械最主要的材料。 18世紀(jì)末，現(xiàn)代車(chē)床的雛形在英國(guó)問(wèn)世世紀(jì)末，現(xiàn)代車(chē)床的雛形在英國(guó)問(wèn)

24、世; 19世紀(jì)中葉世紀(jì)中葉, 通用機(jī)床的各種類型已大體齊備；通用機(jī)床的各種類型已大體齊備； 19世紀(jì)末，自動(dòng)機(jī)床、大型機(jī)床出現(xiàn)。世紀(jì)末，自動(dòng)機(jī)床、大型機(jī)床出現(xiàn)。 近代 材料的變革材料的變革 近代 加工手段的變革加工手段的變革 近代 生產(chǎn)模式的變化生產(chǎn)模式的變化 社會(huì)需求日益增長(zhǎng)。社會(huì)需求日益增長(zhǎng)。 20世紀(jì)初葉，機(jī)械制造進(jìn)入了世紀(jì)初葉，機(jī)械制造進(jìn)入了 大批量生產(chǎn)模式的時(shí)代。標(biāo)志：美國(guó)福特汽車(chē)的生產(chǎn)大批量生產(chǎn)模式的時(shí)代。標(biāo)志：美國(guó)福特汽車(chē)的生產(chǎn) 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 進(jìn)行大批量生產(chǎn)的要求。進(jìn)行大批量生產(chǎn)的要求。 近代 機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)的變革機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)的變革 提高生產(chǎn)率的

25、需要。提高生產(chǎn)率的需要。 基于動(dòng)力的變革，大幅度提高機(jī)器的速度成為可能。基于動(dòng)力的變革，大幅度提高機(jī)器的速度成為可能。 機(jī)器速度的提高是幾百年來(lái)未曾停遏的發(fā)展趨勢(shì)。機(jī)器速度的提高是幾百年來(lái)未曾停遏的發(fā)展趨勢(shì)。 高速化高速化 自動(dòng)化自動(dòng)化 精密化精密化 提高產(chǎn)品質(zhì)量的需要。提高產(chǎn)品質(zhì)量的需要。 基于加工水平的提高，提高機(jī)器的精度成為可能?；诩庸に降奶岣?，提高機(jī)器的精度成為可能。 近代機(jī)械的發(fā)展趨向近代機(jī)械的發(fā)展趨向 要求不斷完善已有的機(jī)構(gòu)，要求不斷完善已有的機(jī)構(gòu)， 并發(fā)明出新的機(jī)構(gòu)并發(fā)明出新的機(jī)構(gòu) 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 例如：例如： 18世紀(jì)，歐拉（世紀(jì)，歐拉

26、（Euler） 首次提出采用漸開(kāi)線作為齒輪的齒廓，首次提出采用漸開(kāi)線作為齒輪的齒廓， 從而使高速、大功率的機(jī)械傳動(dòng)成為可能。從而使高速、大功率的機(jī)械傳動(dòng)成為可能。 20世紀(jì)世紀(jì) 各種大傳動(dòng)比、結(jié)構(gòu)緊湊的新型傳動(dòng)，各種大傳動(dòng)比、結(jié)構(gòu)緊湊的新型傳動(dòng)， 高速的步進(jìn)機(jī)構(gòu)，高速的步進(jìn)機(jī)構(gòu)， 精密的滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)，精密的滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)， 機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新一直到今天也沒(méi)有停止。機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新一直到今天也沒(méi)有停止。 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 機(jī)器的發(fā)展，呼喚著機(jī)械的理論和設(shè)計(jì)方法。機(jī)器的發(fā)展，呼喚著機(jī)械的理論和設(shè)計(jì)方法。 牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立則為此準(zhǔn)備了理論基礎(chǔ)。牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立則為此準(zhǔn)備了理論

27、基礎(chǔ)。 近代 機(jī)械理論和設(shè)計(jì)方法的建立機(jī)械理論和設(shè)計(jì)方法的建立 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 材料學(xué)材料學(xué) 強(qiáng)度理論強(qiáng)度理論 運(yùn)動(dòng)學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)靜力學(xué)靜力學(xué)動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué) 牛頓經(jīng)典力學(xué)牛頓經(jīng)典力學(xué) 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)學(xué)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)學(xué) 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué) 機(jī)器靜力學(xué)機(jī)器靜力學(xué) 機(jī)器要運(yùn)動(dòng)、要傳遞機(jī)器要運(yùn)動(dòng)、要傳遞 力，因此，最先發(fā)展力，因此，最先發(fā)展 起來(lái)的是：起來(lái)的是： 第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展第一章機(jī)械組成、分類與發(fā)展 材料學(xué)材料學(xué) 強(qiáng)度理論強(qiáng)度理論 運(yùn)動(dòng)學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)靜力學(xué)靜力學(xué)動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué) 牛頓經(jīng)典力學(xué)牛頓經(jīng)典力學(xué) 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)學(xué)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)學(xué) 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué) 機(jī)器靜力學(xué)機(jī)器靜力學(xué) 機(jī)器動(dòng)力學(xué)機(jī)器動(dòng)力學(xué) 隨著機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速隨著機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速 度的不斷提高，度的不斷提高， 機(jī)器的振動(dòng)、速機(jī)器的振動(dòng)、速 度波動(dòng)等問(wèn)題引度波動(dòng)等問(wèn)題引 起了人們的重視，起了人們的重視， 機(jī)械動(dòng)力學(xué)發(fā)展機(jī)械動(dòng)力學(xué)發(fā)展 起來(lái)。起來(lái)。 第