機(jī)械原理緒論(尤晶晶)

1、機(jī)機(jī) 械械 原原 理理尤尤 晶晶 晶晶二二一四年一四年 尤晶晶尤晶晶郵箱郵箱: : 手機(jī)手機(jī): :13951884520（短信）（短信）研究方向：研究方向：并聯(lián)機(jī)器人；并聯(lián)機(jī)器人； 六維加速度傳感器六維加速度傳感器2003-2007 2003-2007 南京林業(yè)大學(xué)南京林業(yè)大學(xué) 本科本科2007-2010 2007-2010 南京航空航天大學(xué)南京航空航天大學(xué) 碩士碩士2010-2013 2010-2013 南京航空航天大學(xué)南京航空航天大學(xué) 博士博士2013- 2013- 南京林業(yè)大學(xué)南京林業(yè)大學(xué) 教學(xué)、科研教學(xué)、科研0-1 機(jī)械原理的研究對(duì)象機(jī)械原理的研究對(duì)象機(jī)械機(jī)械

2、(Machinery)(Machinery)機(jī)器機(jī)器(Machine)(Machine)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)(Mechanism)(Mechanism)“機(jī)械機(jī)械”是是“機(jī)器機(jī)器”和和“機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)”的總稱。的總稱?！皺C(jī)械原理機(jī)械原理”指的是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的原理。指的是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的原理。機(jī)械原理的研究對(duì)象機(jī)械原理的研究對(duì)象機(jī)器和機(jī)構(gòu)。機(jī)器和機(jī)構(gòu)。1. 1. 機(jī)器機(jī)器機(jī)器和機(jī)構(gòu)的概念機(jī)器和機(jī)構(gòu)的概念古代：指南車(chē)、記里鼓車(chē)、地動(dòng)儀等；古代：指南車(chē)、記里鼓車(chē)、地動(dòng)儀等；近代：蒸汽機(jī)、紡織機(jī)等；近代：蒸汽機(jī)、紡織機(jī)等；人類社會(huì)發(fā)展至今，已經(jīng)創(chuàng)造了許多機(jī)器人類社會(huì)發(fā)展至今，已經(jīng)創(chuàng)造了許多機(jī)器 在日常生活中，我們周?chē)懈鞣N各

3、樣的機(jī)器，而且越在日常生活中，我們周?chē)懈鞣N各樣的機(jī)器，而且越來(lái)越離不開(kāi)它們，例如：汽車(chē)、自行車(chē)、手表、電風(fēng)扇、來(lái)越離不開(kāi)它們，例如：汽車(chē)、自行車(chē)、手表、電風(fēng)扇、冰箱、洗衣機(jī)、縫紉機(jī)、錄音機(jī)、打印機(jī)、掃描儀等。冰箱、洗衣機(jī)、縫紉機(jī)、錄音機(jī)、打印機(jī)、掃描儀等。 現(xiàn)代：潛艇、導(dǎo)彈、自動(dòng)火炮、宇宙飛船等?，F(xiàn)代：潛艇、導(dǎo)彈、自動(dòng)火炮、宇宙飛船等。舂舂 米米古代水碓古代水碓 自行車(chē)前輪前輪后輪后輪前叉前叉車(chē)閘車(chē)閘車(chē)架車(chē)架飛輪飛輪（內(nèi)接棘輪）（內(nèi)接棘輪）鏈條鏈條輪盤(pán)輪盤(pán)曲柄曲柄腳踏腳踏內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)洗衣機(jī)電風(fēng)扇飛行模擬器內(nèi)燃機(jī)汽缸體汽缸體1、活塞活塞2、進(jìn)氣閥進(jìn)氣閥3、排氣閥排氣閥4、連桿連

4、桿5、 曲軸曲軸6、 凸輪凸輪7、 頂桿頂桿8、 齒輪齒輪9、10 進(jìn)氣閥開(kāi)，排氣閥閉，活塞下行，混合氣體進(jìn)氣閥開(kāi)，排氣閥閉，活塞下行，混合氣體 進(jìn)入汽缸；進(jìn)入汽缸；12345678910 進(jìn)氣閥閉，排氣閥閉，活塞上行，混合氣體進(jìn)氣閥閉，排氣閥閉，活塞上行，混合氣體被壓縮；被壓縮； 進(jìn)氣閥閉，排氣閥閉，點(diǎn)火燃燒，高壓燃燒進(jìn)氣閥閉，排氣閥閉，點(diǎn)火燃燒，高壓燃燒氣體推動(dòng)活塞下行；氣體推動(dòng)活塞下行； 進(jìn)氣閥閉，排氣閥開(kāi)，活塞上行，廢氣被排進(jìn)氣閥閉，排氣閥開(kāi)，活塞上行，廢氣被排出汽缸體。出汽缸體。進(jìn)氣進(jìn)氣壓縮壓縮做功做功排氣排氣其它機(jī)器的共同特性：（1 1）組成角度：）組成角度：人為的實(shí)物組合人為的實(shí)

5、物組合（2 2）運(yùn)動(dòng)角度：）運(yùn)動(dòng)角度：各部分之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)各部分之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（3 3）功能角度：）功能角度：能夠代替人的勞動(dòng)完成有用功或者實(shí)現(xiàn)能夠代替人的勞動(dòng)完成有用功或者實(shí)現(xiàn) 能量的轉(zhuǎn)換或者傳遞信息能量的轉(zhuǎn)換或者傳遞信息 機(jī)器是一種人為實(shí)物組合的具有確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，機(jī)器是一種人為實(shí)物組合的具有確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，它用來(lái)完成有用功、轉(zhuǎn)換能量或處理信息，以代替或減輕人它用來(lái)完成有用功、轉(zhuǎn)換能量或處理信息，以代替或減輕人類的勞動(dòng)。類的勞動(dòng)。 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)中基本組合體的名稱及作用：內(nèi)燃機(jī)中基本組合體的名稱及作用：（1 1）活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍模┗钊耐鶑?fù)

6、運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍倪B續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) 2. 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 機(jī)器的特征中，主要是這些人為的實(shí)物組機(jī)器的特征中，主要是這些人為的實(shí)物組合體能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的動(dòng)作；然而，機(jī)器還不是能合體能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的動(dòng)作；然而，機(jī)器還不是能實(shí)現(xiàn)預(yù)期動(dòng)作的最基本的組合體。實(shí)現(xiàn)預(yù)期動(dòng)作的最基本的組合體。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（2 2）凸輪和頂桿用來(lái)啟閉進(jìn)氣閥和排氣閥）凸輪和頂桿用來(lái)啟閉進(jìn)氣閥和排氣閥 （3 3）兩個(gè)齒輪用來(lái)保證進(jìn)、排氣閥與活塞之）兩個(gè)齒輪用來(lái)保證進(jìn)、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)工作間形成協(xié)調(diào)工作 齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu) 可見(jiàn)，機(jī)構(gòu)也是可見(jiàn)，機(jī)構(gòu)也是人為的人為的實(shí)物組合體實(shí)物組合體，各部分各部分之間具有之間具有確定的相對(duì)

7、運(yùn)動(dòng)確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)我們稱這些基本組合體為我們稱這些基本組合體為機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。常用機(jī)構(gòu)間隙步進(jìn)機(jī)構(gòu)間隙步進(jìn)機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)蝸輪蝸桿蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的共同特性：（1 1）組成角度：）組成角度：人為的實(shí)物組合人為的實(shí)物組合（2 2）運(yùn)動(dòng)角度：）運(yùn)動(dòng)角度：各部分之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)各部分之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：具有確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件系統(tǒng)，用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和力。機(jī)構(gòu)：具有確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件系統(tǒng)，用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和力。 一部機(jī)器可能包含多種類型的機(jī)構(gòu)，也可能只包含一種機(jī)構(gòu)。一部機(jī)器可能包含多種類型的機(jī)構(gòu)，也可能只包含一種機(jī)構(gòu)。 機(jī)器的研究重點(diǎn)是功能問(wèn)題，與應(yīng)用有密切的關(guān)系。機(jī)器的研究重點(diǎn)是功能問(wèn)

8、題，與應(yīng)用有密切的關(guān)系。 機(jī)構(gòu)的研究重點(diǎn)是在其結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和力作用等基本方面。機(jī)構(gòu)的研究重點(diǎn)是在其結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和力作用等基本方面。構(gòu)件與零件內(nèi)燃機(jī)連桿內(nèi)燃機(jī)連桿連桿體連桿體連桿蓋連桿蓋螺栓螺栓墊圈墊圈螺母螺母連桿襯套連桿襯套軸瓦軸瓦 構(gòu)件構(gòu)件是運(yùn)動(dòng)的單元是運(yùn)動(dòng)的單元 零件零件是制造的單元是制造的單元 構(gòu)件可以是單一的零件，也可以是由幾個(gè)零件組成構(gòu)件可以是單一的零件，也可以是由幾個(gè)零件組成的剛性結(jié)構(gòu)的剛性結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)中的三種構(gòu)件機(jī)架：機(jī)架：本身固定不動(dòng)，或相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)但固結(jié)于給定坐本身固定不動(dòng)，或相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)但固結(jié)于給定坐標(biāo)參考系可被視為固定不動(dòng)的構(gòu)件，一個(gè)機(jī)構(gòu)有且只有標(biāo)參考系可被視為固定不動(dòng)的構(gòu)件，一

9、個(gè)機(jī)構(gòu)有且只有一個(gè)機(jī)架；一個(gè)機(jī)架；如固定在地基上的機(jī)座和車(chē)輛的車(chē)架等。如固定在地基上的機(jī)座和車(chē)輛的車(chē)架等。原動(dòng)件：原動(dòng)件：也稱為主動(dòng)件或輸入構(gòu)件，是驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力也稱為主動(dòng)件或輸入構(gòu)件，是驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩作用的構(gòu)件。一個(gè)機(jī)構(gòu)可以有一個(gè)或多個(gè)原動(dòng)件。矩作用的構(gòu)件。一個(gè)機(jī)構(gòu)可以有一個(gè)或多個(gè)原動(dòng)件。從動(dòng)件：從動(dòng)件：被原動(dòng)件驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件。一個(gè)機(jī)構(gòu)常有多個(gè)從動(dòng)件。被原動(dòng)件驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件。一個(gè)機(jī)構(gòu)常有多個(gè)從動(dòng)件。 其中能實(shí)現(xiàn)預(yù)期運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件稱為輸出構(gòu)件其中能實(shí)現(xiàn)預(yù)期運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件稱為輸出構(gòu)件。任何機(jī)構(gòu)都可以看成是由任何機(jī)構(gòu)都可以看成是由機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件組成的。組成的。21344機(jī)架機(jī)架1原動(dòng)件

10、原動(dòng)件2、3從動(dòng)件從動(dòng)件0-2 機(jī)械原理課程的內(nèi)容機(jī)械原理課程的內(nèi)容1. 1. 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的可能性研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的可能性機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的確定性機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的確定性機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法2. 2. 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 機(jī)構(gòu)上某些特殊點(diǎn)的位置、速度、加速度的求法機(jī)構(gòu)上某些特殊點(diǎn)的位置、速度、加速度的求法以及機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)的方法設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)的方法 3. 3. 機(jī)器動(dòng)力學(xué)機(jī)器動(dòng)力學(xué)分析機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中各構(gòu)件的受力情況，以及這些分析機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中各構(gòu)件的受力情況，以及這些力的做功情況力的做功情況分析機(jī)器在已知外力作用下的運(yùn)動(dòng)分析機(jī)器在已知外力作用下的運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)器速度波動(dòng)調(diào)節(jié)和不平衡慣性力的平衡問(wèn)題對(duì)機(jī)器速度波動(dòng)調(diào)節(jié)和不平衡慣性力的平衡問(wèn)題4. 4. 常用機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)常用機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì) 分析研究連桿、凸輪、齒輪等常