機(jī)械原理緒論課件（楊家軍版）

機(jī)械原理機(jī)械原理1第一章緒論§1-1本課程研究的對(duì)象及內(nèi)容§1-2學(xué)習(xí)本課程的目的§1-3如何進(jìn)行本課程的學(xué)習(xí)返回第一章緒論§1-1本課程研究的對(duì)象及內(nèi)容§1-22§1-1本課程研究的對(duì)象及內(nèi)容1．研究對(duì)象機(jī)械實(shí)例：工件自動(dòng)裝卸裝置六自由度工業(yè)機(jī)器人2．研究?jī)?nèi)容

機(jī)構(gòu)是指一種用來(lái)傳遞與變換運(yùn)動(dòng)和力的可動(dòng)裝置。

機(jī)器是指一種執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置，可用來(lái)變換和傳遞能量、物料和信息。有關(guān)機(jī)械的基本理論內(nèi)燃機(jī)控制系統(tǒng)示教板操作機(jī)是機(jī)構(gòu)和機(jī)器的總稱?！?-1本課程研究的對(duì)象及內(nèi)容1．研究對(duì)象機(jī)械實(shí)例：工件3一部機(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)。什么是機(jī)構(gòu)呢？機(jī)構(gòu)可以定義為：是指一種用來(lái)傳遞與變換運(yùn)動(dòng)和力的可動(dòng)裝置。如常見的機(jī)構(gòu)有帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)等等。連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)（1）機(jī)構(gòu)機(jī)器和機(jī)構(gòu)的概念一部機(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)。連桿機(jī)4（2）機(jī)器是指一種執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置，可用來(lái)變換和傳遞能量、物料和信息。機(jī)器例如：電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)用來(lái)變換能量；

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

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

人為實(shí)物的組合體；②

各實(shí)物間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(不會(huì)亂動(dòng))；③

(機(jī)器)能轉(zhuǎn)換能量形式或代替人作有益的機(jī)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(duì)運(yùn)動(dòng)；③

能做有益功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能。①②③①②

結(jié)論：機(jī)械是機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱機(jī)械機(jī)器特點(diǎn)：修改為10機(jī)構(gòu)和機(jī)器的區(qū)別機(jī)構(gòu)只是一個(gè)構(gòu)件系統(tǒng)，而機(jī)器除構(gòu)件系統(tǒng)外，還包含電氣、液壓等其它系統(tǒng)機(jī)構(gòu)只用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和力，而機(jī)器除傳遞運(yùn)動(dòng)和力外，還具有變換或傳遞能量、物料和信息的功能機(jī)構(gòu)和機(jī)器的區(qū)別機(jī)構(gòu)只是一個(gè)構(gòu)件系統(tǒng)，而機(jī)器除構(gòu)件系統(tǒng)外，還11§1-2學(xué)習(xí)本課程的目的§1-3如何進(jìn)行本課程的學(xué)習(xí)

課程性質(zhì)、任務(wù)及作用

機(jī)械未來(lái)發(fā)展

掌握本課程的特點(diǎn)

注重理論聯(lián)系實(shí)際

逐步建立工程觀點(diǎn)

認(rèn)真對(duì)待每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)§1-2學(xué)習(xí)本課程的目的§1-3如何進(jìn)行本課程的12有關(guān)機(jī)械的基本理論（1）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析1）研究機(jī)構(gòu)是怎樣組成的，其組成對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響，以及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。2）研究機(jī)構(gòu)的組成原理及機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類。3）如何繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的問(wèn)題。（2）機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析介紹對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析（包含位移、速度及加速度分析）的基本原理及方法。（3）機(jī)器動(dòng)力學(xué)1）分析機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)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(jī)械的基本理論（1）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析1）研13（5）機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)研究在進(jìn)行具體機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)的選型、組合、變異及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)等問(wèn)題。（4）常用機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)研究常用機(jī)構(gòu)（如連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等）的類型、工作原理及運(yùn)動(dòng)特性分析和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理及方法。有關(guān)機(jī)械的基本理論(2/2)（5）機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)研究在進(jìn)行具14機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程：需求分析機(jī)械方案設(shè)計(jì)機(jī)械方案運(yùn)動(dòng)分析機(jī)械方案動(dòng)力分析機(jī)械造型設(shè)計(jì)機(jī)械工作能力設(shè)計(jì)確定工藝方案確定工藝參數(shù)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程：需求機(jī)械方案機(jī)械方案機(jī)械方案機(jī)15機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的三種類型1.開發(fā)性設(shè)計(jì)

沒有參照的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計(jì)原理和要求，設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)的功能，這三者中至少有一項(xiàng)是首創(chuàng)的才可以認(rèn)定為開發(fā)性設(shè)計(jì)。開發(fā)性設(shè)計(jì)的過(guò)程最復(fù)雜，創(chuàng)新性強(qiáng)。比如最初的錄像機(jī)、攝像機(jī)、電視機(jī)的設(shè)計(jì)就是屬于開發(fā)性設(shè)計(jì)。2.適應(yīng)性設(shè)計(jì)工作原理、功能結(jié)構(gòu)基本保持不變，對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)或?yàn)榱诉M(jìn)行微電子控制對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部適應(yīng)性設(shè)計(jì)，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(jì)工作原理、功能結(jié)構(gòu)基本保持不變，對(duì)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(huì)出現(xiàn)材料、工藝、應(yīng)力等方面的新問(wèn)題。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的三種類型1.開發(fā)性設(shè)計(jì)2.適應(yīng)性設(shè)計(jì)3.變型設(shè)16機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原則1.創(chuàng)新原則2.實(shí)用原則3.經(jīng)濟(jì)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(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原則1.創(chuàng)新原則17本課程的地位、任務(wù)及作用機(jī)械原理課程是研究機(jī)械基礎(chǔ)理論的一門科學(xué)，是機(jī)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(jì)機(jī)械所需的知識(shí)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(xué)生掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)器動(dòng)力學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，學(xué)會(huì)各種常用基本機(jī)構(gòu)的分析和綜合方法，并具有按照機(jī)械的使用要求進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的初步能力。（3）作用在培養(yǎng)高級(jí)機(jī)械工程技術(shù)人才的全局中，本課程不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)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(jī)械設(shè)計(jì)和研究工作起到增強(qiáng)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(jī)械原理課程是研究機(jī)18一、認(rèn)識(shí)機(jī)械，了解機(jī)械二、掌握方法，分析機(jī)械三、開闊思路，設(shè)計(jì)和創(chuàng)新機(jī)械四、更新觀念，發(fā)展機(jī)械學(xué)科本課程的學(xué)習(xí)目的和作用一、認(rèn)識(shí)機(jī)械，了解機(jī)械本課程的學(xué)習(xí)目的和作用19實(shí)例：微小機(jī)器人內(nèi)窺鏡系統(tǒng)智能機(jī)器人機(jī)械未來(lái)發(fā)展的兩個(gè)方向：（1）微機(jī)械（2）智能機(jī)械實(shí)例：微小機(jī)器人內(nèi)窺鏡系統(tǒng)智能機(jī)器人機(jī)械未來(lái)發(fā)展的兩個(gè)方20掌握本課程的特點(diǎn)本課程要用到理論力學(xué)等先修課程的知識(shí)。但并不是這些課程的簡(jiǎn)單重復(fù)和堆砌，而是要學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決工程實(shí)際中所遇到的問(wèn)題。

所以本課程的學(xué)習(xí)不同于理論課程的學(xué)習(xí)，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(qiáng)的工程實(shí)踐性的特點(diǎn)。

在學(xué)習(xí)本課程時(shí)應(yīng)注意:

掌握基本的概念、原理及機(jī)構(gòu)的分析與綜合的方法。掌握本課程的特點(diǎn)本課程要用到理論力學(xué)等先修課程21注重理論聯(lián)系實(shí)際本課程是著重研究一般機(jī)械的共性問(wèn)題，即機(jī)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(xué)習(xí)過(guò)程中要注意這些理論和方法：1）在理論上建立和推演的嚴(yán)密性和邏輯性；2）如何在工程實(shí)際中的應(yīng)用；

3）隨時(shí)留意日常生活和生產(chǎn)中遇到的各種機(jī)械，以豐富自己的感性認(rèn)識(shí)，并用它們認(rèn)識(shí)分析這些機(jī)械，以加深理解。注重理論聯(lián)系實(shí)際本課程是著重研究一般機(jī)械的共22初步建立工程觀點(diǎn)本課程要用到很多與工程有關(guān)的名詞、符合、公式、標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)和一些簡(jiǎn)化方法，如倒置、反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)化、當(dāng)量、等效、代換等等。在機(jī)構(gòu)分析與綜合中，除解析法外還介紹圖解法、實(shí)驗(yàn)法以及試湊法等一些工程中實(shí)用的方法。在學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意：

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

實(shí)際工程問(wèn)題都是涉及多方面的因素的問(wèn)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(jì)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(wèn)題的習(xí)慣和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的工作作風(fēng)。初步建立工程觀點(diǎn)本課