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1、机 械 原 理,任课教师：张磊,zhangleiqhu,上课要求：1.准时到达教室 2.保证课堂纪律 3.仅作必要笔记 4.保持教室卫生,考核方式：闭卷考试 成绩评定：平时20%，实验10%，考试70%,辅导答疑：工业设计教研室及学院安排的固定 时间、地点。,第一章 绪论,1-1 本课程研究的对象及内容,1-2 学习本课程的目的,1-3 本课程的学习方法,返回,1-4 机械原理学科发展概貌,1-1 本课程研究的对象及内容,1研究对象,机械是机构和机器的总称。,实例：,工件自动装卸装置,六自由度工业机器人,2研究内容,机构是指一种用来传递与变换运动 和力的可动装置。,机器是指一种执行机械运动装置
2、， 可用来变换和传递能量、物料和信息。,有关机械的基本理论,内燃机,1-2 学习本课程的目的,1-3 本课程的学习方法,课程性质，任务及作用,学习目的,掌握本课程的特点,注重理论联系实际,逐步建立工程观点,认真对待每个教学环节,是指一种执行机械运动装置，可用来变换和传递能量、物料和信息。,如常 见的机构有带传动机构、链传动机构、齿轮机构、凸轮机构、螺 旋机构等。,（1）机构,机器和机构的概念,是指一种用来传递与变换运动和力的可动装置。,这些机构一般认为是由刚性件组成的。而现代机构中除了刚 性件以外，还可能有弹性件和电、磁、液、气、声、光等元 件。,故这类机构称为广义机构；而由刚性件组成的机构就
3、称为狭义机构。,机构,（2）机器,机器,例如：,电动机、内燃机用来变换能量；,汽车、起重机用来传递物料；,照相机、计算机用来传递或变换信息。,由于各种机器的主要组成部分都是各种机构，所以可以说， 机器乃是一种可用来变换或传递能量、物料与信息的机构组合。,机器按其用途可分为两类：凡将其他形式的能量转换为机械能的机器称为原动机；凡利用机械能来完成有用功的机器称为工作机。,（3）机器的结构,传统的机器由如下三个部分组成：,机床用来变换物料的状态；,现代机器一般由如下四个部分组成：,机器和机构的概念(2/3),而现代先进的机器则由以下五个部分组成：,机器和机构的概念(3/3),有关机械的基本理论,（1
4、）机构的结构分析,1）研究机构是怎样组成的，其组成对运动的影响，以及机构 具有确定运动的条件。,2）研究机构的组成原理及机构的结构分类。,3）如何绘制机构运动简图的问题。,（2）机构的运动分析,介绍对机构进行运动分析（包含位移、速度及加速度分析）的基本原理及方法。,（3）机器动力学,1）分析机器在运转过程中其各构件的受力情况，以及这些力的作功情况。,（5）机械传动系统运动方案的设计,研究在进行具体机械设计时机构的选型、组合、变异及机械 传动系统运动方案的设计等问题。,（4）常用机构的分析与设计,研究常用机构（如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）的类 型、工作原理及运动特性分析和机构设计的基本原理
5、及方法。,有关机械的基本理论(2/2),本课程的地位、任务及作用,机械原理是研究机械基础理论的一门科学，是机械类各专业的一门主干技术基础课程，在创新设计机械所需的知识结构中也占有核心地位。,（1）地位,（2）任务,本课程的任务是使学生掌握机构学和机器动力学的基本理论、 基本知识和基本技能，学会各种常用基本机构的分析和综合方法，并具有按照机械的使用要求进行机械传动系统方案设计的初步能力。,（3）作用,在培养高级机械工程技术人才的全局中，本课程不仅为学生学习相关技术基础和专业课程起到承前起后的作用，而且为今后从事机械设计和研究工作起到增强适应能力和开发创新能力的作用。,本课程的学习目的,机械类专业
6、学生会遇到机械设计和使用方面的问题。 本课程内容是机械的基础知识，是一门重要的必修课程技术基础课。,掌握本课程的特点,本课程要用到物理、数学、力学、机械制图和工程材料及机 械制造基础等先修课程的知识，尤其是理论力学的知识。,但并不 是这些课程的简单重复和堆砌，而是要引导学生如何应用所学的 知识解决工程实际中所遇到的问题。,所以本课程的学习不同于理 论课程的学习，也不同于专业课，而具有一定的理论系统性及逻 辑性和较强的工程实践性的特点。,因此，在学习本课程时应注意掌握基本的概念、原理及机构 的分析与综合的方法。,注重理论联系实际,本课程并不是研究某种具体的机械，而是着重研究一般机械 的共性问题，
7、即机构的结构分析和综合的基本理论和基本的方法。,这些基本理论和方法是紧密为工程服务的。,因此，在本课程的学习过程中，一方面要注意这些理论和方 法在理论上建立和推演的严密性和逻辑性，另一方面更要注意这 些理论和方法如何在工程实际中的应用。,此外还应随时留意日常 生活和生产中遇到的各种机械，以丰富自己的感性认识；并用所 学到的理论和方法认识分析这些机械，以加深理解，使理论和实 践相互促进。,初步建立工程观点,本课程要用到很多与工程有关的名词、符号、公式、标准及 参数和对机械研究的一些常用的简化方法，如倒置、反转、转化、 当量、等效、代换等。,在机构分析与综合中，除解析法外还介 绍图解法、实验法以及
8、试凑等一些工程中实用的方法。,在学习时，对名词应正确理解其含义，对公式应着重于应用，而对方法则着重掌握其基本原理和作法。,另外，实际工程问题涉及多方面的因素，其求解可采用多种 方法，其解一般也不是唯一的。这就要求设计者具有分析、判断、决策的能力，要养成综合分析、全面考虑问题的习惯和科学严谨、一丝不苟的工作作风。,认真对待教学的每一个环节,本课程全部教学工作的完成，需要预习、听课、习题课、实 验课、课后作业、答疑和考试，以及课程设计等教学环节。要学 好这门课，必须对每个教学环节予以充分重视。,1-4 机械原理学科发展概貌,机械工业是国民经济的支柱工业之一； 机械工业是社会生产力发展水平的重要标志
9、。 当今社会高度的物质文明是以近代机械工业的飞速发展为基础建立起来的，人类生活的不断改善也与机械工业的发展紧密相连。,古代机械,五千年前已开始使用简单的纺织机械；晋朝连机椎和水碾中应用了凸轮原理；西汉时应用轮系传动原理制成了指南车和记里鼓车；东汉张衡发明的候风地动仪是世界上第一台地震仪。目前许多机械中仍在采用的青铜轴瓦和金属人字圆柱齿轮，在我汉年代的文物中都可以找到它们的原始形态。,近代机械,18世纪初以蒸汽机的出现为代表产生了第一次产业革命，人们开始设计制造各种各样的机械，例如纺织机、火车、汽轮船。,哈格里沃斯发明的“珍妮纺纱机”,法国陆军技术军官古诺发明了世界上第一辆蒸汽动力车,19世纪到
10、20世纪初的第二次产业革命，随着内燃机的出现，促进了汽车、飞机等运输工具的出现和发展。,1898年问世的“雷诺”牌汽车,“圣路易斯精神”号飞机 1927年美国人林德伯格驾驶着它完成了人类首次不着陆飞越大西洋的壮举。,现代机械,20世纪中后期，以机电一体化技术为代表，在机器人，航空航天，海洋舰船等领域开发出了众多高新机械产品，如火箭、卫星、宇宙飞船、空间站、航空母舰、深海探测器等。,国际太空站,航天飞机正在利用机械臂施放哈勃空间望远镜,21世纪，机械学科在迅猛发展, 新概念、新理论、新方法、新工艺不断涌现。智能机械、微型机构、仿生机械的蓬勃发展，将促进材料、信息、计算机技术、自动化等领域的交叉与融合，进一步丰富和发展机械基础学科知识。,用光刻技术做成的 微米尺寸的微机械,蜘蛛形探雷机器人,仿生智能机械,发展趋势,（1）平面、空间机构的分析与综合 （2）机器人机构 （3）齿轮及传动 （4）计算机辅助设计与优化方法 （5）机械系统动力学 （6）机电一体化技术与方法 （7）微型机械,
