《第一讲机械的组成、分类与发展知识分享》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一讲机械的组成、分类与发展知识分享（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械原理与机械设计 Theory and Design of Mechanisms and Machines,第一节 认识机器,通过工作和生活实践，我们也许认识了几种典型的机器：,内燃机,牛头刨床,通用工业机器人,电池自动 分拣机,第二节 机器的分类和组成,机器和它的分类,机器的组成,机器中的几个基本概念,根据用途的不同，机器可分为,动力机器 加工机器 运输机器 信息机器,动力机器 其用途是转换机械能。,原动机,如蒸汽机、内燃机、电动机,换能机,发电机,加工机器,尺寸 形状 性质 状态,用来改变被 加工对象的,如: 加工机床 轧钢机 纺织机 包装机等。,返回,运输机器 用来搬运物品和人。 如汽
2、车、飞机、起重机、运输机。,返回,信息机器 其功能是处理信息。 例如复印机、打印机、绘图机等。 信息机器虽然也作机械运动，但其目的是处理信息，而不是完成有用的机械功，因而其所需的功率甚小。,动力机器 加工机器 运输机器 信息机器,转换机械能 完成机械功 作功很小,现代机器的出现使机器按功能的分类变得模糊： 机器人： 进行焊接和装配，是加工机器； 用来搬运物品，也是运输机械； 而且是按照一定的信息来搬运；也是信息机械。 电池分拣机： 实现了电池的搬运，但它是根据电池的质量信息来进行分拣后的搬运。,返回,机构 在认知机器的实践中，我们已经初步认识了几种机构：,机器中的几个基本概念,什么是机构呢？,
3、连杆机构、凸轮机构、 棘轮机构、螺旋机构、齿轮机构,内燃机,牛头刨床,内燃机何牛头刨床中的连杆机构的共同点： 构件间都形成可相对转动或相对移动的活动连接。 都是实现运动形式的变换。 它们都属于连杆机构。,凸轮机构、齿轮机构和棘轮机构实现的运动转换与连杆机构不同，构件之间的连接形式也不同，构件的形状也不同。,因此，可给出机构的如下定义： 机构： 人为实物的组合体， 具有确定的机械运动， 可以用来传递和转换运动。,机器： 人为实物的组合体， 具有确定的机械运动， 可以用来转换能量、 完成有用功 或处理信息， 以代替或减轻人的劳动。,在各种机械中广泛使用的一些机构称为常用机构。 如： 连杆机构、 凸
4、轮机构、 齿轮机构、 间歇运动机构。,常用机构,机器是由机构组成的。 简单的机器，可能只含有一个机构, 但一般都含有多个机构。,机械: 机器和机构的总称。,机器 机构,各种机械中广泛使用的零件称为通用零件。 如螺栓、轴、齿轮、弹簧等。 只在某一类机械中使用的零件称为专用零件。 如内燃机中的活塞、曲轴等。 通用零件中主要包括三大类零件： 传动零件 （齿轮、带、链等） 联接零件 （螺栓、键等） 轴系零件 （轴、轴承等） 此外: 弹簧等零件。,通用零件与专用零件,返回,我们已经多次使用了“构件”这个术语。 活塞、连杆、曲轴、滑枕等都是构件。 构件是组成机构的有确定运动的单元。,构件,构件是运动的单元
5、，而零件是制造的单元。,机器的组成与作用,机器的组成,传统机器都包含如下三个部分：,恩格斯,运动速度的转换,传动装置解决原动机速度和执行装置速度不匹配的问题。 一般的普通交流电动机速度是固定的。 一般机器执行部分速度低于原动机的转速, 需要减速。 （也有相反的情况，需要增速）。 许多机器还需要执行装置有多种不同的速度。,带、链传动 各种齿轮传动 减速器,例如自行车链传动,例如汽车、机床的变速器,运动形式的转换,机器执行部分可能 有各种运动形式：,随着20世纪后半叶以来现代科学技术的发展，特别是控制理论的发展和计算机在工业上的应用，机器的组成更复杂了。,前馈控制,反馈控制,传感器,控制装置的作用
6、是控制机器各部分的运动。,测量运动构件真实运动情况，并将测量结果随时反馈给控制系统,发出指令调节伺服电机的运动,传统机器,现代机器,普通车床 牛头刨床 空气压缩机 起重机 掘土机 皮带运输机 ,机器人 数控机床 ,返回,第三节机械的发展历程概述,古 代 近 代 现 代,简单机械：杠杆、车轮、滑轮、斜面、螺旋等。 公元前3000年，在修建金字塔的过程中，就使用了滚木来搬运巨石。 阿基米德用螺旋将水提升至高处，那就是今天的螺旋式输送机的始祖。,公元一世纪 东汉 “水排” 用水力鼓风炼铁，其中应用 了齿轮和连杆机构,晋 代 “连 磨” 用一头牛驱动八台磨盘， 其中应用了齿轮系。,中世纪 欧洲 用脚踏
7、板驱动的 加工木棒的车床,中世纪 欧洲 利用曲轴的研磨机,19世纪中叶，发明了炼钢法，从那时一直到现在，钢铁始终是制造机械最主要的材料。,18世纪末，现代车床的雏形在英国问世; 19世纪中叶, 通用机床的各种类型已大体齐备； 19世纪末，自动机床、大型机床出现。,社会需求日益增长。 20世纪初叶，机械制造进入了大批量生产模式的时代。标志：美国福特汽车的生产,随着计算机和伺服电机的出现，机器人作为现代机器的代表走上了历史舞台。 工业机器人 特种机器人,工业机器人：在工业生产中越来越广泛地应用。用于搬运、装配、焊接、喷漆、凿岩等工作。,清洗飞机的机器人,第一汽车制造厂的汽车装配生产线,几 种 工业
8、机器人,特种机器人：在潜水、管道修理、外科手术、生物工程、军事、星际探索等领域应用，承担着许多由人的直接操作无法完成的工作。,水下扫雷机器人,爬壁机器人,几种 特种机器人,军用昆虫机器人,爬缆索机器人,数控车床,数控加工中心,计算机控制系统和伺服电机被引入到传统机器中来，使其组成、面貌和功能发生了革命性的变化。,现代机器向主动控制、信息化和智能化方向发展， 从这个意义上讲，正如有的学者所说：,“今后的机器都将是机器人”。,20世纪最后30年，计算机应用的普及极大力推动了机械分析与设计方法的革新。 计算机计算代替了手工计算法和图解方法。 计算机辅助设计、优化设计、有限元法、动态设计等现代设计方法迅速发展。 计算机不仅是大大地提高了计算速度，而且已成为机械分析与设计的前所未有的强大手段。 整个机械设计的理论和方法焕然一新。 现代意义上的机械设计已经根本离不开计算机了。,
