清华机械原理 _(0)2

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1、精密仪器与机械学系 设计工程研究所机械原理清华大学精密仪器与机械学系设计工程研究所精密仪器与机械学系 设计工程研究所 绪 论0.1 机械发展的历史回顾0.2 机械原理课程研究的对象0.3 机械原理课程的研究内容0.4 机械原理课程的地位及学习课程 的目的0.5 机械原理课程的学习方法0.6 机械原理教学环节0.7 机械原理成绩评定0.8 机械原理参考文献精密仪器与机械学系 设计工程研究所0.1 机械发展的历史回顾当今社会高度的物质质文明是以近代机械工业业的飞飞速 发发展为为基础础建立起来的，人类类生活的不断改善也与机械工业业 的发发展紧紧密相连连。机械是人类类用以转换转换 能量和借以减轻轻体力

2、劳动劳动 、提高生产产率 的主要工具。 机械工业业是国民经济经济 的支柱工业业之一。 机械工业是社会生产产力发发展水平的重要标标志。精密仪器与机械学系 设计工程研究所0.1 机械发展的历史回顾五千年前已开始使用简单简单 的纺织纺织 机械；晋朝时时在连连机椎和水 碾中应应用了凸轮轮原理；西汉时应汉时应 用轮轮系传动传动 原理制成了指南车车和记记 里鼓车车；东汉张东汉张 衡发发明的候风风地动仪动仪 是世界上第一台地震仪仪。目前 许许多机械中仍在采用的青铜轴铜轴 瓦和金属人字圆圆柱齿轮齿轮 ，在我国东汉东汉 年代的文物中都可以找到它们们的原始形态态。 我国古代在机械研 制方面有许许多杰 出的发发明创

3、创造。精密仪器与机械学系 设计工程研究所0.1 机械发展的历史回顾18世纪纪初以蒸汽机的出现为现为 代表产产生了第一次产业产业 革命 ，人们们开始设计设计 制造各种各样样的机械，例如纺织纺织 机、火车车、 汽轮轮船。哈格里沃斯发发明的 “珍妮纺纱纺纱 机”法国陆军陆军 技术军术军 官古诺发诺发 明了 世界上第一辆辆蒸汽动动力车车精密仪器与机械学系 设计工程研究所0.1 机械发展的历史回顾19世纪纪到20世纪纪初的第二次产业产业 革命，随着内燃机的出 现现，促进进了汽车车、飞飞机等运输输工具的出现现和发发展。1898年问问世的“雷诺诺”牌汽车车“圣路易斯精神”号飞飞机 1927年美国人林德伯格驾

4、驶驾驶 着它完成了人 类类首次不着陆飞陆飞 越大西洋的壮举举。精密仪器与机械学系 设计工程研究所0.1 机械发展的历史回顾20世纪纪中后期，以机电电一体化技术为术为 代表，在机器人， 航空航天，海洋舰舰船等领领域开发发出了众多高新机械产产品，如火 箭、卫卫星、宇宙飞飞船、空间间站、航空母舰舰、深海探测测器等国际际太空站航天飞飞机正在利用机械臂施放哈 勃空间间望远镜远镜精密仪器与机械学系 设计工程研究所0.1 机械发展的历史回顾展望刚刚刚刚 到来的21世纪纪，智能机械、微型机构、仿生机 械的蓬勃发发展，将促进进材料、信息、计计算机技术术、自动动化等 领领域的交叉与融合，进进一步丰富和发发展机械基

5、础学科知识识。用光刻技术术做成的微米尺寸的微机械蜘蛛形探雷机器人精密仪器与机械学系 设计工程研究所0.1 机械发展的历史回顾机械科学与技术发展或许是我们限定思 维所难以展望的，但人们在机械创新的漫漫 征程中所积累的机械设计基础知识为我们提 供了认识和改造客观世界的基础。精密仪器与机械学系 设计工程研究所有关机械的几个问题 什么是机械？其含义包括哪些？ 各行各业的机器组成有没有共同的特点？能否进行总结？ 其共同特征或者共同之处在何处？能否进行专门研究？机械原理课程授课目的是什么？精密仪器与机械学系 设计工程研究所0.2 机械原理课程研究的对象 机器具有确定的运动可以实现能量转换、或完成有用机械功

6、精密仪器与机械学系 设计工程研究所0.2 机械原理课程研究的对象机器的共同特征：1. 组成：2.由一系列人为的机件组合而成2. 运动特性：组成的各部分之间具有确定的运动3. 功、能关系：能够代替人的劳动完成有用功或者实现能量的 转换精密仪器与机械学系 设计工程研究所 机构具有完全确定的相对运动0.2 机械原理课程研究的对象精密仪器与机械学系 设计工程研究所机构的共同特征：1.组成：由一系列人造的机件组成2.运动特性：组成的各部分之间具有确定的相对运 动0.2 机械原理课程研究的对象机构：传递运动和动力的机件组合，如传递回转运动、往复运 动，实现复杂的运动规律和复杂的运动轨迹。精密仪器与机械学系

7、 设计工程研究所机器组成：原动机部分执行部分传动部分操纵控制部分机械：机器与机构的总称0.2 机械原理课程研究的对象精密仪器与机械学系 设计工程研究所随着科学技术的发展，机械概念得到了进一步的 扩展： 某些情况下，机件不再是刚体，加入柔性构件，气体、液体等也 可参与实现预期的机械运动。利用光电、电磁物理效应，实现能量传递或运动转换或实现动作 的一类机构，应用也十分广泛。例如，采用继电器机构实现电路 的闭合与断开；电话机采用磁开关机构，提起受话器时，接通线 路进行通话，当受话器放到原位时断路。机器内部包含了大量的控制系统和信息处理、传递系统。机器不仅能代替人的体力劳动，还可代替人的脑力劳动。除了

8、工 业生产中广泛使用的工业机器人，还有应用在航空航天、水下作 业、清洁、医疗以及家庭服务等领域的 “服务型“机器人。0.2 机械原理课程研究的对象精密仪器与机械学系 设计工程研究所“金山词霸”对机器、机构、机械的解释机械machine;machinery利用力学原理构成的装置0.2 机械原理课程研究的对象机器：machine;mechinery;engine;apparatus 由零部件组装成的 装置, 可以运转,用来代替人的劳动、作能量变换或产生有用功机构mechanism：机械的内部构造或机械内部的各个组成部分？精密仪器与机械学系 设计工程研究所0.3 机械原理课程研究的内容1. 机构的运

9、动设计1) 机构的组成2) 典型机构的类型、特点、功能及运动设计方法机构相同 机器不同精密仪器与机械学系 设计工程研究所2. 机械的动力设计1)机械的平衡2)机械速度波动调节3)机械系统的动力分析A）机械运转过程中若干动力学问题B）改善机械动力性能的设计方法0.3 机械原理课程研究的内容精密仪器与机械学系 设计工程研究所3.机械系统方 案设计1 1）设计内容）设计内容2 2）设计方法）设计方法3 3）设计思想）设计思想4 4）设计过程）设计过程创新的主要阶段可行方案最优方案0.3 机械原理课程研究的内容精密仪器与机械学系 设计工程研究所机械动力学机构学 机构的运动分析与综合 机构的结构分析与综

10、合 几种常见的机构机械的平衡机械速度波动调节机械系统的动力分析 机械系统方案设计0.3 机械原理课程研究的内容精密仪器与机械学系 设计工程研究所0.4 机械原理课程的地位及学习课程的目的 机械工业是国民经济的基础 运动方案的设计和更新直接影响机械产品或设备设计的成 败、优劣以及生产效率的提高 产品设计和开发过程中最关键、最难的便是功能原理创新基础课程技术基础课程专业课程机械原理 更接近工程实际知识面更宽、适应性更广精密仪器与机械学系 设计工程研究所0.4 机械原理课程的地位及学习课程的目的机械原理教学的总目标： 培养学生在信息技术时代条件下的综合设计能力、创新 设计能力和工程实践能力。 强调工

11、程教育的科学化，着眼于培养站得高、看得远， 能进行总体策划和系统设计、主持产品设计的工程大师。机械图示基础 Engineering Graphics Representation机械原理机械原理 （机械系统方案设计（机械系统方案设计 ） Mechanical System Mechanical System Conceptual DesignConceptual Design机械系统结构设计机械系统结构设计 Engineering Engineering Design of Design of Mechanical Mechanical SystemSystem精密仪器与机械学系 设计工程研究

12、所学习目的： 为学习机械设计和机械类有关专业课以及掌握新的 科学技术打好工程技术的理论基础 为机械的合理使用和革新改造打好良好基础 为产品的创新设计奠定基础0.4 机械原理课程的地位及学习课程的目的精密仪器与机械学系 设计工程研究所0.5 机械原理课程的学习方法 学习知识的同时，注重能力的培养注重实践和实验，增强动手能力 重视逻辑思维能力培养的同时，加强形象思维 能力的培养 注意将理论力学的知识与本课程学习灵活结合 将课程的分析方法和实际相结合1. 参观国家工科机械基础教学基地2. 考察组成实际机械的机构精密仪器与机械学系 设计工程研究所0.6 机械原理课程教学环节6. 网上交流与答 疑1.

13、课堂讲授 2. 一般作业3.3.基本实验基本实验4. 专题讨论课5.综合训练环节精密仪器与机械学系 设计工程研究所基本实验安排第三周：机构运动简图绘制（2学时实验）第八周：齿轮范成加工原理设计型实验(开放式实验 ：第810周）地点: 精密仪器系3310室或33080.6 机械原理课程教学环节精密仪器与机械学系 设计工程研究所0.7 机械原理课程成绩评定序号考察项目成绩比 例备注1期末考试成绩50%开卷考试2平时课后作业 成绩10% 3基本实验成绩151. 机构运动简图测绘5% 齿轮范成加工原理设计型实 验10%4综合训练环节 成绩251. 专题讨论课5 调研、小论文撰写：机械发展 史等5 机械

14、系统方案设计151) 期末考试的成绩计算表精密仪器与机械学系 设计工程研究所序号考察项目成绩比例备注1免试项目成绩50%题目1：实际工程中机构运动简图绘制与新机构方案构思10% 题目2：复杂机构计算机模拟（运动分析）10% 题目3：组合机构设计与搭接15% 题目4：机构性能实验与评价15% 2平时课后作业成绩10% 3基本实验成绩151. 机构运动简图测绘5% 2. 齿轮范成加工原理设计型实验10%4综合训练环节成绩251. 专题讨论课5 2. 调研、小论文撰写：机械发展史等5 3. 机械系统方案设计152) 参加免试的成绩计算表0.7 机械原理课程成绩评定精密仪器与机械学系 设计工程研究所0

15、.8 机械原理课程参考书目q申永胜 机械原理 清华大学出版社 2000 q申永胜 机械原理辅导与习题 清华大学出版社 2000q 机械原理 (第5版) 孙桓主编 高等教育出版社,1996q 机械原理 (第2版) 祝毓琥主编 高等教育出版社,1986q Theory Of Machines And Mechanisms / Joseph Edward Shigley & John Joseph Uicker. 1980 q Mechanisms and Dynamic of Machinenery, Hamilton H.Mahie, Fred W.Ocvirk,1987精密仪器与机械学系 设计工程研究所0.8 机械原理课程参考书目精密仪器与机械学系 设计工程研究所b中国机械发展 史 b世界机械发展 史 b机器人发展史 b微型机器人发 展史 b机械原理发展 史 b机械设计发展 史 bCAD与CAM发 展史 b智能结构发展 史 b智能机械发展 史10. 数控机床发展史 11.机床发展史 12. 精密仪器发展史 13. 航天器发展史 14. 航空器发展史 15. 微机械发展史 16. 纳米科学发展史 17. 摩擦学发展史 18. 机械工程教育发展史综合训练环节(1)撰写机械小论文小论文题目：精密仪器与机械学系 设计工程研