机械原理绪论 (2)

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1、湘潭大学专用,第1章 绪 论,11 机械、机器、机构及其组成,12 本课程研究的内容、性质和任务,火车,内燃机,机械手生产线,发射人造卫星,发动机,牛头刨床,汽车卸料,飞机起落架,冲压,湘潭大学专用,11 机械、机器、机构及其组成,顾名思义，本课程研究对象为：机械,斜面,任何机械都经历了：简单复杂的发展过程。 以起重机为例，它经历了：,机械人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物的组合体。,（包括：龙门吊、鹤式吊、汽车吊、卷扬机、叉车、电梯电脑控制）。一般而言， 机械是机器和机构的总称,杠杆,起重轱辘,滑轮组,手动(电动)葫芦,现代起重机,天然工具 人类在征服自然中,简单机器,工业革命,现代机器

2、,改革开放后：我国机械工业得到了长足发展。,湘潭大学专用,又如：火车发展：,蒸汽机车,内燃机车,电力机车,磁浮列车（常导高温超导）,高速列车,轿车发展：,红旗,桑塔纳、捷达、奥迪,别克、本田、帕萨特 图片,湘潭大学专用,11 机械、机器、机构及其组成,机械,机器,机器根据某种具体使用要求而设计的多件实物的组合体。,机构,机构能够用来传递运动和力或改变运动形式的多件实物的 组合体。如：连杆机构工程实例、凸轮机构、齿轮机构等。 种类有限,如缝纫机、洗衣机、各类机床、运输车辆、农用机器、起重机、 六自由度关节式工业机械人 应用2、 挖土机等。,湘潭大学专用,典型机器的分析：,1.内燃机,活塞的往复运

3、动通过连杆变位曲轴的连续转动，,凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；,两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动作，,各部分协调动作的结果，就将燃料中化学能转化为曲轴旋转的机械能。,该组合体称为：曲柄滑块机构,称为：凸轮机构,称为：齿轮机构,内燃机,机器的种类繁多，结构、性能和用途等各不相同，但具有相同的基本特征。,湘潭大学专用,2.工件自动载送装置,含带传动、蜗杆传动、 凸轮机构、连杆机构等。,滑杆左移时，夹持器将工件夹住。,滑杆带着工件右移时，夹持器动爪受挡块的压迫将工件松开，工件落入载送器被传送到下一道工序。 动画 强调代替人类完成有用工作,机器的共有特征：,人造的实物组合体；,各部分

4、有确定的相对运动；,代替或减轻人类劳动完成有用 功或实现能量的转换或 完成物 料、信息的传递。 机器的作用,一部机器可包含一个或若干个机构,湘潭大学专用,机器的分类：,动力机器实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机、发电机等）种类有限,工作机器完成有用功（如机床等） 种类繁多 汽车,工作机器的组成：,原动部分是工作机动力的来源，最常见的是电动机和内然机。,工作部分完成预定的动作，位于传动路线的终点。,传动部分联接原动机和工作部分的中间部分。,控制部分保证机器的启动、停止和正常协调动作。 其关系如下,原动机,传动,工作,控制,1.汽车各组成部分,信息机器完成信息的传递和变换（复印机、打印机、绘图

5、机等） 传真机、 照相机等）,湘潭大学专用,皮带（传动部分）,电机（原动部分）,定时器（控制部分）,叶轮（工作部分）,2. 试分析洗衣机的各组成部分,湘潭大学专用,生产线,在实际生产过程中，还采用多种机器组合起来，完成比较复杂的过程，这种机器系统成为生产线。,自动生产线1,自动生产线2,自动生产线3,自动生产线4,自动生产线5,自动生产线6,自动生产线7,自动生产线8,光碟生产线1,光碟生产线2,湘潭大学专用,湘潭大学专用,用来传递力或实现运动的转换。,各部分有确定的相对运动；,人造的实物组合体；,机构的共有特征：,同理，通过对典型机构进行分析可知：,机构的共有特征：,人造的实物组合体；,各部

6、分有确定的相对运动；,用来传递力或实现运动形式的转换。,机构的分类：常用机构和专用机构。,常用机构-用途广泛，如齿轮机构、凸轮机构、连杆机构等。,专用机构-只能用于特定场合，如钟表的擒纵机构。,连杆机构机械手爪、凸轮机构摆动凸轮、齿轮机构锥齿轮,湘潭大学专用,湘潭大学专用,复习 研究对象,机械,湘潭大学专用,机器与机构的关系：由两个实例推广到一般,任意复杂的机器都是由若干组机构按一定规律组合而成的。 实际机器的种类有成千上万种，但机构的种类确有限。它们之间的关系类同化合物与化学元素,动力机器,工作机器,由机器与机构的共有特征可知：机器与机构在结构和运动方面并无区别（仅作用不同） ，故统称为机械

7、。,本课程研究重点：常用机构和通用机械零件,信息机器,湘潭大学专用,1.1.3 机构的组成,名词术语解释:,1.机构 能够用来传递运动和力或改变运动形式的 多件实物的组合体。 机器 根据某种具体使用要求而设计的多件实物 的组合体。,构件 独立的运动单元(运动的单元体),内燃机 曲柄滑块机构,2.零件 独立的制造单元(制造的单元体),零件,一个构件是由一个零件如内燃机中活塞 或多个零件刚性组成。彼此之间无相对运动。 如内燃机中连杆,湘潭大学专用,内燃机中的连杆,如：内燃机连杆,零件 独立的制造单元,湘潭大学专用,湘潭大学专用,课程性质技术基础课,作用承前启后,先修课程包括：高等数学、普通物理、工

8、程制图、理论力学，,通过本课程的学习，可为今后学习机床夹具设计、机床、机械制造工艺学等专业课程打下基础。,1.2 本课程研究的内容、性质和任务,湘潭大学专用,本课程研究的对象： 机构和机械零件,本课程研究的目的： 设计出满足功能与制造要求的机构和机械零件 任务,研究的内容： （1）机械设计基础知识 （2）常用机构及传动设计,作为一名工程技术人员，同学们在今后的工作岗位上将会接触各种各样的通用或专用机械，因此必须掌握机械方面的基础知识。,（3）通用零件设计 （4）有关机械总体设计中的一些问题 （5）机械现代设计方法与手段的概念和特点,1.2 本课程研究的内容和任务,湘潭大学专用,课程特点：,1）

9、实践性强。,1.2 课程的特点,2）综合性强。本课程学习要综合运用已学过的知识，约有1/3的内容与理论力学有关。有些内容可以说是理论力学的延续与扩展（用理论力学的原理分析具体的机械）。因此，一定要复习号理论力学中的有关内容，如运动学、摩擦学等。,本课程是一门技术基础课，其研究对象是在生产实际中广泛应用的机械，所要解决的问题大多数是工程中的实际问题（与理论力学的不同点），因此要求学生加强基本技能的训练，如简图测绘、齿轮参数测量等。要培养工程素养，作图应严格按要求进行。要重视实验课。,3）独立性强。各章内容彼此独立，前后联系不甚密切。因此，要经常复习前面已学过的内容，以免出现猴子扮苞米的现象。,4

10、) 本课程有四多： 内容多、概念多、符号多、公式多。 不要求死记硬背，关键在于理解，重点在于应用。会用自然能记住。,湘潭大学专用,如何学习本课程？,1）着重搞清楚基本概念，理解基本原理，掌握机构 分析与综合的基本方法。,2）注意把一般原理和方法与具体运用密切联系起来。 并用所 学知识观察日常生活与生产遇到的各种机 械。,本课程研究机械的途径：,1) 研究机械所具有的一般共性问题。如机构的组成原理、机构运动学、机器动力学。,2) 研究各种常用机构的运动和动力性能，以及它们的设计 方法。,3）注意培养运用所学基本理论与方法去分析和解决工 程实际问题的能力。,湘潭大学专用,4) 注意培养综合分析、全

11、面考虑问题的能力。解决同 一实际问题，往往有多种方法和结果，要通过分 析、对比、判断和决策，做到优中选优。,5) 注意培养科学严谨、一丝不苟的工作作风。,湘潭大学专用,当今世界正经历着一场新的技术革命。新概念、新理论、新方法、新工艺不断涌现。同样，机械学科也发展迅猛，,发展方向：高速、重载、高精度、高效率、低噪声 5倍音速的飞机、几十万吨的轮船、纳米级打击精度、细胞克隆操作、磁悬浮列车、低噪声潜艇,应用领域不断扩大：上天、入地、下海、甚至钻入人体内。 太空探险、水平钻探、深海采矿、打捞作业、血管清理,本学科的研究课题与日俱增,机械学科与其他学科的交叉渗透作用增强：与电子工程、计算机科学、控制工

12、程、材料科学、生物医学相互渗透，诞生了若干新学科。如机械电子学、仿生机械学、机器人机械学、机械CAD。,新机构不断涌现-如自控机构、机器人机构、仿生机构、柔性及弹性机构、机电气液综合机构等。,注重机械的动力性能-在机械分析与综合时，由只考虑运动性能过渡到同时考虑其动力性能。,湘潭大学专用,考虑到机械的动态特性-机械在运动过程中，构件的振动和弹性变形、运动副的间隙和构件尺度误差，对运动及动力性能的影响。,连杆机构-重视了空间连杆机构、多杆多自由度机构、连杆机构弹性动力学和动力平衡研究。,齿轮机构-发展了齿轮啮合原理、提出了许多性能优异的新型齿廓曲线和新型传动、加速了对高速齿轮、精密齿轮、微型齿轮

13、的研究。,凸轮机构-十分重视对高速凸轮机构的研究。,另外，为了适应现代机械高速度、高节拍、高性能的需要，研制了高速高定位精度的分度机构、具有优良性能的组合机构，以及各种机构的变异与组合等。,湘潭大学专用,在对机械的分析与综合中，计算机的作用日益重要，发展并推广了计算机辅助设计(CAD)、优化设计、考虑误差的概率设计。,新的设计手段日新月异,湘潭大学专用,作为技术基础课程，只介绍一些最基本的原理和方法。,为了实现我国的国防现代化，必然要有大量的机械化、自动化的武器装备于部队，这些武器从何来？恐怕大多数只能靠我国自力更生解决，这是一项十分艰巨的任务，设计、制造、使用、维护现代化的武器装备，需要大批

14、的机械方面专业人才。在座的各位都是未来的工程师和部队的主要技术骨干，掌握好本课程的有关知识，将为你们未来的工作打下一个良好的基础。最后希望我们共同努力，把这门课程教好学好。,3）仔细观察实物和模型，欢迎到实验室参观，并动手 组装各种机构。,要求： 1）作业必须按时完成（2个本轮换），绘图准确，字 迹工整，作业量未达到规定者不能参加考试。,2）上课认真听讲，及时消化。 （腾出时间考四级）,湘潭大学专用,作业,第1章 P4 1-1至1-4,湘潭大学专用,蒸汽机车,湘潭大学专用,内燃机车,湘潭大学专用,电力机车,湘潭大学专用,高速列车,湘潭大学专用,磁浮列车,湘潭大学专用,湘潭大学专用,机器组成：,

15、原动机,轿车组成：,湘潭大学专用,任何机器都是由许多零件 组合而成的。,湘潭大学专用,部件：为完成同一使命而协同工作的许多零件的组合。,零件：组成机器的不可拆的基本单元（即制造的基本单元） 。,如：滚动轴承,、联轴器。,湘潭大学专用,湘潭大学专用,任务,1、通用机械零部件的设计计算。,2、综合运用本课程和其他先修课程的知识，设计机械传动装置 和一般机械。,湘潭大学专用,2、静态设计机械系统“动态设计”,3、新设计方法：,优化设计 可靠性设计 逆向设计 工业设计等。,4、设计技术发展：人工计算机辅助设计（CAD）,AutoCAD、SolidEdge、UG、SolidWork、ProE等。,5、机械产品本身的转折：传统机械机电一体化、智能化。,5 机械设计新发展,（摩擦学、弹性流体动力润滑理论、断裂力学）,湘潭大学专用,机器人焊接,机器人去毛刺,