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1、湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,第一章 绪 论,11 本课程研究的对象和内容,12 本课程在教学中的地位,13 课程的性质和学习方法,14 机械原理学科发展现状简介,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,顾名思义，本课程研究对象为：机械,机械,机器,斜面,任何机械都经历了：简单复杂的发展程。,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。,机构,（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,起重机的发展历程：,11 本课程研究的对象和内容,原理机械的组成原理、工作原理、分析和
2、设计原理(方法)等。,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,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、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、起重机等。,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。,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,典型机器的分析：,1.内燃机,内燃机,组成：,汽缸体1、,活塞2、,进气阀3、,排气阀4、,连杆5、,曲轴6、,凸轮7、,顶杆8、,齿轮9、10,工作原理：,1.活塞下行，进气阀开启，混合气体
3、 进入汽缸；,2.活塞上行，气阀关闭，混合气体被压缩， 在顶部点 火燃烧；,3.高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；,4.活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽缸。,循环运动的结果，使曲轴输出连续的旋转运动,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,设计：潘存云,进气,压缩,爆炸,排气,内燃机的工作过程：,活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴的连续转动，该组合体称为：,内燃机各部分的作用：,曲柄滑块机构,凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；称为：,凸轮机构,两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动作，称为：,齿轮机构,各部分协调动作的结果：,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,潘
4、存云教授研制,2.工件自动载送装置,含带传动机构、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。 强调代替人类完成有用工作,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,机器的共有特征：,人造的实物组合体；,各部分有确定的相对运动；,代替或减轻人类劳动完成有用功或实现能量 的转换 机器的作用,机器的分类：,原动机实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机）种类有限,工作机完成有用功（如机床等） 种类繁多,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,工作机的组成：,原动部分是工作机动力的来源，最常见的是电动
5、机 和内燃机。,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,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,控制器(控制),电动机(原动),带(传动),减速器(传动),波轮(工作),分析自动洗衣机的组成：,潘存云教授研制,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,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；,各部分有确定的相对运动；,用来传递力或实现运动的转换。,机构的分类：通用机构和专用机构。,通用机构-用途广泛，如齿轮机构、连杆机构等
6、。,专用机构-只能用于特定场合，如钟表的擒纵机构。,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,本课程研究重点：通用机构,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。类似关系：化合物与化学元素,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。人造的组合体、有确定的相对运动,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,12 本课程的研究内容,1. 机构结构分析 基本知识,研究机构运动的可能性; 能否运动,机构运动的确定性；下一个位置和运动方向是否唯一,机构的组成原理
7、和结构分类。,2. 机构的运动学,机构上某些特殊点的位置、速度、加速度的求法 和机构的运动规律；,机构运动简图的绘制方法；用简单图形表示复杂机构,设计新机构的方法。按一定几何条件和运动条件,3. 机器动力学,分析机构的受力情况及力做功的情况；,分析机器在已知外力作用下的运动；,机器的调速和平衡方法。,不考虑引起机构运动的力的作用，仅从几何的观点来研究,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,按解决问题的性质，研究内容又可分为两大类：,机构分析对已有机构的研究。包括结构、运动 和力分析。,机构综合设计新的机构。包括型综合、尺度综 合、运动和动力综合。,称综合而非设计的理由：,仅限于根据运动和动力要
8、求，确定机构各部分与运 动相关的尺寸；,本课程要解决的问题,属于机械设计课程的范畴,在解决机构的设计问题时，,不涉及各个具体零件的强度计算，具体形状和结构、 材料选择等因素；,设计结果是机构运动简图，而非工程化的设计图。,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,掌握本课程的特点,本课程是一门技术基础课，其最显著的特点是基础理论与工程实际的结合。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，而是要引导学生如何应用所学的只是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
9、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。,13 课程的性质和学习方法,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,初步建立工程观点,本课程要用到很多与工程有关的名词、符合、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、代换等等。在机构分析与综合中，除解析法外还介、实验法以及试凑等一些工程中实用的方法。因此在学习时，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，实际工程工程问题都是涉及多方面的因素的问题，其求解可采用多种方法，其解一般也不是唯一的。这就要
10、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。,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,如何学习本课程？, 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。, 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：, 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。, 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。,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。,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,注意培养综
11、合分析、全面考虑问题的能力。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。,注意培养科学严谨、一丝不苟的工作作风。在今后 的工作中要与各种机器装备打交道，稍有不慎，即 可能造成损失。,湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授,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，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。,湖南理工学院专用
