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1、本章教学内容,本章教学目的, 本课程研究的对象及内容, 使学生了解本课程研究的对象、内容 了解本课程的地位、作用和任务 了解机械原理学科的发展现状 调动学生学习本课程的兴趣和积极性,本章重点,绪 论,通过机械原理课程将要学习什么？,为什么要学机械原理？, 学习本课程的目的, 如何进行本课程的学习,机械发展的历史回顾,机械-是人类用以转换能量和借以减轻体力劳动、提高生产率的主要工具。,高度物质文明 生活水平的改善,机械工业的发展,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,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
2、业的发展紧密相连。,杠杆,滑轮,机械发展的历史回顾,现代起重设备,指南车：齿轮传动和离合器,计里鼓车：齿轮及凸轮机构,中国公元前3世纪，欧洲公元11-12世纪,连机碓：中国公元3世纪，欧洲公元1600年,中国古代杰出的发明创造,五千年前已开始使用简单的纺织机械；晋朝时在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，在我国东汉年代的文物中都可以找到它们的原始形态。,我国古代在机械研制方面有许多杰出的发明创造,侯风地动仪,18世纪初以蒸汽机的出现为代表产生了第一次产业革命
3、，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,机械发展的历史回顾,19世纪到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。,机械发展的历史回顾,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
4、施放哈勃空间望远镜,机械发展的历史回顾,1961年4月12日苏联宇航员尤里加加林驾驶“东方”号飞船从拜科努尔发射场启程，实现了人类的首次太空之旅。,展望刚刚到来的21世纪，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,机械发展的历史回顾,促进国防、科技工业的发展,造福人类,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？,本
5、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。,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）。,杠杆,起重辘轳,滑轮组,手动(电动)葫芦,现代起重机,起重机的发展历程：,01 本课程研究的对象,研究内容：是有关机械的基本理论 机械的组成原理、工作原理、分析和设计原理(方法)等。,机械=机器+机构,机器、机构是由什么组成的？有那些特征？,什么叫机械？,内燃机,典型机器的分析：,潘存云教授研制,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
6、轮9、10,工作原理：,1.活塞下行，进气阀开启，混合气体 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,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：,潘存云教授研制,2.
7、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,指执行机械运动的装置，它用来变换(transmit)和传递(transform)能量(energy)、物料(materials)与信息(information)。,机器：,王树才,The single-cylinder four-stroke internal combustion engine,传递物料,变换物料,传递信息,变换能量,传递能量,机器根据某种具体使用要求而设计的多件实
8、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。机器的三大特征：,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,是能量变换的装置，即可将某种形式的能量变换成机械能，或者把机械能变换成其他形式的能量（如内燃机、蒸汽机、电动机） 。,是完成有用的机械功或者是搬运 物品（如机床等） 。,是用来获得和变换信息。,机器一定要作机械运动
9、，并通过运动来实现能量、物料和信息的变换和传递。,机器与其它装置的主要区别是：,工作机组的组成：,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,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,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：
10、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。,专用机构-只能用于特定场合，如钟表的擒纵机构。,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,02 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;,机构运动的确定性；,机构的组成原理和结构分类。,2. 机构的运动学,机构上某些特殊点
11、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；,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,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，,
12、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。,4.机械系统方案设计 1）设计内容 2）设计方法 3）设计思想 4）设计过程,可行方案,课程性质： 技术基础课,作用： 承前启后,先修课程：高等数学、普通物理、工程制图、理论力学,同时，通过本课程的学习，可为今后学习诸如机械设计、机床夹具设计、机床、机械制造工艺学等专业课程打下基础，,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。,03 课程的性质和学习方法,课程的特点：,1）实践性强,2）综合性强,本课程是一门技术基础
13、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,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。,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) 四多：内容多、概念多、符号多、公式多。 不要求死记硬背，关键在
14、于理解，重点在于应用。会用自然能记住。,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。,注意培养综合分析、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
15、不苟的工作作风。在今后 的工作中要与各种武器装备打交道，稍有不慎，即 可能造成损失。,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,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。,机械图是基础 Engineering Graphics Representation,机械原理 （机械系统
16、方案设计）Mechanical System Conceptual Design,机械系统结构设计Engineering Design of Mechanical System,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,学习目的：,谢谢观看/欢迎下载,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH,
