《机械原理绪论学习教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械原理绪论学习教案（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、会计学1机械原理机械原理(yunl)绪论绪论第一页，共50页。2机械原理机械原理(yunl)(yunl)课程课程特点特点n n是机械类专业核心(hxn)课程n n是机械类专业后续课程的基础n n通过本课程的学习，引导学生进入机械科学的殿堂第1页/共49页第二页，共50页。3机械原理学习机械原理学习(xux)(xux)的特点的特点n n是基于理解、而不是基于记忆；n n本课程不适合短时间突击学习；n n机械(jxi)原理课程不及格率偏高，希望大家加倍努力。第2页/共49页第三页，共50页。4机械机械(jxi)(jxi)原理主要原理主要教学内容教学内容第第第第0 0 0 0章章章章 绪论绪论绪论绪
2、论(xln)(xln)(xln)(xln)第一章第一章第一章第一章 机构的结构分析机构的结构分析机构的结构分析机构的结构分析第二章第二章第二章第二章 平面机构的运动分析平面机构的运动分析平面机构的运动分析平面机构的运动分析第三章第三章第三章第三章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计第四章第四章第四章第四章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计第五章第五章第五章第五章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计第六章第六章第六章第六章 轮系及其设计轮系及其设计轮系及其设计轮系及其设计第九章第九章第九章
3、第九章 平面机构的力分析平面机构的力分析平面机构的力分析平面机构的力分析机械原理课程设计机械原理课程设计机械原理课程设计机械原理课程设计第3页/共49页第四页，共50页。5第4页/共49页第五页，共50页。61-1 1-1 机械原理课程的研究对象和内容机械原理课程的研究对象和内容1-2 1-2 机械原理课程的学习目的机械原理课程的学习目的(md)(md)和和作用作用1-3 1-3 机械原理多媒体教材的特点机械原理多媒体教材的特点1-4 1-4 本课程的教学方法本课程的教学方法第5页/共49页第六页，共50页。n n1、人类行为能力的延伸：工具、简单机械、复杂机械、各种( zhn)车辆、各种(
4、zhn)武器；n n2、人类思维能力的延伸：数、算盘、计算器、计算机人类人类人类人类(rnli)(rnli)(rnli)(rnli)在长期的生产实践中，不断在长期的生产实践中，不断在长期的生产实践中，不断在长期的生产实践中，不断的创造发明，这种发明的类型主要是以下的创造发明，这种发明的类型主要是以下的创造发明，这种发明的类型主要是以下的创造发明，这种发明的类型主要是以下两种两种两种两种第6页/共49页第七页，共50页。8由几种简单工具而来由几种简单工具而来由几种简单工具而来由几种简单工具而来: : : :石器时代石器时代石器时代石器时代: : : :石刀、石斧、桔槔、辘轳。省力或便于用力。石刀
5、、石斧、桔槔、辘轳。省力或便于用力。石刀、石斧、桔槔、辘轳。省力或便于用力。石刀、石斧、桔槔、辘轳。省力或便于用力。 牲畜牲畜牲畜牲畜(shngch)(shngch)(shngch)(shngch)力、风力、火力。省力或扩大力、风力、火力。省力或扩大力、风力、火力。省力或扩大力、风力、火力。省力或扩大力。力。力。力。18181818世纪世纪世纪世纪60606060年代：蒸汽机。作为动力，促进了其它工业的年代：蒸汽机。作为动力，促进了其它工业的年代：蒸汽机。作为动力，促进了其它工业的年代：蒸汽机。作为动力，促进了其它工业的 发展。发展。发展。发展。19191919世纪世纪世纪世纪60606060
6、年代：直流发电机。年代：直流发电机。年代：直流发电机。年代：直流发电机。19191919世纪世纪世纪世纪80808080年代：交流发电机、交流电动机。年代：交流发电机、交流电动机。年代：交流发电机、交流电动机。年代：交流发电机、交流电动机。20202020世纪初：电动机取代了蒸汽机。蒸汽机是驱动各种工世纪初：电动机取代了蒸汽机。蒸汽机是驱动各种工世纪初：电动机取代了蒸汽机。蒸汽机是驱动各种工世纪初：电动机取代了蒸汽机。蒸汽机是驱动各种工 作机械的基础。作机械的基础。作机械的基础。作机械的基础。机械(jxi)和机械(jxi)设计发展的历史第7页/共49页第八页，共50页。9 桔槔桔槔 一根竖立的
7、架子上加上一根细长的杠杆，当中是支一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆，当中是支点，末端悬挂一个重物，前段悬挂水桶。一起一落，汲点，末端悬挂一个重物，前段悬挂水桶。一起一落，汲水可以省力。当人把水桶放入水中打满水以后，由于杠水可以省力。当人把水桶放入水中打满水以后，由于杠杆末端的重力作用，便能轻易把水提拉至所需处。桔槔杆末端的重力作用，便能轻易把水提拉至所需处。桔槔早在春秋时期就已相当普遍，而且延续早在春秋时期就已相当普遍，而且延续(ynx)了几千年，是中了几千年，是中国农村历代通用的旧式提水器具。这种简单的汲水工具国农村历代通用的旧式提水器具。这种简单的汲水工具虽简单，但它使劳动人民的劳动强度
8、得以减轻。虽简单，但它使劳动人民的劳动强度得以减轻。第8页/共49页第九页，共50页。10洗衣机的发明19世纪中期，人们利用机械模仿人工洗涤的动作，即通过翻滚、摩擦、水的冲刷(chngshu)，并借助洗涤剂的去污作用达到洗净衣物的目的。随后，又出现了第一台蒸汽洗衣机第9页/共49页第十页，共50页。11机器机器(jq)(jq)行为能行为能力的延伸力的延伸n n人类通过长期生产实践创造了机器，并使其不断发展形成当今多种多样的类型。n n在现代生产和日常生活中，机器已成为代替或减轻人类劳动、提高劳动生产率的主要手段。n n使用机器的水平是衡量一个国家现代化程度(chngd)的重要标志。第10页/共
9、49页第十一页，共50页。12机器机器机器机器(jq)(jq)(jq)(jq)图例图例图例图例自动(zdng)换刀机构滚珠螺杆传动(chundng)机构第11页/共49页第十二页，共50页。13轿车轿车轿车轿车(jioch)(jioch)(jioch)(jioch)的总体构造的总体构造的总体构造的总体构造第12页/共49页第十三页，共50页。14内燃机内燃机内燃机内燃机用途最广的热力用途最广的热力用途最广的热力用途最广的热力(rl)(rl)(rl)(rl)机械机械机械机械第13页/共49页第十四页，共50页。15柴油机与汽油机柴油机与汽油机柴油机与汽油机柴油机与汽油机第14页/共49页第十五页
10、，共50页。16小型精密(jngm)之伺服冲床第15页/共49页第十六页，共50页。n n机械原理是一门研究机械原理是一门研究(ynji)(ynji)机械的运动学和动机械的运动学和动力学分析与设计基本理论问力学分析与设计基本理论问题的课程。题的课程。n n一、机械原理课程的研究一、机械原理课程的研究(ynji)(ynji)对象对象n n机械机械(Machinery)(Machinery)是机器是机器(Machine)(Machine)与机构与机构(Mechanism)(Mechanism)的总称。的总称。0-10-1机械机械(jxi)(jxi)原理课程的研究对象和原理课程的研究对象和内容内容第
11、16页/共49页第十七页，共50页。181 1、机器、机器(j q) (j q) (Machine)(Machine)的定义的定义n n机器是执行机械运动的装置，n n机器用来变换或传递能量、物料、信息。n n机器是一种(yzhn)人为实物组合的具有确定机械运动的装置，n n机器用来完成有用功、转换能量或处理信息，以代替或减轻人类的劳动。第17页/共49页第十八页，共50页。19n n原原动动机机：凡凡将将其其他他形形式式能能量量变变换换为为机机械械能能的的机机器器称称为为原原动动机机，如如内内燃燃机机、电电动动机机（分分别别将将热热能和电能变换为机械能）等都是原动机。能和电能变换为机械能）等
12、都是原动机。n n工工作作机机：凡凡利利用用机机械械能能去去变变换换或或传传递递能能量量、物物料料、信信息息的的机机器器称称为为工工作作机机，如如发发电电机机（机机械械能能变变换换为为电电能能）、起起重重机机（传传递递物物料料）、金金属属切切削削机机床床（变变换换物物料料外外形形）、录录音音机机（变变换换和和传递信息）等都属于工作机。传递信息）等都属于工作机。n n在在日日常常生生活活和和工工程程实实践践中中随随处处(such)(such)都都可可见见到各种各样的机器，例如：到各种各样的机器，例如：原动机与工作(gngzu)机第18页/共49页第十九页，共50页。汽车(qch)飞机(fij)胶
13、片(jiopin)放映机挖掘机机床（牛头刨床）切糕机第19页/共49页第二十页，共50页。21机器机器机器机器(j q)(j q)(j q)(j q)的组成的组成的组成的组成(Composing of a (Composing of a (Composing of a (Composing of a Machine)Machine)Machine)Machine)n n一台发展(fzhn)完善的现代化机器可由四部分组成：n n1、原动机、n n2、传动机构、n n3、执行机构n n4、控制系统、第20页/共49页第二十一页，共50页。221 1 1 1、原动机：、原动机：、原动机：、原动机：
14、为机器运转为机器运转为机器运转为机器运转(ynzhun)(ynzhun)(ynzhun)(ynzhun)提提提提供动力。供动力。供动力。供动力。n n图图0 01 1所示为单缸四冲所示为单缸四冲程内燃机，它是由汽缸程内燃机，它是由汽缸体体1 1、活塞、活塞(husi)2(husi)2、进气阀进气阀3 3、排气阀、排气阀4 4、连、连杆杆5 5、曲轴、曲轴6 6、凸轮、凸轮7 7、顶杆顶杆8 8、齿轮、齿轮9 9和和1010等组等组成。成。第21页/共49页第二十二页，共50页。23单缸四冲程内燃机单缸四冲程内燃机n n燃气推动活塞作往复移动，经连杆转变为曲轴的连续转动。燃气推动活塞作往复移动，
15、经连杆转变为曲轴的连续转动。n n凸轮和顶杆是用来启闭进气阀和排气阀的。凸轮和顶杆是用来启闭进气阀和排气阀的。n n为为了了(wi(wile)le)保保证证曲曲轴轴每每转转两两周周进进、排排气气阀阀各各启启闭闭一一次次，曲轴与凸轮轴之间安装了齿数比为曲轴与凸轮轴之间安装了齿数比为1 1：2 2的齿轮。的齿轮。n n这这样样，当当燃燃气气推推动动活活塞塞运运动动时时，各各构构件件协协调调地地动动作作，进进、排排气气阀阀有有规规律律地地启启闭闭，加加上上汽汽化化、点点火火等等装装置置的的配配合合，就就把热能转换为曲轴回转的机械能。把热能转换为曲轴回转的机械能。第22页/共49页第二十三页，共50页
16、。24n n在在图图示示内内燃燃机机中中，活活塞塞、连连杆杆、曲曲轴轴和和气气缸缸体体组组成成一一个个曲曲柄柄滑滑块块机机构构，可可将将活活塞塞的的往往复复运运动动变变为为曲柄的连续转动。曲柄的连续转动。n n凸凸轮轮、顶顶杆杆和和气气缸缸体体组组成成凸凸轮轮机机构构，将将凸凸轮轮轴轴的的连连续续转转动动变变为为顶顶杆有规律的间歇移动。杆有规律的间歇移动。n n曲曲轴轴和和凸凸轮轮轴轴上上的的齿齿轮轮与与气气缸缸体体组组 成成 齿齿 轮轮 机机 构构 ， 使使 两两 轴轴 保保 持持(boch)(boch)一定的速比。一定的速比。 内燃机的四个冲程(chngchng)第23页/共49页第二十四
17、页，共50页。第24页/共49页第二十五页，共50页。26大功率大功率内燃机内燃机内燃机内燃机第25页/共49页第二十六页，共50页。272 2、传动、传动(chundng)(chundng)机构：机构：n n按执行机构作业的特定要求，把原动机的运动和动力传递给执行机构。如：常用(chnyn)的各种减速和变速装置均可作为传动机构。第26页/共49页第二十七页，共50页。283 3、执行机构：、执行机构：n n它是一部机器中最接近它是一部机器中最接近(jijn)(jijn)作业工作业工作端的机构，它通过执行构件与被作业作端的机构，它通过执行构件与被作业件相接触，以完成作业任务。如：起重件相接触，
18、以完成作业任务。如：起重机和挖掘机中的起重吊运和挖掘机构。机和挖掘机中的起重吊运和挖掘机构。第27页/共49页第二十八页，共50页。294 4、控制系统、控制系统(kn zh x (kn zh x tn)tn)n n用来处理机器各组成部分之间，以及用来处理机器各组成部分之间，以及与外部其它机器之间的工作协调关系，与外部其它机器之间的工作协调关系，它通常由各种它通常由各种(zhn)(zhn)计算机和控计算机和控制器组成。制器组成。第28页/共49页第二十九页，共50页。30工业工业(gngy)(gngy)机器人机器人n n图图0 02 2所示为一工业机器人，它由铰接所示为一工业机器人，它由铰接臂
19、机械手臂机械手1 1、计算机控制器、计算机控制器2 2、液压装置、液压装置(zhungzh)3(zhungzh)3和电力装置和电力装置(zhungzh)4(zhungzh)4组成。组成。第29页/共49页第三十页，共50页。31机器人各部分机器人各部分(b(bfen)fen)的功用的功用n n当机械手的大臂、小臂和手按指令有规律地运动时，手端夹持器（图中未示出）便将物料搬运到预定的位置。n n在这部机器中，机械手是传递运动和执行任务的装置是机器的主体部分，n n电力装置和液压装置提供动力(dngl)，n n计算机实施控制。第30页/共49页第三十一页，共50页。从以上二例可以从以上二例可以(k
20、y)(ky)看出，机看出，机器的主体部分是由许多运动构件器的主体部分是由许多运动构件组成的组成的n n用来传递运动和力的、有一个构件用来传递运动和力的、有一个构件(gujin)(gujin)为机架的、用构件为机架的、用构件(gujin)(gujin)间能够相对运动的连接方式组成的构件间能够相对运动的连接方式组成的构件(gujin)(gujin)系统称为机构。系统称为机构。n n在一般情况下，为了传递运动和力，机在一般情况下，为了传递运动和力，机构各构件构各构件(gujin)(gujin)间应具有确定的相对间应具有确定的相对运动。运动。 第31页/共49页第三十二页，共50页。33n n它是人为
21、的实物组合体它是人为的实物组合体n n各实物间具有确定的相对运动各实物间具有确定的相对运动n n能代替能代替(dit)(dit)和减轻人类的劳动并和减轻人类的劳动并完成有效的机械功或转换机械能完成有效的机械功或转换机械能机器(j q)具有以下三点共同特征第32页/共49页第三十三页，共50页。34构件构件(gujin)(gujin)与零件与零件n n机构中作相对运动的各个(gg)运动单元称为构件。n n构件可以是单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。n n因此：n n构件是独立的运动单元。n n零件是制造的单元第33页/共49页第三十四页，共50页。35构件是独立构件是独立(dl)(d
22、l)的运动单元的运动单元n n如图所示内燃机的连如图所示内燃机的连杆就是由连杆体、连杆就是由连杆体、连杆盖、螺栓以及螺母杆盖、螺栓以及螺母等几个零件组成。等几个零件组成。n n这些零件之间没有相这些零件之间没有相对运动对运动(yndng)(yndng)构成一个运动构成一个运动(yndng)(yndng)单元，成单元，成为一个构件。为一个构件。 第34页/共49页第三十五页，共50页。36零件零件(ln(lnjin)jin)是制造的是制造的单元单元n n机械中的零件可以分为两类：n n一 类 称 为 (chnwi)通用零件，它在各种机械中都能遇到，如齿轮、螺钉、轴、弹簧等；n n另一类称为(ch
23、nwi)专用零件，它只出现于某些机械之中，如汽轮机的叶片、内燃机的活塞等。第35页/共49页第三十六页，共50页。372 2、机构、机构(jgu)(Mechanism)(jgu)(Mechanism)n n它是一个具有相对机械运动的构件系统，用来传递与变换运动和动力的可动装置(zhungzh)。它是机器的重要组成部分。常用的机构常用的机构(jgu)有：齿轮机构有：齿轮机构(jgu)、凸轮机构凸轮机构(jgu)、连杆机构、连杆机构(jgu)、间歇、间歇运动机构运动机构(jgu)、带传动机构、带传动机构(jgu)、链、链传动机构传动机构(jgu)、螺旋传动机构、螺旋传动机构(jgu)等。等。第36
24、页/共49页第三十七页，共50页。连杆机构凸轮(tln)机构齿轮(chln)机构间歇(jin xi)机构第37页/共49页第三十八页，共50页。39机构机构(jgu)(jgu)与机器的区与机器的区别在于：别在于：n n机构只是一个构件系统，n n而机器除构件系统之外还包含电气、液压等其他装置(zhungzh)；n n机构只用于传递运动和力，n n机器除传递运动和力之外，还应当具有变换或传递能量、物料、信息的功能。第38页/共49页第三十九页，共50页。40机械：机器机械：机器(jq)(jq)和机构的总称和机构的总称n n在研究构件的运动(yndng)和受力情况时，机器与机构之间并无区别。n n
25、因此，习惯上用“机械”一词作为机器和机构的总称。第39页/共49页第四十页，共50页。41机械机械(jxi)(jxi)原理课程研究的内原理课程研究的内容容n n本课程专门研究各种机器和机构的共同性的基本理论问题本课程专门研究各种机器和机构的共同性的基本理论问题(wnt)(wnt)，其主要内容有：，其主要内容有：n n1 1、各种机构的分析问题、各种机构的分析问题(wnt)(wnt)：主要研究机构的结构分析：主要研究机构的结构分析( (含机含机构的组成构的组成) )、机构的运动分析和机构受力分析等。、机构的运动分析和机构受力分析等。n n2 2、常用的各种机构的设计问题、常用的各种机构的设计问题
26、(wnt)(wnt)。n n3 3、机器动力学问题、机器动力学问题(wnt)(wnt)：主要研究在已知力作用下机械的真：主要研究在已知力作用下机械的真实运动规律以及机器运转过程中速度波动的调节问题实运动规律以及机器运转过程中速度波动的调节问题(wnt)(wnt)。第40页/共49页第四十一页，共50页。n n学习机械原理课程的主要目的可以概括为如下学习机械原理课程的主要目的可以概括为如下几个方面：几个方面：n n一、认识机械一、认识机械, ,了解机械了解机械n n二、掌握方法二、掌握方法, ,分析机构分析机构n n三、开阔三、开阔(kiku)(kiku)思路思路, ,设计与创新机械设计与创新机
27、械n n四、更新观念四、更新观念, ,发展机械学科发展机械学科0-20-2机械机械(jxi)(jxi)原理课程的学习目的和作用原理课程的学习目的和作用第41页/共49页第四十二页，共50页。43一、一、 认识机械认识机械(jxi),(jxi),了解机了解机械械(jxi)(jxi)n n本课程对机械的组成原理(yunl)、工作原理(yunl)、运动分析以及设计理论与方法都作了基本介绍，这对于在以后实习、专业课学习以及工作中认识机械、了解机械和进一步学习与掌握机械都大有好处。第42页/共49页第四十三页，共50页。44二、掌握二、掌握(zhngw)(zhngw)方法方法, ,分析机分析机构构n n
28、各种机械的形态和用途各不相同，但它们都有一个共同(gngtng)的特点：作机械运动。n n因而，运动几何学中的相对运动、相互包络等基本概念和方法，在各种机构的分析和设计中都得到广泛应用。n n问题：齿轮是怎么加工出来的？第43页/共49页第四十四页，共50页。例如：用齿条例如：用齿条(ch tio)刀具加工齿轮时，齿轮的刀具加工齿轮时，齿轮的齿形就是由刀具与轮坯间相互包络形成的。齿形就是由刀具与轮坯间相互包络形成的。第44页/共49页第四十五页，共50页。46三、开阔思路三、开阔思路, ,设计设计(shj)(shj)与创与创新机械新机械n n本课程讲授的机构分析与设计的基本理论与方法，不仅(b
29、jn)用于课程所学的机构设计，还为以后的机械设计打下基础。n n课程的目的是提供基本方法，开阔思路，便于学习者运用它。根据实际要求分析比较各种机构的优缺点，合理地选择机构，构思并设计基本机构和机械系统。第45页/共49页第四十六页，共50页。例如，以下几种机构(齿轮、凸轮(tln)、连杆机构）可以实现直线运动，什么情况下用哪种机构更好些，这要由设计者进行创造性运用。第46页/共49页第四十七页，共50页。48四、更新观念四、更新观念, ,发展机械发展机械(jxi)(jxi)学科学科n n当今机械学学科的发展已离不开计算机的计算技术，n n在学习过程中，要充分利用机构分析与计算机快速计算、存贮和
30、比较的功能去解决较为复杂(fz)的机构设计问题，n n要把对机械的研究与其他学科的技术（电、液、气、计算机、控制等）充分地结合起来，去推动机械学科的发展。第47页/共49页第四十八页，共50页。49五、本课程的学习五、本课程的学习(xux)(xux)方法方法n n预习与复习n n多讲解实例和习题、增加习题课的比重，（以教材为主，结合讲解各重点大学考研试题）；n n要求同学们积极发言(fyn)和上台做题，以达到及时解疑和提高学习效率的目的n n按时完成作业：准备二个作业本n n最重要的一点：加强沟通，动态反馈第48页/共49页第四十九页，共50页。内容(nirng)总结会计学。1-2 机械原理课程的学习目的和作用。1-3 机械原理多媒体教材的特点。1-4 本课程的教学方法。机器行为能力的延伸。内燃机用途最广的热力机械。机械(Machinery)是机器(Machine)与机构(Mechanism)的总称。机器用来完成有用功、转换能量或处理(chl)信息，以代替或减轻人类的劳动。为了保证曲轴每转两周进、排气阀各启闭一次，曲轴与凸轮轴之间安装了齿数比为1：2的齿轮第五十页，共50页。
