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1、第一章绪论郭为忠郭为忠 博士博士 教授教授上海交通大学上海交通大学 机械与动力工程学院机械与动力工程学院重大装备设计与控制工程研究所重大装备设计与控制工程研究所Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.第一章绪论|机器实例机器实例（Case Study）|机械设计机械设计 （Mechanical Design）|机械原理机械原理 （Mechanism & Machine Theory）|本课程的地位和作用本课程的地位和作用|机械原理学科
2、的发展动向机械原理学科的发展动向|思考题思考题目录Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.本章教案机器实例港口起重机港口起重机港口起重机港口起重机 牛头刨床牛头刨床牛头刨床牛头刨床 Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机器实例机器螃蟹本院学生课程设计作品Evaluatio
3、nonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机器实例青蛙游泳本院学生课程设计作品Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机器实例汽车雨刮器本院学生课程设计作品Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.
4、Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机器实例摇摆波浪床本院学生课程设计作品申报了国家发明专利申报了国家发明专利1项，项，2009.01Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机器实例机器动物本院学生课程设计作品Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.
5、机器实例罐装机本院学生课程设计作品Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.现代机器实例义肢：骑车义肢：骑车义肢：骑车义肢：骑车 义肢：搬运义肢：搬运义肢：搬运义肢：搬运 Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.现代机器实例机器鸭机器鸭机器鸭机器鸭机器人表演机器人表演机器人表演
6、机器人表演Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.现代机器BackBack实例Big Dog (Boston Dynamics)Big Dog (Boston Dynamics)Big Dog (Boston Dynamics)Big Dog (Boston Dynamics)Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2
7、004-2011AsposePtyLtd.2003年4月3日，在日本横滨举行的2003年机器人博览会上，日本Tmsuk机器人制造公司的一名职员在向人们演示一种能充当警卫的机器狗。这种机器狗的售价为198万日圆（约合1.68万美元）。 实例现代机器Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.斗轮挖掘机bucketwheelexcavator利用斗轮旋转和臂架回转的复合运动，使铲斗连续挖掘较硬物料的多斗挖掘机。斗轮挖掘机配以汽车或带式输送机组
8、成的挖掘运输系统，是一种高效率的采掘设备，主要用于露天矿中煤炭、油母页岩等的剥离和采掘及大型水利、建筑等工程的土方开挖。斗轮挖掘机的主要技术参数是生产率、挖掘高度和单位切割力。简史斗轮挖掘机是在单斗挖掘机和环轮挖掘机(见多斗挖掘机）的基础上发展起来的。1916年出现了轨道式斗轮挖掘机。1919年前后，德国制造了第一台履带式斗轮挖掘机。至50年代，中、小型斗轮挖掘机获得了较快的发展。1975年，联邦德国生产了20万米3日的斗轮挖掘机;1977年又研制成功24万米3日的巨型斗轮挖掘机，整机约为1300吨。这是80年代初世界上最大的斗轮挖掘机。分类斗轮挖掘机按卸料装置的形式可分为悬臂式和连接桥式两类
9、。悬臂式斗轮挖掘机通常称为普通型斗轮挖掘机（图1），多属中、小型设备，生产率在2500米3时以下。连接桥式的称为斗轮挖掘机组(图2)，由斗轮挖掘机、连接桥和转载机3部分组成，多属大型设备，生产率在2500米3时以上。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.现代机器实例空间机械手空间机械手空间机械手空间机械手 水下机器人水下机器人水下机器人水下机器人 火星探路者火星探路者火星探路者火星探路者 自治机器人自治机器人自治机器人自治机器人 E
10、valuationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.多种星际探测器多种星际探测器现代机器实例Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.空中客车空中客车A380的最大载客量为的最大载客量为840人，最大人，最大航程航程16,000 km，是目前全球载客量最大的，是目前全球载客量最大的飞机。飞机
11、。波音波音777-200LR客机的载客量为客机的载客量为301人，人，最大飞行距离为最大飞行距离为17,500 km，是目前世界，是目前世界上航程最远的客机。上航程最远的客机。现代机器实例我国第三架我国第三架ARJ21新支线新支线ARJ21-700喷气式民用客机，喷气式民用客机，2009年年9月月12日在上海成功首飞（日在上海成功首飞（70-110座）座）我国国产大客机我国国产大客机C919外形亮相香港，单通道外形亮相香港，单通道150座级，最大载座级，最大载客量为客量为190座（座（2009年年9月月4日）日）Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfo
12、r.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.形形色色的水下机器人形形色色的水下机器人60006000米水下机器米水下机器人人现代机器实例6000米深海拖曳观察系统(SJTU)Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.人体器官内的微型机器人人体器官内的微型机器人医疗医疗机器机器人正人正辅助辅助心脏心脏病手病手术术现代机器实例Evaluationonly.Creat
13、edwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.本章教案|什么是机械设计什么是机械设计|对企业发展的重要意义对企业发展的重要意义|一般进程一般进程|机械运动方案设计机械运动方案设计|机电一体化技术的冲击机电一体化技术的冲击BackBack机械设计Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.设计设计_在正式做某项工作之前，根据一
14、定的目的要求，在正式做某项工作之前，根据一定的目的要求，预先制定方法、图样等。预先制定方法、图样等。现代汉语词典，现代汉语词典，1999机械设计机械设计_是是创造性地实现具有预期功能的新设备或创造性地实现具有预期功能的新设备或机器机器，或，或改进现有机器和设备，使其具有新的性能改进现有机器和设备，使其具有新的性能。卢玉明，机械设计基础，第卢玉明，机械设计基础，第6版版BackBack机械设计什么是机械设计Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePt
15、yLtd.1.1.经济竞争归根结底是设计和制造能力竞争经济竞争归根结底是设计和制造能力竞争工业化国家的财富工业化国家的财富6080%是制造业创造的是制造业创造的 制造是将科技转化为财富的最后环节制造是将科技转化为财富的最后环节各发达国家重新重视制造业各发达国家重新重视制造业中小批量、个性化、中小批量、个性化、 柔性生产管理模式柔性生产管理模式2.2.机械制造业生产管理模式的转变机械制造业生产管理模式的转变大批量、单一化、流水大批量、单一化、流水 作业生产管理模式作业生产管理模式这种转变意这种转变意味着什么？味着什么？设计工作至设计工作至关重要关重要机械设计对企业发展的重要意义订单驱动式订单驱动
16、式订单驱动式订单驱动式 Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.3.3.企业竞争的焦点之一是设计企业竞争的焦点之一是设计成功的设计赢得了市场成功的设计赢得了市场设计是科技成果转化为生产力的纽带设计是科技成果转化为生产力的纽带设计是引进技术实现国产化的重要环节设计是引进技术实现国产化的重要环节没有现代化设计就没有现代化产品没有现代化设计就没有现代化产品4.4.设计在生产中的地位设计在生产中的地位设计是影响产品技术与经济指标的关键设计是影
17、响产品技术与经济指标的关键设计占成本设计占成本 5%设计决定成本设计决定成本 75%75%BackBack机械设计对企业发展的重要意义Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.现代企业活动现代企业活动橄榄球橄榄球/ /腰鼓型企业（两头小、中间大）腰鼓型企业（两头小、中间大）哑铃型企业（两头大、中间小）哑铃型企业（两头大、中间小）开发设计开发设计制造制造市场营销市场营销机械设计对企业发展的重要意义Evaluationonly.Create
18、dwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.企业产品开发的一般流程企业产品开发的一般流程机械设计一般进程机械机械机械机械原理原理原理原理BackBackEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机械运动简图机械运动简图型综合型综合运动总功能运动总功能尺度综合尺度综合机械运动示意图机械运动示意图根据产品根据产品功能要求功能要
19、求、工作性质工作性质和和工作过程工作过程等基本要求进行新机等基本要求进行新机械的方案设计，在方案设计阶段应该完成械的方案设计，在方案设计阶段应该完成机械运动简图机械运动简图的设计。的设计。所谓所谓机械运动简图设计机械运动简图设计，就是按机械的工作过程和动作要求设，就是按机械的工作过程和动作要求设计出由若干计出由若干机构机构组成的组成的机构系统运动简图机构系统运动简图。一般情况下，它往。一般情况下，它往往是往是机械最核心的部分机械最核心的部分，最富创造性最富创造性。机械设计什么是机械运动方案设计BackBack机械机械机械机械原理原理原理原理Evaluationonly.CreatedwithA
20、spose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是机构是天天造机器的造机器的“骨骼系统骨骼系统”Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是天造机器的机构是天造机器的“骨骼系统骨骼系统”Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Cop
21、yright2004-2011AsposePtyLtd.机构是天造机器的机构是天造机器的“骨骼系统骨骼系统”Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是天造机器的机构是天造机器的“骨骼系统骨骼系统”Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是天造机器的机构是天造机器的“骨
22、骼系统骨骼系统”Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是天造机器的机构是天造机器的“骨骼系统骨骼系统”Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是天造机器的机构是天造机器的“骨骼系统骨骼系统”Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slide
23、sfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是天造机器的机构是天造机器的“骨骼系统骨骼系统”Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是天造机器的机构是天造机器的“骨骼系统骨骼系统”l生命的进化：生命的进化：无骨无骨-软骨软骨-硬骨硬骨(内骨骼、外骨骼内骨骼、外骨骼)-软硬融合的发展历程软硬融合的发展历程l骨骼系统发展水平的高低：骨骼系统发展水平的
24、高低：生命等级的主要标志之一生命等级的主要标志之一l骨骼系统不断发展，智能控制同步进化骨骼系统不断发展，智能控制同步进化l“上帝上帝”掌握了机构学的精髓掌握了机构学的精髓几个观点：几个观点：结构仿生结构仿生性能仿生性能仿生功能仿生功能仿生Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.什么是机械原理|机械原理机械原理：机构与机器理论：机构与机器理论(Mechanism & Machine Theory, Mechanism & Machine
25、 Science)|机械原理是机械原理是研究机构和机器的运动及动力特性，研究机构和机器的运动及动力特性，以及机械运动方案设计的一门基础技术学科以及机械运动方案设计的一门基础技术学科。|机械原理的研究对象是机械原理的研究对象是机械机械。而机械是。而机械是机构与机机构与机器器的总称。的总称。|机器机器是一种是一种由人为物体组成由人为物体组成由人为物体组成由人为物体组成的、的、能产生期望的机能产生期望的机能产生期望的机能产生期望的机械运动械运动械运动械运动的装置，用来的装置，用来完成一定的工作过程完成一定的工作过程完成一定的工作过程完成一定的工作过程，以，以代代代代替人类的劳动替人类的劳动替人类的劳
26、动替人类的劳动。(包括体力劳动和脑力劳动包括体力劳动和脑力劳动)|机器有时又称为机械系统、机械产品、机电（一机器有时又称为机械系统、机械产品、机电（一体化）系统或机电（一体化）产品。体化）系统或机电（一体化）产品。|根据工作类型的不同，机器一般可以分为根据工作类型的不同，机器一般可以分为动力机动力机器器、工作机器工作机器和和信息机器信息机器三类。三类。本课程研究的机器，其本质特征是能实现一定的机械运动，本课程研究的机器，其本质特征是能实现一定的机械运动，并以机械运动为手段实现其功用。并以机械运动为手段实现其功用。 Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesf
27、or.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.w动力机器动力机器的功用的功用w机械能机械能 其他形式的能量其他形式的能量w内燃机、电动机、发电机、汽轮机内燃机、电动机、发电机、汽轮机w工作机器工作机器的功用的功用w完成有用的机械功或搬运物品完成有用的机械功或搬运物品w金属切削机床、轧钢机、织布机、包装机、汽车、机车、飞金属切削机床、轧钢机、织布机、包装机、汽车、机车、飞机、起重机、数控机床机、起重机、数控机床w信息机器信息机器的功用的功用w完成信息的传递和变换完成信息的传递和变换w照相机、复印机、打印机、传真机、绘图机
28、照相机、复印机、打印机、传真机、绘图机海浪发电装置海浪发电装置磁悬浮列车、压力机、盾构、油田抽油机、磁悬浮列车、压力机、盾构、油田抽油机、工业喷涂机器人、焊接机器人、空间站机工业喷涂机器人、焊接机器人、空间站机械臂、深海探测机器人、电动玩具猫械臂、深海探测机器人、电动玩具猫Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.信息处理子系统信息处理子系统控制子系统控制子系统广义执行机构子系统广义执行机构子系统传感检测子系统传感检测子系统传动部分传动
29、部分动力部分动力部分执行机构系统执行机构系统现代机器机器与其他装置的主要不同点是产生期望的机械运动，完成有用的工作过程。因此实现机械运动的执行机构系统是机器的核心。机器的组成Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.课程定位和教学理念：课程定位和教学理念：n 现代机械产品（机电产品与系统）现代机械产品（机电产品与系统） 机械运动系统机械运动系统-三子系统、单元与系统三子系统、单元与系统信息处理与控制信息处理与控制传感检测广义执行机构广义
30、执行机构1 1信息处理与控制信息处理与控制广义执行机构广义执行机构mm广义执行机构广义执行机构n n传感检测传感检测子系统子系统信息处理与控制信息处理与控制执执行行单单元元1 1执执行行单单元元mm执执行行单单元元n nEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.信息处理子系统信息处理子系统控制子系统控制子系统广义执行机构子系统广义执行机构子系统传感检测子系统传感检测子系统现代机器机电一体化技术的冲击机电一体化技术的冲击l简化了机器的结构
31、l可编程性好，柔性大l工艺动作易于协调，控制容易l机构广义机构（光、机、电等）Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.内燃机内燃机内燃机内燃机：曲柄滑块机构(属连杆机构)齿轮机构凸轮机构构件构件构件构件 机构机构机构机构原动件原动件原动件原动件 执行构件执行构件执行构件执行构件Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2
32、004-2011AsposePtyLtd.港口起重机港口起重机港口起重机港口起重机 ：四杆机构构件构件构件构件 机构机构机构机构原动件原动件原动件原动件 执行构件执行构件执行构件执行构件Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.虚拟轴机床虚拟轴机床虚拟轴机床虚拟轴机床 ：并联机器人机构构件构件构件构件 机构机构机构机构原动件原动件原动件原动件 执行构件执行构件执行构件执行构件Evaluationonly.CreatedwithAspos
33、e.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机器中的运动单元体称为构件构件构件构件linklink。 机构机构机构机构mechanismmechanism是把一个或几个构件的运动，变换成其他构件所需的具有确定运动的构件系统。构件可以是刚性的，也可以是挠性的或弹性的。现代机器中的机构不再是现代机器中的机构不再是纯刚性构件的机构。纯刚性构件的机构。驱动可以是电动、液压、气动、电磁件或其它方式。最常用的机构有：连杆机构连杆机构linkage、凸轮机构、凸轮机构cam mechanism、齿轮机构、齿轮机构
34、gear train、间歇运动机构、间歇运动机构intermitten mechanism等。机构可以形象地比作机器的机构可以形象地比作机器的“骨骼骨骼”系统，系统，起到支承和运动产生与变换的功能。起到支承和运动产生与变换的功能。 Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是机构是人人造机器的造机器的“骨骼系统骨骼系统”秤：秤：古称古称权衡权衡、衡器衡器。权即权即砝码砝码/ /秤锤，衡指秤杆秤锤，衡指秤杆。最早的秤：最早的秤：长沙附
35、近左家公长沙附近左家公山山战国时期楚墓战国时期楚墓中的天平，中的天平，公元前四至三世纪制品公元前四至三世纪制品桔槔：桔槔：春秋时期已相春秋时期已相当普遍，延续了几千当普遍，延续了几千年，是中国农村历代年，是中国农村历代通用的旧式提水器具通用的旧式提水器具辘轳：辘轳：汲水工具。公元前一汲水工具。公元前一千一百多年前中国周代初期千一百多年前中国周代初期已经发明。春秋时期已经流已经发明。春秋时期已经流行。广泛地应用在农业灌溉行。广泛地应用在农业灌溉上。上。物原：物原：史佚始作辘轳史佚始作辘轳Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5Client
36、Profile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是机构是人人造机器的造机器的“骨骼系统骨骼系统”翻车：翻车：刮板式连续提水机刮板式连续提水机械，又名械，又名龙骨水车龙骨水车，我国，我国古代最著名的农业灌溉机古代最著名的农业灌溉机械之一。械之一。后汉书：后汉书：毕岚毕岚作翻车，作翻车，三国马钧三国马钧加以完善。加以完善。最早的链传动最早的链传动筒车：筒车：唐代已有，水力机械。唐代已有，水力机械。水筒与水轮联成一体，既是接受水力的驱动构水筒与水轮联成一体，既是接受水力的驱动构件，又是提水倒水的工作构件，其机构简明紧件，又是提水倒水的工作构件，其机构简
37、明紧凑，设计构思巧妙。凑，设计构思巧妙。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是机构是人人造机器的造机器的“骨骼系统骨骼系统”扇车：扇车：公元前一世纪，西公元前一世纪，西汉时我国已有扬去谷物中汉时我国已有扬去谷物中的秕糠用的风车。的秕糠用的风车。欧洲约一千四百年后才有欧洲约一千四百年后才有类似的风车。类似的风车。 扇车由车架、外壳、风扇、扇车由车架、外壳、风扇、喂料斗及调节门等构成，喂料斗及调节门等构成，工作时手摇风扇，开启调工
38、作时手摇风扇，开启调节门，让谷物缓缓落下，节门，让谷物缓缓落下，谷壳及轻杂物被风力吹出谷壳及轻杂物被风力吹出机外机外水碓：水碓：西汉末年出现，利用水力舂米之机械。动力西汉末年出现，利用水力舂米之机械。动力源是一个大的立式水轮，轮上装有若干板叶，转轴源是一个大的立式水轮，轮上装有若干板叶，转轴上装有一些彼此错开的拨板，用来拨动碓杆。上装有一些彼此错开的拨板，用来拨动碓杆。每个碓用柱子架起一根木杆，杆的一端装一块圆锥每个碓用柱子架起一根木杆，杆的一端装一块圆锥形石头。下面的石臼里放上准备加工的稻谷。形石头。下面的石臼里放上准备加工的稻谷。流水冲击水轮使它转动，轴上的拨板臼拨动碓杆的流水冲击水轮使它
39、转动，轴上的拨板臼拨动碓杆的梢，使碓头一起一落地进行舂米，加工粮食。梢，使碓头一起一落地进行舂米，加工粮食。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是机构是人人造机器的造机器的“骨骼系统骨骼系统”石磨：石磨：鲁班鲁班发明发明( (春秋末春秋末期鲁国人，发明了木工用期鲁国人，发明了木工用锯子、刨子、曲尺等锯子、刨子、曲尺等) )两块石头制成磨扇，下扇中两块石头制成磨扇，下扇中间装有短立轴，用铁制成，间装有短立轴，用铁制成，上扇中间有
40、相应空套，两扇上扇中间有相应空套，两扇相合以后，下扇固定，上扇相合以后，下扇固定，上扇绕轴转动。两扇相对留有空绕轴转动。两扇相对留有空膛叫磨膛，膛外周制成一起膛叫磨膛，膛外周制成一起一伏的磨齿。上扇有磨眼，一伏的磨齿。上扇有磨眼，添加谷物，被磨成粉末，从添加谷物，被磨成粉末，从夹缝中流到磨盘上，过罗筛夹缝中流到磨盘上，过罗筛去麸皮等就得到面粉。去麸皮等就得到面粉。水磨：水磨：用水力作为动力的磨，大约在用水力作为动力的磨，大约在晋代晋代就发明了。到三就发明了。到三国时代，多功能水磨机械已经诞生成型。国时代，多功能水磨机械已经诞生成型。从机械角度来看，是由水轮、轴和齿轮联合传动的机械。从机械角度来
41、看，是由水轮、轴和齿轮联合传动的机械。从古代绘画中的卧轮水磨、立轮水磨和立轮式水转大纺车，从古代绘画中的卧轮水磨、立轮水磨和立轮式水转大纺车，可见中国古代安装卧轮还是立轮的决定，已经是根据当地可见中国古代安装卧轮还是立轮的决定，已经是根据当地水利资源、水势高低、齿轮与轮轴的匹配原则，从经济、水利资源、水势高低、齿轮与轮轴的匹配原则，从经济、便利等角度予以解决的。便利等角度予以解决的。钦定授时通考钦定授时通考水转连磨水转连磨 农书农书卧轮水磨卧轮水磨农书农书水转大纺车水转大纺车Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfi
42、le5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是机构是人人造机器的造机器的“骨骼系统骨骼系统”记里鼓车：记里鼓车：配有减速齿轮配有减速齿轮系的古代车辆，一般作为系的古代车辆，一般作为帝王出行仪仗车辆，至迟帝王出行仪仗车辆，至迟在汉代已问世。在汉代已问世。每行走一里击鼓一次。从每行走一里击鼓一次。从它的内部构造来说，所应它的内部构造来说，所应用的减速齿轮系统已相当用的减速齿轮系统已相当复杂，可以说是现代车辆复杂，可以说是现代车辆上计程仪的先驱。上计程仪的先驱。指南车：指南车：相传相传50005000多年前多年前黄帝时代就已经发明。黄帝时代就已经发明。指南车
43、起源很早，历代曾指南车起源很早，历代曾几度重制，但均未留下资几度重制，但均未留下资料，直至宋代才有完整的料，直至宋代才有完整的资料。资料。独轮车：独轮车：创始者据说是三国创始者据说是三国诸葛亮，其前身即木牛流马。诸葛亮，其前身即木牛流马。原始的车轮没有轮辐，在汉、原始的车轮没有轮辐，在汉、唐时代称为唐时代称为“辁辁”夏代前后，出现了无辐条的夏代前后，出现了无辐条的辁和各种有辐条的车轮。由辁和各种有辐条的车轮。由辁发展到轮，使车辆的行走辁发展到轮，使车辆的行走部件发生了一次大变革，为部件发生了一次大变革，为殷代造车奠定了基础。殷商殷代造车奠定了基础。殷商和西周时已有相当精致的两和西周时已有相当精
44、致的两轮车。轮车。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是机构是人人造机器的造机器的“骨骼系统骨骼系统”Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是机构是人人造机器的造机器的“骨骼系统骨骼系统”世界第一台地震仪，即候世界第一台地震仪，即候风地动仪：风地动仪：公元公元1
45、32132年张年张衡创制，测定地震方位。衡创制，测定地震方位。地动仪由精铜铸成，仪器地动仪由精铜铸成，仪器内部中央立一根铜质都柱内部中央立一根铜质都柱（上粗下细的棍关）（上粗下细的棍关）万象支架：万象支架：西汉末（公元西汉末（公元1 1世纪）巧工丁缓制作的世纪）巧工丁缓制作的“被中香炉被中香炉”是世界上已知最早的常平支架。是世界上已知最早的常平支架。构造精巧，无论球体香炉如何滚动，其中心位置的构造精巧，无论球体香炉如何滚动，其中心位置的半球形炉体都能始终保持水平状态。镂空球内半球形炉体都能始终保持水平状态。镂空球内有两有两个环互相垂直而可灵活转动，炉体可绕三个互相垂个环互相垂直而可灵活转动，炉
46、体可绕三个互相垂直的轴线转动直的轴线转动。原理与现代陀螺仪中的万向支架相。原理与现代陀螺仪中的万向支架相同。同。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是机构是人人造机器的造机器的“骨骼系统骨骼系统”弩弓：弩弓：大约大约3 3万年前万年前我国就发明了我国就发明了弓箭，弓箭，是机械方面最早的一项发是机械方面最早的一项发明明。弓和箭是使用时间最长的古。弓和箭是使用时间最长的古老兵器老兵器最成功的柔顺机构案例最成功的柔顺机构案例春秋时期
47、出现弩，控制射击的弩春秋时期出现弩，控制射击的弩机是比较灵巧的机械装置。机是比较灵巧的机械装置。到汉代，弩机加工精度和表面光到汉代，弩机加工精度和表面光洁度已相当高。汉弩有一石至十洁度已相当高。汉弩有一石至十石等八种规格，表明石等八种规格，表明机械制造标机械制造标准在汉代已初步确立准在汉代已初步确立。冶铁水排：冶铁水排：我国古代冶铁用的水利鼓风装我国古代冶铁用的水利鼓风装置。沿用很长时期，直到本世纪七十年代，置。沿用很长时期，直到本世纪七十年代，一些地方还在使用。一些地方还在使用。我国古代水排构造的详细技术最早见于元我国古代水排构造的详细技术最早见于元代的王祯农书，依水轮放置方式分为代的王祯农
48、书，依水轮放置方式分为立轮式和卧轮式两种。立轮式和卧轮式两种。通过轮轴、拉杆及绳索把圆周运动变成直通过轮轴、拉杆及绳索把圆周运动变成直线往复运动，达到起闭风扇和鼓风目的线往复运动，达到起闭风扇和鼓风目的Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是机构是人人造机器的造机器的“骨骼系统骨骼系统”木风箱：木风箱：鼓风器最早是皮囊，后鼓风器最早是皮囊，后来是风扇，再后来是风箱。来是风扇，再后来是风箱。风扇风扇大约发明于公元十世纪前大约发明于
49、公元十世纪前活塞式风箱最早见于明代，记载活塞式风箱最早见于明代，记载史见于明代宋应星著的天工开史见于明代宋应星著的天工开物物。风箱两端各设一个进风口，口上风箱两端各设一个进风口，口上设有活瓣，箱侧设有一风道，风设有活瓣，箱侧设有一风道，风道侧端各设一个出风口，口上亦道侧端各设一个出风口，口上亦置有活瓣。通过伸出风箱外的拉置有活瓣。通过伸出风箱外的拉杆，驱动活塞往复运动，促使活杆，驱动活塞往复运动，促使活瓣一起一闭，以达到鼓风目的。瓣一起一闭，以达到鼓风目的。走马灯：走马灯：中国民间很流中国民间很流行，八百多年前发明，行，八百多年前发明，利用热力作动力。利用热力作动力。原理和近代的燃气轮机原理和
50、近代的燃气轮机相同相同巢车：巢车：古代的装甲侦察古代的装甲侦察车车，用于窥伺城中动静，用于窥伺城中动静，带有可以升降的牛皮车带有可以升降的牛皮车厢厢，这是利用滑轮和辘，这是利用滑轮和辘轳联合运作制成的可升轳联合运作制成的可升降的活动瞭望台。降的活动瞭望台。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是人造机器的机构是人造机器的“骨骼系统骨骼系统”世界钟表的鼻祖世界钟表的鼻祖：水运仪象台1090年，北宋宰相苏颂苏颂主持建造，每天仅有一秒
51、误差英国李约瑟：“苏颂把钟表机械和天文观察仪器结合以来，在原理上已经完全成功”82个黄铜碎片 古希腊Antikythera装置AntikytheraMechanism是是已知最早的包含有复杂已知最早的包含有复杂的齿轮系统的装置的齿轮系统的装置，于1901年在一艘失事的船上被发现，AntikytheraMechanism在一个木制容器中安装有37个齿轮。已知的第一台计算器：加、减、乘、除运算，能够制定日历，显示太阳和月亮的位置。有一个刻度盘，能够预测何时可能会发生日食或月食。-德国Ludwig-Maximilians大学佛朗哥斯NATUREEvaluationonly.CreatedwithAs
52、pose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是人造机器的机构是人造机器的“骨骼系统骨骼系统”数码相机数码相机数码相机数码相机 智能洗衣机智能洗衣机智能洗衣机智能洗衣机 Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.机构是人造机器的机构是人造机器的“骨骼系统骨骼系统”神舟六号载人飞船神舟六号载人飞船和和平平号号空空间间站站国国际际空空间间
53、站站Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.1机构组成原理和类型综合机构组成原理和类型综合 2机构分析和设计机构分析和设计3机构系统设计机构系统设计4机械动力学机械动力学主要内容主要内容Ch.2Ch.3-Ch.8Ch.9-Ch.10Ch.11-Ch.13Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011Aspo
54、sePtyLtd.思考题1-1 试说明机构与机器的异同，怎样看待机电一体化产品中的试说明机构与机器的异同，怎样看待机电一体化产品中的机构？机构？1-2 试举例说明机器的分类？你还有其它分类方法吗？试举例说明机器的分类？你还有其它分类方法吗？1-3 什么是执行动作和执行构件？什么是执行动作和执行构件？1-4 试分析企业产品开发的一般流程。试分析企业产品开发的一般流程。1-5 试分析市场需求的作用，如何进行调查和分析？试分析市场需求的作用，如何进行调查和分析？1-6 什么是机械运动简图。什么是机械运动简图。1-7 机械运动方案设计的主要内容有哪些？机械运动方案设计的主要内容有哪些？1-8 机械原理课程在培养机械类专业人才中有什么作用？机械原理课程在培养机械类专业人才中有什么作用？1-9 机械原理课程包含的基本问题有哪些？机械原理课程包含的基本问题有哪些？1-10 试选择日常生活中遇到的两种机构功能，构思它们的新试选择日常生活中遇到的两种机构功能，构思它们的新机构方案。机构方案。BackBackEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.
