《机械原理绪论》PPT课件.ppt

机械原理 主讲教师：阎绍泽 机械工程系 为什么要学习机械原理？ 机器是如何运动的？ 机器为什么这样运动？ 所期望的运动怎样去实现？如何设计机器？ 机器的性能如何？ 机械原理（Theory of machines and mechanisms）: 研究机械中机构的结构和运动，以及机器的结 构、受力、质量和运动的学科。 绪 论 1.本课程研究的对象 2.本课程的研究内容 3.本课程的地位及学习课程的目的 4.本课程的学习方法 1.研究对象 机器 (1) 具有确定的运动 (2) 可以实现能量转换, 完成有用机械功 机械：机器与机构的总称 1.研究对象 机器的共同特征： 1.组成： 由一系列人为的机件组合而成 2.运动特性： 组成的各部分之间具有确定的运动 3.功、能关系： 能够代替人的劳动完成有用功或者实现能量的转换 机器组成： 原动机部分 执行部分 传动部分 操纵控制部分 皮带（传动 ） 电机（原动） 定时器（控制） 波轮（工作 ） 原动部分 传动部分 工作部分 控制部分 机器的分类： 1.动力机器：实现机械能与其他能量的转换，如内燃机、电 动机。 2.加工机器：改变被加工对象的形状、尺寸、性质或状态， 如机床、包装机。 3.运输机械：搬运人或物品，如汽车、飞机、起重机。 4.信息处理机器：处理各种信息，如打印机、复印机、绘图 机。 机构 1.研究对象 1.组成：由一系列人造的机件组成 2.运动特性：组成的各部分之间具有确定的相对运 动 具有完全确定的相对运动 连杆机构(Linkages)凸轮机构(Cam Mechanisms) 齿轮机构(Gears) 轮系(Gear Train )间歇机构(Intermittent Mechanisms) 机构：传递运动和动力的机件组合，如传递回转运动、往复运 动，实现复杂的运动规律和复杂的运动轨迹。 机器一般由有限的几种常用机构组成，如内燃机和 压力机等的主体机构都是曲柄滑块机构。 机械概念的扩展: (1)某些情况下，机件不再是刚体，加入柔性构件； (2) 利用光电、电磁物理效应，实现能量传递或运动转换或实现动作。如 ， 继电器机构:实现电路的闭合与断开； 电话机采用磁开关机构，提起受话器时，接通线路进行通话，当受话 器放到原位时断路。 (3) 气体、液体等也可参与实现预期的机械运动。 (4) 机器内部包含了大量的控制系统和信息处理与传递系统。 机械：机器与机构的总称 机械的发展 21世纪： p智能机械、微型机构、仿生机械 p材料、信息、计算机技术、自动化等领域的交叉与融合 机械科学与技术发展或许是我们限定思维所难以展望的，但人们在机械创新 的漫漫征程中所积累的机械设计基础知识为我们提供了认识和改造客观世界的 基础。 (2)机械的动力设计(1)机构的运动设计 常见机构 机构的运动分析与综合 机构的结构分析与综合 机械的平衡 机械速度波动调节 机械系统的动力分析 (3) 机械系统的方案设计 2.研究内容 3.本课程的地位及学习目的 （1）地位： 基础课程 技术基础课程 专业课程机械原理 更接近工程实际 知识面更宽、适应性更广 机械产品的设计过程 3.本课程的地位及学习目的 （1）地位： 3.本课程的地位及学习目的 （2）学习目的 掌握机构分析与设计方法 掌握机械系统运动方案设计方法 为机械产品创新设计奠定基础 4. 本课程的学习方法 注重能力培养，特别是 机构分析与设计能力、 形象思维能力的培养 注重实践和实验，增强 动手能力 理论联系实际, 做到举 一反三 思考题： 机器有哪些共同特征？机构的共同特征是 什么？简述二者之间的关系。 机械有那几部分组成？各部分的功能是怎 样的？ 简述机械原理课程的研究内容。 一、教材及参考资料 二、主要教学环节 三、课程考核方式 课程信息： 一、教材及参考书 1. 教材 申永胜 机械原理 清华大学出版社 2005 申永胜 机械原理辅导与习题 清华大学出版社 2006 2. 参考书 q Norton, Robert L. Design of Machinery : An Introduction to the Synthesis and Analysis of Mechanisms and Machines. Boston: McGraw-Hill Higher Education, 2004. q Joseph Edward Shigley and John Joseph Uicker. Theory of Machines and Mechanisms, 1980 q Hamilton H.Mahie and Fred W.Ocvirk. Mechanisms and Dynamics of Machinenery, 1987 3. 网上资源 l清华大学网络学堂 包括课程公告、教学课件、实验资料、习题作业、答疑等。 l清华大学机械原理网站（爱课程网） /coursestatic/course_2969.html 需要个人注册登录。 包括教学电子教案、课程简介、教学大纲、基本要求、教学 日历、考核方式、重点难点指导、备考指南、实验指导、 习题作业、网络课程、知识点解释、考试试卷及标准答案 等。 二、教学环节 5. 课外科技活动：如撰写科技小论文、参 与科学研究 1. 课堂讲授 3.实验 2. 讨论课 4.作业与答疑 必修实验安排 实验课二级选课：2014年9月24日13:00 10月7日16:00 序号 实验类型实验名称实验周次实验 学时 备注 1实验一典型机构的运动与应用 实例展示 第3周1学时 2实验二典型机械系统的机构简 图测绘 第5、6周2学时 3实验三（1）渐开线齿轮的加工原理 实验研究（I） 第8周2学时 讲课：范成法加工齿轮及相关知 识综述，以及“齿轮范成实验II” 题目分配 4实验三（2）渐开线齿轮的加工原理 实验研究（II） 第9、10 、11周 3学时 认识型实践：典型机构的运动与应用实例展示 时间：第3周 地点：精仪系馆3308 通过参观机械原理陈列模型，动手操作机构和机器模型，以 增加对典型机构的感性认识，明确学习任务，增强对机械原 理课程的学习兴趣 结合模拟实物模型进行讲解，增加感性认识和理性认识。 小论文题目： 1.机械发展史 2.机器人发展史 课外作业：科技小论文 注意事项： 1.本次训练是对文献的调研和总结，引用处要标注参考文献，应 查阅大量文章和资料，不允许只拷贝1、2篇文献。 2.要达到对机械学科发展整个概况的了解；另一方面，锻炼调研 和总结说明的能力。 学生作品： 王伟方, 阎绍泽等. 航天器及其太阳电池阵的结构频率漂移现象 分析. 机械设计, 2010, 27(增刊）:180-182 李刚，阎绍泽等. 太阳电池阵中的机构故障分析. 机械设计, 2010, 27 (增刊）:192-194,179 三、课程考核方式 序号考察项目 成绩 比例备注 1 期末考试 （闭卷） 或综合训练 （免试） 60%免试题