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机械原理,第1章 绪论,机械原理 Theory of machines,主讲教师： 武丽梅 电话：邮箱： ,机械原理,第1章 绪论,课程简介,学时：56,课程性质：专业基础课,内容安排： 重点：详讲 一般：略讲 自学内容,要求： 听课（抽查点名缺三次（包括三次），取消期末考试资格， 迟到三次算一次缺课） 作业（缺1/3作业，取消期末考试资格） 实验（须全部完成后才能参加期末考试）,期末成绩评定：期末笔试占80% 平时成绩10%(听课、小测验、作业) 实验成绩10%,机械原理,第1章 绪论,机械原理,第1章 绪论,第一章 绪论,一、 本课程研究的对象,二、 本课程研究的主要内容,三、 机械原理学科的发展现状,机械原理,第1章 绪论,1. 机器machine 机器是一种具有操纵控制系统 的、作机械运动的装置，它用来 变换或传递能量、物料和信息， 以代替或减轻人的体力劳动和脑 力劳动。,-机械,第1章 绪论 Chapter 1 Introduction,机器的特征： 1）它们都是人为的实物（构件）的组合体； 2）组成它们的各部分（各构件）之间都具有确定的相对运动； 3）能够完成有用的机械功或转换机械能 。,一、本课程的研究对象,机器的分类： 动力机器 、加工机器、信息机器,工件自动装卸装置,内燃机,六自由度工业机器人,（机器与机构的总称）,机械原理,第1章 绪论,2. 机构 mechanism 机构是用来传递运动和力或改变运动形式的机械装置。 机构的特征： 1）它们都是人为的实物（构件）的组合体； 2）组成它们的各部分（各构件）之间都具有确定的相对运动。 机构分类： （1） 广义机构、狭义机构 （2） 平面机构、空间机构 3 .构件 component 构件是在机器或机构中作为一个独立运动单元的部分。 构件分类： 机架 frame ： 相对固定 原动件 driver ： 运动规律已知 input link 从动件 follower： 中间从动件 输出件 output link,零件是用同一材料制造的一个制造单元体。,4.零件 part,零件 构件 机构 机器,机械原理,第1章 绪论,二、本课程研究的主要内容,机构的分析与设计 （1）机构的结构分析与设计 （2）机构的运动分析与设计 （3）机构的动力分析与设计（调速、动平衡） 常用机构的分析与设计 平面连杆机构 凸轮机构 齿轮机构 间歇运动机构 机械系统方案设计,机械原理,第1章 绪论,三、机械原理学科的发展现状 典型机构的分析与综合研究 机器人机构与步行机构的研究 新型机构的研究 主要参考书 1孙桓主编机械原理第七版北京：高等教育出版社 2 申永胜主编机械原理辅导与习题北京：清华大学出版社 3 邹慧君等主编机械原理北京：高等教育出版社 4王知行等主编机械原理北京：高等教育出版社 5董海军主编机械原理典型题解析及自测试题西安：西北工业大学出版社 6（美）Robert L.Norton 机械设计-机器和机构综合与分析 （英文版） 北京：机械工业出版社 7（美）Home D.Eckhardt 机器和机构设计（英文版） 北京：机械工业出版社,机械原理,第1章 绪论,第1章 思考题,1. 什么是机器？机器的特征？ 2. 机器与机构的区别？,机械原理,第1章 绪论,机械原理,第1章 绪论,第二章 机构的结构分析 Chapter 2 Structure Analysis of Mechanism,2-1 机构,2-2平面机构运动简图,2-3 平面机构自由度的计算,2-4 平面机构结构分析和组成原理,机械原理,第1章 绪论,机构结构分析的内容及目的,主要内容及目的：,研究机构的组成及机构运动简图的画法； 研究机构具有确定运动的条件、进行机构自由度计算； 研究机构的组成原理及结构分类。,机构的结构分析是研究构件如何组成机构、根据机构的特点进行结构分类以及机构的组成原理。对现有机构进行结构分析，可以举一反三地研究机构的运动和受力；在设计新机械时，需要知道机构是怎样组合起来的，满足什么条件机构才能实现确定的运动，对机构的组成原理的研究还可以为新机构的创造提供途径。,机械原理,第2章 机构的结构分析,2-1 机构 1. 构件 Component：机器中每一个独立的运动单元体。,2. 运动副 joint 把由两个构件组成的可动联接称为运动副。 把两构件上能够参加接触而组成运动副的部分称为运动副元素。,一个自由构件,空间运动: 6个自由度,平面运动: 3个自由度,两构件上组成运动副时相对运动受到限制，这种对独立运动的限制称约束,运动副的特点？,机械原理,第2章 机构的结构分析,运动副的分类： 1）按引入约束的数目分： I 级副：引入一个约束 II级副：引入二个约束 III 级副：引入三个约束 IV 级副：引入四个约束 V 级副：引入五个约束 2）按两构件接触情况分：高副：点、线 低副：面 3）按两构件的相对运动种类分：转动副、移动副、螺旋副、球面副 4）按两构件运动空间性质分：平面运动副、空间运动副,常用运动副的符号表,运动副符号:,运动副常用规定的简单符号来表达（GB446084）。,各种常用运动副模型,续表2,续表3,机械原理,第1章 绪论,3.运动链 kinematic chain 把两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统称为运动链。 开式运动链 闭式运动链,4.机构 mechanism 在运动链中，如果将某一构件加以固定而成为机架，则此运动链便成为机构。,平面闭式运动链,平面开式运动链,平面铰链四杆机构,机械原理,第2章 机构的结构分析,2-2 平面机构运动简图 Kinematic sketch,（2） 机构运动简图的应用 1）表示机构的组成情况； 2）表示机构的运动情况，在机构运动简图上可对机构进行运动分析和力分析。 （3）机构示意图：不按比例绘制的机构简图。它只能表明机构的组成状况和结构特征，不能用来进行运动分析和力分析。,1、机构运动简图,（1） 定义：,根据机构的运动尺寸，按一定的比例定出运动副的位置，再用表示运动副的符号和表示构件的几何图形将机构的运动情况表示出来，这种简单的图形称为机构运动简图。,机械原理,第2章 机构的结构分析,2、机构运动简图的绘制步骤 （1）分析机械的构成： 认清机架、主动件（原动件）、中间从动件、最后的执行构件（输出件），确定机构包含的构件总数； （2）分析机械的运动情况： 从原动件开始，循着运动传递路线，分析各构件间的相对运动性质，判定运动副的数目和类型； （3）合理选择投影面： 选择多数构件的运动平面或平行于运动平面的平面做投影面，必要时可选择辅助投影面或局部简图来表示主投影面难以表达清楚的部分; （4）选择适当的比例尺： 确定构件尺寸及各运动副之间的