机械原理——第一章-绪论PPT课件

机械原理,TheoryofMachinesandMechanisms,北京邮电大学自动化学院机电中心,第一章绪论,第二章机构的结构分析,第三章平面机构的运动分析,第五章机械的效率和自锁,第六章机械的平衡,第七章机械的运转及其速度波动的调节,第八章平面连杆机构及其设计,第九章凸轮机构及其设计,第十章齿轮机构及其设计,第十一章齿轮系及其设计,第十二章其他常用机构,第十三章机械系统的方案设计,目录,第四章平面机构的力分析,第一章绪论,11本课程的研究对象,12本课程的研究内容,13学习本课程目的,14本课程学习方法,引言机械发展的历史,15本课程教学环节和学习资源,引言机械发展的历史,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业的发展紧密相连。,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。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。,五千年前已开始使用简单的纺织机械；晋朝时在连机碓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。,一.古代机械,18世纪初以蒸汽机的出现为代表产生了第一次产业革命，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,二.近代机械,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。,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施放哈勃空间望远镜,三.现代机械,21世纪，机械学科在迅猛发展,新概念、新理论、新方法、新工艺不断涌现。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,仿生智能机械,工业机器人,仿人机器人,日本asimo仿人机器人,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。,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？机器的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？,11本课程的研究对象,本课程研究对象为：机械,原理机械的组成原理、工作原理、分析和设计原理（方法）等。,机械,机器,机器根据某种具体使用要求而设计的多件实物的组合体。,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。,机构,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、带传动机构、链传动机构等。,如缝纫机、洗衣机、各类机床、运输车辆、农用机器、起重机等。,典型机器的分析：,1.内燃机,活塞的往复运动通过连杆变位曲轴的连续转动，,凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；,两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动作，,各部分协调动作的结果，就将燃料中化学能转化为曲轴旋转的机械能。,该组合体称为：曲柄滑块机构,称为：凸轮机构,称为：齿轮机构,内燃机,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。,2.工件自动载送装置,2.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。,自动载送装置,机器与机构的关系：,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。,机器与机构功能不同，但在结构和运动方面并无区别（仅作用不同），故统称为机械。,皮带（传动）,电机（原动）,定时器（控制）,叶轮（工作）,3.试分析洗衣机的各组成部分,机器的分类：,原动机实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机）,工作机完成有用功（如机床等）,工作机的组成：,原动部分是工作机动力的来源，最常见的是电动机和内然机。,工作部分（执行机构）完成预定的动作，位于传动路线的终点。,传动部分（传动机构）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。,原动机,传动,工作,控制,本课程研究重点：通用机构,机构的分类：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。,随着科学技术的发展，机械概念得到了进一步的扩展：,某些情况下，机件不再是刚体，加入柔性构件，气体、液体等也可参与实现预期的机械运动。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的一类机构，应用也十分广泛。例如，采用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。机器内部包含了大量的控制系统和信息处理、传递系统。机器不仅能代替人的体力劳动，还可代替人的脑力劳动。除了工业生产中广泛使用的工业机器人，还有应用在航空航天、水下作业、清洁、医疗以及家庭服务等领域的服务型机器人。,*机械原理课程研究的对象扩展,机构的运动设计,机构的组成典型机构的类型、特点、功能及运动设计方法,12本课程的研究内容,机械的动力设计,机械的平衡机械速度波动调节机械系统的动力分析,A）机械运转过程中若干动力学问题B）改善机械动力性能的设计方法,3.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,本课程要解决的问题,属于机械设计课程的范畴,机械原理,课程性质技术基础课,作用承前启后,先修课程包括：高等数学、普通物理、工程制图、理论力学，材料力学等。,通过本课程的学习，可为今后学习机械设计、机床夹具设计、机器人等专业课程打下基础，,13学习本课程的目的,(1)为专业课程学习打下基础,(2)合理使用和革新现有机械的基础,(3)开发新产品的基础,一般工业产品的设计需要经过几个阶段:,1)用户提出设计任务,2)明确设计任务,3)总体方案设计,4)机构尺寸综合,本课程解决的问题,5)零部件设计,6)工艺设计和制造,7)样机装配和调试,8)鉴定和投产,14学习本课程的方法,本课程的研究途径:,1)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。,2)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。,14学习本课程的方法,1）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。培养解决实际问题的能力；,2）要有工程的观点，培养分析对比判断和决策的能力；,3）创造性思维活动的培养；,本课程的学习方法：,4）多观察，多思考；,5）认真对待每个教学环节。,1.课堂讲授,2.一般作业,3.基本实验,4.专题讨论课,5.综合训练环节,15本课程的教学环节和学习资源,