机械发展的历史

1、武汉科技学院机械原理课件Theory of Machines and Mechanisms武汉科技学院机械原理课件第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 机构的结构分析机构的结构分析第三章第三章 平面机构的运动分析平面机构的运动分析第五章第五章 机械的效率和自锁机械的效率和自锁第六章第六章 机械的平衡机械的平衡第七章第七章 机械的运转及其速度波动的调节机械的运转及其速度波动的调节第八章第八章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计第九章第九章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计第十一章第十一章 齿轮系及其设计齿轮系及其设计第十二章第十二章 其他常用机构

2、其他常用机构第十三章第十三章 机械传动系统的方案设计机械传动系统的方案设计目 录第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析武汉科技学院机械原理课件第一章第一章 绪绪 论论11 本课程的研究对象本课程的研究对象 12 本课程的研究内容本课程的研究内容13 学习本课程目的学习本课程目的14 本课程学习方法本课程学习方法引言引言 机械发展的历史机械发展的历史 15 本课程教学环节和学习资源本课程教学环节和学习资源武汉科技学院机械原理课件引言引言 机械发展的历史机械发展的历史 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

3、改善也与机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。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。机械工业是国民经济的支柱工业之一。 机械机械工业工业是社会生产力发展水平的重要标志。是社会生产力发展水平的重要标志。 武汉科技学院机械原理课件五千年前已开始使用简单的纺织机械；晋朝时在连机五千年前已开始使用简单的纺织机械；晋朝时在连机椎和水碾中应用了凸轮原理；西汉时应用轮系传动原理椎和水碾中应用了凸轮原理；西汉时应用轮系传动原理制成

4、了指南车和记里鼓车；东汉张衡发明的候风地动仪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。都可以找到它们的原始形态。 我国古代在机械研我国古代在机械研制方面有许多杰出制方面有许多杰出的发明创造。的发明创造。一一. .古代机械古代机械武汉科技学院机械原理课件1818世纪初以蒸汽机的出现为代表产生了第一次产业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

5、机械，例如纺织机、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。火车、汽轮船。哈格里沃斯发明的哈格里沃斯发明的“珍妮纺纱机珍妮纺纱机”法国陆军技术军官古诺发明了世法国陆军技术军官古诺发明了世界上第一辆蒸汽动力车界上第一辆蒸汽动力车二二. .近代机械近代机械武汉科技学院机械原理课件1919世纪到世纪到2020世纪初的第二次产业革命，随着内燃机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。的出现，促进了汽车、飞机等运输工具的出现和发展。1898年问世的年问世的“雷诺雷诺”牌汽车牌汽车“圣路易斯精神圣路易斯精神”号飞机号飞机1927年美国人林德伯

6、格驾驶着它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完成了人类首次不着陆飞越大西洋的壮举。洋的壮举。武汉科技学院机械原理课件2020世纪中后期，以机电一体化技术为代表，在机器世纪中后期，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、产品，如火箭、卫星、宇宙飞船、空间站、航空母舰、深海探测器等深海探测器等国际太空站国际太空站航天飞机正在利用机械臂航天飞机正在利用机械臂施放哈勃空间望远镜施放哈勃空间望远镜三三. .现代机械现代机械武汉科技学院机械原理课件2121

7、世纪，世纪，机械学科在迅猛发展机械学科在迅猛发展, 新概念、新理论、新新概念、新理论、新方法、新工艺不断涌现方法、新工艺不断涌现。智能机械、微型机构、仿生。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、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自动化等领域的交叉与融合，进一步丰富和发展机械基础基础学科知识。学科知识。用光刻技术做成的微米尺寸的微机械用光刻技术做成的微米尺寸的微机械蜘蛛形探雷机器人蜘蛛形探雷机器人武汉科技学院机械原理课件仿生智能机械武汉科技学院机械原理课件机械科学与技术发展或许是我们限定思维所难以展机械科学

8、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。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有关机械的几个问题什么是机械？其含义包括哪些？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？各行各业的机器组成有没有共同的特点？ 能否进行总结？能否进行总结？其共同特征或者共同之处在何处？其共同特征或者共同之处在何处？ 能否进行专门研究？能否进行专门研究？机械原理课程授课目的是什么？机械原理课程授课目的是什么？武汉科技学院机械原理课件

9、11 本课程的研究对象本课程的研究对象 本课程研究对象为：本课程研究对象为：机械机械原理原理机械的组成原理、工作原理、分析和设计原理（方法）等。机械的组成原理、工作原理、分析和设计原理（方法）等。 机械机械机器机器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。根据某种具体使用要求而设计的多件实物的组合体。机械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。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、组合体。如：连杆机构、凸轮机

10、构、齿轮机构、带传动带传动 机构机构、链传动机构链传动机构等。等。如如缝纫机、洗衣机、各类机床、运输车辆、农用机器、起重机等。缝纫机、洗衣机、各类机床、运输车辆、农用机器、起重机等。 武汉科技学院机械原理课件典型机器的分析：典型机器的分析：1.内燃机内燃机活塞的往复运动通过连杆变位曲轴的连续活塞的往复运动通过连杆变位曲轴的连续转动，转动，凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；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、排气阀与活塞之两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动作，间形成协调动作，各部分协调动作的结果，就将燃料中化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

11、能。学能转化为曲轴旋转的机械能。该组合体称为：该组合体称为：曲柄滑块机构曲柄滑块机构称为：称为：凸轮机构凸轮机构称为：称为：齿轮机构齿轮机构内燃机内燃机机器的种类繁多，结构、性能和用途等各机器的种类繁多，结构、性能和用途等各不相同，但不相同，但具有相同的基本特征。具有相同的基本特征。武汉科技学院机械原理课件电动机电动机2.工件自动载送装置工件自动载送装置含带传动机构、蜗杆传动、含带传动机构、蜗杆传动、凸轮机构、连杆机构等。凸轮机构、连杆机构等。动爪动爪定爪定爪装配夹具装配夹具工件载送器工件载送器滑杆滑杆档块档块凸轮机构凸轮机构蜗杆传动蜗杆传动带传动带传动连杆机构连杆机构工件工件滑杆左移时，夹持

12、器将工滑杆左移时，夹持器将工件夹住。件夹住。滑杆带着工件右移时，夹滑杆带着工件右移时，夹持器动爪受挡块的压迫将持器动爪受挡块的压迫将工件松开，工件落入载送工件松开，工件落入载送器被传送到下一道工序。器被传送到下一道工序。自动载送装置自动载送装置机器与机构的关系：机器与机构的关系：任意复杂的机器都是由若干组机构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。按一定规律组合而成的。机器与机构功能不同，但在结构机器与机构功能不同，但在结构和运动方面并无区别（仅作用不和运动方面并无区别（仅作用不同）同） ，故统称为，故统称为机械机械。皮带（传动）皮带（传动）电机（原动）电机（原动）定时器（控制）定

13、时器（控制）叶轮（工作）叶轮（工作）3.试分析洗衣机的各组成部分试分析洗衣机的各组成部分机器的分类：机器的分类： 原动机原动机实现能量转换（如内燃实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机机、蒸汽机、电动机）工作机工作机完成有用功（如完成有用功（如机床等）机床等）工作机的组成：工作机的组成：原动部分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。是工作机动力的来源，最常见的是电动机和内然机。 工作部分工作部分完成预定的动作，位于传动路线的终点。完成预定的动作，位于传动路线的终点。 传动部分传动部分联接原动机和工作部分的中间部分。联接原动机和工作部分的中间部分。 控制部分控制部分保证机器的启动

14、、停止和正常协调动作。保证机器的启动、停止和正常协调动作。原动机原动机 传动传动 工作工作 控制控制 武汉科技学院机械原理课件机械机械机器机器机构机构原动机原动机工作机工作机通用机构通用机构专用机构专用机构本课程研究重点：通用机构本课程研究重点：通用机构机构的分类：机构的分类：通用机构通用机构和和专用机构专用机构。 通用机构通用机构-用途广泛，如齿轮机构、连杆机构等。用途广泛，如齿轮机构、连杆机构等。专用机构专用机构-只能用于特定场合，如钟表的只能用于特定场合，如钟表的擒纵机构擒纵机构。武汉科技学院机械原理课件随着科学技术的发展，机械概念得到了进一步的扩展：随着科学技术的发展，机械概念得到了进

15、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。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。路进行通话，当受话器放到原位时断路。机器内部包含了大

16、量的控制系统和信息处理、传递系统。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业生产中广泛使用的工业机器人工业机器人，还有应用在航空航天、水下作，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业、清洁、医疗以及家庭服务等领域的 服务型服务型 机器人。机器人。*机械原理课程研究的对象扩展机械原理课程研究的对象扩展武汉科技学院机械原理课件 机构的运动设计机构的运动设计 机构的组成机构的组成 典型机构的类型、特点、功能及运动设计方法典型机构的类型、特点

17、、功能及运动设计方法机构相同 机器不同12 本课程的研究内容本课程的研究内容武汉科技学院机械原理课件 机械的动力设计机械的动力设计机械的平衡机械的平衡机械速度波动调节机械速度波动调节机械系统的动力分析机械系统的动力分析A）机械运转过程中若干动力学问题）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）改善机械动力性能的设计方法武汉科技学院机械原理课件3.机械系统方案设计 创新的主要阶段创新的主要阶段可行方案可行方案最优方案最优方案武汉科技学院机械原理课件机械动力学机械动力学机构学机构学机构的运动分析与综合机构的运动分析与综合机构的结构分析与综合机构的结构分析与综合几种常见的机构几种常

18、见的机构机械的平衡机械的平衡机械速度波动调节机械速度波动调节机械系统的动力分析机械系统的动力分析机械系统方案设计机械系统方案设计机械设计机械设计方案设计方案设计 结构设计结构设计 本课程要解决的问题本课程要解决的问题 属于机械设计课程的范畴属于机械设计课程的范畴 武汉科技学院机械原理课件课程性质技术基础课课程性质技术基础课 作用承前启后作用承前启后 先修课程包括先修课程包括：高等数学高等数学、普通物理普通物理、工程制图工程制图、理论力学理论力学，材料力学等。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、通过本课程的学习，可为今后学习机械设计、机床夹具设计、机床、机械制造工

19、艺学等专业课程打下基础，机床、机械制造工艺学等专业课程打下基础， 13 学习本课程的目的学习本课程的目的(1)为专业课程学习打下基础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合理使用和革新现有机械的基础(3) 开发新产品的基础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一般工业产品的设计需要经过几个阶段:1)1)用户提出设计任务用户提出设计任务2)2)明确设计任务明确设计任务3)3)总体方案设计总体方案设计4)4)机构尺寸综合机构尺寸综合本课程本课程解决的解决的问题问题5)5)零部件设计零部件设计6)6)工艺设计和制造工艺设计和制造7)7)样机装配和调试样机装配和调试8)

20、8)鉴定和投产鉴定和投产武汉科技学院机械原理课件14学习本课程的方法学习本课程的方法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；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；要有工程的观点，培养分析对比判断和决策的能力；本课程的研究途径本课程的研究途径: 1) 研究机械所具有的一般共性问题。如机构的组成原理、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。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。方法。3）创造性思维活动的培养；创造性思维活动的培养；学习方法：学习方法：4）多观察，多思考；多观察，多思考；5）认真对待每个教学环节。认真对待每个教学环节。武汉科技学院机械原理课件6. 网上交流与答疑网上交流与答疑1. 1. 课堂讲授课堂讲授2. 2. 一般作业一般作业4. 专题讨论专题讨论课课5.5.综合训练环节综合训练环节15本课程的教学环节和学习资源本课程的教学环节和学习资源一一. .本课程的教学环节本课程的教学环节武汉科技学院机械原理课件二二.学习资源学习资源1.相关网站相关网站2.其他教材