机械原理绪论课件学习教案

1、会计学1机械原理机械原理(yunl)绪论课件绪论课件第一页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)： 潘存云教授 第1页/共35页第二页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)： 潘存云教授 顾名思义，本课程顾名思义，本课程(kchng)研究对象为：机械研究对象为：机械机械机械(jxi(jxi)机器机器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人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物的组合体。合体。 机构机构一般而言， 机械是机器和机构的总称11 本课程研究的对象和内容本课程研究的对象和内容原理原理机械的组成原理、工作原理、分析和设计原理机械的组成原理、工作原理、分析和设计原理(方法

2、方法)等。等。第2页/共35页第三页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)： 潘存云教授 机器根据某种具体使用要求而设计机器根据某种具体使用要求而设计(shj)(shj)的多件实的多件实物的组合物的组合 体。体。机构能够用来传递运动和力或改变运动形式的多件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、实物的组合体。如：连杆机构、凸轮机构、 齿轮机构等。种类齿轮机构等。种类(zhngli)(zhngli)有限有限如如: : 缝纫机、洗衣机、各类机床、运输车辆、农用机器缝纫机、洗衣机、各类机床、运输车辆、农用机器、起重机、起重机等。等。 机器的种类繁多，结

3、构、性能和用途等各不相同，但机器的种类繁多，结构、性能和用途等各不相同，但具有具有相同的基本特征。相同的基本特征。第3页/共35页第四页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)： 潘存云教授 潘存云教授(jioshu)研制典型机器典型机器(j q)的分析：的分析：1.内燃机内燃机内燃机内燃机组成：组成：65438712910汽缸体汽缸体1、活塞活塞2、进气阀进气阀3、排气阀排气阀4、连杆连杆5、曲轴曲轴6、凸轮凸轮7、顶杆顶杆8、齿轮齿轮9、10工作原理：工作原理：1.活塞下行，进气阀开启，混合气体活塞下行，进气阀开启，混合气体 进入汽缸；进入汽缸；2.活塞上行，气阀关闭，混合气体被压缩，活

4、塞上行，气阀关闭，混合气体被压缩， 在顶部点在顶部点 火燃烧；火燃烧；3.高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；4.活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽缸。活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽缸。循环运动的结果，使曲轴输出连续的旋转运动第4页/共35页第五页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)： 潘存云教授 潘存云教授(jioshu)研制设计(shj)：潘存云进气进气压缩压缩爆炸爆炸排气排气内燃机的工作过程：内燃机的工作过程：活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴的连续转动，该组合体称为：的连续转动，该组合体称为：内燃机各部

5、分的作用：内燃机各部分的作用：曲柄滑块机构曲柄滑块机构凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；称为：凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；称为：凸轮机构凸轮机构两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动作，两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动作，称为：称为：齿轮机构齿轮机构各部分各部分协调动作协调动作的结果：的结果：化学能化学能 机械能机械能第5页/共35页第六页，共36页。宁夏大学专用(zhunyng) 作者： 潘存云教授 连杆机构连杆机构 齿轮机构齿轮机构 凸轮机构凸轮机构第6页/共35页第七页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)： 潘存云教授 潘存云教授(jioshu)研制电动

6、机电动机2.工件自动工件自动(zdng)载送载送装置装置含带传动机构、蜗杆传含带传动机构、蜗杆传动、凸轮机构、连杆机动、凸轮机构、连杆机构等。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，夹持器将滑杆左移时，夹持器将工件夹住。工件夹住。滑杆带着工件右移时，滑杆带着工件右移时，夹持器动爪受挡块的压夹持器动爪受挡块的压迫将工件松开，工件落迫将工件松开，工件落入载送器被传送到下一入载送器被传送到下一道工序。道工序。强调代替人类完成有用工作第7页/共35页第八页，共36页。宁夏大学专用 作者(z

7、uzh)： 潘存云教授 机器机器(j q)的共有特征：的共有特征： 人造人造(rnzo)的实物组合的实物组合体；体；各部分有各部分有确定的相对运动确定的相对运动；代替或减轻人类劳动代替或减轻人类劳动完成有用功完成有用功或或实现能量实现能量 的转换的转换 机器的作用 机器的分类：机器的分类： 原动机原动机实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机）种类有限工作机工作机完成有用功（如机床等）完成有用功（如机床等） 种类繁多第8页/共35页第九页，共36页。宁夏大学专用(zhunyng) 作者： 潘存云教授 工作工作(gngzu)机的机的组成：组成：原动部分原动部分

8、(b fen)是工作机动力的来源，最常见的是电动是工作机动力的来源，最常见的是电动机机 和内燃机。和内燃机。 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、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。 其关系如下机械机械机器机器机构机构原动机原动机 传动传动 工作工作 控制控制 原动机原动机工作机工作机第9页/共35页第十页，共36页。宁夏大学专用(zhunyng) 作者： 潘存云教授 潘存云教授(jioshu)研制控制控制(

9、kngzh)器器(控制控制(kngzh)电动机电动机(原动原动)带带(传动传动)减速器减速器(传动传动)波轮波轮(工作工作)分析自动洗衣机的组成：分析自动洗衣机的组成：潘存云教授研制第10页/共35页第十一页，共36页。宁夏大学专用(zhunyng) 作者： 潘存云教授 同理，通过对典型(dinxng)机构进行分析可知： 机构的共有机构的共有(n yu)特征：特征： 人造的实物组合体；人造的实物组合体；各部分有确定的相对运动；各部分有确定的相对运动；用来传递力或实现运动的转换。用来传递力或实现运动的转换。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

10、，如用途广泛，如齿轮机构齿轮机构、连杆机构连杆机构等。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。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第11页/共35页第十二页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)： 潘存云教授 本课程研究重点：通用机构本课程研究重点：通用机构(一般一般(ybn)简称为简称为“机构机构”)机器与机构的关系机器与机构的关系(gun x)：由两个：由两个实例推广到一般实例推广到一般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。实际

11、机器的种类有成千上万种，但机构的种类确有限。类似关系：化合物与化学元素 由机器与机构的共有特征可知：由机器与机构的共有特征可知：机器与机构在结构和运动方面并无区别（仅作用不同机器与机构在结构和运动方面并无区别（仅作用不同） ，故统称为，故统称为机械机械。人造的组合体、有确定的相对运动第12页/共35页第十三页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)： 潘存云教授 本课程的研究本课程的研究(ynji)内容内容1. 机构机构(jgu)结构分析结构分析 基本知识基本知识(第第2章章)研究机构运动的可能性研究机构运动的可能性; 能否运动机构运动的确定性；机构运动的确定性；下一个位置和运动方向是否唯一

12、 机构的组成原理和结构分类。机构的组成原理和结构分类。 2. 机构的运动学机构的运动学 (第第3章章)了解现有机械的运动性能；了解现有机械的运动性能；机构运动简图的绘制方法；机构运动简图的绘制方法；用简单图形表示复杂机构设计新机构的方法。设计新机构的方法。 3. 机器动力学机器动力学分析机构的受力情况及力做功的情况；分析机构的受力情况及力做功的情况； (第第4,5章章)分析机器在已知外力作用下的运动；分析机器在已知外力作用下的运动； (第第7章章)机器的调速和平衡方法。机器的调速和平衡方法。 (第第6,7章章)牛头刨床牛头刨床1 2第13页/共35页第十四页，共36页。宁夏大学专用 作者(zu

13、zh)： 潘存云教授 本课程的研究本课程的研究(ynji)内内容容4. 常用机构的分析常用机构的分析(fnx)与设计与设计平面连杆机构设计平面连杆机构设计; (第第8章章)凸轮机构设计；凸轮机构设计； (第第9章章)5. 机械系统的方案设计机械系统的方案设计 (第第14章章)机构的选型、组合等问题的概略了解。机构的选型、组合等问题的概略了解。齿轮机构及齿轮系设计齿轮机构及齿轮系设计(第第10,11章章)第14页/共35页第十五页，共36页。宁夏大学专用(zhunyng) 作者： 潘存云教授 按解决问题的性质，研究按解决问题的性质，研究(ynji)内容又可分为两大类：内容又可分为两大类： 机构分

14、析对已有机构的研究。包括机构分析对已有机构的研究。包括(boku)结结构、运动构、运动 和力分析。和力分析。 机构综合机构综合设计新的机构。包括型综合、尺度综设计新的机构。包括型综合、尺度综 合、运动和动力综合。合、运动和动力综合。注注:称称综合综合而非而非设计设计的理由：的理由： 仅限于根据运动和动力要求，确定机构各部分与运仅限于根据运动和动力要求，确定机构各部分与运 动相关的尺寸；动相关的尺寸；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 机械设计机械设计方案设计方案设计 结构设计结构设计 在解决机构的设计问题时，不涉及各个具体零件的强度计算，具体形状

15、和结构、不涉及各个具体零件的强度计算，具体形状和结构、 材料选择等因素；材料选择等因素；设计结果是机构运动简图，而非工程化的设计图。设计结果是机构运动简图，而非工程化的设计图。 第15页/共35页第十六页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)： 潘存云教授 课程性质课程性质(xngzh)： 技术基础课技术基础课 作用作用(zuyng)： 承前启后承前启后 先修课程：先修课程：高等数学、普通物理、工程制图、理论力学高等数学、普通物理、工程制图、理论力学同时，通过本课程的学习，可为今后学习诸如同时，通过本课程的学习，可为今后学习诸如机械机械设计、机床夹具设计、机床、机械制造工艺学设计、机床夹具

16、设计、机床、机械制造工艺学等专业等专业课程打下基础，课程打下基础， 作为一名工程技术人员，同学们在今后的工作岗位上将会接触各种各样的通用或专用机械，因此必须掌握机械方面的基础知识。12 学习本课程的目的学习本课程的目的课程的特点：课程的特点：1）实践性强）实践性强2）综合性强）综合性强本课程是一门技术基础课，其研究对象是在生产实际中广泛应用的机械，所要解决的问题大多数是工程中的实际问题（与理论力学的不同点），因此要求学生加强基本技能的训练，如简图测绘、齿轮参数测量等。要培养工程素养，作图应严格按要求进行。要重视实验课。 3）独立性强）独立性强本课程学习要综合运用已学过的知识，约有1/3的内容与

17、理论力学有关。有些内容可以说是理论力学的延续与扩展（用理论力学的原理分析具体的机械）。因此，一定要复习号理论力学中的有关内容，如运动学、摩擦学等。各章内容彼此独立，前后联系不甚密切。因此，要经常复习前面已学过的内容，以免出现猴子扮苞米的现象。4) 四多：四多：内容多、概念多、符号多、公式多。内容多、概念多、符号多、公式多。 不要求死记硬背，关键在于理解，重点在于应用。会用自然能记住。第16页/共35页第十七页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)： 潘存云教授 1 13 3 如何进行本课程如何进行本课程(kchng)(kchng)的学习的学习 着重搞清楚基本概念，理解基本原理，掌握机构着重

18、搞清楚基本概念，理解基本原理，掌握机构(jgu) 分析与综合的基本方法。分析与综合的基本方法。 注意把一般原理和方法与具体运用密切联系起来。注意把一般原理和方法与具体运用密切联系起来。 并用所学知识观察日常生活与生产遇到的各种机械。并用所学知识观察日常生活与生产遇到的各种机械。本课程研究机械的途径：本课程研究机械的途径： 研究机械所具有的一般共性问题。如机构的组成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。原理、机构运动学、机器动力学。 研究各种常用机构的运动和动力性能，以及它们的研究各种常用机构的运动和动力性能，以及它们的设计设计 方法。方法。注意培养运用所学基本

19、理论与方法去分析和解决工注意培养运用所学基本理论与方法去分析和解决工 程实际问题的能力。程实际问题的能力。第17页/共35页第十八页，共36页。宁夏大学专用(zhunyng) 作者： 潘存云教授 注意培养综合分析、全面考虑问题的能力。解决同注意培养综合分析、全面考虑问题的能力。解决同 一实际一实际(shj)问题，往往有多种方法和结果，要通过问题，往往有多种方法和结果，要通过分析、分析、 对比、判断和决策，做到优中选优。对比、判断和决策，做到优中选优。注意培养科学严谨、一丝不苟的工作作风。在今后注意培养科学严谨、一丝不苟的工作作风。在今后 的工作中要与各种的工作中要与各种( zhn)机械设备打交

20、道，稍机械设备打交道，稍有不慎，即有不慎，即 可能造成损失。可能造成损失。第18页/共35页第十九页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)： 潘存云教授 当今世界正经历着一场新的技术革命。新概念、新理论、新方法、新工艺不断涌现。同样(tngyng)，机械学科也发展迅猛，发展方向：高速、重载、高精度发展方向：高速、重载、高精度(jn d)、高效率、高效率、低噪声低噪声 5倍音速的飞机、几十万吨的轮船、米级打击倍音速的飞机、几十万吨的轮船、米级打击精度精度(jn d)、细胞克隆操作、磁悬浮列车、低噪声、细胞克隆操作、磁悬浮列车、低噪声潜艇潜艇14 机械原理学科发展现状简介机械原理学科发展现状简

21、介应用领域扩大：应用领域扩大：上天、入地、下海、甚至钻入人体内。上天、入地、下海、甚至钻入人体内。 太空探险、水平钻探、深海采矿、打捞作业、血管清理 图片本学科的研究课题与日俱增本学科的研究课题与日俱增:与其它学科的交叉渗透作用增强：与其它学科的交叉渗透作用增强：与电子工程、计算机科与电子工程、计算机科学、控制工程、材料科学、生物医学相互渗透，诞生了若学、控制工程、材料科学、生物医学相互渗透，诞生了若干新学科。如机械电子学、仿生机械学、机器人机械学、干新学科。如机械电子学、仿生机械学、机器人机械学、机械机械CAD。新机构不断涌现新机构不断涌现-如自控机构、如自控机构、机器人机构机器人机构、仿生

22、机仿生机构构、柔性及弹性机构、机电气液综合机构等。、柔性及弹性机构、机电气液综合机构等。注重机械的动力性能注重机械的动力性能-在机械分析与综合时，由只考虑在机械分析与综合时，由只考虑运动性能过渡到同时考虑其动力性能。运动性能过渡到同时考虑其动力性能。第19页/共35页第二十页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)： 潘存云教授 考虑到机械的动态考虑到机械的动态(dngti)特性特性: 机械在运动过程中，构件的振动和弹性变形、机械在运动过程中，构件的振动和弹性变形、运动副的间隙和构件运动副的间隙和构件 尺度误差，对运动及动力性能尺度误差，对运动及动力性能的影响。的影响。连杆机构连杆机构(jg

23、u): 重视了空间连杆机构重视了空间连杆机构(jgu)、多杆多自由度机构、多杆多自由度机构(jgu)、连杆机构、连杆机构(jgu)弹性动力学和动力平衡研究。弹性动力学和动力平衡研究。齿轮机构齿轮机构: 发展了齿轮啮合原理、提出了许多性能优异的新型齿发展了齿轮啮合原理、提出了许多性能优异的新型齿廓曲线和新型传动、加速了对高速齿轮、精密齿轮、微型廓曲线和新型传动、加速了对高速齿轮、精密齿轮、微型齿轮的研究。齿轮的研究。凸轮机构凸轮机构: 十分重视对高速凸轮机构的研究。十分重视对高速凸轮机构的研究。第20页/共35页第二十一页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)： 潘存云教授 新的设计新的设计

24、(shj)手段日新月手段日新月异异: 高速度；高速度；现代机械的特点：现代机械的特点： 高节拍；高节拍； 高性能高性能另外，为了(wi le)适应现代机械高速度、高节拍、高性能的需要，研制了研制了 计算机辅助设计计算机辅助设计(CAD)；在对机械的分析与综合中，计算机的作用日益重要，发展并推广了在机械原理的各个领域，每年都有大量内容新颖的文献资料出现。作为技术基础课程，只介绍一些作为技术基础课程，只介绍一些最基本的原理和方法最基本的原理和方法。高速高定位精度的分度机构；高速高定位精度的分度机构；具有优良性能的组合机构；具有优良性能的组合机构；各种机构的变异与组合等。各种机构的变异与组合等。优化

25、设计；优化设计；考虑误差的概率设计。考虑误差的概率设计。第21页/共35页第二十二页，共36页。宁夏大学专用(zhunyng) 作者： 潘存云教授 为了实现我国的现代化，必然要有大量的机械化、自动化的机械设备，这些设备从何来？恐怕大多数只能靠我国自力更生解决，这是一项十分艰巨的任务，设计、制造、使用、维护现代化的机械设备，需要大批的机械方面专业人才。在座的各位都是未来的工程师的主要技术骨干，掌握好本课程的有关知识，将为你们(n men)未来的工作打下一个良好的基础。最后希望我们共同努力，把这门课程教好学好。 3）仔细观察实物和模型，欢迎到实验室参观，并动）仔细观察实物和模型，欢迎到实验室参观，

26、并动手手(dng shu) 组装各种机构。组装各种机构。 要求：要求： 1）作业必须按时完成，绘图准确，字迹工整，作业）作业必须按时完成，绘图准确，字迹工整，作业 量未达到规定者平时成绩不及格。量未达到规定者平时成绩不及格。 2）上课认真听讲、作好笔记，及时消化。）上课认真听讲、作好笔记，及时消化。 第22页/共35页第二十三页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)： 潘存云教授 机器和机构的区别及联系：机器和机构的区别及联系：机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。两者之间也有联系，机器是由几个机构组机械运动。两者之间也有联系

27、，机器是由几个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。成的系统，最简单的机器只有一个机构。一些一些(yxi)概念：概念：构件：运动单元体构件：运动单元体零件：制造单元体零件：制造单元体 构件可由一个或几个零件组成。构件可由一个或几个零件组成。机架：机构中相对不动的构件机架：机构中相对不动的构件原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。输入构输入构件件从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。输出输出构件构件机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体称为机构。的

28、基本组合体称为机构。本章(bn zhn)的一些基本概念第23页/共35页第二十四页，共36页。宁夏大学专用(zhunyng) 作者： 潘存云教授 多种星际多种星际(xngj)(xngj)探探测器测器第24页/共35页第二十五页，共36页。宁夏大学专用(zhunyng) 作者： 潘存云教授 神舟六号神舟六号(li ho)载人飞船载人飞船和和平平号号空空间间站站国国际际(guj)空空间间站站第25页/共35页第二十六页，共36页。宁夏大学专用(zhunyng) 作者： 潘存云教授 空中客车空中客车A380的最大载客的最大载客量为量为840人，航程人，航程(hngchng)16000千米千米，是目前

29、全球载客量最大，是目前全球载客量最大的飞机。的飞机。波音波音777-200LR客机的载客机的载客量为客量为301人，飞行距离人，飞行距离(jl)为为17500千米，是目前千米，是目前世界上航程最远的客机。世界上航程最远的客机。第26页/共35页第二十七页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)： 潘存云教授 深井钻探深井钻探(zuntn)(zuntn)设备设备沙漠石油沙漠石油(shyu)(shyu)钻钻探作业探作业定向钻井是一种新技术，可不用移动井架就能实现远距离水平钻探。定向钻井是一种新技术，可不用移动井架就能实现远距离水平钻探。第27页/共35页第二十八页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)： 潘存云教授 海洋石油海洋石油钻探钻探(zuntn)(zuntn)平台平台海海底底( (h h i i d d ) )探探索索救助打捞救助打捞第28页/共35页第二十九页，共36页。宁夏大学专用(zhunyng) 作者： 潘存云教授 磁悬浮磁悬浮(xunf)(xunf)列车的动力学特性是悬浮列车的动力学特性是悬浮(xunf)(xunf)控制与走行控制的关键因素控制与走行控制的关键因素磁悬浮列车的磁悬浮列车的运行速度高达运行速度高达550550千米千米(qin (qin m)/m)/小时小时返回返回第29页/共35页第三十页，共36页。宁夏大学专用 作者(zuzh)