机械原理与机械设计课件-

机械原理与机械设计TheoryandDesignofMechanismsandMachines国家级十五规划教材

机械原理与机械设计机械工业出版社出版第一版2004年天津大学机械原理与机械设计教研室集体编写主编：张策副主编：陈树昌孟彩芳

课程内容导论（第1篇）机械原理部分

（第2篇～第4篇）

机械设计部分（第5篇～第6篇）课程设计部分（第7篇）第一篇导论第一章

机械的组成、分类与发展第二章

机械的设计与相关课程简介整个课程的总绪论第一章机械的组成、分类与发展

内容提要

认识机器

机器的分类和组成机械发展历程概述

第一节

认识机器

通过上周的实践，我们已经认识了几种典型的机器：内燃机牛头刨床汽车电池自动分拣机通用工业机器人第二节

机器的分类和组成

机器和它的分类机器的组成机器中的几个基本概念返回什么是机器呢？机器和它的分类

机器：

是人为实物的组合体，具有确定的机械运动，可以用来转换能量、完成有用功或处理信息，以代替或减轻人的劳动。根据用途的不同，机器可分为动力机器加工机器运输机器信息机器动力债机器其用膀途是问转换此机械努能。其他形式的能量机械能原动盟机如蒸精汽机厨、内标燃机迟、电亏动机换能矩机机械能其他形式的能量返回如空气压缩机加工进机器尺寸形状性质状态用来及改变版被加工轨对象移的如:加工口机床轧钢科机纺织怒机包装包机等艺。返回运输壶机器用来女搬运书物品狗和人禾。如汽孩车、进飞机糊、起斑重机乎、运伐输机挥。返回信息靠机器其功昆能是弯处理伯信息土。例如猴复印鞋机、哲打印馋机、色绘图啦机等咳。信息胜机器蔽虽然丙也作泄机械确运动仆，但膝其目翻的是渡处理载信息卡，而帅不是攀完成刺有用难的机决械功锈，因联而其多所需赤的功遥率甚到小。动力漠机器加工串机器运输邪机器信息室机器转换蕉机械背能完成第机械纲功作功制很小现代拒机器必的出流现使屑机器救按功织能的揉分类蓝变得白模糊完：机器怕人：进行轻焊接功和装耍配，秋是加壮工机蛋器；用来买搬运古物品绢，也冷是运艘输机庭械；而且鼻是按袍照一谁定的宽信息西来搬耽运；峡也是其信息舟机械箱。电池涌分拣剪机：实现垦了电猎池的肤搬运扩，但杯它是顺根据替电池登的质近量信件息来壶进行阳分拣越后的蠢搬运两。返回机构在认派知机怕器的彩实践储中，仔我们轿已经劳初步孕认识脊了几绕种机莫构：机器爹中的沃几个舞基本睬概念什么立是机酒构呢岗？连杆宝机构担、凸情轮机舒构、棘轮查机构任、螺妹旋机牺构、津齿轮内机构内燃翠机连杆机构活塞的往复移动曲轴的转动牛头坊刨床圆盘的转动滑枕的往复移动连杆机构内燃示机何茫牛头疲刨床喜中的疤连杆役机构诊的共朝同点急：构件愧间都节形成葡可相聚对转校动或栋相对令移动伍的活呈动连蜡接。都是赔实现长运动篇形式互的变光换。它们算都属稀于连颜杆机针构。凸轮借机构允、齿倒轮机万构和伤棘轮扑机构赛实现隐的运省动转午换与坟连杆冲机构娇不同倘，构赵件之辛间的品连接椅形式字也不活同，质构件旧的形阳状也错不同奏。因此壮，可饼给出溪机构坝的如融下定锄义：机构该：人为余实物早的组拌合体每，具有法确定挑的机犹械运惜动，可以么用来躬传递墨和转伙换运俩动。机器：人为班实物膀的组级合体展，具有胡确定射的机蝇械运凯动，可以校用来荡转换愚能量广、完成敬有用岩功或处唱理信佳息，以代满替或离减轻瘦人的悔劳动喉。机器方是由沙机构锐组成蚀的。简单轰的机绪器，糖可能盯只含迎有一绳个机耳构,但一建般都否含有慕多个涝机构耗。机械:机器冒和机势构的迎总称。机器鹅机征构机器中的单个机构不具有转换能量或完成有用功的功能。在各通种机坏械中妙广泛园使用毯的一乞些机虫构称僻为常刷用机仆构。如：连杆娱机构埋、凸轮盆机构酿、齿轮剃机构久、间歇隐运动形机构态。常用沃机构我们堪已经钳多次冬使用僻了“瓦构件缓”这走个术臂语。活塞筝、连销杆、遥曲轴脏、滑樱枕等棉都是俱构件齐。构件冶是组盗成机谣构的芦有确弃定运锻动的聚单元测。构件构件恳是运欠动的搂单元鞋，而穴零件恩是制充造的冒单元。构件零件各种管机械娃中广喝泛使咱用的凑零件拿称为通用悲零件。如螺笼栓、岂轴、际齿轮艺、弹骗簧等唇。只在堤某一夕类机什械中尸使用乎的零摆件称颗为专用省零件。如内毕燃机身中的凡活塞隆、曲廊轴等窜。通用泼零件趁中主皇要包沾括三询大类吹零件衔：传动链零件（齿影轮、呜带、测链等博）联接窜零件（螺妙栓、保键等晴）轴系扔零件（轴絮、轴谦承等粪）此外:弹簧等零防件。通用讯零件蜜与专钳用零讲件返回机器蜓的组晋成传统盗机器都包多含如鼠下三告个部刃分：驱动装置传动装置执行装置常称为原动机，是机器的动力来源。常用：电动机、内燃机、液压缸和气动缸，以各种电动机的应用最为普遍。处于整个传动路线的终端，按照工艺要求完成确定的运动，是直接完成机器功能的部分。执行装置随机器的用途不同而不同，它属于各种专业机械课程研究的内容。恩格辱斯如牛头刨床、空气压缩机驱动装置传动装置执行装置将原动机的运动和动力传递给执行装置，并实现运动速度和运动形式的转换。运动速度的转换运动形式的转换运动嫩速度晚的转赏换传动沫装置如解决永原动炭机速研度和史执行臂装置张速度侦不匹规配的壳问题御。一般哲的普债通交接流电亭动机孩速度近是固狮定的飘。一般霸机器拜执行卖部分道速度视低于抚原动孕机的异转速,需要宰减速揭。（也偷有相暑反的床情况牵，需躁要增排速）网。许多哗机器宁还需股要执久行装扇置有仆多种痛不同赚的速伯度。鼠笼式交流电动机的同步转速（r/min）600750100015003000带、边链传杜动各种希齿轮棵传动减速宽器例如卡自行待车链回传动例如价汽车揉、机葬床的拢变速咽器运动耽形式疏的转枕换机器买执行秆部分搁可能有各做种运惊动形池式：一般的原动机作回转运动变速回转往复摆动往复移动间歇运动特定轨迹转换运动形式的各种机构

间歇运动机构连杆机构连杆机构连杆机构凸轮机构凸轮机构连杆机构随着20世纪追后半伪叶以开来现眨代科酿学技炕术的私发展嗓，特景别是名控制贿理论踩的发糊展和畜计算购机在舍工业谎上的获应用血，机榆器的种组成漆更复弹杂了遍。驱动装置传动装置执行装置控制装置检测伺服电机的输出转角检测执行装置的运动输出由程序给定运动规律前馈刘控制反馈柴控制传感器传感曲器控制随装置徐的作铅用是祝控制伴机器流各部笨分的脂运动拌。测量接运动割构件旧真实夜运动软情况底，并奴将测拾量结醉果随上时反绪馈给古控制圣系统发出厦指令员调节背伺服景电机慨的运种动驱动装置传动装置执行装置控制装置驱动装置传动装置执行装置传统捡机器现代搂机器普通蜜车床牛头陕刨床空气谣压缩尚机起重占机掘土潮机皮带耻运输凯机……机器木人数控贺机床……心脏躯干，臂手脑眼返回第三灾节机械垦的发鸣展历投程概堆述机械的发展历程机械设计及理论的发展历程古朵代轨近下代鸦现握代简单朵机械叠：杠兴杆、龄车轮厕、滑斜轮、皆斜面次、螺铜旋等谣。公元斥前30避00年，姓在修别建金诉字塔快的过易程中萄，就打使用昼了滚捏木来赴搬运互巨石滴。阿基漠米德相用螺总旋将倚水提畅升至忌高处挥，那络就是宪今天农的螺奔旋式肢输送愤机的惜始祖驴。远古时代公元琴一世罩纪覆东甲汉“水辽排”用水学力鼓狱风炼添铁，械其中膛应用了齿爷轮和用连杆致机构古代中国晋鞠代“连览磨”用一桥头牛险驱动神八台毙磨盘张，其中国应用底了齿肺轮系师。中世枝纪浑欧洲用脚跳踏板词驱动妇的加工未木棒聪的车罪床中世释纪稀欧洲利用炭曲轴蚁的研歼磨机13世纪凯以后答，机捆械钟暖表在尤欧洲川发展箩起来蛋。连杆诞机构刮、齿运轮机推构和专凸轮华机构裹等在遇古代辽机械流中即课已经塞有所败应用趣。在母达•芬奇妨时代母，现夕在最判常用逐的一躁些机以构型秆式即桂已基签本知哑晓。近代：18世纪中叶－20世纪中叶动力梢的变百革材料蝴的变锻革加工范手段谣的变耍革生产望模式腾的变梅革机构望与传乳动的膊变革机械牢理论邮和设障计方拖法的陆建立近代—动力的变革17建65年，蚊瓦特呆（Wa浙tt）发戚明了贿蒸汽艰机。揭开忘了第连一次毛工业暂革命药的序坟幕。蒸汽阴机给默人类突带来受了强东大的拌动力寻，各腔种由脚动力净驱动偿的产哥业机蹦械—纺织便机、注车床所等，酱如雨扶后春趟笋般奔出现论。古代睁机械短的动返力：驾人力拔、畜酬力和规水力牲。动力长制约央了机烂械的呀发展帽。首先纯是动档力的升变革陡推动你了机腊械的页飞速蚀发展慌和广旅泛应汗用。蒸汽黑机无危法实献现小车型化致，所亏以在测当时邻的工肃厂里剥采用丝式集中莫驱动收的方侧式。蒸汽机时代的纺织工厂蒸汽机皮带天轴皮带生产机械2皮带生产机械1皮带生产机械3……19世纪腔，第厕二次乓工业奥革命电动舍机和猎内燃素机发谜明为汽车、飞机的出现提供了可能性。电力代替了蒸汽。集中驱动被抛弃了，每台机器都安装了独立的电动机。与此仍同时通，戴刘姆勒增也发葛明出迎了他说的第掀一辆骑四轮灾汽车里。18押86年，但本茨缴发明浙的汽避油发惑动机籍为动趴力的虏三轮嚷车被耕授予若专利油。莱特污兄弟19吼0319世纪止中叶京，发匹明了炼钢即法，从怖那时魂一直从到现摔在，夕钢铁逆始终炎是制或造机蝴械最内主要吧的材叶料。18世纪乳末，侵现代车床的雏测形在凶英国候问世;19世纪梅中叶,通用萌机床的各氏种类魂型已穗大体杀齐备昏；19世纪贞末，自动箱机床引、大巷型机伪床出现属。近代—材料的变革近代—加工手段的变革近代—生产模式的变化社会落需求教日益陕增长犬。20世纪耍初叶套，机鸦械制斯造进洒入了大批派量生受产模报式的时史代。持标志砌：美搞国福肯特汽际车的毙生产进行圾大批榆量生覆产的轮要求朽。近代—机构与传动的变革提高引生产乒率的另需要欣。基于典动力震的变览革，仅大幅爹度提幕高机革器的轿速度昌成为布可能塌。机器子速度窄的提停高是蒸几百定年来威未曾犁停遏组的发诉展趋席势。高速化自动化精密化提高月产品嫩质量撕的需决要。基于龟加工省水平听的提沟高，参提高敌机器绕的精慎度成鉴为可顿能。近代企机械汽的发滤展趋蛛向要求驳不断樱完善齿已有丸的机孟构，并发栏明出宝新的好机构例如卧：18世纪小，欧查拉（Eu衫le估r）首次址提出饺采用向渐开鼓线作裂为齿疑轮的婆齿廓我，从而放使高忘速、祖大功忠率的贷机械木传动唇成为待可能面。20世纪各种枝大传琴动比通、结陕构紧隙凑的辨新型蹄传动细，高速鸦的步彻进机沈构，精密健的滚草动螺础旋传韵动，…接…栗…机构准的创建新一嫂直到较今天井也没选有停码止。机器堡的发滔展，童呼唤馅着机这械的集理论步和设遥计方骗法。牛顿遣经典即力学喇的建昌立则口为此作准备够了理比论基菠础。近代—机械理论和设计方法的建立材料学强度理论运动学静力学动力学牛顿经典力学机构结构学机构运动学机器静力学机器姐要运缠动、亏要传限递力垃，因或此，灵最先呢发展套起来忆的是限：材料学强度理论运动学静力学动力学牛顿经典力学机构结构学机构运动学机器静力学机器动力学随着旷机器陪运转俊速度际的不执断提萍高，替机器毒的振斜动、倾速度找波动荒等问踢题引环起了吉人们胜的重穴视，风机械市动力断学发果展起肾来。材料学强度理论运动学静力学动力学牛顿经典力学机构结构学机构运动学机器静力学机器动力学机械零件设计到20世纪上半叶，机械设计的方法已基本形成。但是止，这冰些方腾法都幼基于敞图解匆和手尼工计鼓算。现代：20世纪中叶－计算睛机的封发明－科学贪技术招发展财史上矮划时纱代的尿大事热。现代挎机器津的出叨现计算蚁机使风机械铲设计族方法胶面目液一新现代：机器人的出现随着计算畅机和伺服辨电机的出传现，机器嗽人作为显现代忽机器束的代韵表走歌上了揪历史换舞台赶。工业敏机器圣人偶特证种机库器人工业言机器仗人：在俊工业觉生产交中越黑来越谈广泛故地应凉用。沙用于牺搬运础、装吊配、织焊接母、喷孙漆、遭凿岩略等工吩作。清洗舱飞机止的机题器人隧道凿岩的机器人第一帅汽车芽制造听厂的歉汽车琴装配致生产翼线几纺种工业批机器肆人特种愉机器惑人：在