机械原理0绪论.ppt

1、湘潭大学专用,第一章 绪 论,11 本课程的研究对象,12 本课程的研究内容,13 课程的性质和学习方法,14 机械原理学科发展现状简介,湘潭大学专用,11 本课程的研究对象,顾名思义，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。,斜面,任何机械都经历了：简单复杂的发展过程。 以起重机为例，它经历了：,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、齿轮机构等。种类有限,如缝纫机、洗衣机、各类机床、运

2、输车辆、农用机器、起重机等。,（包括：龙门吊、鹤式吊、汽车吊、卷扬机、叉车、电梯电脑控制）。一般而言， 机械是机器和机构的总称,杠杆,起重轱辘,滑轮组,手动(电动)葫芦,现代起重机,湘潭大学专用,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。,湘潭大学专用,2.工件自动载送装置,含带传

3、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。 强调代替人类完成有用工作,机器的共有特征：,人造的实物组合体；,各部分有确定的相对运动；,代替或减轻人类劳动完成有用 功或实现能量的转换 机器的作用,湘潭大学专用,机器的分类：,原动机实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机）种类有限,工作机完成有用功（如机床等） 种类繁多,机器的组成：,原动部分是工作机动力的来源，最常见的是电动机和内燃机。,工作部分完成预定的动作，位于传动路线的终点。,传动部分联接原动机和工作部分的中间部分。,控

4、制部分保证机器的启动、停止和正常协调动作。 其关系如下,原动机,传动,工作,控制,湘潭大学专用,皮带（传动）,电机（原动）,定时器（控制）,叶轮（工作）,试分析洗衣机的各组成部分,同理，通过对典型机构进行分析可知：,机构的共有特征：,人造的实物组合体；,各部分有确定的相对运动；,用来传递力或实现运动的转换。,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。,湘潭大学专用,机器与机构的关系：由两个实例推广到一般,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。 实际机器的种类有成千上万种，但机构的种类确有限。它们之

5、间的关系类同化合物与化学元素,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） ，故统称为机械。,本课程研究重点：通用机构,湘潭大学专用,12 本课程的研究内容,1.机构结构分析基本知识, 研究机构运动的可能性; 能否运动,机构运动的确定性；下一个位置和运动方向是否唯一,机构的组成原理和结构分类。,2.机构的运动学,机构上某些特殊点的位置、速度、加速度的求法和机 构的运动规律；不考虑引起机构运动的力的作用，仅从几何的观点来研究,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。按一定几何条件和运动条件,3.机器动力学,分析机构的受力情况及力做功的情况

6、；,分析机器在已知外力作用下的运动；,机器的调速和平衡方法。,湘潭大学专用,按解决问题的性质，本课程研究内容又可分为两大类：,1)机构分析对已有机构的研究。包括结构、运动和力分析。,2)机构综合设计新的机构。包括型综合、尺度综合、运动 和动力综合。,称综合而非设计的理由：,在解决机构的设计问题时，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，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，得出的结果是机构运动简图，而非工程化的结构设计图。,本课程要解决的问题,属于机械设计课程的范畴,湘潭大学专用,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

7、制图、理论力学，,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、机械制造工艺学等专业课程打下基础，,课程特点：,1）实践性强。,13 课程的性质和学习方法,2）综合性强。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。,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

8、求进行。要重视实验课。,3）独立性强。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。,湘潭大学专用,4) 本课程有四多： 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。,如何学习本课程？,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。,2）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。,本课程研究机械的途径：,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，

9、以及它们的设计 方法。,3）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。,湘潭大学专用,4) 注意培养综合分析、全面考虑问题的能力。解决同一实际 问题，往往有多种方法和结果，要通过分析、对比、判断 和决策，做到优中选优。,5) 注意培养科学严谨、一丝不苟的工作作风。在今后的工作 中要与各种武器装备打交道，稍有不慎，即可能造成损失。,湘潭大学专用,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，机械学科也发展迅猛。,发展方向：高速、重载、高精度、高效率、低噪声 5倍音速的飞机、几十万吨的轮船、米级打击精度、细胞克隆操作、磁悬浮列车、低噪声潜艇,

10、14 机械原理学科发展现状简介,应用领域不断扩大：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,本学科的研究课题与日俱增,机械学科与其他学科的交叉渗透作用增强：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，诞生了若干新学科。如机械电子学、仿生机械学、机器人机械学、机械CAD。,新机构不断涌现-如自控机构、机器人机构、仿生机构、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-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。,湘潭大学专用,考虑到机械的动态特性-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

11、 尺度误差，对运动及动力性能的影响。,连杆机构-重视了空间连杆机构、多杆多自由度机构、连杆机构弹性动力学和动力平衡研究。,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。,凸轮机构-十分重视对高速凸轮机构的研究。,另外，为了适应现代机械高速度、高节拍、高性能的需要，研制了高速高定位精度的分度机构、具有优良性能的组合机构，以及各种机构的变异与组合等。,在对机械的分析与综合中，计算机的作用日益重要，发展并推广了计算机辅助设计(CAD)、优化设计、考虑误差的概率设计。,新的设计手段日新月异,湘潭大学专用,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，只介绍一些最基本的原理和方法。,为了实现我国的国防现代化，必然要有大量的机械化、自动化的武器装备于部队，这些武器从何来？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、维护现代化的武器装备，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和部队的主要技术骨干，掌握好本课程的有关知识，将为你们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，