机械原理01第1章绪论

1、关于机械原理n课程性质:技术基础课程n课程特点: 理论与应用并重 评价指标: 期末60% 平时40% (出勤、作业、课堂提问等) 第第1 1章章 绪绪 论论 1.1 1.1 本课程研究的对象及内容本课程研究的对象及内容 1.2 1.2 学习本课程的目的学习本课程的目的 1.3 1.3 如何进行本课程的学习如何进行本课程的学习 1.4 1.4 机械原理学科发展现状简介机械原理学科发展现状简介本章本章重点重点、难点难点 本章主要介绍本课程的研究本章主要介绍本课程的研究对象对象和主要和主要内容内容。 重点是熟悉本课程的研究对象以及研究内容，重点是熟悉本课程的研究对象以及研究内容，对学科发展动向有一定

2、了解。对学科发展动向有一定了解。 难点是掌握难点是掌握机构机构、机器机器、机械机械的基本概念、它的基本概念、它们的作用、区别与联系。们的作用、区别与联系。 1.1 本课程研究的对象及内容本课程研究的对象及内容 1 1 研究对象研究对象 机械原理的研究对象是机械原理的研究对象是机械机械， 机械是机械是机构机构与与机器机器的总称。的总称。 机构机构的定义的定义: :用来传递与变换运动和力的可动的装置。用来传递与变换运动和力的可动的装置。 常用的机构包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、齿常用的机构包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、齿轮系、间歇运动机构、螺旋机构、万向联轴器等。轮系、间歇运动机构、螺旋机

3、构、万向联轴器等。 机器机器的定义：一种用来变换或传递的定义：一种用来变换或传递能量能量、物料物料与与信息信息的机构的组合。的机构的组合。例如：电动机、内燃机用来变换能量 机床用来变换物料的状态 汽车、起重机用来传递物料 计算机用来变换信息 注意注意：机构的数量是有限的。：机构的数量是有限的。 机器机器与与机构机构之间的关系之间的关系机器是由机构组成的。机器是由机构组成的。气缸体气缸体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10内燃机连杆机构连杆机构 齿轮机构齿轮机构 凸轮机凸轮机构构 例如，图示例如，图示单缸内燃机单缸内燃机中就包含了三种常用机

4、构：连中就包含了三种常用机构：连杆机构、齿轮机构、凸轮机构。杆机构、齿轮机构、凸轮机构。工件自动装卸装置工件自动装卸装置 机构机构的作用：一是用来将一种运动形式（如旋转）变的作用：一是用来将一种运动形式（如旋转）变换成另外一种运动形式，二是用来传递动力。换成另外一种运动形式，二是用来传递动力。 机器机器的作用：代替或减轻人类劳动，或将一种能量的作用：代替或减轻人类劳动，或将一种能量（物料、信息）形式转换成另一种形式。（物料、信息）形式转换成另一种形式。现代机器一般由以下四部分组成现代机器一般由以下四部分组成：控制部分原动部分传动部分执行部分自动洗衣机的组成：自动洗衣机的组成：控制器控制器( (

5、控制部分控制部分) )电动机电动机( (原动部分原动部分) )减速器减速器( (传动部分传动部分) )波轮波轮( (工作部分工作部分) )带带( (传动部分传动部分) )本课程主要包括以下内容：本课程主要包括以下内容：（1 1） 机构结构分析的基本知识。机构结构分析的基本知识。（2 2）机构的运动分析。）机构的运动分析。（3 3）机器动力学。）机器动力学。（4 4）常用机构的分析与设计。）常用机构的分析与设计。（5 5）机械系统的方案设计。）机械系统的方案设计。 2 2 研究内容研究内容 机械原理所学的内容是有关机械的基础知识，是机械类各机械原理所学的内容是有关机械的基础知识，是机械类各专业必

6、修的一门重要的技术基础课程。专业必修的一门重要的技术基础课程。 1.2 学习本课程的目的学习本课程的目的（1 1）认识机械，了解机械；）认识机械，了解机械；（2 2）掌握方法，分析机械；）掌握方法，分析机械；（3 3）开阔思路，设计与创新新机械；）开阔思路，设计与创新新机械；（4 4）更新观念，发展机械学科。）更新观念，发展机械学科。 1.3 如何进行本课程的学习如何进行本课程的学习 1 1 研究途径：研究途径： 本课程着重研究以下两大部分内容：本课程着重研究以下两大部分内容： （1 1）、研究各种机构和机器所具有的一般共性问题。）、研究各种机构和机器所具有的一般共性问题。 （ 2 2）、研究

7、各种机器中常用的一些机构的性能及其设计方法，）、研究各种机器中常用的一些机构的性能及其设计方法，以及机械系统方案设计的问题。以及机械系统方案设计的问题。 2 2 学习方法学习方法（1 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 。 （4 4）复习有关例题、习题，归纳总结解题思路。）复习有关例题、习题，归纳总结解题思路。（2 2）要有工程观点，培养分析对比判断和决策能力；）要有工程观点，培养分析对比判断和决策能力；（3 3）善于理论联系实际，多看多想。）善于理论

8、联系实际，多看多想。应用领域扩大应用领域扩大上天上天( (太空探险太空探险) )、入地、入地( (水平钻探水平钻探) )、下海下海( (深海勘探、打捞作业深海勘探、打捞作业) )、甚至钻入人体内、甚至钻入人体内( (血管清血管清理理) )。与其他学科的交叉渗透作用增强与其他学科的交叉渗透作用增强与电子工程、计与电子工程、计算机科学、控制工程、材料科学、生物医学等相互渗算机科学、控制工程、材料科学、生物医学等相互渗透，诞生了若干新学科。如机械电子学、仿生机械学、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、机械机器人机械学、机械CADCAD等。等。新机构不断涌现新机构不断涌现如自

9、控机构、机器人机构、仿生如自控机构、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。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注重机械的动力性能在机械分析与综合时，由只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。考虑运动性能过渡到同时考虑其动力性能。机械机械原理原理学科学科的发的发展展 1.4 1.4 机械原理学科发展现状简介机械原理学科发展现状简介多种星际探测器多种星际探测器和和平平号号空空间间站站国国际际空空间间站站 空中客车空中客车A380A380的最的最大载客量为大载客量为840840人，最大人，最大航程航程16,000 km16,000

10、km，是目，是目前全球载客量最大的飞机。前全球载客量最大的飞机。 波音波音777-200LR777-200LR客客机的载客量为机的载客量为301301人，最人，最大飞行距离为大飞行距离为17,500 17,500 kmkm，是目前世界上航程，是目前世界上航程最远的客机。最远的客机。深井钻探设备深井钻探设备沙漠石油钻探作业沙漠石油钻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。海洋石油海洋石油钻探平台钻探平台海海底底探探索索救助打捞救助打捞形形色色的水下机器人形形色色的水下机器人60006000米水下机器人米水下机器

11、人人体器官内的微型机器人人体器官内的微型机器人医疗医疗机器机器人正人正辅助辅助心脏心脏病手病手术术 磁悬浮列车磁悬浮列车的动力学特性是的动力学特性是悬浮控制与走行悬浮控制与走行控制的关键因素控制的关键因素 磁悬浮列车磁悬浮列车的运行速度高达的运行速度高达550 km/h550 km/h 仿生机构学的研究一直受到很大重视。不少国仿生机构学的研究一直受到很大重视。不少国家积极开展对人的手指、手腕和手臂的结构、动作家积极开展对人的手指、手腕和手臂的结构、动作原理和运动范围的分析研究，已研制出各种多自由原理和运动范围的分析研究，已研制出各种多自由度的生物电控或声控的机械假手，造福于人类。同度的生物电控

12、或声控的机械假手，造福于人类。同时，各种仿生步行机构也不断被研究出来。时，各种仿生步行机构也不断被研究出来。 另外，通过研制蛇形机构来探测管道另外，通过研制蛇形机构来探测管道故障；通过鱼游机构研制来解决深水探测故障；通过鱼游机构研制来解决深水探测问题。问题。 随着人们对各种仿生机构的深入研究，随着人们对各种仿生机构的深入研究，将会有利于创造出各种新颖的、具有特殊将会有利于创造出各种新颖的、具有特殊功能的新机构来。功能的新机构来。中中国国首首台台拟拟人人形形机机器器人人翩翩翩翩起起舞舞的的机机器器人人仿真美女仿真美女机器人机器人各式各样的仿生机械各式各样的仿生机械蜂鸟侦察机蜂鸟侦察机 随着现代科

13、学技术的发展，随着现代科学技术的发展，2020世纪世纪8080年代中后期兴起了对微型机械年代中后期兴起了对微型机械（或称为微型机电系统）的研制，以适应生物、环境控制、医学、航空航（或称为微型机电系统）的研制，以适应生物、环境控制、医学、航空航天、数字通信、传感技术、灵巧武器等领域在微小型化方面提出的日益增天、数字通信、传感技术、灵巧武器等领域在微小型化方面提出的日益增长的要求。长的要求。 微型机械在尺度、构造、材料、制造方法和工作原理等方面都与传统微型机械在尺度、构造、材料、制造方法和工作原理等方面都与传统机械截然不同。微型机械具有体积小、重量轻、能耗低、集成度高和智能机械截然不同。微型机械具有体积小、重量轻、能