机械原理课件-绪论

本章教学内容本章教学目的◆本课程研究的对象及内容◆

使学生了解本课程研究的对象、内容◆了解本课程的地位、作用和任务◆了解机械原理学科的发展现状◆调动学生学习本课程的兴趣和积极性本章重点绪论通过机械原理课程将要学习什么？为什么要学机械原理？◆

学习本课程的目的◆如何进行本课程的学习机械发展的历史回顾

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。

高度物质文明生活水平的改善机械工业的发展机械工业是国民经济的支柱工业之一机械工业是社会生产力发展水平的重要标志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，人类生活的不断改善也与机械工业的发展紧密相连。杠杆滑轮机械发展的历史回顾现代起重设备指南车：齿轮传动和离合器计里鼓车：齿轮及凸轮机构中国公元前3世纪，欧洲公元11-12世纪

连机碓：中国公元3世纪，欧洲公元1600年

中国古代杰出的发明创造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。

我国古代在机械研制方面有许多杰出的发明创造侯风地动仪

18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机械，例如纺织机、火车、汽轮船。哈格里沃斯发明的

“珍妮纺纱机”法国陆军技术军官古诺发明了世界上第一辆蒸汽动力车机械发展的历史回顾19世纪到20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。1898年问世的“雷诺”牌汽车“圣路易斯精神”号飞机1927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洋的壮举。机械发展的历史回顾20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产品，如火箭、卫星、宇宙飞船、空间站、航空母舰、深海探测器等国际太空站航天飞机正在利用机械臂施放哈勃空间望远镜机械发展的历史回顾1961年4月12日苏联宇航员尤里·加加林驾驶“东方”号飞船从拜科努尔发射场启程，实现了人类的首次太空之旅。展望刚刚到来的21世纪，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、自动化等领域的交叉与融合，进一步丰富和发展机械基础学科知识。用光刻技术做成的微米尺寸的微机械蜘蛛形探雷机器人机械发展的历史回顾促进国防、科技工业的发展造福人类有关机机械的的几个个问题题什么是是机械械？其其含义义包括括哪些些？各行各各业的的机器器组成成有没没有共共同的的特点点？能否进进行总总结？？其共同同特征征或者者共同同之处处在何何处？？能否进进行专专门研研究？？机械原原理课课程授授课目目的是是什么么？本课程程研究究对象象为：：机械斜面任何机机械都都经历历了：：简单→复杂的的发展展过程程。机械－人造造的用用来减减轻或或替代代人类类劳动动的多多件实实物的的组合合体。。（包括括：龙龙门吊吊、鹤鹤式吊吊、汽汽车吊吊、卷卷扬机机、叉叉车、、电梯梯－电电脑控控制））。→杠杆→起重辘轳→滑轮组组→手动(电动)葫芦→现代起起重机机起重机机的发发展历历程：：§0－－1本本课程程研究究的对对象研究内内容：：是有有关机机械的的基本本理论论－机械的的组成成原理理、工工作原原理、、分析析和设设计原原理(方法法)等等。机械=机器+机构构机器、、机构构是由由什么么组成成的？？有那那些特特征？？什么叫叫机械械？内燃机机典型机机器的的分析析：潘存云云教授授研制制1.内内燃机机内燃机机组成：：65438712910汽缸体体1、、活塞2、进气阀阀3、、排气阀阀4、、连杆5、曲轴6、凸轮7、顶杆8、齿轮9、10工作原原理：：1.活塞下下行，，进气气阀开开启，，混合合气体体进入汽汽缸；；2.活塞上上行，，气阀阀关闭闭，混混合气气体被被压缩缩，在顶部部点火火燃烧烧；3.高压燃燃烧气气体推推动活活塞下下行，，两气气阀关关闭；；4.活塞上上行，，排气气阀开开启，，废气气体被被排出出汽缸缸。循环运运动的的结果果，使使曲轴轴输出出连续续的旋旋转运运动潘存云云教授授研制制设计：：潘存存云进气压缩爆炸排气内燃机机的工工作过过程：：活塞塞的的往往复复运运动动通通过过连连杆杆转转变变为为曲曲轴轴的的连连续续转转动动，，该该组组合合体体称称为为：：内燃燃机机各各部部分分的的作作用用：：曲柄柄滑滑块块机机构构凸轮轮和和顶顶杆杆用用来来启启闭闭进进气气阀阀和和排排气气阀阀；；称称为为：：凸轮轮机机构构两个个齿齿轮轮用用来来保保证证进进、、排排气气阀阀与与活活塞塞之之间间形形成成协协调调动动作作，，称称为为：：齿轮轮机机构构各部部分分协调调动动作作的结结果果：：化学能机械能潘存存云云教教授授研研制制电动机2.工工件件自动动载载送送装装置置含带带传传动动机机构构、、蜗蜗杆杆传传动动、、凸凸轮轮机机构构、、连连杆杆机机构构等等。。动爪定爪装配夹具工件载送器滑杆档块凸轮机构蜗杆传动带传动连杆机构工件滑杆杆左左移移时时，，夹夹持持器器将将工工件件夹夹住住。。滑杆杆带带着着工工件件右右移移时时，，夹夹持持器器动动爪爪受受挡挡块块的的压压迫迫将将工工件件松松开开，，工工件件落落入入载载送送器器被被传传送送到到下下一一道道工工序序。。强调调代代替替人人类类完完成成有有用用工工作作指执执行行机机械械运运动动的的装装置置，，它它用用来来变变换换(transmit)和传传递递(transform)能量量(energy)、物料料(materials)与信信息息(information)。机器器：：王树才Thesingle-cylinderfour-strokeinternalcombustionengine传递递物物料料变换换物物料料传递递信信息息变换换能能量量传递递能能量量机器器－根据据某某种种具具体体使使用用要要求求而而设设计计的的多多件件实实物物的的组组合合体体。。机构构－能够够用用来来传传递递运运动动和和力力或或改改变变运运动动形形式式的的多多件件实物物的的组组合合体体。。如如：：连连杆杆机机构构、、凸凸轮轮机机构构、、齿轮轮机机构构等等。。种类类有有限限如:缝纫纫机机、、洗洗衣衣机机、、各各类类机机床床、、运运输输车车辆辆、、农农用用机机器器、、起起重重机机等。。机器器的的种种类类繁繁多多，，结结构构、、性性能能和和用用途途等等各各不不相相同同，，但但具具有有相同同的的基基本本特特征征。。机器器的的三三大大特特征征：：①人人造造的的实实物物组组合合体体；；②各各部部分分有有确定定的的相相对对运运动动；③代代替替或或减减轻轻人人类类劳劳动动完成成有有用用功功或实现现能能量量的转转换换机器器的的作作用用动力机器工作机器信息机器机器是能能量量变变换换的的装装置置，，即即可可将将某某种种形形式式的的能能量量变变换换成成机机械械能能，，或或者者把把机机械械能能变变换换成成其其他他形形式式的的能能量量（如如内内燃燃机机、、蒸蒸汽汽机机、、电电动动机机）。是完完成成有有用用的的机机械械功功或或者者是是搬搬运运物品品（如如机机床床等等））。是用用来来获获得得和和变变换换信信息息。。机器器一一定定要要作作机机械械运运动动，，并并通通过过运运动动来来实实现现能能量量、、物物料料和和信信息息的的变变换换和和传传递递。。机器器与与其其它它装装置置的的主主要要区区别别是是：：工作作机机组组的的组组成成：：原动动部部分分－－是工工作作机机动动力力的的来来源源，，最最常常见见的的是是电电动动机机和内内燃燃机机。。工作作部部分分－－完成成预预定定的的动动作作，，位位于于传传动动路路线线的的终终点点。。传动动部部分分－－联接接原原动动机机和和工工作作部部分分的的中中间间部部分分。。控制制部部分分－－保证证机机器器的的启启动动、、停停止止和和正正常常协协调调动动作作。。其关关系系如如下下机械机器机构原动动机机传动动工作作控制制原动机工作机潘存存云云教教授授研研制制控制制器器(控控制制)电动动机机(原原动动)带(传传动动)减速速器器(传传动动)波轮轮(工工作作)分析析自自动动洗洗衣衣机机的的组组成成：：潘存云教授研制同理理，，通通过过对对典典型型机机构构进进行行分分析析可可知知：：机构构的的共共有有特特征征：：①人人造造的的实实物物组组合合体体；；②各各部部分分有有确确定定的的相相对对运运动动；；③用用来来传传递递力力或或实实现现运运动动的的转转换换。。机构构的的分分类类：：通用用机机构构和专用用机机构构。通用用机机构构---用用途途广广泛泛，，如如齿齿轮轮机机构构、、连连杆杆机机构构等等。。专用用机机构构---只只能能用用于于特特定定场场合合，，如如钟钟表表的的擒纵纵机机构构。本课课程程研研究究重重点点：：通用用机机构构机器器与与机机构构的的关关系系：：由两个实例例推广到一一般任意复杂的的机器都是是由若干组组机构按一一定规律组组合而成的的。实际机器的的种类有成成千上万种种，但机构构的种类确确有限。类类似关系：：化合物与与化学元素素由机器与机机构的共有有特征可知知：机器与机构构在结构和和运动方面面并无区别别（仅作用用不同），，故统称称为机械。人造的组合合体、有确确定的相对对运动§0－2本本课程程的研究内内容1.机机构结构分分析基本本知识▲研究机构运运动的可能能性;▲机构运动的的确定性；；▲机构的组成成原理和结结构分类。。2.机机构的运动动学▲机构上某些些特殊点的的位置、速速度、加速速度的求法法和机构的运运动规律；；▲机构运动简简图的绘制制方法；▲设计新机构构的方法。。按一定几何何条件和运运动条件3.机器器动力学▲分析机构的的受力情况况及力做功功的情况；；▲分析机器在在已知外力力作用下的的运动；▲机器的调速速和平衡方方法。不考虑引起起机构运动动的力的作作用，仅从从几何的观观点来研究究按解决问题题的性质，，研究内容容又可分为为两大类：：▲机构分析－－对已有机构构的研究。。包括结构构、运动和力分析。。▲机构综合－－设计新的机机构。包括括型综合、、尺度综合、运动和和动力综合合。称综合而非非设计的理理由：▲仅限于根据据运动和动动力要求，，确定机构构各部分与与运动相关的尺尺寸；本课程要解解决的问题题属于机械设设计课程的的范畴机械设计方案设计结构设计在解决机构构的设计问问题时，▲不涉及各个个具体零件件的强度计计算，具体体形状和结结构、材料料选择等因因素；▲设计结果是是机构运动动简图，而而非工程化化的设计图图。4.机械系系统方案设设计1）设计内内容2）设计方方法3）设计思思想4）设计过过程创新的主要阶段可行方案最优？最合理方案课程性质：：技术基础课课作用：承前前启后先修课程：：高等数学、、普通物理理、工程制制图、理论论力学同时，通过过本课程的的学习，可可为今后学学习诸如机械设计、、机床夹具具设计、机机床、机械械制造工艺艺学等专业课程程打下基础础，作为一名工工程技术人人员，同学学们在今后后的工作岗岗位上将会会接触各种种各样的通通用或专用用机械，因因此必须掌掌握机械方方面的基础础知识。§0－3课课程的性性质和学习习方法课程的特点点：1）实践性性强2）综合性性强本课程是一一门技术基基础课，其其研究对象象是在生产产实际中广广泛应用的的机械，所所要解决的的问题大多多数是工程程中的实际际问题（与与理论力学学的不同点点），因此此要求学生生加强基本本技能的训训练，如简简图测绘、、齿轮参数数测量等。。要培养工工程素养，，作图应严严格按要求求进行。要要重视实验验课。3）独立性性强本课程学习习要综合运运用已学过过的知识，，约有1/3的内容容与理论力力学有关。。有些内容容可以说是是理论力学学的延续与与扩展（用用理论力学学的原理分分析具体的的机械）。。因此，一一定要复习习号理论力力学中的有有关内容，，如运动学学、摩擦学学等。各章内容彼彼此独立，，前后联系系不甚密切切。因此，，要经常复复习前面已已学过的内内容，以免免出现猴子子扮苞米的的现象。4)四多多：内容多、概概念多、符符号多、公公式多。不要求死记记硬背，关关键在于理理解，重点点在于应用用。会用自自然能记住住。如何学习本本课程？▲着重搞清楚楚基本概念念，理解基基本原理，，掌握机构构分析与综合合的基本方方法。▲注意把一般般原理和方方法与具体体运用密切切联系起来来。并用所学知知识观察日日常生活与与生产遇到到的各种机机械。本课程研究究机械的途途径：▲研究机械所所具有的一一般共性问问题。如机机构的组成成原理、机机构运动学学、机器动动力学。▲研究各种常常用机构的的运动和动动力性能，，以及它们们的设计方方法。▲注意培养运运用所学基基本理论与与方法去分分析和解决决工程实际问题题的能力。。▲注意培养综综合分析、、全面考虑虑问题的能能力。解决决同一实际问题题，往往有有