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文档简介
TheoryofMachinesandMechanismsChapter1Introduction1.
TheConceptofMachinery1.1GeneralInformation(1)MechanismAmechanismisadevice,whichproducesspecificmechanicalmotions.Thus,thefunctionofamechanismistotransmitandmodifyamotion.Weoftenuseadrawingwithsomesimplelinesandsymbolstodescribethemechanism,anditiscalledkinematicaldiagram.
(2)MachineAmachineisadevicewhichproducesspecificmechanicalmotions,anditcantransmitormodifymechanicalenergy,materialsandinformation.Amachinemaybeamechanismoracombinationofmechanismscapableoftransmittingormodifyingmotionandmechanicalenergy.
(3)MachineryIntheviewpointofkinematics,mechanismandmachinehavenodifference,somechanismsandmachinesaregenerallycalledmachineryinmechanicalengineering.Thereisnoenergytransformingandmodifyinginamechanism,forexample,mechanicalwatchisamechanismbutnotamachine,becauseitcannottransformenergy.Fig.1-1Internalcombustionengineandscheme(内燃机及其机构简图)
1—piston(活塞)2—coupler(连杆)3—crankshaft(曲轴)4、5、6—gear(齿轮)7—cam(凸轮)
8—follower(推杆)9—lever(杠杆)10—valve(气门)11—frame(缸体)2.CompositionofMachinesFig.1-2Compositionofmachine(机器组成示意图)
Amachineconsistsofprimepower,transmission
systemandworkingsystem.Amodernmachinealsocontainsacontrolsystem.Fig.1-2showstheblockdiagramofcompositionofamachine.Fig.1-3Automaticgate(电动大门示意图)
1—driver(驱动器)2—gate(大门)3—electromotor(电动机)4—reducer(减速器)
5—chaindriver(链传动)6—rollers(滚轮)
Fig.1-3bshowsadiagramofanautomaticgate.Fig.1-3ashowsthecompositionofthedriver.Theprimepoweriselectromotor3whichhasahighspeed.Butgate2needsalowspeedtowork,sowehavetoinstallgearmechanismsandchainmechanismstomodifythespeedofelectromotor3.Thereducer4andchaindriver5aretransmissionsystem.Gate2consistingoftheparallellinkagesiscalledworkingsystem.Fig.1-4Constituteofthecoupler(连杆的组成)
1—bodyofthecoupler(连杆体)2—bearing(小端轴承)3—bearingbush(轴瓦)
4—headofthecoupler(连杆头)5—bolt(螺栓)6—nut(螺母)7—washer(垫圈)1.2TeachingContentandObjectoftheCourse1.ResearchObjectoftheCourse
Theresearchobjectofthecourseisthetheoryofmachinery,andmachinerycontainsmechanismsandmachines.Therefore,thetheoryofmechanismsandmachinesistheimportantcontentofthiscourse.
Thepiston,coupler,crank,cam,gearandsoonshowninFig.1-1aresmallestmotionunits,andtheyarecalledlinks.Themotionoflinksisanimportantcontentforus.
2.ContentofThisCourse(1)StructuralanalysisofmechanismsItinvolvesthecompositionofmechanism,kinematicaldiagram,calculationofdegreeoffreedomandanalysisofmechanism.
(2)KinematicsofmechanismsItdealswiththerelativemotionsoflinksandforcesactingonthelinks,thusitinvolvesthevelocityanalysis,accelerationanalysis,forceanalysisandsynthesisofmechanism.
(3)DynamicsofmachineryItinvolvestheinertiaforcesbalancingandthefluctuationinspeedandregulation.1.Purpose
Themachineryiscloselyrelatedtohumanlife,economicconstruction,andnationaldefenseconstruction,somechanicalindustrycanreflectaindustrylevelofacountryandalevelofscienceandtechnology.Althoughtherearealotofmachines,themechanismsconsistingmachinesarefinite.Soonthebasisoffinitemechanismstodesignsomenewmachineisacreativework.Itisalsothepurposeofthiscourse.Thiscourseisthebasisofsomeothersubsequentcourses,suchasMachineryDesign,AdvancedKinematicsandDynamicsofMechanisms,MechanicalManufacture,etc.Sothepurposeofthiscourseisalsotolaythefoundationforthefurthermachinedesign.1.3PurposeofThisCourse2.Conclusion1)Machineryisveryimportanttodeveloptheeconomy.2)TheoryofMechanismandMachinesisveryusefultodesignmachines.3)Mechanismisadevicewhichcantransmitandmodifymotion.4)Thekinematicaldiagramisasimpleformtodescribethemechanisms.5)Amachinemaybeamechanismorcombinationofmechanismscapableoftransmittingormodifyingmotionandmechanicalenergy.6)Machineryisthegenerictermofmechanismsandmachines.7)Alinkisasma
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