1、机械原理第一章第一章 绪绪 论论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 学习本课程的目的学习本课程的目的1-3 如何进行本课程的学习如何进行本课程的学习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研究对象机械实例：工件自动装卸装置六自由度工业机器人2研究内容 机构是指一种用来传递与变换运动和力的可动装置。 机器是指一种执行机械运动装置，可用来变换和传递能量、物料和信息。有关机械的基本理论内燃机控制系统控制系统示示教教板板操操作作机机是机构和机器的总称。一部机器可能包含多种类型的机构，也可能只包含一种机构。一部机器可能包含多种类型的机构，也可能只包含一种机构
2、。什么是机构呢？什么是机构呢？机构可以定义为：机构可以定义为：是指一种用来传递与变换运动和力的可动装置。如常见的机构有带传动机构、链传动机构、齿轮机构、凸轮机构、螺旋机构等等。连杆机构连杆机构凸轮机构凸轮机构齿轮机构齿轮机构（1）机构机器和机构的概念机器和机构的概念（2）机器 是指一种执行机械运动装置，可用来变换和传递能量、物料和信息。机器例如：电动机、内燃机用来变换能量； 根据机器工作类型的不同，机器一般可以分为根据机器工作类型的不同，机器一般可以分为动力机器动力机器、工作机器工作机器和和信息机器信息机器三类。三类。 动力机器动力机器的功用是将任何一种能量变换成机械能，或者将机械能变的功用是
3、将任何一种能量变换成机械能，或者将机械能变换成其他形式的能量。例如，内燃机、涡轮机、电动机、发电机等。换成其他形式的能量。例如，内燃机、涡轮机、电动机、发电机等。 工作机器工作机器的功用是完成有用的机械功或搬运物品。例如，金属切削的功用是完成有用的机械功或搬运物品。例如，金属切削机床、轧钢机、织布机、包装机、汽车机车、飞机、起重机输送机等。机床、轧钢机、织布机、包装机、汽车机车、飞机、起重机输送机等。 信息机器信息机器的功用是完成信息的传递和变换，例如，复印机、打印机的功用是完成信息的传递和变换，例如，复印机、打印机、绘图机、传真机、照相机等。、绘图机、传真机、照相机等。汽车、起重机用来传递物
4、料；计算机用来变换信息。 由于各种机器的主要组成部分都是各种机构。所以可以说，机器乃是一种可用来变换或传递能量、物料与信息的机构组合。 机器按其用途可分为两类：凡将其他形式的能量转换为机械能的机器称为原动机；凡利用机械能来完成有用功的机器称为工作机。（3）机器的结构 传统的机器由如下三个部分组成：原动部分传动部分执行部分机床用来变换物料的状态；现代机器一般由如下四个部分组成：机器和机构的概念机器和机构的概念(2/3)控制部分原动部分传动部分执行部分 而现代先进的机器则由以下五个部分组成：位形检测控制系统驱动-传动机构执行机构智能系统工作系统钳物机构钳物机构(avi)钳物机构钳物机构(avi)结
5、论：结论：机械是机器与机构的总称机械是机器与机构的总称机械机械机器机器机构机构 特点：特点： 人为人为实物实物的组合体；的组合体； 各各实物实物间具有确定的相对运动间具有确定的相对运动(不会乱动不会乱动)； (机器机器)能转换能量形式或代替人作有益的机械功。能转换能量形式或代替人作有益的机械功。 修改为：修改为： 由若干构件组成；由若干构件组成； 各构件间具有确定的相对运动；各构件间具有确定的相对运动； 能做有益功或转换机械能。能做有益功或转换机械能。 机构机构和机器机器的区别只是一个只是一个系统系统，而除构件系统外，还包含电气、液压等其它系统只用来传递运动和力只用来传递运动和力，而除传递运动
6、和力外，还具有变换或传递能量、物料和信息的功能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 课程性质、任务及作用 机械未来发展 掌握本课程的特点 注重理论联系实际 逐步建立工程观点 认真对待每个教学环节有关机械的基本理论有关机械的基本理论（1）机构的结构分析 1）研究机构是怎样组成的，其组成对运动的影响，以及机构具有确定运动的条件。2）研究机构的组成原理及机构的结构分类。3）如何绘制机构运动简图的问题。（2）机构的运动分析 介绍对机构进行运动分析（包含位移、速度及加速度分析）的基本原理及方法。（3）机器动力学 1）分析机器在运转过程中
7、其各构件的受力情况，以及这些力的作功情况。（5）机械传动系统运动方案的设计 研究在进行具体机械设计时机构的选型、组合、变异及机械传动系统运动方案的设计等问题。（4）常用机构的分析与设计 研究常用机构（如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）的类型、工作原理及运动特性分析和机构设计的基本原理及方法。有关机械的基本理论有关机械的基本理论(2/2)机械设计的一般过程：机械设计的一般过程：需求需求分析分析机械方案机械方案设设 计计机械方案机械方案运动分析运动分析机械方案机械方案动力分析动力分析机机 械械造型设计造型设计机械工作机械工作能力设计能力设计确确 定定工艺方案工艺方案确确 定定工艺参数工艺参数机械结
8、构机械结构设设 计计机械产品设计的三种类型机械产品设计的三种类型 1.开发性设计 没有参照的产品设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品或系统。产品的工作原理，主体结构，所实现的功能，这三者中至少有一项是首创的才可以认定为开发性设计。开发性设计的过程最复杂，创新性强。比如最初的录像机、摄像机、电视机的设计就是属于开发性设计。 2.适应性设计 工作原理、功能结构基本保持不变，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加值。 3.变型设计 工作原理、功能结构基本保持不
9、变，对现有产品尺寸大小或布置方式的改变，以适应量的变化要求。不但功能原理不变，而且不会出现材料、工艺、应力等方面的新问题。 机械产品设计的原则机械产品设计的原则 1.创新原则 2.实用原则 3.经济原则 4.美观原则 5.道德原则 6.技术规范原则 7.可持续发展原则 本课程的地位、任务及作用本课程的地位、任务及作用 机械原理课程是研究机械基础理论的一门科学，是机械类各专业的一门主干技术基础课程，在创新设计机械所需的知识结构中也占有核心地位。（1）地位（2）任务 本课程的任务是使学生掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能，学会各种常用基本机构的分析和综合方法，并具有按照机械的使用
10、要求进行机械传动系统方案设计的初步能力。（3）作用 在培养高级机械工程技术人才的全局中，本课程不仅为学生学习相关技术基础和专业课程起到承前起后的作用，而且为今后从事机械设计和研究工作起到增强适应能力和开发创新能力的作用。一、认识机械，了解机械一、认识机械，了解机械二、掌握方法，分析机械二、掌握方法，分析机械三、开阔思路，设计和创新机械三、开阔思路，设计和创新机械四、更新观念，发展机械学科四、更新观念，发展机械学科本课程的学习目的和作用本课程的学习目的和作用实例： 微小机器人内窥镜系统智能机器人机械未来发展的两个方向： （1）微机械（2）智能机械掌握本课程的特点掌握本课程的特点 本课程要用到理论
11、力学等先修课程的知识。 但并不是这些课程的简单重复和堆砌，而是要学生运用所学的知识解决工程实际中所遇到的问题。 所以本课程的学习不同于理论课程的学习，也不同于专业课，而具有一定的理论系统性及逻辑性和较强的工程实践性的特点。 在学习本课程时应注意: 掌握基本的概念、原理及机构的分析与综合的方法。掌握基本的概念、原理及机构的分析与综合的方法。注重理论联系实际注重理论联系实际 本课程是着重研究一般机械的共性问题，即机构的结构分析和综合的基本理论及方法。这些理论和方法是紧密为工程服务的。 在学习过程中要注意这些理论和方法： 1 1）在理论上建立和推演的严密性和逻辑性；）在理论上建立和推演的严密性和逻辑
12、性； 2 2）如何在工程实际中的应用；）如何在工程实际中的应用； 3 3）随时留意日常生活和生产中遇到的各种机械，以丰富自）随时留意日常生活和生产中遇到的各种机械，以丰富自己的感性认识，并用它们认识分析这些机械，以加深理解。己的感性认识，并用它们认识分析这些机械，以加深理解。初步建立工程观点初步建立工程观点 本课程要用到很多与工程有关的名词、符合、公式、标准及参数和一些简化方法，如倒置、反转、转化、当量、等效、代换等等。 在机构分析与综合中，除解析法外还介绍图解法、实验法以及试凑法等一些工程中实用的方法。 在学习时应注意： 对名词应正确理解其含义，对公式应着重于应用，而对方对名词应正确理解其含
13、义，对公式应着重于应用，而对方法则着重掌握其基本原理和作法。法则着重掌握其基本原理和作法。 实际工程问题都是涉及多方面的因素的问题，其求解可采用实际工程问题都是涉及多方面的因素的问题，其求解可采用多种方法，其解一般也不是唯一的。这就要求设计者具有分析、多种方法，其解一般也不是唯一的。这就要求设计者具有分析、判断、决策的能力，要养成综合分析、全面考虑问题的习惯和科判断、决策的能力，要养成综合分析、全面考虑问题的习惯和科学严谨、一丝不苟的工作作风。学严谨、一丝不苟的工作作风。认真对待教学的每一个环节认真对待教学的每一个环节 本课程全部教学工作的完成，需要自学、听课、习题课、实验课、课后作业、答疑和考试，以及课程设计等教学环节。 要学好这门课，首先必须对每个教学环节予以充分重视。其要学好这门课，首先必须对每个教学环节予以充分重视。其次次，还要转变被动学习方式为自主学习方式。，还要转变被动学习方式为自主学习方式。 大学学习应该是学生在教师指导下充分利用学校的教学资大学学习应该是学生在教师指导下充分利用学校的教学资源进行自主学习。源进行自主学习。
