第一章 机械原理绪论

§1-1 (1). 内燃机
本课程研究的对象及内容
3 4 2
组成： 汽缸体1、 活塞2、 排气阀4、 连杆5、 凸轮7、
进气阀3、 曲轴6、
8 7
1 5 6
顶杆8、 齿轮9、10
工作原理： 1.活塞下行，进气阀开启，混合气体 9 10 吸入汽缸； 2.活塞上行，气阀关闭，混合气体被压缩， 在顶部点火燃烧； 3. 高压燃烧气体推动活塞下行； 4.活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽缸。
绪论
1、是一门具有工程特色的、极为重要的技术基础课 2、是运用机械、创新机械的根本
3、联系工程实际紧密、讨论共性问题
机械原理、机械设计等 ………… ………… 承上启下 数控技术 理论力学 特种加工 大学物理 精密加工 高等数学 比基础课更接 近工程实际 比专业课有更宽的研 究面和更广的适应性
1 本课程的地位、任务及作 用 （1）地位
机械未来发展的几个方向：
（1）微机械 ； （2）智能机械； （3）仿生机械； （4）人性化。 实例：
微小机器人内窥镜系统
§1-3
实例：
机械原理发展简介
机械未来发展的几个方向：
智能机器人
§1-3
实例：
机械原理发展简介
机械未来发展的几个方向：
让人难受的椅子
享受上网
本章结束 谢 谢
(2). 工件自动装卸装置
工件自动装卸装置运动视频
§1-1
本课程研究的对象及内容
(3). 六自由度工业机器人
操 作 机
a. 六自由度工业机器 人手腕仿真动画演示 b. 六自由度工业机器 人手腕仿真动画演示
示 教 板
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。
录
1
绪论
[学习目的与要求]
了解 目的 与 要求
本学科的发展现状
掌握
本课程的学习方法
理解
本课程研究的对象及内容
§1-1
1．研究对象
本课程研究的对象及内容
本课程的研究对象是机械，“Theory of Machines and Mechanisms” 机械 是机构和机器的总称。 机构是指一种用来传递与变换运动 和力的可动装置。
波轮(工作)
潘存云教授研制
电动机(原动) 带(传动)
减速器(传动)
§1-1
本课程研究的对象及内容
机械、机器、机构三者之间的关系
机械
机
构件
机器
器
零 件 零件
机
构
机构
机械
机器是由机构组成的－－有时一部 构件是由零件组成的 机构是由构件组成的 有时候，一个零件就是一个构件 简单的机器可由一个机构组成
机器 机构 构件 零件
绪论
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。
（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。
§1-1
内燃机
本课程研究的对象及内容
连杆 各 种 零 件
构件 –运动的单元 零件—制造的单元
§1-1
本课程研究的对象及内容
§1-1
本课程研究的对象及内容
内燃机中的主要机构： 曲柄滑块机构 凸轮机构 齿轮机构
潘存云教授研制
设计：潘存云
各部分协调动作的结果： 化学能
机械能
§1-1
本课程研究的对象及内容
工作机
工作机的组成： 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。
控制部分－保证机器的启动、停止和正常协调动作。
原动机 传动 控制 执行
§1-1
本课程研究的对象及内容
分析自动洗衣机的组成：
控制器(控制)
通用机构 专用机构 原动机
§1-1
本课程研究的对象及内容
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。 机器与机构的关系： 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。 机器的种类：趋于无限； 机构种类：有限个。
典型机器的分析：
(1). 内燃机 (2). 工件自动装卸装置 (3). 六自由度工业机器人
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。
§1-3
如何进行本课程的学习
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）在理论上建立和推演的严密性和逻辑性； 2）如何在工程实际中应用； 3）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。
机械原理
Theory of Machines and Mechanisms 主讲：李东文
1
绪论
使用教材及参考书
《机械原理教程》申永胜主编 清华大学出版社 《机械原理》（第七版）郑文纬 、 吴克坚主编 高等教育出版社 《机械原理作业集》葛文杰主编 高等教育出版社
参考书
使用教材
1
绪论
先修课程
1 机械原理课程特点
§1－2 本课程的研究内容
1．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 ▲机构运动简图的绘制方法；用简单图形表示复杂机构 ▲机构的组成原理和结构分类。 （2）机构的运动分析 ▲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；
§1-3
如何进行本课程的学习
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
§1-3
如何进行本课程的学习
掌握本课程的特点
本课程要用到理论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。
§1－2 本课程的研究内容
▲设计结果是机构运动简图，而非工程化的设计图。 方案设计 结构设计 本课程要解决的问题 属于机械设计课程的范畴
机械设计
§1-2 研究机械原理的目的
学习本课程的目的
1、为后续专业课打好理论基础
2、为机械产品的创新设计打下良好基础
3、为现有机械的合理使用和革新改造打基础 4、培养综合考虑问题的能力
控制系统
§1-1
本课程研究的对象及内容
机器的共有特征：
①人造的实物组合体；
②各部分有确定的相对运动； ③代替或减轻人类劳动完成有用功或实现能量 的转换 机器的分类： 原动机－实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机） 工作机－完成有用功（如机床等）
§1-1
本课程研究的对象及内容
机构 机械
机器 原动机
§1-3
如何进行本课程的学习
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、 课后作业、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 次，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 源进行自主学习。
1
绪论
考核形式
作业10%
考勤10%
课堂提问10%
考试70% 特别说明：
1.考勤分可以为负分，一次考勤不在扣十分，直到平时成绩 （30分）扣完为止；
2.课堂提问回答积极，根据表现可以加5到10分。
1
绪论
1 绪 论
目
§1-1 本课程研究的对象及内容
§1-2 学习本课程的目的
§1-3 如何进行本课程的学习 §1-4 机械原理学科的性质，研究内容又可分为两大类： ▲机构分析－对已有机构的研究。包括结构、运动 和力分析。 ▲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；
§1-3 原始人类的工具和 现代的工具
机械原理发展简介
§1-3
古今大炮PK
机械原理发展简介
§1-3 封建社会的机器
机械原理发展简介
§1-3 木牛流马
机械原理发展简介
§1-3 蒸汽机时代
机械原理发展简介
§1-3
机械原理发展简介
机电一体化时代的机器设备
§1-3
机械原理发展简介
§1-3
机械原理发展简介
齿轮齿 条机构
连 杆 机 构
§1-1
本课程研究的对象及内容
棘 轮 机 构
槽 轮 机 构
§1-1
本课程研究的对象及内容
机构的共有特征： ①人造的实物组合体；
②各部分有确定的相对运动； ③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。 机构 机械 机器
不考虑引起机构运动的力的作用，仅从几何的观点来研究