机械原理一

能否进行总结？ ➢其共同特征或者共同之处在何处？
能否进行专门研究？
机械原理课程授课目的是什么？
§0-2 本课程研究的对象及内容
一、研究对象
机械
什么叫机械？
◆ 机械 (mechanisms) 机器和机构的总称 ◆ 机器 (machine)
机器是根据某种使用要求而设计的机械系统，可以用来 变换或传递能量、物料与信息。
公元一世纪 东汉 “水排”
用水力鼓风炼铁，其中应用 了齿轮和连杆机构
晋代 “连 磨” 用一头牛驱动八台磨盘， 其中应用了齿轮系。
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
几种 工业机器人
清洗飞机的机器人
第一汽车制造厂的汽车装配生产线
隧道凿岩的机器人
特种机器人：在潜水、管道修理、外科手 术、生物工程、军事、星际探索等领域应 用，承担着许多由人的直接操作无法完成 的工作。
几种 特种机器人
军用昆虫机器人
爬壁机器人
爬缆索机器人
水下扫雷机器人
计算机控制系统和伺服电机被引入到传统机器中来， 使其组成、面貌和功能发生了革命性的变化。
切削机床、运输机械、 建筑机械、轻工机械、 动力机器、医用机械、 家用机械、机器人等
机器是由什么组成的？ 机器具有那些特征？
机器实例
机器实例
机
动力部分
器
的
机
传动部分
组
成
器
执行部分
部
分
控制部分
由此，可以总结出机器所共有的三个基本特征：
1）组成:它们是人为的实体的组合；
2）运动特性:各个运动实体之间具有确定的 相对运动；
机器2：缝纫机
——踏板机构、皮带传动、 走布机构、挑线机构………
用光刻技术做成的微米尺寸的微机械
蜘蛛形探雷机器人
近代 — 机械理论和设计方法的建立
机器的发展，呼唤着机械的理论和设计方法。 牛顿经典力学的建立则为此准备了理论基础。
机机 构构 结运 构动 学学
机
器 静 力
机器要运动、要传递 力，因此，最先发展
学 起来的是：
运动学
静力学
动力学
强度理论
牛顿经典力学
材料学
3）功能关系:能代替或减轻人类的劳动以来完成有 用的机械功或实现能量、信息的变换。
机器举例
机器1：单缸内燃机
机器2：缝纫机
机器3：洗衣机 机器4：自行车 现在来看什么是机构，它与机器有何相同和区别。
机构实例
进
排 气
凸
阀
轮
启
机
闭
构
机
构
活 塞 曲
连 杆
柄
机
机
构
构
气
齿
阀
轮
联 动
机
机
构
构
机器与机构
机器1：单缸内燃机 ——活塞—曲柄机构（连杆机构） 进气阀启闭机构（凸轮机构） 排气阀启闭机构（凸轮机构） 齿轮机构
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。
机机
机
构构
器
结运
静
构动
力
学学
学
随着机器运转速
机
度的不断提高，
器
机器的振动、速
动 力 学
度波动等问题引 起了人们的重视，
机械动力学发展
起来。
运动学
静力学
动力学
强度理论
牛顿经典力学
材料学
到20世纪上半叶，机械设计的方法已基本形成。
机机
机
机
机
构构
器
器Baidu Nhomakorabea
械
结运
静
动
零
构动
力
力
件
学学
学
学
设
计
运动学
静力学
动力学
数控车床
数控加工中心
现代机器向主动控制、信息化和智能化方向发展， 从这个意义上讲，正如有的学者所说：
“今后的机器都将是机器人”。
机械科学与技术发展或许是我们限
定思维所难以展望的，但人们在机械创 新的漫漫征程中所积累的机械设计基础 知识为我们提供了认识和改造客观世界 的基础。
有关机械的几个问题
➢什么是机械？其含义包括哪些？ ➢各行各业的机器组成有没有共同的特点？
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
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。
第零章 绪 论
本章教学内容
✓机械发展的历史回顾 ✓本课程研究的对象及内容 ✓学习本课程的目的 ✓机械原理课程的学习方法
§0-1 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。 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。
蒸汽机无法实现小型化，所以在当皮时带的工厂生里产采机用械集中1
蒸汽驱机动的方式皮。带
天轴
皮带 生产机械 2
皮带 生产机械 3
……
蒸汽机时代的纺织工厂
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。
机械原理
教材
王德伦 高媛主编 机械原理 机械工业出版社第1版 2011年
参考书
➢孙桓 陈作模主编 机械原理 高等教育出版社 第7版 2009年 ➢黄茂林主编 机械原理 机械工业出版社 第2版 2010年
课程环节及成绩评定
• 属技术基础课，必修 • 理论课时：50 • 上机及实验：10，考核占10% • 课程设计：一周，考核占15% • 平时：考核占15% • 考试：占60%
强度理论
但是，这些方法都基于图解和手工计算。 牛顿经典力学
材料学
现 代： 20世纪中叶 －
计算机的发明 －
科学技术发展史上划时代的大事。
现代机器的出现 计算机使机械设计方法面目一新
现 代： 机器人的出现
随着计算机和伺服电机的出现，机器人作 为现代机器的代表走上了历史舞台。
工业机器人 特种机器人 工业机器人：在工业生产中越来越广泛地 应用。用于搬运、装配、焊接、喷漆、凿岩等 工作。