机械原理-第1章.pptx

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1、机机 械械 原原 理理（第（第1章章 绪论）绪论）Theory of machines and mechanisms王永兴王永兴 机械专业机械专业基本知识和技能基本知识和技能机械设计及课程设计机械设计及课程设计材料力学材料力学机械工程表达技术：三维造型，二维工程图机械工程表达技术：三维造型，二维工程图机械制造技术及综合实践环节机械制造技术及综合实践环节金属工艺学金属工艺学互换性与公差配合互换性与公差配合机械制造基础机械制造基础工程材料与成型工程材料与成型机械测控技术基础机械测控技术基础机械控制基础机械控制基础机械量测量技术机械量测量技术理论力学理论力学虚拟样机技术虚拟样机技术机械原理及课程设计

2、机械原理及课程设计有限元技术有限元技术工工业革命的开展革命的开展1v18世纪60年代在英国开始了第1次工业革命动力变革1、1690年，法国人D.Papin在德国制成有活塞和气缸的实验蒸汽机；2、1698年，英国技师T.Savery制成蒸汽水泵；3、1712年，英国铁匠T.Newcomen创造蒸汽机，应用于矿井排水和农田灌溉；4、17591790，苏格兰Watt(学徒，格拉斯哥大学学习)，历经30年，取得一系列专利，制成可以旋转运动的、效率较高的蒸汽机，完成蒸汽机创造的全过程；v1774年，英国人J.Wilkinson创造镗床，加工汽缸体；v1797年，英国人H.Maudslay制成完全金属的车

3、床；v19世纪中叶，车床、刨床、铣床等通用机床已齐备；工工业革命的开展革命的开展2v1807年，蒸汽船v1814年，英国蒸汽机车运输v1834年，乙醚和空气为介质的制冷机v1835年，英国编织机v1836年，英国螺旋桨推进的蒸汽船v1839年，英国蒸汽锤锻造v1858年，颚式破碎机v1862年，万能铣床前期：经验下的、技师、创造，无完善的理论后期：开始探索、完善理论，1847年，在英国伯明翰成立机械工程师学会工工业革命的开展革命的开展3v第2次工业革命以电力的广泛应用为标志（19世纪60年代20世纪初）v1820年，丹麦物理学家H.Oersted发现电流的磁效应v1831年，英国科学家M.Fa

4、raday发现电磁感应原理v1866年，德国人W.von Siemens制成自激式直流发电机v1869年，比利时工程师Z.Gramme制成直流发电机，并在1873年，维也纳世博会上由于操作失误，发现发电机和电动机的共同点，并创造电动机v汽轮机与发电机的研发，装机容量大幅上升工工业革命的开展革命的开展4v1859年，法国雷诺制出煤气机v1858年，英国工程师H.Bessemer创造转炉炼钢法，钢铁工业开始开展v1859年，打出第一口油井，石油工业开始开展v1876年，德国工程师N.Otto制出内燃机，汽车工业开始开展 1、1885年，德国工程师G.Daimlei(戴姆勒)创造汽化器 2、1886

5、年，德国工程师K.Benz（奔驰）混合器和电点火装置 3、到20世纪20年代，发动机到达飞机使用的功率比，并出现了增压装置 4、1939年，德国喷气式战斗机试飞成功 5、1941年，燃气轮机机车问世信息信息时代的到来代的到来相关软件相关软件vSolidworks 插件插件 COSMOSMotionvAdamsvRecurDynv其他机构分析软件其他机构分析软件 机械原理的研究机械原理的研究1v1794年，法国大革命时期，第一所专门的技术大学巴黎技术学院成立；1、1806年，校长（数学家）G.Monge决定开设机械方面的课程，1808年，J.Hachette（世上第一位机械学教师）编著讲义，教材

6、在1828年出版2、1834年，法国物理学家A.Ampere（安培）提出kinematics,并形成学科分支3、1841年，英国剑桥大学教授R.Willis发表“机械学原理”一书4、1854年，莫斯科大学教授叶尔硕夫出版俄国第一本“机械原理”教科书机械原理的研究机械原理的研究2v19世纪上半叶第一次世界大战1、1829年，巴黎技术学院数学家M.Chasles给出旋转瞬时中心存在的几何证明，19世纪30年代，数学家.Bobillier研究机构图解法2、1765年，Euler提出渐开线齿廓齿轮啮合原理的基础，1842年，T.Oliviery研究共轭曲面的概念机械原理的研究中心：1、早期：法国2、1

7、9世纪下半叶：德国学派、俄苏学派3、二次世界大战后：学派主要机构的起源主要机构的起源v凸轮机构：v连杆机构v齿轮机构v间歇运动机构v传动系统本课程研究的对象及内容本课程研究的对象及内容1学习本课程的目的学习本课程的目的2课程的学习方法课程的学习方法3机械原理学科发展机械原理学科发展4本章教学内容本章教学内容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一、研究对象一、研究对象机械机械什么叫机械？什么叫机械？机械机械(machinery)机器和机构的总称机器和机构的总称 机器机器(machine)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

8、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。机器是由什么组成的？机器是由什么组成的？机器具有那些特征？机器具有那些特征？数控铣床：数控铣床：一种机器，主一种机器，主要用来加工平要用来加工平面和曲面。面和曲面。主轴主轴安装铣安装铣刀刀工作台工作台数控车床数控车床并联机床原型机并联机床原型机数控压弯机数控压弯机数控剪板机数控剪板机 西科斯基公司生产的西科斯基公司生产的“黑鹰黑鹰”直升机直升机主旋翼主旋翼尾尾旋旋翼翼“神舟五号神舟五号”发射时的情景。发射塔、运发射时的情景。发射塔、运载火箭都是庞大的机器。载火箭都是庞大的机器。索杰纳火星车索杰纳火星车它是它是 国家航空航天局

9、国家航空航天局于格林威治时间于格林威治时间1997年年7月月4日日17时时07分发射分发射的火星探路者号宇宙飞的火星探路者号宇宙飞船成功地在火星外表着船成功地在火星外表着陆，该飞船携带了索杰陆，该飞船携带了索杰纳火星车，这也是一种纳火星车，这也是一种机器。机器。世世 界界 最最 小小 的的 微微 型型 机机 械械 人人Worlds smallest robot 山迪亚国家实山迪亚国家实验室的科学家，成验室的科学家，成功研制了相信是世功研制了相信是世界最小的微型机械界最小的微型机械人，这微型机械人人，这微型机械人体积只有四分之一体积只有四分之一立方寸，体重小立方寸，体重小于于一盎司。一盎司。由此

10、，可以总结出机器所共有的三个基本特征：3）能能代代替替或或减减轻轻人人类类的的劳劳动动以以来来完完成成有有用用的的机机械械功或实现能量、信息的变换。功或实现能量、信息的变换。2）各个运动实体之间具有确定的相对运动；）各个运动实体之间具有确定的相对运动；1）它们是人为的实体的组合；）它们是人为的实体的组合；机机器器的的组组成成局局部部什么是机器呢？什么是机器呢？机器是一种人为实物组合的具有机器是一种人为实物组合的具有确定机械运动的装置，它用来完成有确定机械运动的装置，它用来完成有用功、转换能量或处理信息，以代替用功、转换能量或处理信息，以代替或减轻人类的劳动。或减轻人类的劳动。机器机器1：单缸内

11、燃机：单缸内燃机机器举例机器举例机器机器2：缝纫机：缝纫机机器机器3：洗衣机：洗衣机机器机器4：自行车：自行车现在来看什么是机构，它与机器有何相同和区别现在来看什么是机构，它与机器有何相同和区别。凸凸轮轮机机构构连连杆杆机机构构齿齿轮轮机机构构进进排排气气阀阀启启闭闭机机构构活活塞塞曲曲柄柄机机构构气气阀阀联联动动机机构构机器机器1：单缸内燃机：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）齿轮机构机器与机构机器与机构机器机器2：缝纫机：缝纫机踏板机构、皮带传动、走布机构、挑线机构机器机器3：洗衣机：洗衣机皮带传动、滚筒机器机器4：自行车链传动、棘轮机构

12、、手闸机构由此可以看出，机构是机器中用来传递运动和力或改变运动形式的机械装置。具有机器的前两个特征。即2 2）各个运动实体之间具有确定的相对运动。）各个运动实体之间具有确定的相对运动。1 1）它们是人为的实体的组合；）它们是人为的实体的组合；常用机构：齿轮机构、凸轮机构、连杆机构、间歇运动机构按照组成机构元素的相互运动平面的平行与否，机构可分为：二、研究内容二、研究内容机构结构分析的基本知识：对机构的结构进行分析,了解机构的组成及其具有确定运动的条件；了解机构的组成原理和结构分类。机构的运动分析 常用机构的分析与设计：对各种常用机构的类型、运动特点、功能及设计方法进行分析和研究。机器动力学：(

13、1)分析机器在运转过程中其各构件的受力情况,以及机械平衡和机械效率问题;(2)研究机器在外力下的真实运动规律和速度波动等问题。机构的选型及机械传动系统的设计1-2 1-2 学习本课程的目的学习本课程的目的机械原理课程的地位机械原理课程的地位1.机械原理是机械类各专业的一门主干技术基础课程。2.与一般的基础课比更接近工程实际。3.与专业课比具有更宽的研究面和更广的适应性。学习本课程的目的学习本课程的目的1.为学习机械类有关专业课打好理论基础。2.为机械产品的创新设计打下良好的基础3.为现有机械的合理使用和革新改造打基础。1-3 1-3 机械原理课程的学习方法机械原理课程的学习方法学习方法：学习方

14、法：1.在学习知识的同时，注重能力的培养。在学习知识的同时，注重能力的培养。2.在重视逻辑思维的同时，加强形象思维能力的培养。在重视逻辑思维的同时，加强形象思维能力的培养。3.注意运用理论力学的有关知识。注意运用理论力学的有关知识。4.理论联系实际，能够做到举一反三。理论联系实际，能够做到举一反三。教学环节：教学环节：理论教学理论教学 实验教学实验教学 课程设计课程设计1-4 1-4 机械原理学科的开展机械原理学科的开展随着宇航技术、核技术、海洋开辟等高新技术的开展和计算机技术的普遍应用，极大的促进了机械行业的迅猛开展。这也带动了机械原理学科的开展。因此，近些年来机械原理学科也创立了不少新的理

15、论和研究方法，开拓了一些新的研究领域，出现了很多新的研究分支，主要表现在：1.在在20世世纪纪末末开开展展起起来来的的计计算算机机辅辅助助机机构构分分析析与与设设计计将将更更为为完完善善。将机构学知识结合人工智能理论，构建机构分析与设计的专家系统，将得到进一步开展。基于Web的远程网络机构设计系统已出现，利用世界各地的专家知识和经验，开展多专家协同的异地设计，在本世纪将推动机构学理论的高速开展。2.对对机机构构学学的的基基础础理理论论研研究究将将有有新新的的进进展展和和突突破破。以智能机械和微机械为代表的新型机械系统，将需要构建新的机构学理论。例如，微型机械并不是将传统机械直接微型化，而是涉及

16、多学科的综合技术的应用。目前已研制出210m100m的滑块，直径为60m的静电电机，由原子直接排列而成的纳米齿轮，供情报收集的蚊子机器人等等。而微型人造卫星、可在人的血管中爬行的机器人以及进行眼科手术的微型机械手等也都已经或即将见诸应用。它们的出现，推动了处于机械原理学科前沿的微型机构学分支的产生。3.机机构构学学研研究究已已渗渗透透到到生生物物学学研研究究领领域域，仿仿生生机机构构将将得得到到进进一步完善和开展。一步完善和开展。通过对人的手指、手腕和手臂的研究，已研制出各种多自由度的机械假手，造福人类。另外，通过研制蛇形机构来探测管道故障；研究鱼游机构来解决深水探测问题；研制各种类型的两足、

17、四足、六足步行机，完成各种地形甚至是其他星球外表的探测任务。这些研究有利于创造出新颖的、具有特殊功能的新机构来。以上分析仅是本门学科新近开展的一局部。机械原理研究内容的丰富和开展将对机械工程领域的高新技术开展，起着决定性的作用。孙桓 陈作模主编 机械原理 高教出版社第7版 2005年 教教 材材参考书参考书申永胜主编 机械原理教程 清华大学出版社 2000年 邹惠君等主编机械原理 高教出版社 第1版1999年Theory of Machines&MechanismsJosoph Edward,John Joseph UckerMechanisms and Dynamic of Machinen

18、eryHamilton H.Mahie,Fred W.Ocvirk考核考核v平时作业平时作业v课堂练习课堂练习v中期检查中期检查v期末考试期末考试 1.中国机械开展史中国机械开展史2.世界机械开展史世界机械开展史3.机器人开展史机器人开展史4.微型机器人开展史微型机器人开展史5.机械原理开展史机械原理开展史6.机械设计开展史机械设计开展史7.CAD与与CAM开展史开展史8.纺织机械开展史纺织机械开展史9.汽车开展史汽车开展史10.数控机床开展史数控机床开展史11.机床开展史机床开展史12.精密仪器开展史精密仪器开展史13.航天器开展史航天器开展史14.航空器开展史航空器开展史15.微机械开展史微机械开展史16.纳米科学开展史纳米科学开展史17.摩擦学开展史摩擦学开展史18.机械工程教育开展史机械工程教育开展史本章作业本章作业撰写机械小论文撰写机械小论文小论文题目：小论文题目：谢谢观看/欢送下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH