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1、教学内容及基本要求教学内容及基本要求本课程研究的对象及内容本课程研究的对象及内容 （掌握）（掌握）学习本课程的目的学习本课程的目的 （了解）（了解）机械原理课程的学习方法机械原理课程的学习方法 （了解）（了解）机械原理学科开展机械原理学科开展 （了解）（了解）机构基本概念机构基本概念 （掌握）（掌握）运动副的分类运动副的分类 （掌握）（掌握）课题课题1 1重点重点 1 1、本课程研究的对象和内容、本课程研究的对象和内容2 2、机构基本概念、机构基本概念3 3、掌握运动副的分类、掌握运动副的分类难点难点1、机器与机构、机器与机构 2 2、自由度与约束、自由度与约束一、研究对象一、研究对象机械机械
2、什么叫机械？什么叫机械？机械机械 (mechanismsmechanisms)机器和机构的总称机器和机构的总称切削机床 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 机器机器 (machinemachine)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？机器实例机器实例1 1机器实例机器实例2 2机器实例机器实例3 3 2 2、机器的基本特征、机器的基本特征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功或或实实现现能量、信息的变换能量、信息的变换
3、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 1 1、机器的组成机器的组成如：内燃机、涡轮机、压汽机、电动机等如：内燃机、涡轮机、压汽机、电动机等1 1）动力机器：其它形式的能量转换为机械能，）动力机器：其它形式的能量转换为机械能，或将机械能转换为其它形式的能量或将机械能转换为其它形式的能量 3 3、机器的分类、机器的分类如如：金金属属切切削削机机床床、起起重重机机、缝缝纫纫机机、机机车车、汽车、包装机等汽车、包装机等2 2）工作机器：完成有用的机械功或搬运物料）工作机器：完成有用的机械功或搬运物料如：打印
4、机、绘图仪等如：打印机、绘图仪等3 3）信息机器：完成信息的传递和变换）信息机器：完成信息的传递和变换凸轮机构凸轮机构连杆机构连杆机构齿轮机构齿轮机构进排气阀启闭机构进排气阀启闭机构活塞曲柄机构活塞曲柄机构气阀联动机构气阀联动机构 4 4、机器与机构、机器与机构内燃机内燃机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 5 5、机构的基本特征、机构的基本特征 6 6、常用机构、常用机构2 2）凸轮机构）凸轮机构1 1）连杆机构）连杆机构4 4）间歇运动机构）间歇运动机构3 3）齿轮机构）齿轮机构1 1、机构分
5、析、机构分析机机构构结结构构分分析析：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。机构的运动分析机构的运动分析 机机构构动动力力学学分分析析：(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。2 2、常用机构及其设计、常用机构及其设计 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。机构的选型及机械传动系统的设计机构的选型及机械传动系统的设计二、研究内容二、研究内容1-2 1-2 学习本课程的目的学习本课程的目的3.与专业课比具有更宽的研究面和更广的适应性3
6、.为现有机械的合理使用和革新改造打基础。1.机械原理是机械类各专业的一门主干技术基础课程二、学习本课程的目的二、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.与一般的基础课比更接近工程实际2.为机械产品的创新设计打下良好的基础一、机械原理课程的地位一、机械原理课程的地位2 2、实验教学、实验教学 一、教学环节一、教学环节1 1、理论教学、理论教学3 3、课程设计、课程设计1.1.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2.2.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3.3.注意运用理论力学的有关知识注意运用理
7、论力学的有关知识4.4.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 二、学习方法二、学习方法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
8、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.对机构学的基础理论研究将有新的对机构学的基础理论研究将有新的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
9、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、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
10、用。2-1 2-1 机构的组成机构的组成 一、由基本概念看机构的组成一、由基本概念看机构的组成 1、零件、零件(Element)最小的制造单元最小的制造单元 2、构件、构件(Member)最小的独立运动单元最小的独立运动单元注意：注意：零件是从制造加工角度提出的最小单元概念；构件则是从运动和功能实现角度提出的最小单元概念；构件可以是单一零件，也可以是几个零件的刚性联接。组成机器最基本的、不可再拆分的单元组成机器最基本的、不可再拆分的单元从运动角度讲，构件是一个刚体从运动角度讲，构件是一个刚体 3、运动副、运动副(Kinematic Pair）由两构件组成的可动联接。由两构件组成的可动联接。(使
11、两构件直接接触，又能产生一定的相对运动的联接使两构件直接接触，又能产生一定的相对运动的联接)。两构件上能够参加接触而构成运动副的外表。两构件上能够参加接触而构成运动副的外表。(构成运动副的点、线、面构成运动副的点、线、面)。4、运动副元素、运动副元素5、运动链、运动链(Kinematic Chain)两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统 v按照几何形状是否封闭，可以分为开链和闭链按照几何形状是否封闭，可以分为开链和闭链：闭链闭链:指运动链的各构件指运动链的各构件构成首尾封闭的系统构成首尾封闭的系统开链开链:指运动链的各构件指运动链的各构件未构成首
12、尾封闭的系统未构成首尾封闭的系统平面运动链平面运动链:各构件间的相对运动为平面运动的运动链。各构件间的相对运动为平面运动的运动链。空间运动链空间运动链:各构件间的相对运动为空间运动的运动链。各构件间的相对运动为空间运动的运动链。按照各构件间的相对运动可分为按照各构件间的相对运动可分为平面运动链平面运动链平面运动链平面运动链和和空间运动链空间运动链空间运动链空间运动链1234ABCD机构分类机构分类平面机构平面机构组成机构的各构件间的相对运动为平面运动组成机构的各构件间的相对运动为平面运动6、运动链成为机构的条件、运动链成为机构的条件1 1）将运动链中的一个构件固定为机架）将运动链中的一个构件固
13、定为机架2 2）必须有原动件）必须有原动件空间机构空间机构组成机构的各构件间的相对运动为空间运动组成机构的各构件间的相对运动为空间运动 机架机架原动件原动件机架机架机构中作为参考系的构件机构中作为参考系的构件原动件原动件机构中按给定的运动规律独立运动的构件机构中按给定的运动规律独立运动的构件从动件从动件机构其余活动构件机构其余活动构件 机构中构件的类型机构中构件的类型焊焊接接铆铆接接螺螺栓栓联联接接键键联联接接控控制制单单元元辅辅助助系系统统固定固定联接联接可动可动联接联接机机架架原原动动件件高高副副低低副副移动副移动副 转动副转动副1、按运动副接触形式分、按运动副接触形式分 两构件通过两构件
14、通过点或线接触点或线接触而构成的运动副。而构成的运动副。两构件通过两构件通过面接触面接触而构成的运动副。而构成的运动副。低副低副高副高副二、运动副的分类二、运动副的分类2、按构成运动副的两构件的相对运动分、按构成运动副的两构件的相对运动分转动副转动副:两构件之间的相对运动为两构件之间的相对运动为转动转动转动转动移动副移动副:两构件之间的相对运动为两构件之间的相对运动为移动移动移动移动移动副移动副转动副转动副螺旋副螺旋副球面低副球面低副球面高副球面高副螺旋副螺旋副:两构件之间的相对运动为两构件之间的相对运动为螺旋运动螺旋运动螺旋运动螺旋运动球面副球面副:两构件之间的相对运动为两构件之间的相对运动
15、为球面运动球面运动球面运动球面运动3、按相对运动平面分、按相对运动平面分平面运动副平面运动副:两构件之间的相对运动为两构件之间的相对运动为平面运动平面运动平面运动平面运动空间运动副空间运动副:两构件之间的相对运动为两构件之间的相对运动为空间运动空间运动空间运动空间运动平面运动副平面运动副空间运动副空间运动副4、按引入的约束数分按引入的约束数分X X级运动副级运动副指引入指引入X X个约束的运动副。个约束的运动副。级副、级副、级副、级副、级副、级副、级副、级副、级副级副 自由度自由度(Degree of FreedomDegree of Freedom）6个个平面自由构件平面自由构件3个个例在例
16、在XOY平面，移动平面，移动X、Y；转动；转动Z 移动：移动：X、Y、Z；转动：；转动：X、Y、Z空间自由构件空间自由构件构件所具有的独立运动个数构件所具有的独立运动个数 5、常见主要平面运动副及其自由度和约束、常见主要平面运动副及其自由度和约束 约束约束(ConstrainConstrain)运动副为活动联接，运动副为活动联接，所以所以自由度自由度15；约束；约束15。对自由度的限制个数对自由度的限制个数 自由度和约束之和应为？自由度和约束之和应为？6引入的约束数目最多为？引入的约束数目最多为？剩下的自由度最少为？剩下的自由度最少为？51X X级运动副级运动副引入引入X X个约束个约束转动副
17、转动副移动副移动副级副级副螺旋副螺旋副球面副球面副级副级副级副级副齿轮高副齿轮高副？级副级副凸轮高副凸轮高副引入约束：引入约束：自自 由由 度度：平面平面I级副级副2个个1个个引入约束：引入约束：自自 由由 度度：平面平面II级副级副2个个1个个2个个1个个平面平面II级副级副平面低副平面低副转动副转动副移动副移动副211212xy12xy平面高副平面高副齿轮副齿轮副凸轮副凸轮副图示轿车除原动机局部、传动局部和执行局部外，还包含了操作系统和其它辅助系统图示轿车除原动机局部、传动局部和执行局部外，还包含了操作系统和其它辅助系统 轿车的组成谢谢观看/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