機械原理緒論(尤晶晶)

1、機機 械械 原原 理理尤尤 晶晶 晶晶二二一四年一四年 尤晶晶尤晶晶郵箱郵箱: : 手機手機: :13951884520（短信）（短信）研究方向：研究方向：并聯(lián)機器人；并聯(lián)機器人； 六維加速度傳感器六維加速度傳感器2003-2007 2003-2007 南京林業(yè)大學南京林業(yè)大學 本科本科2007-2010 2007-2010 南京航空航天大學南京航空航天大學 碩士碩士2010-2013 2010-2013 南京航空航天大學南京航空航天大學 博士博士2013- 2013- 南京林業(yè)大學南京林業(yè)大學 教學、科研教學、科研0-1 機械原理的研究對象機械原理的研究對象機械機械

2、(Machinery)(Machinery)機器機器(Machine)(Machine)機構(gòu)機構(gòu)(Mechanism)(Mechanism)“機械機械”是是“機器機器”和和“機構(gòu)機構(gòu)”的總稱。的總稱。“機械原理機械原理”指的是機器和機構(gòu)的原理。指的是機器和機構(gòu)的原理。機械原理的研究對象機械原理的研究對象機器和機構(gòu)。機器和機構(gòu)。1. 1. 機器機器機器和機構(gòu)的概念機器和機構(gòu)的概念古代：指南車、記里鼓車、地動儀等；古代：指南車、記里鼓車、地動儀等；近代：蒸汽機、紡織機等；近代：蒸汽機、紡織機等；人類社會發(fā)展至今，已經(jīng)創(chuàng)造了許多機器人類社會發(fā)展至今，已經(jīng)創(chuàng)造了許多機器 在日常生活中，我們周圍有各種各

3、樣的機器，而且越在日常生活中，我們周圍有各種各樣的機器，而且越來越離不開它們，例如：汽車、自行車、手表、電風扇、來越離不開它們，例如：汽車、自行車、手表、電風扇、冰箱、洗衣機、縫紉機、錄音機、打印機、掃描儀等。冰箱、洗衣機、縫紉機、錄音機、打印機、掃描儀等。 現(xiàn)代：潛艇、導彈、自動火炮、宇宙飛船等。現(xiàn)代：潛艇、導彈、自動火炮、宇宙飛船等。舂舂 米米古代水碓古代水碓 自行車前輪前輪后輪后輪前叉前叉車閘車閘車架車架飛輪飛輪（內(nèi)接棘輪）（內(nèi)接棘輪）鏈條鏈條輪盤輪盤曲柄曲柄腳踏腳踏內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)洗衣機電風扇飛行模擬器內(nèi)燃機汽缸體汽缸體1、活塞活塞2、進氣閥進氣閥3、排氣閥排氣閥4、連桿連

4、桿5、 曲軸曲軸6、 凸輪凸輪7、 頂桿頂桿8、 齒輪齒輪9、10 進氣閥開，排氣閥閉，活塞下行，混合氣體進氣閥開，排氣閥閉，活塞下行，混合氣體 進入汽缸；進入汽缸；12345678910 進氣閥閉，排氣閥閉，活塞上行，混合氣體進氣閥閉，排氣閥閉，活塞上行，混合氣體被壓縮；被壓縮； 進氣閥閉，排氣閥閉，點火燃燒，高壓燃燒進氣閥閉，排氣閥閉，點火燃燒，高壓燃燒氣體推動活塞下行；氣體推動活塞下行； 進氣閥閉，排氣閥開，活塞上行，廢氣被排進氣閥閉，排氣閥開，活塞上行，廢氣被排出汽缸體。出汽缸體。進氣進氣壓縮壓縮做功做功排氣排氣其它機器的共同特性：（1 1）組成角度：）組成角度：人為的實物組合人為的實

5、物組合（2 2）運動角度：）運動角度：各部分之間具有確定的相對運動各部分之間具有確定的相對運動（3 3）功能角度：）功能角度：能夠代替人的勞動完成有用功或者實現(xiàn)能夠代替人的勞動完成有用功或者實現(xiàn) 能量的轉(zhuǎn)換或者傳遞信息能量的轉(zhuǎn)換或者傳遞信息 機器是一種人為實物組合的具有確定機械運動的裝置，機器是一種人為實物組合的具有確定機械運動的裝置，它用來完成有用功、轉(zhuǎn)換能量或處理信息，以代替或減輕人它用來完成有用功、轉(zhuǎn)換能量或處理信息，以代替或減輕人類的勞動。類的勞動。 凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)內(nèi)燃機中基本組合體的名稱及作用：內(nèi)燃機中基本組合體的名稱及作用：（1 1）活塞的往復運動通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍模┗钊耐鶑?/p>

6、運動通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍倪B續(xù)轉(zhuǎn)動連續(xù)轉(zhuǎn)動 2. 機構(gòu)機構(gòu) 機器的特征中，主要是這些人為的實物組機器的特征中，主要是這些人為的實物組合體能實現(xiàn)預期的動作；然而，機器還不是能合體能實現(xiàn)預期的動作；然而，機器還不是能實現(xiàn)預期動作的最基本的組合體。實現(xiàn)預期動作的最基本的組合體。曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)（2 2）凸輪和頂桿用來啟閉進氣閥和排氣閥）凸輪和頂桿用來啟閉進氣閥和排氣閥 （3 3）兩個齒輪用來保證進、排氣閥與活塞之）兩個齒輪用來保證進、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)工作間形成協(xié)調(diào)工作 齒輪機構(gòu)齒輪機構(gòu) 可見，機構(gòu)也是可見，機構(gòu)也是人為的人為的實物組合體實物組合體，各部分各部分之間具有之間具有確定的相對

7、運動確定的相對運動。內(nèi)燃機內(nèi)燃機我們稱這些基本組合體為我們稱這些基本組合體為機構(gòu)。機構(gòu)。常用機構(gòu)間隙步進機構(gòu)間隙步進機構(gòu)凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)蝸輪蝸桿蝸輪蝸桿機構(gòu)的共同特性：（1 1）組成角度：）組成角度：人為的實物組合人為的實物組合（2 2）運動角度：）運動角度：各部分之間具有確定的相對運動各部分之間具有確定的相對運動機構(gòu)：具有確定機械運動的構(gòu)件系統(tǒng)，用來傳遞運動和力。機構(gòu)：具有確定機械運動的構(gòu)件系統(tǒng)，用來傳遞運動和力。 一部機器可能包含多種類型的機構(gòu)，也可能只包含一種機構(gòu)。一部機器可能包含多種類型的機構(gòu)，也可能只包含一種機構(gòu)。 機器的研究重點是功能問題，與應用有密切的關系。機器的研究重點是功能問

8、題，與應用有密切的關系。 機構(gòu)的研究重點是在其結(jié)構(gòu)、運動和力作用等基本方面。機構(gòu)的研究重點是在其結(jié)構(gòu)、運動和力作用等基本方面。構(gòu)件與零件內(nèi)燃機連桿內(nèi)燃機連桿連桿體連桿體連桿蓋連桿蓋螺栓螺栓墊圈墊圈螺母螺母連桿襯套連桿襯套軸瓦軸瓦 構(gòu)件構(gòu)件是運動的單元是運動的單元 零件零件是制造的單元是制造的單元 構(gòu)件可以是單一的零件，也可以是由幾個零件組成構(gòu)件可以是單一的零件，也可以是由幾個零件組成的剛性結(jié)構(gòu)的剛性結(jié)構(gòu)機構(gòu)中的三種構(gòu)件機架：機架：本身固定不動，或相對地球運動但固結(jié)于給定坐本身固定不動，或相對地球運動但固結(jié)于給定坐標參考系可被視為固定不動的構(gòu)件，一個機構(gòu)有且只有標參考系可被視為固定不動的構(gòu)件，一

9、個機構(gòu)有且只有一個機架；一個機架；如固定在地基上的機座和車輛的車架等。如固定在地基上的機座和車輛的車架等。原動件：原動件：也稱為主動件或輸入構(gòu)件，是驅(qū)動力或驅(qū)動力也稱為主動件或輸入構(gòu)件，是驅(qū)動力或驅(qū)動力矩作用的構(gòu)件。一個機構(gòu)可以有一個或多個原動件。矩作用的構(gòu)件。一個機構(gòu)可以有一個或多個原動件。從動件：從動件：被原動件驅(qū)動的構(gòu)件。一個機構(gòu)常有多個從動件。被原動件驅(qū)動的構(gòu)件。一個機構(gòu)常有多個從動件。 其中能實現(xiàn)預期運動的構(gòu)件稱為輸出構(gòu)件其中能實現(xiàn)預期運動的構(gòu)件稱為輸出構(gòu)件。任何機構(gòu)都可以看成是由任何機構(gòu)都可以看成是由機架、原動件和從動件機架、原動件和從動件組成的。組成的。21344機架機架1原動件

10、原動件2、3從動件從動件0-2 機械原理課程的內(nèi)容機械原理課程的內(nèi)容1. 1. 機構(gòu)的結(jié)構(gòu)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)研究機構(gòu)運動的可能性研究機構(gòu)運動的可能性機構(gòu)運動的確定性機構(gòu)運動的確定性機構(gòu)運動簡圖的繪制方法機構(gòu)運動簡圖的繪制方法2. 2. 機構(gòu)的運動機構(gòu)的運動 機構(gòu)上某些特殊點的位置、速度、加速度的求法機構(gòu)上某些特殊點的位置、速度、加速度的求法以及機構(gòu)的運動規(guī)律以及機構(gòu)的運動規(guī)律設計新機構(gòu)的方法設計新機構(gòu)的方法 3. 3. 機器動力學機器動力學分析機器在運轉(zhuǎn)過程中各構(gòu)件的受力情況，以及這些分析機器在運轉(zhuǎn)過程中各構(gòu)件的受力情況，以及這些力的做功情況力的做功情況分析機器在已知外力作用下的運動分析機器在已知外力作用下的運動對機器速度波動調(diào)節(jié)和不平衡慣性力的平衡問題對機器速度波動調(diào)節(jié)和不平衡慣性力的平衡問題4. 4. 常用機構(gòu)的分析與設計常用機構(gòu)的分析與設計 分析研究連桿、凸輪、齒輪等常