上海交大考研機(jī)械原理與設(shè)計(jì)緒論學(xué)習(xí)教案

1、上海交大考研機(jī)械原理與設(shè)計(jì)緒論上海交大考研機(jī)械原理與設(shè)計(jì)緒論第一頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。1.1 1.1 內(nèi)容提要及基本概念內(nèi)容提要及基本概念 機(jī)械原理又稱機(jī)器理論與機(jī)構(gòu)學(xué)。是機(jī)械工程各專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械原理又稱機(jī)器理論與機(jī)構(gòu)學(xué)。是機(jī)械工程各專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。本課程的理論知識(shí)對(duì)于機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、維修等方面具有十課程。本課程的理論知識(shí)對(duì)于機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、維修等方面具有十分重要的作用。分重要的作用。1.1.1 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 機(jī)械原理的研究對(duì)象機(jī)械原理的研究對(duì)象 機(jī)械設(shè)計(jì)概述機(jī)械設(shè)計(jì)概述 機(jī)械原理課程的地位和作用機(jī)械原理課程的地位和作用 機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展

2、動(dòng)向機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展動(dòng)向 1.機(jī)械原理的研究對(duì)象機(jī)械原理的研究對(duì)象 1）研究對(duì)象是機(jī)械）研究對(duì)象是機(jī)械.機(jī)械。機(jī)械是機(jī)構(gòu)與機(jī)器的總稱。機(jī)械。機(jī)械是機(jī)構(gòu)與機(jī)器的總稱。 機(jī)構(gòu)的定義機(jī)構(gòu)的定義: :把一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)變換成其他構(gòu)件所需的具有確定運(yùn)把一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)變換成其他構(gòu)件所需的具有確定運(yùn) 動(dòng)的構(gòu)件系統(tǒng)動(dòng)的構(gòu)件系統(tǒng)。 常用的機(jī)構(gòu)包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪系、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)常用的機(jī)構(gòu)包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪系、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、萬向聯(lián)軸器等。機(jī)構(gòu)種類有限。構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、萬向聯(lián)軸器等。機(jī)構(gòu)種類有限。本章內(nèi)容包括本章內(nèi)容包括第1頁/共30頁第二頁，編輯于星期一：九點(diǎn)

3、 九分。連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu) 齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)器的定義機(jī)器的定義：由人為物體組成的具有確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，完成一定的工作由人為物體組成的具有確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，完成一定的工作 過程，以代替人類的勞動(dòng)。過程，以代替人類的勞動(dòng)。實(shí)例：實(shí)例：縫紉機(jī)、洗衣機(jī)、各類機(jī)床、運(yùn)輸車輛、農(nóng)用機(jī)器、起重機(jī)等。縫紉機(jī)、洗衣機(jī)、各類機(jī)床、運(yùn)輸車輛、農(nóng)用機(jī)器、起重機(jī)等。機(jī)器與機(jī)構(gòu)之間的關(guān)系機(jī)器與機(jī)構(gòu)之間的關(guān)系機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成的。例如圖示單缸內(nèi)燃機(jī)中就包含了三機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成的。例如圖示單缸內(nèi)燃機(jī)中就包含了三種常用機(jī)構(gòu)：連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)。種常用機(jī)構(gòu)：連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)。 機(jī)構(gòu)的作用

4、機(jī)構(gòu)的作用：一是用來將一種運(yùn)動(dòng)形式（如旋轉(zhuǎn)）變換成另外一種運(yùn)動(dòng)形式，二是用來一是用來將一種運(yùn)動(dòng)形式（如旋轉(zhuǎn)）變換成另外一種運(yùn)動(dòng)形式，二是用來傳遞動(dòng)力。傳遞動(dòng)力。 機(jī)器的作用機(jī)器的作用：代替或減輕人類勞動(dòng)，或?qū)⒁环N能量形式轉(zhuǎn)換成另一種形式。：代替或減輕人類勞動(dòng)，或?qū)⒁环N能量形式轉(zhuǎn)換成另一種形式。第2頁/共30頁第三頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器的內(nèi)涵在不斷變化。但是，機(jī)器完成運(yùn)動(dòng)變換和動(dòng)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器的內(nèi)涵在不斷變化。但是，機(jī)器完成運(yùn)動(dòng)變換和動(dòng)力傳遞或轉(zhuǎn)換的本質(zhì)屬性不會(huì)改變?，F(xiàn)代科技在機(jī)器中的應(yīng)用，只是使機(jī)器具有信力傳遞或轉(zhuǎn)換的本質(zhì)屬性不會(huì)改變?，F(xiàn)代科技在機(jī)器

5、中的應(yīng)用，只是使機(jī)器具有信息化、智能化和柔性化。息化、智能化和柔性化。 3）機(jī)器的組成）機(jī)器的組成動(dòng)力機(jī)器動(dòng)力機(jī)器完成能量的轉(zhuǎn)換完成能量的轉(zhuǎn)換 工作機(jī)器工作機(jī)器完成有用的機(jī)械功或搬運(yùn)物品完成有用的機(jī)械功或搬運(yùn)物品 信息機(jī)器信息機(jī)器完成信息的傳遞和變換完成信息的傳遞和變換機(jī)器的機(jī)器的類別類別2）機(jī)器的類別和功用）機(jī)器的類別和功用 其中實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)是機(jī)器的核心，機(jī)器中各個(gè)機(jī)構(gòu)通過有序的運(yùn)動(dòng)和其中實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)是機(jī)器的核心，機(jī)器中各個(gè)機(jī)構(gòu)通過有序的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞來最終實(shí)現(xiàn)功能變換，完成工作過程。機(jī)器中的運(yùn)動(dòng)單元體稱為構(gòu)件。因此，機(jī)動(dòng)力傳遞來最終實(shí)現(xiàn)功能變換，完成工作過程。機(jī)

6、器中的運(yùn)動(dòng)單元體稱為構(gòu)件。因此，機(jī)構(gòu)是把一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，變換成其他構(gòu)件所需的具有確定運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件系統(tǒng)。構(gòu)是把一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，變換成其他構(gòu)件所需的具有確定運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)控制系統(tǒng)信息測(cè)量和處理系統(tǒng)信息測(cè)量和處理系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)來完成由計(jì)算機(jī)來完成動(dòng)力部分動(dòng)力部分傳動(dòng)部分及執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)傳動(dòng)部分及執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)完成工作過程完成工作過程機(jī)器的機(jī)器的組成組成第3頁/共30頁第四頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。潘存云教授研制控制器控制器(控制部分控制部分)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)(原動(dòng)部分原動(dòng)部分)減速器減速器(傳動(dòng)部分傳動(dòng)部分)波輪波輪(工作部分工作部分)分析自動(dòng)洗衣機(jī)的組成：分析自動(dòng)洗衣機(jī)的組成：潘存云

7、教授研制帶帶(傳動(dòng)部分傳動(dòng)部分)第4頁/共30頁第五頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。2.機(jī)械設(shè)計(jì)概述機(jī)械設(shè)計(jì)概述 不了解機(jī)械設(shè)計(jì)的進(jìn)程和內(nèi)容，就不能不了解機(jī)械設(shè)計(jì)的進(jìn)程和內(nèi)容，就不能深刻理解機(jī)械原理課程的作用及其重要性。深刻理解機(jī)械原理課程的作用及其重要性。 1）機(jī)械設(shè)計(jì)的一般進(jìn)程）機(jī)械設(shè)計(jì)的一般進(jìn)程 一般而言，機(jī)械產(chǎn)品的研制過程包括設(shè)計(jì)、一般而言，機(jī)械產(chǎn)品的研制過程包括設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)，定型等環(huán)節(jié)。其中機(jī)械設(shè)計(jì)階段制造、試驗(yàn)，定型等環(huán)節(jié)。其中機(jī)械設(shè)計(jì)階段又包括以下四個(gè)進(jìn)程：又包括以下四個(gè)進(jìn)程：產(chǎn)品規(guī)劃產(chǎn)品規(guī)劃根據(jù)市場(chǎng)需求確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。根據(jù)市場(chǎng)需求確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的

8、關(guān)鍵。主要完成機(jī)械運(yùn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。主要完成機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，本課程將為方案設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，本課程將為方案設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)理論與方法。理論與方法。詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)將機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)結(jié)果將機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)結(jié)果運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖具體化為機(jī)器及零部件的合理結(jié)構(gòu)。它對(duì)產(chǎn)品的具體化為機(jī)器及零部件的合理結(jié)構(gòu)。它對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有直接影響。該步驟涉及機(jī)技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有直接影響。該步驟涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)等課程的內(nèi)容。械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)等課程的內(nèi)容。詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)產(chǎn)品規(guī)劃產(chǎn)品規(guī)劃改進(jìn)設(shè)計(jì)改進(jìn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品定產(chǎn)品定型型運(yùn)行試運(yùn)行試驗(yàn)驗(yàn)加工制加工制造造第5頁/共30頁第六頁，編輯于

9、星期一：九點(diǎn) 九分。改進(jìn)設(shè)計(jì)改進(jìn)設(shè)計(jì)對(duì)試驗(yàn)或使用過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行改進(jìn)，使產(chǎn)品性能日益完善。對(duì)試驗(yàn)或使用過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行改進(jìn)，使產(chǎn)品性能日益完善。 2 2）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的類型綜合。機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的類型綜合。 通常稱為機(jī)構(gòu)選型，即根據(jù)機(jī)械所要完成的一系列執(zhí)行動(dòng)作選擇適宜的執(zhí)通常稱為機(jī)構(gòu)選型，即根據(jù)機(jī)械所要完成的一系列執(zhí)行動(dòng)作選擇適宜的執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型，組合成完整的機(jī)械系統(tǒng)。行機(jī)構(gòu)類型，組合成完整的機(jī)械系統(tǒng)。 機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的尺度綜合。機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的尺度綜合。 確定機(jī)構(gòu)各部分的尺寸參數(shù)，以使機(jī)械能完成預(yù)定的執(zhí)行動(dòng)作，必要時(shí)，還可以改變機(jī)構(gòu)的確定

10、機(jī)構(gòu)各部分的尺寸參數(shù)，以使機(jī)械能完成預(yù)定的執(zhí)行動(dòng)作，必要時(shí)，還可以改變機(jī)構(gòu)的類型。類型。 3 3）機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用）機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛采用，一方面，使機(jī)械的性能得到極大提高，另一方隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛采用，一方面，使機(jī)械的性能得到極大提高，另一方面，又大大簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。因此，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能采用機(jī)電一體化技術(shù)。面，又大大簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。因此，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能采用機(jī)電一體化技術(shù)。第6頁/共30頁第七頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。3.3.機(jī)械原理課程的地位和作用機(jī)械原理課程的地位和

11、作用 1 1）課程的地位和作用）課程的地位和作用 機(jī)械原理是研究機(jī)構(gòu)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，其任務(wù)機(jī)械原理是研究機(jī)構(gòu)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，其任務(wù)主要是使學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能。培主要是使學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能。培養(yǎng)學(xué)生初步擬定機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案、分析和設(shè)計(jì)基本機(jī)構(gòu)的能力。養(yǎng)學(xué)生初步擬定機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案、分析和設(shè)計(jì)基本機(jī)構(gòu)的能力。 2 2）課程的主要內(nèi)容）課程的主要內(nèi)容 機(jī)械原理課程主要包括以下內(nèi)容：機(jī)械原理課程主要包括以下內(nèi)容： 機(jī)構(gòu)的組成原理和類型綜合。機(jī)構(gòu)的組成原理和類型綜合。 典型機(jī)構(gòu)

12、的設(shè)計(jì)。典型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 機(jī)械動(dòng)力學(xué)。機(jī)械動(dòng)力學(xué)。 第7頁/共30頁第八頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。3）本課程的學(xué)習(xí)方法）本課程的學(xué)習(xí)方法 掌握各種典型機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、分析和設(shè)計(jì)方法。掌握各種典型機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、分析和設(shè)計(jì)方法。 掌握機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫法，并習(xí)慣用簡(jiǎn)圖來認(rèn)識(shí)機(jī)構(gòu)和機(jī)器。掌握機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫法，并習(xí)慣用簡(jiǎn)圖來認(rèn)識(shí)機(jī)構(gòu)和機(jī)器。 深刻理解課程中的基本概念。深刻理解課程中的基本概念。 掌握本課程的基本研究方法，如桿組法、轉(zhuǎn)換機(jī)架法、機(jī)構(gòu)演化法、等效掌握本課程的基本研究方法，如桿組法、轉(zhuǎn)換機(jī)架法、機(jī)構(gòu)演化法、等效法等。法等。 善于將前后內(nèi)容聯(lián)系，融會(huì)貫通。善于將

13、前后內(nèi)容聯(lián)系，融會(huì)貫通。 復(fù)習(xí)有關(guān)例題，歸納總結(jié)解題思路。復(fù)習(xí)有關(guān)例題，歸納總結(jié)解題思路。第8頁/共30頁第九頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大上天上天( (太空探險(xiǎn)太空探險(xiǎn)) )、入地、入地( (水平鉆探水平鉆探) )、下海、下海( (深海深海勘探、打撈作業(yè)勘探、打撈作業(yè)) )、甚至鉆入人體內(nèi)、甚至鉆入人體內(nèi)( (血管清理血管清理) )與其他學(xué)科的交叉滲透作用增強(qiáng)與其他學(xué)科的交叉滲透作用增強(qiáng)與電子工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控與電子工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制工程、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等相互滲透，誕生了若干新學(xué)科。如制工程、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等相互滲透，誕生了若干新學(xué)科。如機(jī)械電子學(xué)、仿生

14、機(jī)械學(xué)、機(jī)器人機(jī)械學(xué)、機(jī)械機(jī)械電子學(xué)、仿生機(jī)械學(xué)、機(jī)器人機(jī)械學(xué)、機(jī)械CAD CAD 新機(jī)構(gòu)不斷涌現(xiàn)新機(jī)構(gòu)不斷涌現(xiàn)如自控機(jī)構(gòu)、機(jī)器人機(jī)構(gòu)、仿生機(jī)構(gòu)、柔性及彈性如自控機(jī)構(gòu)、機(jī)器人機(jī)構(gòu)、仿生機(jī)構(gòu)、柔性及彈性機(jī)構(gòu)、機(jī)電氣液綜合機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)、機(jī)電氣液綜合機(jī)構(gòu)等注重機(jī)械的動(dòng)力性能注重機(jī)械的動(dòng)力性能在機(jī)械分析與綜合時(shí)，由只考慮運(yùn)動(dòng)性能過渡在機(jī)械分析與綜合時(shí)，由只考慮運(yùn)動(dòng)性能過渡到同時(shí)考慮其動(dòng)力性能到同時(shí)考慮其動(dòng)力性能機(jī)械原機(jī)械原理學(xué)科理學(xué)科的發(fā)展的發(fā)展4.機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展多種星際探測(cè)器多種星際探測(cè)器第9頁/共30頁第十頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。神舟六號(hào)載人飛船神舟六號(hào)載人飛船和和平平號(hào)

15、號(hào)空空間間站站國(guó)國(guó)際際空空間間站站第10頁/共30頁第十一頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分?？罩锌蛙嚳罩锌蛙嘇380的最大載客量的最大載客量為為840人，最大航程人，最大航程16,000 km，是目前全球載客量最，是目前全球載客量最大的飛機(jī)。大的飛機(jī)。波音波音777-200LR客機(jī)的載客客機(jī)的載客量為量為301人，最大飛行距人，最大飛行距離為離為17,500 km，是目前世，是目前世界上航程最遠(yuǎn)的客機(jī)。界上航程最遠(yuǎn)的客機(jī)。第11頁/共30頁第十二頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。深井鉆探設(shè)深井鉆探設(shè)備備沙漠石油鉆探作業(yè)沙漠石油鉆探作業(yè)定向鉆井是一種新技術(shù)，可不用移動(dòng)井架就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離水平鉆探。定向鉆井

16、是一種新技術(shù)，可不用移動(dòng)井架就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離水平鉆探。第12頁/共30頁第十三頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。海洋石油海洋石油鉆探平臺(tái)鉆探平臺(tái)海海底底探探索索救助打撈救助打撈第13頁/共30頁第十四頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。人體器官內(nèi)的微型機(jī)器人人體器官內(nèi)的微型機(jī)器人醫(yī)療醫(yī)療機(jī)器機(jī)器人正人正輔助輔助心臟心臟病手病手術(shù)術(shù)第14頁/共30頁第十五頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。形形色色的水下機(jī)器人形形色色的水下機(jī)器人60006000米水下機(jī)器人米水下機(jī)器人第15頁/共30頁第十六頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。5. 機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展動(dòng)向機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展動(dòng)向1 1）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論 由

17、于機(jī)器人、步行機(jī)、人工假肢和新型機(jī)器的發(fā)展需要，以及機(jī)器的動(dòng)力源日益廣泛由于機(jī)器人、步行機(jī)、人工假肢和新型機(jī)器的發(fā)展需要，以及機(jī)器的動(dòng)力源日益廣泛采用液壓與氣動(dòng)，因此近年來對(duì)多自由度、多閉環(huán)的多桿平面連桿機(jī)構(gòu)以及開式運(yùn)動(dòng)鏈的采用液壓與氣動(dòng)，因此近年來對(duì)多自由度、多閉環(huán)的多桿平面連桿機(jī)構(gòu)以及開式運(yùn)動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)理論有了較多的研究。結(jié)構(gòu)理論有了較多的研究。 同時(shí)，由于空間連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用日益廣泛，對(duì)于空間連桿機(jī)構(gòu)的公共約束和同時(shí)，由于空間連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用日益廣泛，對(duì)于空間連桿機(jī)構(gòu)的公共約束和過約束等問題也作了很多研究。在機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論研究中，近年來采用了圖論、過約束等問題也作了很多研究。在機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論研究中

18、，近年來采用了圖論、網(wǎng)絡(luò)分析、線性幾何學(xué)、螺旋坐標(biāo)等各種工程數(shù)學(xué)方法。利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)地研網(wǎng)絡(luò)分析、線性幾何學(xué)、螺旋坐標(biāo)等各種工程數(shù)學(xué)方法。利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)地研究機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)類型及運(yùn)動(dòng)自由度問題也日益普遍。究機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)類型及運(yùn)動(dòng)自由度問題也日益普遍。 為了創(chuàng)造和設(shè)計(jì)出更好的機(jī)構(gòu)，開展機(jī)構(gòu)創(chuàng)新方法的研究已得到大家的重視。為了創(chuàng)造和設(shè)計(jì)出更好的機(jī)構(gòu)，開展機(jī)構(gòu)創(chuàng)新方法的研究已得到大家的重視。為了深入研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)理論和方法，機(jī)構(gòu)分類方法、結(jié)構(gòu)類型知識(shí)庫建立和為了深入研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)理論和方法，機(jī)構(gòu)分類方法、結(jié)構(gòu)類型知識(shí)庫建立和機(jī)構(gòu)選型的研究也日益受到重視。為了廣泛應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，開展包括液壓

19、、氣機(jī)構(gòu)選型的研究也日益受到重視。為了廣泛應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，開展包括液壓、氣動(dòng)、電磁、電子、光電等非機(jī)械傳動(dòng)元件的廣義機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的研究已日益迫切。動(dòng)、電磁、電子、光電等非機(jī)械傳動(dòng)元件的廣義機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的研究已日益迫切。第16頁/共30頁第十七頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。2）平面與空間連桿機(jī)構(gòu)）平面與空間連桿機(jī)構(gòu) 為了利用計(jì)算機(jī)對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行各種復(fù)雜的分析和綜合運(yùn)算，已開發(fā)出成熟的商為了利用計(jì)算機(jī)對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行各種復(fù)雜的分析和綜合運(yùn)算，已開發(fā)出成熟的商業(yè)軟件。業(yè)軟件。 計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用也推動(dòng)了平面連桿機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化綜合。用多自由度、多閉環(huán)、計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用也推動(dòng)了平面連桿機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化

20、綜合。用多自由度、多閉環(huán)、多桿的平面連桿機(jī)構(gòu)的連桿曲線來再現(xiàn)各種工作機(jī)械中工藝要求的軌跡已引起注意多桿的平面連桿機(jī)構(gòu)的連桿曲線來再現(xiàn)各種工作機(jī)械中工藝要求的軌跡已引起注意并加以研究。并加以研究。 另外，近年來開展了具有可變長(zhǎng)結(jié)構(gòu)、可變運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)的機(jī)構(gòu)的研究。另外，近年來開展了具有可變長(zhǎng)結(jié)構(gòu)、可變運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)的機(jī)構(gòu)的研究。第17頁/共30頁第十八頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。3 3）凸輪機(jī)構(gòu)）凸輪機(jī)構(gòu) 為了改善凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能，凸輪曲線由等加為了改善凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能，凸輪曲線由等加- -等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、正弦加速度等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律、余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律改用改進(jìn)正弦

21、加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律、改進(jìn)梯形加速度運(yùn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律、余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律改用改進(jìn)正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律、改進(jìn)梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律和代數(shù)多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律。動(dòng)規(guī)律和代數(shù)多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 尋找高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)具有良好動(dòng)力性能的凸輪曲線是一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容。尋找高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)具有良好動(dòng)力性能的凸輪曲線是一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容。按動(dòng)力學(xué)要求設(shè)計(jì)凸輪廓線除了采用動(dòng)力多項(xiàng)式凸輪曲線外，現(xiàn)在較多采按動(dòng)力學(xué)要求設(shè)計(jì)凸輪廓線除了采用動(dòng)力多項(xiàng)式凸輪曲線外，現(xiàn)在較多采用某些符合動(dòng)力特性要求的凸輪曲線。這種曲線使凸輪從動(dòng)件系統(tǒng)殘留振用某些符合動(dòng)力特性要求的凸輪曲線。這種曲線使凸輪從動(dòng)件系統(tǒng)殘留振動(dòng)的振幅在全部工作速度范圍內(nèi)不超過某一極限值。動(dòng)的振幅在全

22、部工作速度范圍內(nèi)不超過某一極限值。 在凸輪在凸輪- -從動(dòng)件系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題的研究中，凸輪從動(dòng)件系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題的研究中，凸輪- -從動(dòng)件系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立，從動(dòng)件系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立，動(dòng)力學(xué)模型的運(yùn)動(dòng)微分方程式及其求解方法，系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的分析，凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型的運(yùn)動(dòng)微分方程式及其求解方法，系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的分析，凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇及其最優(yōu)化，凸輪廓線的動(dòng)力綜合等問題研究都取得了重要的設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇及其最優(yōu)化，凸輪廓線的動(dòng)力綜合等問題研究都取得了重要的研究成果。研究成果。 為了建立更符合實(shí)際情況的動(dòng)力學(xué)模型和更精確的分析和設(shè)計(jì)方法，為了建立更符合實(shí)際情況的動(dòng)力學(xué)模型和更精確的分析和設(shè)計(jì)方法，考

23、慮質(zhì)量分布、彈性變形、間隙、阻尼、外界干擾的頻率、不平衡力、表考慮質(zhì)量分布、彈性變形、間隙、阻尼、外界干擾的頻率、不平衡力、表面潤(rùn)滑等多方面的動(dòng)力學(xué)問題正得到重視和加以研究。面潤(rùn)滑等多方面的動(dòng)力學(xué)問題正得到重視和加以研究。第18頁/共30頁第十九頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。4 4）間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)）間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu)是一種常用的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。為了提高機(jī)器運(yùn)行速度，改善槽輪機(jī)構(gòu)是一種常用的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。為了提高機(jī)器運(yùn)行速度，改善動(dòng)力性能，近年來提出了改直線槽為曲線槽，使用串聯(lián)槽輪機(jī)構(gòu)，導(dǎo)桿機(jī)動(dòng)力性能，近年來提出了改直線槽為曲線槽，使用串聯(lián)槽輪機(jī)構(gòu)，導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)與槽輪機(jī)構(gòu)組合使用，采用鏈條式槽輪機(jī)構(gòu)

24、，以及使用行星鏈輪式槽輪構(gòu)與槽輪機(jī)構(gòu)組合使用，采用鏈條式槽輪機(jī)構(gòu)，以及使用行星鏈輪式槽輪機(jī)構(gòu)，等等。機(jī)構(gòu)，等等。 對(duì)于凸輪間歇分度機(jī)構(gòu)，由于分度凸輪的加速度變化規(guī)律可以自由選對(duì)于凸輪間歇分度機(jī)構(gòu)，由于分度凸輪的加速度變化規(guī)律可以自由選擇，使沖擊與振動(dòng)現(xiàn)象大大減輕，工作平穩(wěn)性和送料精度有較大提高。目擇，使沖擊與振動(dòng)現(xiàn)象大大減輕，工作平穩(wěn)性和送料精度有較大提高。目前在高速卷煙機(jī)組中使用的凸輪間歇機(jī)構(gòu)分度頻率已達(dá)每分鐘前在高速卷煙機(jī)組中使用的凸輪間歇機(jī)構(gòu)分度頻率已達(dá)每分鐘8,0008,000次（如次（如下圖）。對(duì)于凸輪間歇分度機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、凸輪空間曲面設(shè)計(jì)以及制造技術(shù)均有下圖）。對(duì)于凸輪間歇分度機(jī)

25、構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、凸輪空間曲面設(shè)計(jì)以及制造技術(shù)均有不少研究。開展這類機(jī)構(gòu)的不少研究。開展這類機(jī)構(gòu)的ACD/CAM研究也受到重視。研究也受到重視。第19頁/共30頁第二十頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。5 5）組合機(jī)構(gòu)）組合機(jī)構(gòu) 組合機(jī)構(gòu)由于其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)化又能實(shí)現(xiàn)單一基本機(jī)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)組合機(jī)構(gòu)由于其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)化又能實(shí)現(xiàn)單一基本機(jī)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡，如近似或精確地實(shí)現(xiàn)某些預(yù)期的軌跡，或輸入動(dòng)軌跡，如近似或精確地實(shí)現(xiàn)某些預(yù)期的軌跡，或輸入- -輸出運(yùn)動(dòng)規(guī)律，?？捎米鲗?shí)輸出運(yùn)動(dòng)規(guī)律，?？捎米鲗?shí)現(xiàn)直線、圓弧或平行導(dǎo)向，能實(shí)現(xiàn)有停歇期或步進(jìn)運(yùn)動(dòng)等特殊工作要求，因此近年來在農(nóng)現(xiàn)直線、圓弧或

26、平行導(dǎo)向，能實(shí)現(xiàn)有停歇期或步進(jìn)運(yùn)動(dòng)等特殊工作要求，因此近年來在農(nóng)業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、冶金機(jī)械中應(yīng)用日益廣泛。常用的有齒輪業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、冶金機(jī)械中應(yīng)用日益廣泛。常用的有齒輪- -連連桿機(jī)構(gòu)、凸輪桿機(jī)構(gòu)、凸輪- -連桿機(jī)構(gòu)和齒輪連桿機(jī)構(gòu)和齒輪- -齒輪機(jī)構(gòu)。齒輪機(jī)構(gòu)。 組合機(jī)構(gòu)的組成原理、基本類型、功能等方面均還需要作深入、系統(tǒng)的組合機(jī)構(gòu)的組成原理、基本類型、功能等方面均還需要作深入、系統(tǒng)的研究，其應(yīng)用領(lǐng)域還需要進(jìn)一步擴(kuò)展。研究，其應(yīng)用領(lǐng)域還需要進(jìn)一步擴(kuò)展。 此外，機(jī)械與液壓、氣動(dòng)、電磁等傳動(dòng)相組合的廣義機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方此外，機(jī)械與液壓、氣動(dòng)、電磁等傳動(dòng)相組合

27、的廣義機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法還需作深入研究。微處理器控制的智能組合機(jī)構(gòu)還需要作進(jìn)一步開發(fā)。法還需作深入研究。微處理器控制的智能組合機(jī)構(gòu)還需要作進(jìn)一步開發(fā)。第20頁/共30頁第二十一頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。6 6）機(jī)械動(dòng)力學(xué)）機(jī)械動(dòng)力學(xué) 隨著機(jī)械裝置向高速、精密和重載方向發(fā)展，對(duì)于機(jī)械的精度和可靠性要求也日隨著機(jī)械裝置向高速、精密和重載方向發(fā)展，對(duì)于機(jī)械的精度和可靠性要求也日益提高，按動(dòng)力性能要求進(jìn)行機(jī)構(gòu)的分析與綜合愈來愈受到重視。益提高，按動(dòng)力性能要求進(jìn)行機(jī)構(gòu)的分析與綜合愈來愈受到重視。 對(duì)于剛性構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)有了進(jìn)一步深入研究。對(duì)于剛性構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)有了進(jìn)一步深入研究。 機(jī)構(gòu)的

28、平衡問題日益受到重視，對(duì)平面機(jī)構(gòu)慣性力完全平衡的研究比較充分，采用方法機(jī)構(gòu)的平衡問題日益受到重視，對(duì)平面機(jī)構(gòu)慣性力完全平衡的研究比較充分，采用方法也較多，如主矢量法、線性無關(guān)矢量法、附加機(jī)構(gòu)法等。也較多，如主矢量法、線性無關(guān)矢量法、附加機(jī)構(gòu)法等。 平面機(jī)構(gòu)慣性力矩平衡問題也有不少研究成果。另外，對(duì)于平面連桿機(jī)構(gòu)和平面機(jī)構(gòu)慣性力矩平衡問題也有不少研究成果。另外，對(duì)于平面連桿機(jī)構(gòu)和空間連桿機(jī)構(gòu)慣性力和慣性力矩的綜合優(yōu)化平衡的研究也日益受到重視?？臻g連桿機(jī)構(gòu)慣性力和慣性力矩的綜合優(yōu)化平衡的研究也日益受到重視。 機(jī)構(gòu)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)動(dòng)力學(xué)問題、變質(zhì)量構(gòu)件的機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析、高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的彈性變機(jī)構(gòu)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)

29、的振動(dòng)動(dòng)力學(xué)問題、變質(zhì)量構(gòu)件的機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析、高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的彈性變形的運(yùn)動(dòng)彈性動(dòng)力綜合等研究，在機(jī)械設(shè)計(jì)中也日益受到重視。形的運(yùn)動(dòng)彈性動(dòng)力綜合等研究，在機(jī)械設(shè)計(jì)中也日益受到重視。高速自動(dòng)切條機(jī)高速自動(dòng)切條機(jī)高高速速粉粉碎碎機(jī)機(jī)第21頁/共30頁第二十二頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。磁懸浮列車的動(dòng)力學(xué)特性是懸浮控制與走行控制的關(guān)鍵因素磁懸浮列車的動(dòng)力學(xué)特性是懸浮控制與走行控制的關(guān)鍵因素磁懸浮列車的磁懸浮列車的運(yùn)行速度高達(dá)運(yùn)行速度高達(dá)550 km/h550 km/h第22頁/共30頁第二十三頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。7 7）機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)）機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì) 機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)是機(jī)構(gòu)綜合中普遍適用的

30、方法和主要發(fā)展方向。機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)大致機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)是機(jī)構(gòu)綜合中普遍適用的方法和主要發(fā)展方向。機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)大致包括：根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)變量；給出數(shù)學(xué)模型，確定設(shè)計(jì)約束，建立目標(biāo)包括：根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)變量；給出數(shù)學(xué)模型，確定設(shè)計(jì)約束，建立目標(biāo)函數(shù)；探索最優(yōu)化途徑，優(yōu)選設(shè)計(jì)變量；最優(yōu)化方案確定。函數(shù)；探索最優(yōu)化途徑，優(yōu)選設(shè)計(jì)變量；最優(yōu)化方案確定。 機(jī)構(gòu)最優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用十分廣泛。對(duì)于平面連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)最優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用十分廣泛。對(duì)于平面連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)綜合和動(dòng)力綜合，組合機(jī)構(gòu)中再現(xiàn)函數(shù)與軌跡的設(shè)計(jì)以及如何使齒輪減速綜合和動(dòng)力綜合，組合機(jī)構(gòu)中再現(xiàn)函數(shù)與軌跡的設(shè)

31、計(jì)以及如何使齒輪減速器體積最小等，均采用了最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，并得到了顯著效果。器體積最小等，均采用了最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，并得到了顯著效果。 另外，對(duì)于機(jī)構(gòu)的優(yōu)化平衡、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)彈性動(dòng)力綜合以及空間連桿機(jī)構(gòu)的另外，對(duì)于機(jī)構(gòu)的優(yōu)化平衡、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)彈性動(dòng)力綜合以及空間連桿機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化問題也有不少研究。最優(yōu)化問題也有不少研究。第23頁/共30頁第二十四頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。8 8）仿生機(jī)構(gòu)學(xué)）仿生機(jī)構(gòu)學(xué) 仿生機(jī)構(gòu)學(xué)的研究一直受到很大重視。不少國(guó)仿生機(jī)構(gòu)學(xué)的研究一直受到很大重視。不少國(guó)家積極開展對(duì)人的手指、手腕和手臂的結(jié)構(gòu)、動(dòng)作家積極開展對(duì)人的手指、手腕和手臂的結(jié)構(gòu)、動(dòng)作原理和運(yùn)動(dòng)范圍的分析研究，已研制出

32、各種多自由原理和運(yùn)動(dòng)范圍的分析研究，已研制出各種多自由度的生物電控或聲控的機(jī)械假手，造福于人類。同度的生物電控或聲控的機(jī)械假手，造福于人類。同時(shí)，各種仿生步行機(jī)構(gòu)也不斷被研究出來。時(shí)，各種仿生步行機(jī)構(gòu)也不斷被研究出來。 另外，通過研制蛇形機(jī)構(gòu)來探測(cè)管道故另外，通過研制蛇形機(jī)構(gòu)來探測(cè)管道故障；通過魚游機(jī)構(gòu)研制來解決深水探測(cè)問題。障；通過魚游機(jī)構(gòu)研制來解決深水探測(cè)問題。 隨著人們對(duì)各種仿生機(jī)構(gòu)的深入研究，隨著人們對(duì)各種仿生機(jī)構(gòu)的深入研究，將會(huì)有利于創(chuàng)造出各種新穎的、具有特殊將會(huì)有利于創(chuàng)造出各種新穎的、具有特殊功能的新機(jī)構(gòu)來。功能的新機(jī)構(gòu)來。第24頁/共30頁第二十五頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。中

33、中國(guó)國(guó)首首臺(tái)臺(tái)擬擬人人形形機(jī)機(jī)器器人人翩翩翩翩起起舞舞的的機(jī)機(jī)器器人人仿真美女仿真美女機(jī)器人機(jī)器人第25頁/共30頁第二十六頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。各式各樣的仿生機(jī)械各式各樣的仿生機(jī)械第26頁/共30頁第二十七頁，編輯于星期一：九點(diǎn) 九分。9 9）微型機(jī)械）微型機(jī)械 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代中后期興起了對(duì)微型機(jī)械（或稱為微型機(jī)年代中后期興起了對(duì)微型機(jī)械（或稱為微型機(jī)電系統(tǒng)）的研制，以適應(yīng)生物、環(huán)境控制、醫(yī)學(xué)、航空航天、數(shù)字通信、傳感技術(shù)、靈巧電系統(tǒng)）的研制，以適應(yīng)生物、環(huán)境控制、醫(yī)學(xué)、航空航天、數(shù)字通信、傳感技術(shù)、靈巧武器等領(lǐng)域在微小型化方面提出的日益增長(zhǎng)的要求。武器等領(lǐng)域在微小型化方面提出的日益增長(zhǎng)的要求。 微型機(jī)械