機(jī)械原理孫桓第一章

1、主講：機(jī)械學(xué)院基礎(chǔ)部陳艷主講：機(jī)械學(xué)院基礎(chǔ)部陳艷教材：孫桓教材：孫桓機(jī)械原理機(jī)械原理 （第七版）（第七版）聯(lián)系方式：聯(lián)系方式： Tel:85583117 E-mail: QQ:1030799317公共信箱：公共信箱： key: wdjxyl要求：u1、前五分鐘隨機(jī)點(diǎn)名復(fù)述上一節(jié)課主要內(nèi)容（原理、概念、）u2、后五分鐘隨機(jī)點(diǎn)名復(fù)述本節(jié)課的主要內(nèi)容（原理、概念）u3、作業(yè)u4、實(shí)驗(yàn)u5、小設(shè)計(jì)（課程設(shè)計(jì)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)，創(chuàng)新大賽、專利）機(jī)機(jī) 械械 原原 理理 孫桓孫桓西安科技大學(xué)西安科技大學(xué)2022年年7月月5日星期二日星期二第一章第一章 緒論緒論 基本要求：明確本課程研究的對

2、象和內(nèi)容，以及在培養(yǎng)高級技術(shù)人才全局中的地位、任務(wù)和作用，對機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展趨勢有所了解。重點(diǎn)：本課程研究的對象和內(nèi)容。& 1-1 機(jī)械原理課程的研究對象與內(nèi)容機(jī)械原理課程的研究對象與內(nèi)容機(jī)械是機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱。機(jī)械是機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱。機(jī)機(jī)械械機(jī)機(jī) 器器機(jī)機(jī) 構(gòu)構(gòu)研究對象：機(jī)械研究對象：機(jī)械什么是機(jī)器呢？什么是機(jī)器呢？什么是機(jī)構(gòu)呢？什么是機(jī)構(gòu)呢？內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)普通車床普通車床數(shù)控車床數(shù)控車床數(shù)控銑床，數(shù)控銑床，這是一種這是一種機(jī)器機(jī)器，主，主要用來加要用來加工平面和工平面和曲面。曲面。主軸主軸安裝安裝銑刀銑刀工作臺(tái)工作臺(tái)鋸床鋸床數(shù)控壓彎機(jī)數(shù)控壓彎機(jī)數(shù)控剪板機(jī)數(shù)控剪板機(jī)“神舟五號神舟五號”發(fā)射時(shí)

3、的情景。發(fā)射時(shí)的情景。發(fā)射塔發(fā)射塔、運(yùn)載火箭運(yùn)載火箭都是龐大的都是龐大的機(jī)器機(jī)器。什么是機(jī)器呢？什么是機(jī)器呢？ 機(jī)器是一種人為實(shí)物組合的機(jī)器是一種人為實(shí)物組合的具有確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，它用具有確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，它用來完成有用功、轉(zhuǎn)換能量或處理來完成有用功、轉(zhuǎn)換能量或處理信息，以代替或減輕人類的勞動(dòng)。信息，以代替或減輕人類的勞動(dòng)。一部機(jī)器可能包含多種類型的機(jī)構(gòu)，也可能只包含一種機(jī)構(gòu)。一部機(jī)器可能包含多種類型的機(jī)構(gòu)，也可能只包含一種機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)什么是機(jī)什么是機(jī)構(gòu)呢？構(gòu)呢？是一個(gè)具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的是一個(gè)具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件系統(tǒng)，或稱它是用來傳遞構(gòu)件系

4、統(tǒng)，或稱它是用來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的可動(dòng)裝置。運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的可動(dòng)裝置。機(jī)構(gòu)中形成相對運(yùn)動(dòng)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)單元稱為機(jī)構(gòu)中形成相對運(yùn)動(dòng)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)單元稱為構(gòu)構(gòu)件件，零件零件是制造單元。構(gòu)件可以是單一的零是制造單元。構(gòu)件可以是單一的零件，也可以是有若干個(gè)零件組成的運(yùn)動(dòng)單元件，也可以是有若干個(gè)零件組成的運(yùn)動(dòng)單元在機(jī)械原理課程中要研究以下內(nèi)容：在機(jī)械原理課程中要研究以下內(nèi)容：1、機(jī)構(gòu)的分析、機(jī)構(gòu)的分析（1）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析研究機(jī)構(gòu)的組成及具有確定運(yùn)動(dòng)的條件；組成原理及結(jié)構(gòu)研究機(jī)構(gòu)的組成及具有確定運(yùn)動(dòng)的條件；組成原理及結(jié)構(gòu)分類；運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制。分類；運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制。（2）機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析）機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析研究

5、在給定原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的條件下，機(jī)構(gòu)各點(diǎn)的軌跡、研究在給定原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的條件下，機(jī)構(gòu)各點(diǎn)的軌跡、位移、速度、加速度等運(yùn)動(dòng)特性。位移、速度、加速度等運(yùn)動(dòng)特性?！皺C(jī)械原理機(jī)械原理”是一門從力學(xué)原理的角度研究機(jī)械的組成是一門從力學(xué)原理的角度研究機(jī)械的組成、分析與設(shè)計(jì)基本理論的課程，是一門（專業(yè)）技術(shù)基、分析與設(shè)計(jì)基本理論的課程，是一門（專業(yè)）技術(shù)基礎(chǔ)課。礎(chǔ)課。2、常用機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題、常用機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題主要研究：連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)主要研究：連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法。動(dòng)機(jī)構(gòu)等的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法。3、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)4、機(jī)械動(dòng)力

6、學(xué)問題、機(jī)械動(dòng)力學(xué)問題主要研究：如何根據(jù)機(jī)器的功能來確定運(yùn)動(dòng)方案。主要研究：如何根據(jù)機(jī)器的功能來確定運(yùn)動(dòng)方案。主要研究：機(jī)械系統(tǒng)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律、機(jī)械的調(diào)速和主要研究：機(jī)械系統(tǒng)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律、機(jī)械的調(diào)速和機(jī)構(gòu)的平衡。機(jī)構(gòu)的平衡。（3）機(jī)構(gòu)的力分析）機(jī)構(gòu)的力分析研究機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副中力的計(jì)算、摩擦及效率研究機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副中力的計(jì)算、摩擦及效率問題。問題。 一臺(tái)典型的現(xiàn)代化機(jī)器是由四個(gè)部分組成的，即一臺(tái)典型的現(xiàn)代化機(jī)器是由四個(gè)部分組成的，即原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)。機(jī)機(jī)器器原原 動(dòng)動(dòng) 機(jī)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)& 1

7、-2 現(xiàn)代化機(jī)器的組成現(xiàn)代化機(jī)器的組成原動(dòng)機(jī)主要有電動(dòng)、液動(dòng)、氣動(dòng)三種形式原動(dòng)機(jī)主要有電動(dòng)、液動(dòng)、氣動(dòng)三種形式從運(yùn)動(dòng)形式來劃分有回轉(zhuǎn)、往復(fù)直線和步進(jìn)等多種運(yùn)動(dòng)形式從運(yùn)動(dòng)形式來劃分有回轉(zhuǎn)、往復(fù)直線和步進(jìn)等多種運(yùn)動(dòng)形式原動(dòng)機(jī)用于提供動(dòng)力原動(dòng)機(jī)用于提供動(dòng)力電動(dòng)原動(dòng)機(jī)的形式是：電動(dòng)機(jī)電動(dòng)原動(dòng)機(jī)的形式是：電動(dòng)機(jī)從運(yùn)動(dòng)形式看，電動(dòng)機(jī)有輸出轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)電從運(yùn)動(dòng)形式看，電動(dòng)機(jī)有輸出轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)和輸出往復(fù)移動(dòng)的直線電動(dòng)機(jī)動(dòng)機(jī)和輸出往復(fù)移動(dòng)的直線電動(dòng)機(jī)從電源形式看，電動(dòng)機(jī)有使用交流電源的交從電源形式看，電動(dòng)機(jī)有使用交流電源的交流電動(dòng)機(jī)和使用直流電源的直流電動(dòng)機(jī)流電動(dòng)機(jī)和使用直流電源的直流電動(dòng)機(jī)從控制形式看，有輸

8、出位移、速度都不可控從控制形式看，有輸出位移、速度都不可控制的電動(dòng)機(jī)，有輸出位移、速度、力矩可以制的電動(dòng)機(jī)，有輸出位移、速度、力矩可以控制的控制電動(dòng)機(jī)。控制的控制電動(dòng)機(jī)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞或變換給執(zhí)行機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞或變換給執(zhí)行機(jī)構(gòu)在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中一般首先與電機(jī)聯(lián)接的是減速機(jī)構(gòu)，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中一般首先與電機(jī)聯(lián)接的是減速機(jī)構(gòu)，最常用的是各種類型的減速器、變速器等最常用的是各種類型的減速器、變速器等?？刂葡到y(tǒng)控制系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的工作協(xié)調(diào)，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的工作協(xié)調(diào)，或者各機(jī)器之間的工作協(xié)調(diào)?；蛘吒鳈C(jī)器之間的工作協(xié)調(diào)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器的功能，如機(jī)床的刀架

9、、用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器的功能，如機(jī)床的刀架、機(jī)器人的手爪等。機(jī)器人的手爪等。& 1-3 學(xué)習(xí)本課程的目的學(xué)習(xí)本課程的目的機(jī)械原理課程的地位機(jī)械原理課程的地位1. 機(jī)械原理是機(jī)械類各專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。機(jī)械原理是機(jī)械類各專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。2. 與一般的基礎(chǔ)課比更接近工程實(shí)際。與一般的基礎(chǔ)課比更接近工程實(shí)際。3. 與專業(yè)課比具有更寬的研究面和更廣的適應(yīng)性。與專業(yè)課比具有更寬的研究面和更廣的適應(yīng)性。學(xué)習(xí)本課程的目的學(xué)習(xí)本課程的目的1. 為學(xué)習(xí)機(jī)械類有關(guān)專業(yè)課打好理論基礎(chǔ)。為學(xué)習(xí)機(jī)械類有關(guān)專業(yè)課打好理論基礎(chǔ)。2. 為機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)為機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)3. 為現(xiàn)

10、有機(jī)械的合理使用和革新改造打基礎(chǔ)為現(xiàn)有機(jī)械的合理使用和革新改造打基礎(chǔ)u1-4 如何進(jìn)行本課程的學(xué)習(xí)如何進(jìn)行本課程的學(xué)習(xí) 掌握基本概念掌握基本概念,基本原理基本原理,機(jī)構(gòu)分析和綜合機(jī)構(gòu)分析和綜合(設(shè)計(jì)設(shè)計(jì))的基本方法的基本方法.學(xué)習(xí)方法：學(xué)習(xí)方法：1.在學(xué)習(xí)知識的同時(shí)，注重能力的培養(yǎng)。在學(xué)習(xí)知識的同時(shí)，注重能力的培養(yǎng)。2.在重視邏輯思維的同時(shí)，加強(qiáng)形象思維能力的培養(yǎng)。在重視邏輯思維的同時(shí)，加強(qiáng)形象思維能力的培養(yǎng)。3.注意先修課程的應(yīng)用。注意先修課程的應(yīng)用。(理論力學(xué)）理論力學(xué)）4.理論聯(lián)系實(shí)際，能夠做到舉一反三。理論聯(lián)系實(shí)際，能夠做到舉一反三。 輔導(dǎo)答疑輔導(dǎo)答疑1-5 機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀簡介機(jī)

11、械原理學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀簡介 1.1.以機(jī)構(gòu)創(chuàng)新為主要內(nèi)容的機(jī)構(gòu)學(xué)得以機(jī)構(gòu)創(chuàng)新為主要內(nèi)容的機(jī)構(gòu)學(xué)得到了迅速發(fā)展。到了迅速發(fā)展。 多桿多自由度的平面連桿機(jī)構(gòu)、空間機(jī)構(gòu)、各種組合機(jī)構(gòu)（包括各種含有撓性構(gòu)件的組合機(jī)構(gòu)）、機(jī)、電、液一體化的機(jī)構(gòu)都在研究之中，有些已得到應(yīng)用。 機(jī)器人、機(jī)械手等仿生機(jī)械得到較快的發(fā)展,包括高溫、高壓、有毒、有放射性等特殊條件下工作的機(jī)器人和機(jī)械手。例如宇宙飛船上用于收回衛(wèi)星的機(jī)械臂；在核電站安裝設(shè)備的機(jī)器人；在深海海底作業(yè)的機(jī)器人等。此外,微技術(shù)的發(fā)展,還創(chuàng)造了一些微型機(jī)械。如可在人的腹腔內(nèi)進(jìn)行外科手術(shù)的手術(shù)刀,甚至可在人的血管中爬行的微型機(jī)器人等都已經(jīng)使用。 2.新的理論和方法新的理論和方法 計(jì)算機(jī)輔助分析計(jì)算機(jī)輔助分析(adams,ansys等）計(jì)算機(jī)輔等）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（助設(shè)計(jì)（pro/e,solidworks)、優(yōu)化設(shè)計(jì)（包括、優(yōu)