機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

機(jī)械原理主講人：方芳機(jī)械原理課程說明:1．成績評定平時(shí)：20%（考勤、作業(yè)成績、課堂提問）實(shí)驗(yàn)：10%期末考試：70%；2．作業(yè)要求3．考勤總學(xué)時(shí)：58時(shí)學(xué)分：3分2參考書:《機(jī)械原理》，王知行、劉廷榮主編，高等教育出版社，2000年2月《機(jī)械原理教程》，申永勝主編，清華大學(xué)出版社，1999年8月《機(jī)械原理輔導(dǎo)與習(xí)題全解》，郭維林主編，中國水利水電出版社，2009年1月《機(jī)械原理學(xué)習(xí)指南》，陳作模主編，高等教育出版社，2008年5月《機(jī)械原理常見題型解析及模擬題》，葛文杰主編，西工大出版社，1999年6月3第一章緒論重點(diǎn)：本課程研究的對象和研究的內(nèi)容難點(diǎn)：掌握本課程的特點(diǎn)，靈活應(yīng)用學(xué)習(xí)方法4第一章緒論§1-1本課程研究的對象及內(nèi)容§1-2學(xué)習(xí)本課程的目的§1-3本課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)時(shí)注意的幾個(gè)問題學(xué)什么?為什么學(xué)？如何學(xué)?5§1-1本課程研究的對象及內(nèi)容一、研究對象機(jī)械機(jī)器：是指一種執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置，可用來變換和傳遞能量、物料和信息。機(jī)構(gòu)：是指一種用來傳遞與變換運(yùn)動(dòng)和力的可動(dòng)裝置。1、機(jī)器

6內(nèi)燃機(jī)7六自由度關(guān)節(jié)式工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)示教板操作機(jī)8焊接機(jī)器人9仿生智能機(jī)械10蒸汽機(jī)車內(nèi)燃機(jī)車電力機(jī)車機(jī)車11汽車12船舶13飛機(jī)14為了說明機(jī)器究竟具有哪些特征？它又是怎樣組成的呢？先來看兩個(gè)典型的實(shí)例：1）內(nèi)燃機(jī)

(圖1-1)：把燃?xì)馊紵龝r(shí)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。內(nèi)燃機(jī)65438712910汽缸體1、活塞2、進(jìn)氣閥3、排氣閥4、連桿5、曲軸6、凸輪7、頂桿8、齒輪9、10組成：15工作原理：1.活塞下行，進(jìn)氣閥開啟，混合氣體進(jìn)入汽缸；2.活塞上行，進(jìn)氣閥關(guān)閉，混合氣體被壓縮，在頂部點(diǎn)火燃燒；3.高壓燃燒氣體推動(dòng)活塞下行，兩氣閥關(guān)閉；4.活塞上行，排氣閥開啟，廢氣體被排出汽缸。內(nèi)燃機(jī)的工作過程：內(nèi)燃機(jī)65438712910進(jìn)氣壓縮爆炸排氣16內(nèi)燃機(jī)各部分的作用：活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)——曲柄滑塊機(jī)構(gòu)凸輪和頂桿用來啟閉進(jìn)氣閥和排氣閥——凸輪機(jī)構(gòu)兩個(gè)齒輪用來保證進(jìn)、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)動(dòng)作——齒輪機(jī)構(gòu)

內(nèi)燃機(jī)172）牛頭刨床(如圖)：由電動(dòng)機(jī)1、小齒輪2、與大齒輪固定在一起的曲柄3、滑塊4和6、導(dǎo)桿5、刨頭7、工作臺8、絲杠9、床身10等組成。電能機(jī)械能。18工作原理：

電動(dòng)機(jī)皮帶、齒輪傳動(dòng)曲柄3(回轉(zhuǎn))工作臺8(橫向移動(dòng))導(dǎo)桿5(往復(fù)擺動(dòng))刨頭7(往復(fù)直線移動(dòng))通過其他輔助部分帶動(dòng)絲杠9(間歇回轉(zhuǎn))刨削動(dòng)作

產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)工件的進(jìn)給動(dòng)作19機(jī)器具有以下幾個(gè)共同的特征：

①多種實(shí)物的組合體；②各實(shí)物之間具有確定的相對運(yùn)動(dòng)；③能完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能，可用來代替或減輕人類的勞動(dòng)；∴機(jī)器是根據(jù)某種使用要求而設(shè)計(jì)的一種人為實(shí)物組合的執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，其作用是變換或傳遞能量、物料、信息，以代替或減輕人類的勞動(dòng)。傳統(tǒng)機(jī)器④具有自我調(diào)節(jié)、自我控制的能力。如機(jī)器人、機(jī)械手。20機(jī)器的組成：一臺發(fā)展完善的現(xiàn)代化機(jī)器由四部分組成：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)。(1)原動(dòng)機(jī)：為機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)提供動(dòng)力，常用的原動(dòng)機(jī)有電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、液壓機(jī)、氣動(dòng)機(jī)等。電動(dòng)機(jī)可以把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能；內(nèi)燃機(jī)可把燃料燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。齒輪減速器多缸內(nèi)燃機(jī)21(2)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：按執(zhí)行機(jī)構(gòu)作業(yè)的特定要求，把原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。(3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：它是一部機(jī)器中最接近作業(yè)工作端的機(jī)構(gòu)，它通過執(zhí)行構(gòu)件與被作業(yè)件相接觸，以完成作業(yè)任務(wù)。起重機(jī)挖掘機(jī)22(4)控制系統(tǒng)：用來處理機(jī)器各組成部分之間，以及與外部其它機(jī)器之間的工作協(xié)調(diào)關(guān)系，它通常由各種計(jì)算機(jī)和控制器組成。原動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)各組成部分關(guān)系:傳統(tǒng)的機(jī)器：現(xiàn)代機(jī)器：232、機(jī)構(gòu)

常用的機(jī)構(gòu)有：

（1）齒輪機(jī)構(gòu)(Gear

mechanism)

機(jī)件形狀特點(diǎn)：具有輪齒；運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：把高速轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)榈退俎D(zhuǎn)動(dòng)或反之。齒輪機(jī)構(gòu)24（2）凸輪機(jī)構(gòu)(Cammechanism)

主要機(jī)件：具有特定輪廓曲線的凸輪；

運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：從動(dòng)件(推桿)按指定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作周期性的往復(fù)移動(dòng)或擺動(dòng)。（3）連桿機(jī)構(gòu)(Linkagemechanism)

機(jī)件基本形狀：桿狀或塊狀；

運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)、移動(dòng)等運(yùn)動(dòng)形式的相互轉(zhuǎn)換。

連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)254）間歇運(yùn)動(dòng)(intermittentmotion)機(jī)構(gòu):5）帶、鏈傳動(dòng)(belt、chaindrive)機(jī)構(gòu)：6）螺旋機(jī)構(gòu)(Screwmechanism)

：間歇機(jī)構(gòu)三角帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)26∴機(jī)構(gòu)是一個(gè)具有相對機(jī)械運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件系統(tǒng)，用來傳遞與變換運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的可動(dòng)裝置。它是機(jī)器的重要組成部分。機(jī)構(gòu)具有機(jī)器的前兩個(gè)特征。機(jī)器和機(jī)構(gòu)從結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)來看，兩者之間并無區(qū)別。因此，人們常用“機(jī)械”一詞來作為它們的總稱。因?yàn)楦鞣N機(jī)器是由不同的機(jī)構(gòu)組合而成的，而機(jī)構(gòu)的類型是有限的，所以本課程的主要研究對象是機(jī)構(gòu)。271、機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析2、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析3、機(jī)器動(dòng)力學(xué)問題包括5個(gè)方面1)分析受力、作功、效率；3)研究調(diào)速和平衡問題。2)研究真實(shí)運(yùn)動(dòng)；二、研究內(nèi)容4)常用機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)：5)機(jī)構(gòu)的選型及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。28從所研究內(nèi)容的性質(zhì)來看，可歸納為兩個(gè)方面：2）機(jī)械的設(shè)計(jì)(綜合)1）機(jī)械的分析29§1-2本課程的地位、任務(wù)及學(xué)習(xí)本課程的目的一、地位

《機(jī)械原理》如同機(jī)械制圖、電工學(xué)一樣，是機(jī)械類各專業(yè)一門重要的主干技術(shù)基礎(chǔ)課。它既不同與基礎(chǔ)課，它比物理、理論力學(xué)等基礎(chǔ)課更加接近工程實(shí)際；又不同于專業(yè)課，機(jī)械類的專業(yè)課研究的是各種各樣的具體機(jī)械的特殊問題，而《機(jī)械原理》研究的是各種機(jī)械的一些共性問題及常用的一些機(jī)構(gòu)。二、任務(wù)

掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能，并初步具有確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案、分析機(jī)構(gòu)和設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的能力。三、目的

為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和掌握專業(yè)知識大好基礎(chǔ)為畢業(yè)設(shè)計(jì)提供機(jī)械設(shè)計(jì)知識為今后工作提供有關(guān)機(jī)械設(shè)備管理、設(shè)計(jì)的知識30§1-3本課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題

掌握本課程的特點(diǎn)

注重理論聯(lián)系實(shí)際

逐步建立工程觀點(diǎn)

認(rèn)真對待每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)31掌握本課程的特點(diǎn)技術(shù)基礎(chǔ)課是基礎(chǔ)理論與工程實(shí)際的結(jié)合要用到物理、數(shù)學(xué)、力學(xué)、機(jī)械制圖和工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)等先修課程的知識

具有一定的理論系統(tǒng)性及邏輯性和較強(qiáng)的工程實(shí)踐性∴應(yīng)注意掌握基本的概念、原理及機(jī)構(gòu)的分析與綜合的方法。32注重理論聯(lián)系實(shí)際本課程著重研究一般機(jī)械的共性問題要注意理論和方法在理論上建立和推演的嚴(yán)密性和邏輯性要注意理論和方法如何應(yīng)用到工程實(shí)際中要留意日常生活和生產(chǎn)中遇到的各種機(jī)械，以豐富自己的感性認(rèn)識要用所學(xué)到的理論和方法認(rèn)識分析所遇到的機(jī)械，以加深理解，使理論和實(shí)踐相互促進(jìn)。33初步建立工程觀點(diǎn)正確理解名詞含義重視公式的應(yīng)用掌握不同方法其基本原理和作法。具有分析、判斷、決策的能力，要養(yǎng)成綜合分析、全面考慮問題的習(xí)慣和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的工作作風(fēng)。34認(rèn)真對待教學(xué)的