機(jī)構(gòu)機(jī)器機(jī)械的基本概念

機(jī)構(gòu)機(jī)器機(jī)械的基本概念第1頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月本章重點(diǎn)、難點(diǎn)

本章主要介紹本課程的研究對(duì)象和主要內(nèi)容。重點(diǎn)是熟悉本課程的研究對(duì)象以及研究?jī)?nèi)容，對(duì)學(xué)科發(fā)展動(dòng)向有一定了解。難點(diǎn)是掌握機(jī)構(gòu)、機(jī)器、機(jī)械的基本概念、它們的作用、區(qū)別與聯(lián)系。第2頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1本課程研究的對(duì)象及內(nèi)容機(jī)械原理又稱(chēng)機(jī)器理論與機(jī)構(gòu)學(xué)，是機(jī)械工程各專(zhuān)業(yè)的一門(mén)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、維修等方面具有十分重要的作用。機(jī)械原理的研究對(duì)象是機(jī)械，研究?jī)?nèi)容是有關(guān)機(jī)械的基本理論問(wèn)題。機(jī)械是機(jī)構(gòu)與機(jī)器的總稱(chēng)。機(jī)構(gòu)的定義:用來(lái)傳遞與變換運(yùn)動(dòng)和力的可動(dòng)的裝置。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(wàn)向聯(lián)軸器等。第3頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

機(jī)器的定義：一種用來(lái)變換或傳遞能量、物料與信息的機(jī)構(gòu)的組合。實(shí)例：縫紉機(jī)、洗衣機(jī)、各類(lèi)機(jī)床、運(yùn)輸車(chē)輛、農(nóng)用機(jī)器、起重機(jī)等。

注意：機(jī)構(gòu)的數(shù)量是有限的。

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。第4頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月連桿機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)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)。第5頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第6頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第7頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

機(jī)構(gòu)的作用：一是用來(lái)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(lái)傳遞動(dòng)力。

機(jī)器的作用：代替或減輕人類(lèi)勞動(dòng)，或?qū)⒁环N能量（物料、信息）形式轉(zhuǎn)換成另一種形式。動(dòng)力機(jī)器——完成能量的轉(zhuǎn)換。工作機(jī)器——完成有用的機(jī)械功或搬運(yùn)物品。信息機(jī)器——完成信息的傳遞和變換。機(jī)器的類(lèi)別隨著科學(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)器具有信息化、智能化和柔性化。第8頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月其中實(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(guò)有序的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞來(lái)最終實(shí)現(xiàn)功能變換，完成工作過(guò)程。機(jī)器中的運(yùn)動(dòng)單元體稱(chēng)為構(gòu)件。因此，機(jī)器是把一個(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)。信息測(cè)量和處理系統(tǒng)——由計(jì)算機(jī)來(lái)完成的部分。傳動(dòng)部分及執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)——完成工作過(guò)程。機(jī)器的組成第9頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自動(dòng)洗衣機(jī)的組成：控制器(控制部分)電動(dòng)機(jī)(原動(dòng)部分)減速器(傳動(dòng)部分)波輪(工作部分)帶(傳動(dòng)部分)第10頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月本課程主要包括以下內(nèi)容：①機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的基本知識(shí)。②機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。③機(jī)器動(dòng)力學(xué)。④常用機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)。⑤機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。本課程是研究機(jī)構(gòu)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)的一門(mén)重要技術(shù)基礎(chǔ)課程。第11頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)械原理所學(xué)的內(nèi)容是有關(guān)機(jī)械的基礎(chǔ)知識(shí)，是機(jī)械類(lèi)各專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。1.2學(xué)習(xí)本課程的目的（1）為學(xué)習(xí)好機(jī)械類(lèi)有關(guān)專(zhuān)業(yè)課打好理論基礎(chǔ)。（2）為機(jī)械新產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。（3）為現(xiàn)有機(jī)械的合理使用和改進(jìn)打好基礎(chǔ)。（4）現(xiàn)代世界各國(guó)間的競(jìng)爭(zhēng)主要表現(xiàn)為綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)。第12頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3如何進(jìn)行本課程的學(xué)習(xí)搞清基本概念，理解基本原理，掌握機(jī)構(gòu)分析和綜合的基本方法。著重研究以下兩大部分內(nèi)容：1、研究各種機(jī)構(gòu)和機(jī)器所具有的一般共性問(wèn)題。2、研究各種機(jī)器中常用的一些機(jī)構(gòu)的性能及其設(shè)計(jì)方法，以及機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的問(wèn)題。注意培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)基本理論和方法去發(fā)現(xiàn)、分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。養(yǎng)成綜合分析、全面考慮問(wèn)題的習(xí)慣。堅(jiān)持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的工作作風(fēng)，講求實(shí)效的工程觀點(diǎn)。第13頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

①深刻理解課程中的基本概念。②掌握機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫(huà)法，并習(xí)慣用簡(jiǎn)圖來(lái)認(rèn)識(shí)機(jī)構(gòu)和機(jī)器。③掌握本課程的基本研究方法，如速度瞬心法、矢量方程圖解法等。④掌握各種典型機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、分析和設(shè)計(jì)方法。⑤善于將前后內(nèi)容聯(lián)系，融會(huì)貫通。⑥善于理論聯(lián)系實(shí)際，多看多想。⑦復(fù)習(xí)有關(guān)例題、習(xí)題，歸納總結(jié)解題思路。具體要求：第14頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大——上天(太空探險(xiǎn))、入地(水平鉆探)、下海(深?？碧?、打撈作業(yè))、甚至鉆入人體內(nèi)(血管清理)。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)、仿生機(jī)械學(xué)、機(jī)器人機(jī)械學(xué)、機(jī)械CAD等。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——在機(jī)械分析與綜合時(shí)，由只考慮運(yùn)動(dòng)性能過(guò)渡到同時(shí)考慮其動(dòng)力性能。機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展1.4機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀簡(jiǎn)介第15頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多種星際探測(cè)器第16頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月和平號(hào)空間站國(guó)際空間站第17頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月空中客車(chē)A380的最大載客量為840人，最大航程16,000km，是目前全球載客量最大的飛機(jī)。波音777-200LR客機(jī)的載客量為301人，最大飛行距離為17,500km，是目前世界上航程最遠(yuǎn)的客機(jī)。第18頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月深井鉆探設(shè)備沙漠石油鉆探作業(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。第19頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋石油鉆探平臺(tái)海底探索救助打撈第20頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月形形色色的水下機(jī)器人6000米水下機(jī)器人第21頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月人體器官內(nèi)的微型機(jī)器人醫(yī)療機(jī)器人正輔助心臟病手術(shù)第22頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磁懸浮列車(chē)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(chē)的運(yùn)行速度高達(dá)550km/h第23頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月仿生機(jī)構(gòu)學(xué)的研究一直受到很大重視。不少?lài)?guó)家積極開(kāi)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(lèi)。同時(shí)，各種仿生步行機(jī)構(gòu)也不斷被研究出來(lái)。另外，通過(guò)研制蛇形機(jī)構(gòu)來(lái)探測(cè)管道故障；通過(guò)魚(yú)游機(jī)構(gòu)研制來(lái)解決深水探測(cè)問(wèn)題。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、具有特殊功能的新機(jī)構(gòu)來(lái)。第24頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月中國(guó)首臺(tái)擬人形機(jī)器人翩翩起舞的機(jī)器人仿真美女機(jī)器人第25頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月各式各樣的仿生機(jī)械第26頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)80年代中后期興起了對(duì)微型機(jī)械（或稱(chēng)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)械在尺度、構(gòu)