機(jī)械原理第1章：緒論

§1－1本課程研究的對(duì)象和內(nèi)容§1－2本課程在教學(xué)中的地位§1－3課程的性質(zhì)和學(xué)習(xí)方法§1－4機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀簡(jiǎn)介第一章緒論

顧名思義，本課程研究對(duì)象為：機(jī)械機(jī)械機(jī)器斜面任何機(jī)械都經(jīng)歷了：簡(jiǎn)單→復(fù)雜的發(fā)展過(guò)程。機(jī)械－人造的用來(lái)減輕或替代人類勞動(dòng)的多件實(shí)物的組合體。

機(jī)構(gòu)

（包括：龍門吊、鶴式吊、汽車吊、卷?yè)P(yáng)機(jī)、叉車、電梯－電腦控制）。一般而言，機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱→杠桿→起重轱轆→滑輪組→手動(dòng)(電動(dòng))葫蘆→現(xiàn)代起重機(jī)起重機(jī)的發(fā)展歷程：§1－1本課程研究的對(duì)象和內(nèi)容原理－機(jī)械的組成原理、工作原理、分析和設(shè)計(jì)原理(方法)等。

機(jī)器－根據(jù)某種具體使用要求而設(shè)計(jì)的多件實(shí)物的組合體。機(jī)構(gòu)－能夠用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和力或改變運(yùn)動(dòng)形式的多件實(shí)物的組合體。如：連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、

齒輪機(jī)構(gòu)等。種類有限如: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)器的種類繁多，結(jié)構(gòu)、性能和用途等各不相同，但具有相同的基本特征。

潘存云教授研制典型機(jī)器的分析：1.內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)組成：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，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。循環(huán)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，使曲軸輸出連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

潘存云教授研制設(shè)計(jì)：潘存云進(jìn)氣壓縮爆炸排氣內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程：活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，該組合體稱為：內(nèi)燃機(jī)各部分的作用：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)凸輪和頂桿用來(lái)啟閉進(jìn)氣閥和排氣閥；稱為：凸輪機(jī)構(gòu)兩個(gè)齒輪用來(lái)保證進(jìn)、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)動(dòng)作，稱為：齒輪機(jī)構(gòu)各部分協(xié)調(diào)動(dòng)作的結(jié)果：化學(xué)能機(jī)械能

潘存云教授研制電動(dòng)機(jī)2.工件自動(dòng)載送裝置含帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸桿傳動(dòng)、凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)等。動(dòng)爪定爪裝配夾具工件載送器滑桿檔塊凸輪機(jī)構(gòu)蝸桿傳動(dòng)帶傳動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)工件滑桿左移時(shí)，夾持器將工件夾住?；瑮U帶著工件右移時(shí)，夾持器動(dòng)爪受擋塊的壓迫將工件松開，工件落入載送器被傳送到下一道工序。強(qiáng)調(diào)代替人類完成有用工作

機(jī)器的共有特征：①人造的實(shí)物組合體；②各部分有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；③代替或減輕人類勞動(dòng)完成有用功或?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換

機(jī)器的作用

機(jī)器的分類：原動(dòng)機(jī)－實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換（如內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)、電動(dòng)機(jī)）種類有限工作機(jī)－完成有用功（如機(jī)床等）

種類繁多

工作機(jī)的組成：原動(dòng)部分－是工作機(jī)動(dòng)力的來(lái)源，最常見的是電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)。工作部分－完成預(yù)定的動(dòng)作，位于傳動(dòng)路線的終點(diǎn)。

傳動(dòng)部分－聯(lián)接原動(dòng)機(jī)和工作部分的中間部分。

控制部分－保證機(jī)器的啟動(dòng)、停止和正常協(xié)調(diào)動(dòng)作。

其關(guān)系如下機(jī)械機(jī)器機(jī)構(gòu)原動(dòng)機(jī)傳動(dòng)工作控制原動(dòng)機(jī)工作機(jī)

潘存云教授研制控制器(控制)電動(dòng)機(jī)(原動(dòng))帶(傳動(dòng))減速器(傳動(dòng))波輪(工作)分析自動(dòng)洗衣機(jī)的組成：潘存云教授研制

同理，通過(guò)對(duì)典型機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析可知：機(jī)構(gòu)的共有特征：①人造的實(shí)物組合體；②各部分有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；③用來(lái)傳遞力或?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。機(jī)構(gòu)的分類：通用機(jī)構(gòu)和專用機(jī)構(gòu)。

通用機(jī)構(gòu)---用途廣泛，如齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)等。專用機(jī)構(gòu)---只能用于特定場(chǎng)合，如鐘表的擒縱機(jī)構(gòu)。機(jī)械機(jī)器機(jī)構(gòu)原動(dòng)機(jī)工作機(jī)通用機(jī)構(gòu)專用機(jī)構(gòu)

本課程研究重點(diǎn)：通用機(jī)構(gòu)機(jī)器與機(jī)構(gòu)的關(guān)系：由兩個(gè)實(shí)例推廣到一般任意復(fù)雜的機(jī)器都是由若干組機(jī)構(gòu)按一定規(guī)律組合而成的。實(shí)際機(jī)器的種類有成千上萬(wàn)種，但機(jī)構(gòu)的種類確有限。類似關(guān)系：化合物與化學(xué)元素由機(jī)器與機(jī)構(gòu)的共有特征可知：機(jī)器與機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方面并無(wú)區(qū)別（僅作用不同），故統(tǒng)稱為機(jī)械。人造的組合體、有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)

§1－2本課程的研究?jī)?nèi)容1.機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析基本知識(shí)▲研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的可能性;能否運(yùn)動(dòng)▲機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的確定性；下一個(gè)位置和運(yùn)動(dòng)方向是否唯一▲機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分類。2.機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)▲機(jī)構(gòu)上某些特殊點(diǎn)的位置、速度、加速度的求法

和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；▲機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法；用簡(jiǎn)單圖形表示復(fù)雜機(jī)構(gòu)▲設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)的方法。按一定幾何條件和運(yùn)動(dòng)條件3.機(jī)器動(dòng)力學(xué)▲分析機(jī)構(gòu)的受力情況及力做功的情況；▲分析機(jī)器在已知外力作用下的運(yùn)動(dòng)；▲機(jī)器的調(diào)速和平衡方法。不考慮引起機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的力的作用，僅從幾何的觀點(diǎn)來(lái)研究

按解決問(wèn)題的性質(zhì)，研究?jī)?nèi)容又可分為兩大類：▲機(jī)構(gòu)分析－對(duì)已有機(jī)構(gòu)的研究。包括結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和力分析?！鴻C(jī)構(gòu)綜合－設(shè)計(jì)新的機(jī)構(gòu)。包括型綜合、尺度綜合、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力綜合。稱綜合而非設(shè)計(jì)的理由：▲僅限于根據(jù)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力要求，確定機(jī)構(gòu)各部分與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的尺寸；

本課程要解決的問(wèn)題

屬于機(jī)械設(shè)計(jì)課程的范疇機(jī)械設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在解決機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)，▲不涉及各個(gè)具體零件的強(qiáng)度計(jì)算，具體形狀和結(jié)構(gòu)、材料選擇等因素；▲設(shè)計(jì)結(jié)果是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，而非工程化的設(shè)計(jì)圖。

課程性質(zhì)：技術(shù)基礎(chǔ)課作用：承前啟后先修課程：高等數(shù)學(xué)、普通物理、工程制圖、理論力學(xué)同時(shí)，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可為今后學(xué)習(xí)諸如機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)床、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)課程打下基礎(chǔ)，作為一名工程技術(shù)人員，同學(xué)們?cè)诮窈蟮墓ぷ鲘徫簧蠈?huì)接觸各種各樣的通用或?qū)Ｓ脵C(jī)械，因此必須掌握機(jī)械方面的基礎(chǔ)知識(shí)?！?－3課程的性質(zhì)和學(xué)習(xí)方法課程的特點(diǎn)：1）實(shí)踐性強(qiáng)2）綜合性強(qiáng)本課程是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，其研究對(duì)象是在生產(chǎn)實(shí)際中廣泛應(yīng)用的機(jī)械，所要解決的問(wèn)題大多數(shù)是工程中的實(shí)際問(wèn)題（與理論力學(xué)的不同點(diǎn)），因此要求學(xué)生加強(qiáng)基本技能的訓(xùn)練，如簡(jiǎn)圖測(cè)繪、齒輪參數(shù)測(cè)量等。要培養(yǎng)工程素養(yǎng)，作圖應(yīng)嚴(yán)格按要求進(jìn)行。要重視實(shí)驗(yàn)課。3）獨(dú)立性強(qiáng)本課程學(xué)習(xí)要綜合運(yùn)用已學(xué)過(guò)的知識(shí)，約有1/3的內(nèi)容與理論力學(xué)有關(guān)。有些內(nèi)容可以說(shuō)是理論力學(xué)的延續(xù)與擴(kuò)展（用理論力學(xué)的原理分析具體的機(jī)械）。因此，一定要復(fù)習(xí)號(hào)理論力學(xué)中的有關(guān)內(nèi)容，如運(yùn)動(dòng)學(xué)、摩擦學(xué)等。各章內(nèi)容彼此獨(dú)立，前后聯(lián)系不甚密切。因此，要經(jīng)常復(fù)習(xí)前面已學(xué)過(guò)的內(nèi)容，以免出現(xiàn)猴子扮苞米的現(xiàn)象。4)四多：內(nèi)容多、概念多、符號(hào)多、公式多。不要求死記硬背，關(guān)鍵在于理解，重點(diǎn)在于應(yīng)用。會(huì)用自然能記住。

如何學(xué)習(xí)本課程？▲著重搞清楚基本概念，理解基本原理，掌握機(jī)構(gòu)分析與綜合的基本方法?！⒁獍岩话阍砗头椒ㄅc具體運(yùn)用密切聯(lián)系起來(lái)。并用所學(xué)知識(shí)觀察日常生活與生產(chǎn)遇到的各種機(jī)械。本課程研究機(jī)械的途徑：▲研究機(jī)械所具有的一般共性問(wèn)題。如機(jī)構(gòu)的組成原理、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、機(jī)器動(dòng)力學(xué)?！芯扛鞣N常用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能，以及它們的設(shè)計(jì)方法?！⒁馀囵B(yǎng)運(yùn)用所學(xué)基本理論與方法去分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。

▲注意培養(yǎng)綜合分析、全面考慮問(wèn)題的能力。解決同一實(shí)際問(wèn)題，往往有多種方法和結(jié)果，要通過(guò)分析、對(duì)比、判斷和決策，做到優(yōu)中選優(yōu)。▲注意培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的工作作風(fēng)。在今后的工作中要與各種武器裝備打交道，稍有不慎，即可能造成損失。

當(dāng)今世界正經(jīng)歷著一場(chǎng)新的技術(shù)革命。新概念、新理論、新方法、新工藝不斷涌現(xiàn)。同樣，機(jī)械學(xué)科也發(fā)展迅猛，發(fā)展方向：高速、重載、高精度、高效率、低噪聲

5倍音速的飛機(jī)、幾十萬(wàn)噸的輪船、米級(jí)打擊精度、細(xì)胞克隆操作、磁懸浮列車、低噪聲潛艇§1－4機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀簡(jiǎn)介應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大：上天、入地、下海、甚至鉆入人體內(nèi)。

太空探險(xiǎn)、水平鉆探、深海采礦、打撈作業(yè)、血管清理本學(xué)科的研究課題與日俱增:與其它學(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)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。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。

考慮到機(jī)械的動(dòng)態(tài)特性:

機(jī)械在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，構(gòu)件的振動(dòng)和彈性變形、運(yùn)動(dòng)副的間隙和構(gòu)件尺度誤差，對(duì)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力性能的影響。連桿機(jī)構(gòu):

重視了空間連桿機(jī)構(gòu)、多桿多自由度機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)彈性動(dòng)力學(xué)和動(dòng)力平衡研究。齒輪機(jī)構(gòu):

發(fā)展了齒輪嚙合原理、提出了許多性能優(yōu)異的新型齒廓曲線和新型傳動(dòng)、加速了對(duì)高速齒輪、精密齒輪、微型齒輪的研究。凸輪機(jī)構(gòu):十分重視對(duì)高速凸輪機(jī)構(gòu)的研究。