第一章绪论 §11机械原理课程的研究对象和内容 “机械原理”和“机械设计”(机械设计基础) 连杆机构:折叠伞、公共汽车车门开闭机构、机器人、飞机起落架等(ch3) 凸轮机构:修鞋机、内燃机配汽机构等。自动、半自动生产线上应用广泛(ch4) 齿轮机构:汽车减速箱、车床变速箱、电脑光驱等(ch5) 机构 棘轮机构:开关、钟表等 间歌运动机构 植轮机构:电影放映机的间歇卷片机构等 机械原理 其它机构(ch7螺旋机构:千斤顶、扳手、螺旋测微器、车床进刀机构等 带传动机构:压面机、车床、拖拉机等 链传动机构:自行车、有些摩托车等 轮系、调速和平衡(ch6、ch9、ch10) 联接件:螺纹、键、销、铆、焊胶、过盈等 传动件:带、链、齿轮、蜗杆、螺旋等 通用零件 机械设计(机械零件) 轴系件:轴、轴承、联轴器、高合器、制动器等 其它件:弹簧、箱体、变速器等 专用零件:曲轴、活塞、连杆、导轨、叶轮等 李万祥第一章一1
李万祥 第一章— 1 第一章 绪论 §1.1 机械原理课程的研究对象和内容 一.“机械原理”和“机械设计”（机械设计基础）： 连杆机构：折叠伞、公共汽车车门开闭机构、机器人、飞机起落架等(ch3) 凸轮机构：修鞋机、内燃机配汽机构等。自动、半自动生产线上应用广泛(ch4) 齿轮机构：汽车减速箱、车床变速箱、电脑光驱等(ch5) 机构 棘轮机构：开关、钟表等 间歇运动机构 槽轮机构：电影放映机的间歇卷片机构等 机械原理 其它机构(ch7) 螺旋机构：千斤顶、扳手、螺旋测微器、车床进刀机构等 带传动机构：压面机、车床、拖拉机等 链传动机构：自行车、有些摩托车等 轮系、调速和平衡(ch6、ch9、ch10) 联接件：螺纹、键、销、铆、焊、胶、过盈等 传动件：带、链、齿轮、蜗杆、螺旋等 通用零件 机械设计（机械零件） 轴系件：轴、轴承、联轴器、离合器、制动器等 其它件：弹簧、箱体、变速器等 专用零件：曲轴、活塞、连杆、导轨、叶轮等
机械原理主要研究的内容 结构分析:组成等 机构分析运动分析:sa等 动力分析:F等 机构的分析与设计 机构选型: 机构设计运动设计: 动力设计:调速、平衡 三、机器 上述各机构和零部件组成各种机器、玩具等 庖丁解牛、八大系统组成各种人 §12机械工业常用术语 剖析单缸四冲程内燃机和牛头刨床(为九大术语作准备) 第一章一2
第一章— 2 二、机械原理主要研究的内容： 三、机器： 上述各机构和零部件组成各种机器、玩具等 庖丁解牛、八大系统组成各种人 §1.2 机械工业常用术语 一.剖析单缸四冲程内燃机和牛头刨床（为九大术语作准备）：
1.单缸内燃机:(如图0-1)(课本PM图3-1) (1)组成:气缸体1,活塞2,连杆3,曲轴4,齿轮5、6,凸轮7,进、排气阀 推杆8,弹貸9等 (2)协调运动关系、能量转换 燃气→活塞→连杆→曲轴→小齿轮→大齿轮→凸轮→推杆 (3)机构组成 气缸1 连杆机构/活塞2 连杆3 曲轴4 小齿轮5 齿轮机构大齿轮6 气缸1
第一章— 3 1.单缸内燃机：（如图 0-1）（课本 P24 图 3-1） ⑴组成：气缸体 1，活塞 2，连杆 3，曲轴 4，齿轮 5、6，凸轮 7，进、排气阀 推杆 8，弹簧 9 等。 ⑵协调运动关系、能量转换： 燃气 活塞 连杆 曲轴 小齿轮 大齿轮 凸轮 推杆 热能 机械能 → → → → → → → ⑶机构组成： 4 3 2 1 曲轴 连杆 活塞 气缸 连杆机构 1 6 5 气缸 大齿轮 小齿轮 齿轮机构
凸轮(轴)7 凸轮机构{推杆8 机架等 组合在一起: 華剩 4 机构示意图 2牛头刨床:(P1图2-4)(电脑动画) (1)组成:床身1,齿轮2、3,导杆4,滑块5,连杆6,刨头7等 (2)协调运动关系、能量转换: 电动机→齿轮2→齿轮3→滑块5-导杆4→连杆6→刨头7 电能→机械能(刨削动作 (3)机构组成及示意图 第一章—4
第一章— 4 机架等 推杆 凸轮（轴） 凸轮机构 8 7 组合在一起： 2.牛头刨床：（P11.图 2-4）（电脑动画） ⑴组成：床身 1，齿轮 2、3，导杆 4，滑块 5，连杆 6，刨头 7 等。 ⑵协调运动关系、能量转换： 电动机→齿轮 2→齿轮 3→滑块 5 ⎯推动⎯→ 导杆 4→连杆 6→刨头 7 电能→机械能（刨削动作） ⑶机构组成及示意图：
「小齿轮2 齿轮机构大齿轮3 床身1机架 床身1 导杆4 连杆机构滑块5 刨头7 连杆6 二九大术语:(通过以上两实例引入) 1.零件:机器中每一个最基本的制造单元,称为零件。 如:螺钉、螺母、垫圈、齿轮、凸轮、弹簧、轴、键等。 (医疗、化工、农业、石油钻采等) 零件/用零件:螺钉、弹簧、轴等。 专用零件:曲轴、叶片、活塞等。 2构件:机器中由一个或几个零件刚性联结在一起而构成的每一个独立的运动 单元,称为构件 如:连杆(连杆体、连杆头、螺栓等)。 构件/原动构件:原动件(主动件) 从动构件:从动件 3部件:机器中由若干零件所组成而协调工作的、不一定刚性联接的装配单元 称为部件 如:减速器、高合器、顶尖、刀架、轴承等 例:汽车装配。 4.运动副:两构件直接接触而构成的可动联接,称为运动副。 不可动联接,如:焊、铆接、螺纹联接,键联接等 运动副元素:构成运动副的各部分称为运动副元素。(图2-1,两元素。) 低副(面接触 转动副(铰链/回转副/周转副) 移动副:eg活塞一机架 平面运动副 运动副 高副(点、线接触齿轮副 凸轮副等 空间运动副 第一章一5
第一章— 5 床身（机架） 大齿轮 小齿轮 齿轮机构 1 3 2 6 7 5 4 1 连杆 刨头 滑块 导杆 床身 连杆机构 二.九大术语:(通过以上两实例引入) 1.零件：机器中每一个最基本的制造单元，称为零件。 如：螺钉、螺母、垫圈、齿轮、凸轮、弹簧、轴、键等。 （医疗、化工、农业、石油钻采等） 专用零件：曲轴、叶片、活塞等。 通用零件：螺钉、弹簧、轴等。 零件 2.构件：机器中由一个或几个零件刚性联结在一起而构成的每一个独立的运动 单元，称为构件。 如：连杆（连杆体、连杆头、螺栓等）。 从动构件：从动件 原动构件：原动件（主动件） 构件 3.部件：机器中由若干零件所组成而协调工作的、不一定刚性联接的装配单元， 称为部件。 如：减速器、离合器、顶尖、刀架、轴承等。 例：汽车装配。 4.运动副：两构件直接接触而构成的可动联接，称为运动副。 不可动联接，如：焊、铆接、螺纹联接，键联接等。 运动副元素：构成运动副的各部分称为运动副元素。(p7图 2-1,两元素。) ⑴ 空间运动副 凸轮副等 齿轮副 高副（点、线接触） 移动副： 活塞 — 机架 转动副（铰链 回转副 周转副） 低副（面接触） 平面运动副 运动副 . / / eg
级副:引入一个约束 0运动副(约束数小级副 V级副 5、机架:相对固定不动的构件称为机架。如气缸体、机床床身 6、运动链:若干构件以运动副联接而构成的构件系统称为运动链。 闭式链:大多数 如 开式链:机器人 7、机构:将运动链的一个构件固定为机架,当它的一个或几个原动件(主动件) 作独立的运动时,其余各构件即随之作确定的相对运动的运动链称为 机构:具有确定相对运动的构件的组合(运动链/构件系统) 机构:用来传递与变换运动和动力的可动装置。 两要素/构件 运动副 机架 3 机构原动件 从动系统 D 如:齿轮机构、凸轮机构、连杆机构、间歇运动机构、螺旋机构、带传动机 构、链传动机构等。 8、机器:可用来变换或传递能量、物料与信息的机构或机构的组合,称为机器 如:工具性:运输机、机床(车、铣、刨、钻、磨床)、起重机、机器人 挖据机。 交通:飞机、火车、轮船、汽车、拖拉机。 家用:手表、缝纫机、自行车、复印机、计算机 电器:发电机、电动机。 等 (一)概念说明 (1)机器的三大特征 ①人为的实物的组合:各构件人工组合而成,不是虚幻的 法轮功/唯物论 ②确定的机械运动:各构件之间有确定的相对运动 第一章-6
第一章— 6 ⑵ Ⅴ级副 Ⅱ级副 Ⅰ级副：引入一个约束 运动副（约束数） 5、机架：相对固定不动的构件称为机架。如气缸体、机床床身。 6、运动链：若干构件以运动副联接而构成的构件系统称为运动链。 开式链：机器人 闭式链：大多数 如： 7、机构：将运动链的一个构件固定为机架，当它的一个或几个原动件（主动件） 作独立的运动时，其余各构件即随之作确定的相对运动的运动链称为 机构。 机构：具有确定相对运动的构件的组合（运动链/构件系统）。 机构：用来传递与变换运动和动力的可动装置。 两要素 运动副 构件 从动系统 原动件 机架 机构 如：齿轮机构、凸轮机构、连杆机构、间歇运动机构、螺旋机构、带传动机 构、链传动机构等。 8、机器：可用来变换或传递能量、物料与信息的机构或机构的组合，称为机器。 如：工具性：运输机、机床（车、铣、刨、钻、磨床）、起重机、机器人、 挖掘机。 交通：飞机、火车、轮船、汽车、拖拉机。 家用：手表、缝纫机、自行车、复印机、计算机。 电器：发电机、电动机。 等 （一）概念说明： ⑴机器的三大特征： ①人为的实物的组合：各构件人工组合而成，不是虚幻的。 法轮功/唯物论 ②确定的机械运动：各构件之间有确定的相对运动
③完成有用功(为起重机、汽车) 转换能量(如发电机、电动机、内燃机)、 或处理信息(如计算机) 代替人类劳动(如缝纫机) 或减轻人类劳动(如带式运输机) (2)机械上的机器:如耳机区别:哲学上的人(死人、植物人)、人手 (断臂) (3)机构只具备特征①② (二)机器的组成 完普的、现代化的机器一般由五部分组成:(如车床 辅助系统 原动机构 传动机构 执行机构 控制系统 电脑动画 动机构:提供动力。人力、畜力→风力(荷兰风车)、水力(水磨) →蒸汽机、内燃机(柴油、汽油、液化气)→电动机(主要、均匀转动) 执行机构:完成机器的功能(如牛头刨床刨刀、车床刀架、机器人手爪。 传动机构:中间环节、改变速度的大小和方向、改变运动形式 (如g2→、间歇)如车床变速箱、汽车减速箱等。 控制系统:协调各部分关系。 辅助系统:如润滑、显示(仪表、数码)、照明等。 9、机械:机构和机器的总称 都具备①②即实物的组合,确定的运动。 三主要概念之间的关系 1.机器的机械运动由一个或若干机构组成,每个机构有许多零件组成。 机器→机构→零件 (人)(系统)(骨骼、肌肉等) (化合物) (元素 2机器的基本组成要素是零件
第一章— 7 ③完成有用功（为起重机、汽车）、 转换能量（如发电机、电动机、内燃机）、 或处理信息（如计算机）、 代替人类劳动（如缝纫机） 或减轻人类劳动（如带式运输机） ⑵ 机械上的机器：如耳机 区别：哲学上的人（死人、植物人）、人手 （断臂） ⑶机构只具备特征①②。 （二）机器的组成： 完善的、现代化的机器一般由五部分组成：（如车床） 电脑动画 → → → → 辅助系统：如润滑、显示 仪表、数码）、照明等。 控制系统：协调各部分关系。 （如 、间歇）如车床变速箱、汽车减速箱等。 传动机构：中间环节、改变速度的大小和方向、改变运动形式 执行机构：完成机器的功能 如牛头刨床刨刀、车床刀架、机器人手爪。 蒸汽机、内燃机（柴油、汽油、液化气） 电动机（主要、均匀转动） 原动机构：提供动力。人力、畜力 风力（荷兰风车）、水力（水磨） ( ( 9、机械：机构和机器的总称。 都具备①②即实物的组合，确定的运动。 三.主要概念之间的关系： 1.机器的机械运动由一个或若干机构组成，每个机构有许多零件组成。 机器→机构→零件 （人） （系统） （骨骼、肌肉等） （化合物） （元素） 2.机器的基本组成要素是零件。 原动机构 传动机构 执行机构 控制系统 辅助系统
四其他: 弓箭是人类最早使用的机械器具 我国旧石器时代(6000年前河姆渡(长江流域、浙江余姚河姆渡村)和半坡(陕 西西安半坡村,黄河流域氏族公社)的原始居民已经使用弓箭射猎鸟兽 美国历史1607 重放多媒体
第一章— 8 四.其他： 弓箭是人类最早使用的机械器具。 我国旧石器时代(6000 年前)河姆渡（长江流域、浙江余姚河姆渡村）和半坡(陕 西西安半坡村，黄河流域氏族公社)的原始居民已经使用弓箭射猎鸟兽。 美国历史 1607 重放多媒体