机械绪论(修改)
机械设计基础绪论
引言概述：机械设计是现代工程领域中的重要学科之一，它涉及到各个行业的产品设计与制造。
机械设计的基础是机械工程学科的根基，包括材料力学、工程力学、热学、流体力学等基本理论，以及机械元件与机械系统的设计原理和方法。
在本文中，我们将在上一篇绪论的基础上进一步探讨机械设计的基础知识。
正文内容：一、机械设计与机械工程学科的关系1.1机械设计的定义和范围1.2机械设计与其他工程学科的关系二、机械设计的基本原理与方法2.1设计思路与设计流程2.2机械设计的目标与要求2.3需要考虑的因素与约束条件2.4设计参数选择与优化方法2.5机械设计的可靠性与安全性三、机械元件的设计与计算3.1紧固件、弹簧与轴承的设计与选型3.2机械传动系统的设计和计算3.3常见机械元件的强度与刚度计算3.4特殊机械元件的设计问题与解决方法3.5机械元件的装配与尺寸配合四、机械系统的设计与分析4.1机械系统的功能要求与设计原则4.2机械系统的运动分析与动力学计算4.3机械系统的工作性能与效率分析4.4机械系统的稳定性与可靠性分析4.5机械系统的布置与优化设计五、机械设计的进展与未来发展趋势5.1机械设计的现状与应用情况5.2当前机械设计领域的研究重点5.3机械设计技术的创新与发展前景5.4机械设计与智能制造的结合总结：机械设计作为一门独立的学科，是工程技术领域中不可或缺的一部分。
本文深入探讨了机械设计与机械工程学科的关系，以及机械设计的基本原理与方法。
我们还详细介绍了机械元件的设计与计算、机械系统的设计与分析等重要内容。
通过对机械设计的研究，可以提高产品的性能和质量，促进工程技术的发展。
随着智能制造的兴起，机械设计技术将面临新的挑战和机遇，需要继续加强研究和创新，推动机械设计学科的快速发展。
机械基础绪论
绪论一、机器1.定义：能用来代替人的劳动完成有用的机械功或实现能量转换的具有确定相对运动的构件的组合。
2.机器的类型及应用举例(见表)。
3.机器的组成(见表)。
二、机构的概念和机构与机器的区别1.机构的概念：具有确定相对运动的构件的组合。
2.机构与机器的区别(见表)。
三、机械的概念机械是机器和机构的总称。
四、构件与零件的区别和联系(见表)五、机械、机器、机构、构件、零件间的关系六、运动副1.定义：两构件保持直接接触且又能产生一定相对运动的联接。
2.运动副的类型、应用及特点(见表)。
注:运动副分为低副和高副是按构件间的接触形式不同来分的。
若按运动范围则可分为空间运动副和平面运动副。
例1金属切削机床的主轴属于机器的________部分。
( )A．原动 B．传动 C．工作 D．自动控制【思路分析】原动部分是动力源，提供动力的部分。
工作部分是完成机器预定的动作的部分。
传动部分是将原动部分的运动和动力传给工作部分的中间环节。
自动控制部分应用在自动化机器中。
本题答案： C例2机器一般由__________、__________、和__________三部分组成，在自动化机器中还可以有第四部分，即__________。
【思路分析】机器是由动力部分、工作部分、传动部分、自动控制部分组成，原动部分是动力源，提供动力的部分。
工作部分是完成机器预定的动作的部分。
传动部分是将原动部分的运动和动力传给工作部分的中间环节。
自动控制部分应用在自动化机器中。
本题答案：动力部分工作部分传动部分自动控制部分例3机器的主要功用是利用__________做功或__________的转换；机构的主要功用在于__________或__________运动形式。
【思路分析】机器与机构从结构和运动的观点来看无区别，但机器的主要功用是做功或实现能量转换，而机构的主要功用在于传递或转变运动的形式。
本题答案：机械能实现能量传递转变例4 __________是机器的最小运动单元。
机械基础绪论教案
JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 机械基础绪论教案学院名称：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：09机制3Z姓名：缪润亭学号：09321323关于蒸汽机的故事：1688年，法国物理学家德尼斯·帕潘，曾用一个圆筒和活塞制造出第一台简单的蒸汽机。
但是，帕潘的发明没有实际运用到工业生产上。
十年后，英国人托易斯·塞维利发明了蒸汽抽水机，主要用于矿井抽水。
1705年，纽克曼经过长期研究，综合帕潘和塞维利发明的优点，创造了空气蒸汽机。
教学目的与要求：1.了解机械的组成及机器、机构、构件和零件；2.了解机械分析的一般程序和基本方法；3.了解本课程的性质、任务、内容和学习方法。
教学重点与难点：重点：1．掌握机械的基本组成；2．掌握机器、机械、机构、零件等概念。
难点：机器与机构的区别。
教学手段与方式：课堂讲授教学内容：绪论第一节机械的组成第二节机械分析的一般程序和基本方法第三节本课程的性质、任务、内容和学习方法绪论第一节机械的组成本课程研究的对象是机械。
它是机器与机构的总称。
一、机器与机构在现代的日常生活和工程实践中随处都可见到各种各样的机器。
例如：洗衣机、缝纫机、内燃机、拖拉机、金属切削机床、起重机、包装机、复印机等。
机器——一种人为实物组合的具有确定机械运动的装置，它用来完成一定的工作过程，以代替或减轻人类的劳动。
机构——由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统。
1．机器的分类( 按工作类型的不同分)动力机器——实现能量转换；如：内燃机、电动机、蒸汽机、发电机、压气机等。
工作机器——完成有用的机械功或搬运物品；如：机床、织布机、汽车、飞机、起重机、输送机等。
信息机器——完成信息的传递和变换；如：复印机、打印机、绘图机、传真机、照相机等。
机器的种类繁多，它们的构造、用途和功能也各不相同。
但具有相同的基本特征。
实例1：单缸四冲程内燃机实例2：小型压力机2．机器与机构的共有特征1）人为的实物（机件）组合体。
第1章机械原理-绪论
2.零件 －独立的制造单元(制造的单元体) 零件 构件 －独立的运动单元(运动的单元体) 内燃机 曲柄滑块机构
一个构件是由一个零件如内燃机中活塞 或多个零件刚性组成。彼此之间无相对运动。 如内燃机中连杆
湘潭大学
套筒
螺栓
垫圈 螺母
连杆体 轴瓦
作为一名工程技术人员，同学们在今后的工 作岗位上将会接触各种各样的通用或专用机 械，因此必须掌握机械方面的基础知识。
设计出满足功能与制造要求的机构和机械零件 任务 研究的内容：
（1）机械设计基础知识
（2）常用机构及传动设计 （3）通用零件设计 （4）有关机械总体设计中的一些问题 （5）机械现代设计方法与手段的概念和特点
内燃机
2.工件自动载送装置 含带传动、蜗杆传动、 凸轮机构、连杆机构等。
滑杆左移时，夹持器将 工件夹住。
滑杆带着工件右移时，夹 持器动爪受挡块的压迫将 工件松开，工件落入载送 器被传送到下一道工序。
动画
强调代替人类完成有用工作
机器的共有特征：
①人造的实物组合体；
工件 定爪 动爪 装配夹具 工件载送器
天然工具 ——→简单机器 ——→工业革命 ——→现代机器
人类在征服自然中
改革开放后：我国机械工业得到了长足发展。
任何机械都经历了：简单→复杂的发展过程。 以起重机为例，它经历了： 斜面 →杠杆 →起重轱辘 →滑轮组→手动(电动)葫芦 →现代起重机 （包括：龙门吊、鹤式吊、汽车吊、卷扬机、叉车、电梯－电脑控制）。
典型机器的分析： 1.内燃机 活塞的往复运动通过连杆变位曲轴的连续 转动，该组合体称为：曲柄滑块机构 凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀； 称为：凸轮机构 两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之 间形成协调动作， 称为：齿轮机构 各部分协调动作的结果，就将燃料中化 学能转化为曲轴旋转的机械能。
机械设计基础1-绪论
凸轮7
3、工作过程：
活塞下行，进气阀打开， 燃气被吸入汽缸
活塞上行，进气阀关闭，压缩燃气
点火后燃气燃烧膨胀，推动活塞 下行，经连杆带动曲轴输出转动
活塞上行，排气阀打开，排出废气
4、运动分析： 原动件：活塞—由燃气推动（驱动力所作用的构件） 主运动：将活塞的往复直线运动→曲轴的回转运动 辅助运动：配气 ——启闭进排气阀
电力代替了蒸汽。 集中驱动被抛弃了， 每台机器都安装了独 立的电动机。
为汽车、飞机的 出现提供了可能性。
1886年，本茨发明的汽油发动 机为动力的三轮车被授予专利。
与此同时，戴姆勒也发明 出了他的第一辆四轮汽车。
莱 特 兄 弟
1903
近代 — 材料的变革
19世纪中叶，发明了炼钢法，从那时一直到现在，
运动学
静力学
动力学
强度理论
牛顿经典力学
材料学
到20世纪上半叶，机械设计的方法已基本形成。
机 构 结 构 学 机 构 运 动 学 机 器 静 力 学 机 器 动 力 学 机 械 零 件 设 计
运动学
静力学
动力学
强度理论
但是，这些方法都基于图解和手工计算。 牛顿经典力学
材料学
现 代： 20世纪中叶 －
单一零件曲轴
多个零件
刚性组合 连杆
4.零件是组成机器最基本的单元体，是机械制造的单元体。
专用零件：特定机器中所使用的零件，如活塞、曲 轴、叶片
通用零件：各类机器中普遍使用的零件，如齿轮、 轴、螺栓等
5.部件：若干个零件的装配体
具体内容
常用机构设计
连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构（棘轮机构、 槽轮机构、不完全
只具有机器的前两个特征——机构 如 凸轮机构（配气机构）：把回转运动→直线运动 曲柄滑块机构：将活塞的直线运动→曲柄的回转 运动
机械原理第一章绪论CH01
机器和机构的概念(2/4)
机床用来变换物料的状态； 汽车、起重机用来传递物料； 计算机用来变换信息。 由于各种机器的主要组成部分都是各种机构，所以可以说， 机器乃是一种可用来变换或传递能量、物料与信息的机构组合。 机器按其用途可分为两类：凡将其他形式的能量转换为机械 能的机器称为原动机；凡利用机械能来变换和传递物料和信息的 机器称为工作机。
机器和机构的概念(4/4)
机构 1. 由各种材料制成的制造单元 （零件）经装配而成的组合体 2. 由零件组成的各运动单元 （构件）间有确定的相对运动
有关机械的基本理论
（1）机构的结构分析 1）研究机构是怎样组成的，其组成对运动的影响，以及机构 具有确定运动的条件。 2）研究机构的组成原理及机构的结构分类。
（1）机构
机器和机构的概念(1/4)
机构是指一种用来传递与变换运动和力的可动装置。如常 见的机构有带传动机构、链传动机构、齿轮机构、凸轮机构、 螺旋机构等。 这些机构一般认为是由刚性件组成的。而现代机构中除了刚 性件以外，还可能有弹性件和电、磁、液、气、声、光……等元 件。 故这类机构称为广义机构；而由刚性件组成的机构就称为狭 义机构。 （2）机器 机器是指一种执行机械运动装置，可用来变换和传递能量、 物料和信息。 例如： 电动机、内燃机用来变换能量；
（3）机器的结构
传统的机器由如下三个部分组成： 原动部分 传动部分 执行部分
机器和机构的概念(3/4)
现代机器一般由如下四个部分组成：
原动部分
传动部分 控制部分
执行部分
而现代先进的机器则由以下五个部分组成：
位形检测 控制系统 驱动-传动机构 智能系统 执行机构 工作系统
机器和机构的特征 机器 1. 由各种材料制成的制造单元 （零件）经装配而成的组合体 2. 由零件组成的各运动单元 （构件）间有确定的相对运动 3. 变换和传递能量、物料和信 息。
机械基础绪论
●对机械零件进 行受力分析，画 出弯扭矩图，并 进行相关的强度 计算。
绪论
1.2 机械零件的材料及性能
1.2.2 兼顾零件工艺性能
产品工艺方案的好坏不仅决定了产品的制造可行性和产品质量的保证
性，而且它将对产品制造成本和企业效益产生影响。而不同工艺设计方案 对材料的要求也有所不同。常见的加工工艺如下：
焊 接 单件小批生产的产品、大而笨重的零件或急需零件的制造，常需进行焊接
热处理
热处理工艺性能包括淬硬性、淬透性、变形开裂倾向、过热敏感性、回火脆性、 氧化脱碳及冷脆性等
绪论
1.2 机械零件的材料及性能
1.2.3 面向节省资源
面向节省资源设计主要考虑面向制造过程节省资源设计、面向使用过 程节省资源设计和材料选择三方面。面向节省资源设计在材料选择上，应 该尽可能选择非危险（无毒、无害）、非可耗尽（可再生、材料自然再生 能力强）、低能源含量（材料制备和加工过程中能耗少）、可再循环（产 品报废后，材料易于回收，并经适当处理后能再资源化）、低或无污染 （材料制备过程中污染小，一旦产品报废后如确因技术水平限制无法实现 废弃资源再资源化，也应易于降解，且最好是生物降解）的具有良好环境 协调性的绿色材料。
绪论
1.3 摩擦、磨损和润滑
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1.3.1 摩擦
两接触物体在接触表面间相对运动或有相对运动趋势时产生阻碍其发 生相对运动的现象叫摩擦。
干 摩 擦 ●指两摩擦表面直接接触，不加入任何润滑剂的摩擦。
摩擦 分类
边界摩擦
●两摩擦表面由于润滑油和金属表面产生物理化学作用产 生边界膜这种在边界膜状态下的摩擦称为边界摩擦。
机械基础
机械基础绪论
绪论
1.1
机器、机构、构件、零件和部件
(完整word版)机械基础(绪论)测试题
绪论测试题一、填空题1、机器是执行的装置,用来变换或传递、与信息。
2、是机器与机构的总称.3、构件是机构中的单元体。
4、运动副是两构件直接接触组成的链接。
5、按两构件接触形式的不同,运动副可分为和。
6、低副是指两构件以接触的运动副，高副是指两构件以接触的运动副。
7、齿轮的啮合属于副。
8、机器能完成有用的机械功或转换机械能，而机构只能完成或转变运动形式.二、判断题1、传动的终端是机器的工作部分.（）2、构件是加工制造的单元，零件是运动的单元。
（）3、机构就是具有确定相对运动的构件的组合。
（）4、火车轮子与导轨组成转动副。
（）5、高副使点或线接触的运动副,所以承受载荷时单位面积压力较小。
（）6、机构中所有运动副均为高副的机构称为高副机构。
（）7、轴与滑动轴承组成高副.（）8、发动机就是将能量转换成机械能的一种机器.( ）三、选择题1、我们把各部分之间具有确定相对运动构件的组合称为( ).A。
机器B。
机构 C.机械 D.机床2、下列运动副属于高副的是（）。
A.螺旋副接触B.带与带轮接触C.活塞与气缸接触D。
凸轮接触3、内燃机中活塞与汽缸壁组成（）.A.转动副B。
移动副C。
螺旋副D。
高副4、螺杆与螺母组成（）。
A.转动副B。
移动副C。
螺旋副 D.高副5、下列属于机构的是（）.A.机床B.纺织机C。
千斤顶 D.拖拉机6、普通车床中的带传动部分是机器中的（）。
A。
动力部分B。
工作部分C。
传动装置D。
自动控制7、（）是构成机械的最小单元,也是制造机械时的最小单元。
A.机器B.零件C。
构件 D.机构。
机械原理 绪论
机械原理绪论
机械原理的概念
机械原理是机械工程中的基础部分，是指研究机械运动、力学和能量转化等基本规律的科学理论和方法。
它涉及到力学、动力学、静力学、运动学等多个学科领域，是机械工程师必须掌握的重要基础知识。
机械原理的研究对象是机械系统。
机械系统可以是任何由零部件、构件、机构组成的具有一定功能的装置或设备，例如汽车、机床、起重机等。
通过对机械系统的分析和研究，可以揭示其中的运动规律、受力情况以及能量转化过程，从而为机械设计和优化提供理论依据。
机械原理的核心是力学原理。
力学原理是描述物体运动和受力的基本规律，分为静力学、动力学和运动学。
在机械原理中，静力学主要研究物体静止时的受力平衡和力的分析；动力学研究物体运动时受到的力和加速度之间的关系；运动学则研究物体的运动规律和路径。
除了力学原理，机械原理还涉及到材料力学、机械振动、流体力学等方面的知识。
因此，机械工程师在应用机械原理时需要掌握这些相关的知识，以便更好地理解和解决实际工程问题。
综上所述，机械原理是机械工程中的重要理论基础，它的研究对象是机械系统，核心是力学原理。
通过对机械原理的学习和
应用，可以为机械设计和优化提供理论支持，实现机械系统的高效运行和性能提升。
机械基础绪论知识点总结
机械基础绪论知识点总结一、机械基础概论1、机械学的发展历程机械学是研究物体在力的作用下所产生的运动规律和物体受力的规律的一门学科。
早在古代，古希腊的阿基米德提出了杠杆原理，古代中国的鲁班发明了木牛流马，反映了人们对机械学的认识和应用。
随着工业革命的到来，机械学得到飞速的发展。
18世纪英国的瓦特发明了蒸汽机，开启了机械动力学的新纪元。
20世纪初，爱因斯坦提出了相对论，使机械学进入了新时代。
如今，机械学已成为一门包括力学、动力学、弹性力学等多个学科的综合性学科。
2、机械力学的基本概念机械力学是机械学的重要组成部分，它研究物体的运动规律和受力规律。
机械力学主要包括静力学、运动学和动力学三个方面。
其中，静力学研究静止物体受力平衡的问题，运动学研究物体的运动规律，动力学则研究物体受力后的运动规律。
这三个方面都是机械力学研究的重要内容。
3、机械原理的应用领域机械原理是机械学的原理和方法在工程技术中的应用。
它广泛应用于机械工程、土木工程、航空航天、船舶工程等领域。
其中，机械原理在机械工程中的应用最为广泛，包括机械设计、机械加工、机械制造等方面。
二、机械力学的基本原理1、力的基本概念力是物体相互作用的结果，是物体产生运动或形变的原因。
力可分为接触力和场力两种。
接触力是物体直接接触而产生的力，如摩擦力、弹簧力等；场力是物体之间不直接接触而产生的力，如重力、电磁力等。
力的大小用牛顿（N）作为单位，方向用矢量表示。
2、力的作用点、作用线和作用面力的作用点是力作用的具体位置，作用线是力的作用方向，作用面是力的作用面积。
在力的作用过程中，作用点、作用线和作用面都会对力的作用效果产生影响，需要加以考虑。
3、力的合成与分解力的合成是指多个力合成一个等效的力，力的分解是指一个力分解成多个合力的过程。
力的合成与分解是机械力学中的重要内容，应用广泛。
例如，在桥梁设计中，需要对桥梁的受力情况进行合力分解，以求解桥梁的受力情况。
4、牛顿三定律牛顿三定律是机械力学的基本原理之一，包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
机械原理第一章 绪论
§1-1 研究对象及内容1.研究对象：本课程研究的对象是机械。
所谓机械就是机构与机器的总称。
2.机构：用来传递与变换运动和力的可动装置。
它可以变换和传递机器之间的运动形式（比如往复移动变为转动）及速度（比如高速变低速）。
比如自行车要通过链条传动把脚踏的旋转运动变为后轮的旋转运动，链条就是一种机构；指针手表通过齿轮保持时、分、秒针之间的比例关系，齿轮也是一种机构；还有折叠式家具及门铰链大多采用的是连杆机构；还有一定功率下电机的输出力矩很小，不能直接使用，也是采用齿轮机构来获得所需的力矩。
常见的机构有带传动机构、链传动机构、齿轮机构、凸轮机构、连杆机构、曲柄滑块机构、蜗轮蜗杆传动机构、螺旋机构。
3.机器：由原动部分、传动部分（机构）、执行部分和控制部分组成的、执行机械运动的装置，它可以转换和传递能量、物料和信息。
比如缝纫机可以缝合衣服，它是机器；汽车可以运送物料，它也是机器；打印机可以把电子信息变为纸上可见的信息，它还是机器；这些机器的共同点就是它们都是由多个机构组成的，且都是通过做有用功来完成机械运动的。
4.机器的分类：机器按其用途可分为两类：①原动机凡将其他形式的能量转换为机械能的机器称为原动机；②工作机凡利用机械能来完成有用功的机器称为工作机。
5.机器的结构：①传统的机器由如下三个部分组成：②现代的机器由如下四个部分组成：③现代先进的机器由如下五个部分组成：6.实例：①内燃机内燃机就是把燃油的热能（化学能）转换为机械能的机器。
它由活塞、连杆、曲轴组成的连杆机构进行动力驱动，并由一对大小齿轮机构、凸轮机构组成配气系统。
其原理如下：当气缸内的气体受热膨胀后，气体产生的压力会使活塞作上下往复运动，连杆把活塞的往复运动变为连续旋转的运动并传递给曲轴，使其对外输出动力，同时装在曲轴上的小齿轮又将曲轴的旋转传递给相邻的大齿轮，带动大齿轮轴上的凸轮按另一种速度旋转，进一步推动配气系统的阀杆上下往复运动，使阀门按一定的时间要求启闭实现配气，从而让活塞能周而复始地进行往复运动，机器能连续地实现能量的转换。
机械基础(绪论)
第二节 机械的组成及基本要求
3．人类对机械的基本要求 人类对机械的基本要求是：使用功能要求、经济性要求、劳动保护要 求、环境保护要求以及特殊要求。例如，金属切削机床应在使用过程 中，应在较长时期内保持加工精度；食品和药品加工机械应不污染产 品；运输机械应自重轻、安全高效；信息机械应快速、准确和智能化 等。 二、机器概述 ●机器是由各种金属和非金属部件组装成的执行机械运动的装置，它 消耗能源，可以运转和做功，用来代替人进行工作、进行能量变换、 进行物料传递、进行信息传递（或处理）以及产生有用功。
第二节 机械的组成及基本要求
• 2．机构
• ●机构是指两个或两个以上的构 件通过活动联接以实现规定运动 的构件组合。或者说，机构是具 有确定的相对运动构件的组合体， 是用来传递运动和力的构件系统。
• 复杂的机器由多种机构构成，而 简单的机器可能只含有一种机构。 例如，图0-5所示的曲柄压力机中， 其传动部分由V带及带轮组成的带 传动机构、小齿轮和大齿轮组成 的齿轮传动机构、曲轴和连杆及 滑块组成的曲柄滑块机构等构成， 它们协同作用，将电动机的等速 转动变换为凸模的直线冲压运动。
第二节 机械的组成及基本要求
三、构件和机构 1．构件 ●构件是构成机器的各个相对独立的运动单元。 构件可以是单一的零件，也可以是由若干个零件刚性连接而成，但刚 性连接的零件之间不能产生相对运动。例如，汽车发动机连杆就是由 连杆小端、连杆大端、杆身、衬套、轴瓦、螺栓与螺母等零件刚性连 接而成的，并形成独立的运动构件。
第一节 课程的内容、性质、任务和学习要求
一、机械基础课程的内容 本课程的内容涉及杆件的静力分析、直杆的基本变形、工程材料、 连接、机构、机械传动、支承零部件、机械的节能环保与安全防护。 二、机械基础课程的性质与任务 1．机械基础课程的性质 本课程是中等职业学校机械大类及相关专业的一门专业基础课程， 也是公共职业平台课程之一，在各专业学习中起到承上启下的作用。 2．机械基础课程的任务 （1）掌握必备的机械基础知识和基本技能，懂得机械工作原理，了 解机械工程材料性能，准确表达机械技术要求，正确操作和科学维 护机械设备。 （2）培养分析问题和解决问题的能力，并形成正确的学习方法，具 备继续学习专业技术的能力。 （3）形成严谨、敬业的工匠精神和创新意识，为今后解决生产中的 实际问题和职业生涯的发展奠定基础。
机械原理课件绪论部分内容介绍
典型机器的分析：
3
4 2
1.内燃机
组成： 汽缸体1、 活塞2、 排气阀4、 连杆5、 凸轮7、 进气阀3、 曲轴6、
8 7
潘存云教授研制
1 5 6
顶杆8、 齿轮9、10
9 10
工作原理： 1.活塞下行，进气阀开启，混合气体 内燃机 进入汽缸； 2.活塞上行，气阀关闭，混合气体被压缩， 在顶部点 火燃烧； 循环运动的结果，使曲轴 3.高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭； 输出连续的旋转运动 4.活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽缸。
Y y=f(x)
y=f (x rK)
m - 机构结构参数的个数
O
X
xa x1 x2 x3 …..xn xb
y=y-y'
差值
y=y-y’ 称为机构的结构误差。
Y y=f(x) y‘=f’(x rK)
*准点符合预定 条件的几个位置
X
O
xa x1 x2 x3 …..xn xb
1．准点法
*只要求几个位置处符 合给定条件的机构综合方 法称为准点法。
3.机构的动力学综合
按机构的某些动力学参数进行的尺寸设计。
如使机构达到动力平衡时如何确定构 见质量及其位置尺寸。
二. 机构综合方法
本课采用三种方法—— *准点法 数值迭代法 优化方法
1．准点法
给定位置：y=f(x)，
y=f (x) Y
X O
机构能实现的位置： y '=f '(x, rk), (k=1,2,……m)
D
A
C B
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E 7
D
A
C
B
E1 E2 E3 E4 E5 E6
机械设计基础绪论
标准件：制定了国家标准，由专门工厂生产。 如：滚动轴承、螺栓等。
第一章 绪论
12
零 静联接 构 动联接 机 协调组合 机
件
件
构
器
机构：是具有确定的相对运动的若干构件的组合。
曲柄滑块机构
第一章 绪论
13
机器：是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、 物料或信息。
和谐号动车组 CRH1、CRH2、 CRH3、CRH5、CRH380
第一章 绪论
34
磁浮列车
上海磁浮列车 430km/h
日本磁浮车 500km/h
高温超导试验车
北京地铁S1号线<160km/h (2015年)
南车集团中低速磁浮车<100km/h
第一章 绪论
35
真空管道运输
2003年，西南交通开始研究真空管道磁悬浮
二、注意事项 ➢ 课程的特点：综合性、实践性、繁杂性、多解性 ➢ 学习方法：注重理解记忆和平时积累 ➢ 成绩构成：平时成绩30%（考勤、作业、实验、期中 等环节），期末70%。
第一章 绪论
新中国成立后：我国机械工业得到了长足发展。 如：轿车发展
红旗、上海 → 桑塔纳、夏利、标致505 → 几十个品牌
1964
1958 1985
1984 1986
第一章 绪论
30
火车发展： 蒸汽机车 —→内燃机车 —→电力机车 —→高速列车 —→磁浮列车 —→真空管道运输
蒸汽机车
(1804年) (中国1952) 2005年退出历史
第一章 绪论
44
虚拟现实是一种基于可计算信息的视、听、触觉一 体化的交互环境，是在图形学、电子显示、语音识别与 合成、传感器等技术上发展起来的一门综合仿真技术。
第1章-机械设计-绪论
典型机械实例： ３．工业机器人
潘存云教授研制Biblioteka 典型机械实例： ３．工业机器人
潘存云教授研制
工业机器人的组成
操作手 控制系统 示教盒（编程器）
潘存云教授研制
示教盒用于输 入控制命令或 控制程序。
控制系统用于控制 操作机各关节内伺 服电机的运动。
潘存云教授研制
操作手在控制系统 的指挥下，完成各 种复杂的作业。
关系多——因与诸多先修课关系密切。 要求多——强度、刚度、寿命、工艺、重量、安全、
经济性。 门类多——各类零件，各有特点，设计方法各异。
公式多——有解析式、半解析式、经验式、半经验式 以及定义式的。
图表多——结构图、分析图、原理图、示意图、曲线 图、标准、经验数表。 ▲ 实践性强——只有理论知识不行，要多联系实际，要
脱水： A放开，B制动，运动经电动机、带传动、内齿圈（脱 水桶）、中心齿轮、行星架，波轮与脱水桶等速旋转。
典型机械实例： ２．减速器
潘存云教授研制
典型机械实例： ３．工业机器人
典型机械实例： ３．工业机器人
潘存云教授研制
典型机械实例： ３．工业机器人
潘存云教授研制
典型机械实例： ３．工业机器人
课程安排：共60学时，其中讲授54学时，实验6学时。
要求： (1)作业必须按时完成，绘图准确，字迹工整，作业 量未达到规定者不能参加考试。 (2)上课认真听讲，及时消化，不主张占用较多的课 外时间。
(3)仔细观察实物和模型，欢迎到实验室参观，并动手 组装各种机构。
注重实践性环节。 ▲ 设计结果不唯一——体现个性化，没有最好，只有更 好。
注意处理好几个关系
▲ 零件的设计与选用 ——零件设计的两个主要途径。 ▲ 设计计算与结构设计 ——设计决非只是计算，更应重视结构设计的学习。
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§1—3 机械原理学科的发展现状
机器的产生：是人类为了提高劳动生产率而创造出来的主要工 具； 标志：使用机器进行生产的水平是衡量一个国家的技术水平和 现代化程度的重要标志之一； 发展：大量的新机器从传统的纯机械系统，演变成机电一体化 的机械设备。
总之，机器的设计、制造进入了智能化的新阶段； 机器的设计制造周期越来越短，对机器的性能、质量速、精密、重载、智能等方面发展。
3） 变形设计
§1—2 机械原理课程的学习方法和目的 §1—3 机械原理学科的发展现状
机械设计 Machine Design 机械原理 Theory of Machines and
Mechanisms
机械零件
Machine Elements
一、 机械原理课程的研究对象：
机械(machinery)
机器 机构
T0-1
机构和机器的区别：
• 机构只是一个构件系统，而机器除构件 系统外，还包含电气、液压等其它系统。
• 机构只用来传递运动和力，而机器除传 递运动和力外，还具有变换或传递能量、 物料和信息的功能。
3、机器的组成：
(1)原动部分 是机械动力的来源。
常用的原动机有电动机、内燃机、 液压缸或气动缸等。 (2)执行部分 处于整个传动路线的终端， 完成机械预期的动作。其结构形式 完全取决于机械本身的用途。 (3)传动部分 介于原动机和执行部分之间， 把原动机的运动和动力传递给执行部分。 (4)控制部分 其作用是控制机械的其它基本 部分，使操作者能随时实现或终止各 种预定的功能。
1）人造的实物(机件)组合体； 2）组成机器的各部分（运动实体）之间都 具有确定的相对运动； 3）能完成有用的继机械功或转换机械能或 进行信息处理。
2、机构实现预期的机械运动的实物组合体。 即它是一个具有相对机械运动的构件系 统，用来传递与变换运动和动力的可动 装置。它是机器的重要组成部分。 机构只具有机器的前两个特征： 1） 各种机构都是人为的实物（机件）组合体； 2）组成它们的各部分之间都具有确定的相对运 动。
一 、现代设计方法：
计算机辅助设计 机械可靠性设计 优化设计 机械动态设计 并行设计 虚拟设计 绿色设计 机械创新设计
二 、现代机械设计思想和方法 1）创新思维法则 2）人—机—环境系统工程的观念 3）机械产品的可靠性设计、优化设计以及 计算机辅助设计
三、机械设计类型
1)
2)
开发性设计
适应性设计
物料：是指被加工的对 象、被搬运的重物。
机器(machine) 执行机械运动的装置，它用 来变换和传递能量、物料与信息
T0-2 五 自 由 度 关 节 式 焊 接 机 器 人
T0-3
牛 头 刨 床
图 0-3
*
用来传递运动和力或改 机构(machanism) 变运动形式的构件系统
机械原理——机器和机构理论的简
称，研究机械的分析与设计。 机械是机器与机构的总称
1、机器由各种机构所组成的能实现预期机械运动并 可完成有用机械功或转换机械能的机构系统。
典型机器分析： 机器是由机构组成的。 例：内燃机
连杆机构 凸轮机构 齿轮机构
各种机器的构造、用途和性能虽各不相同， 但从它们的组成、运动确定性以及功、能关系 来看，都具有以下三个共同的特征：
机械系统总体运动方案设计
§1—2 机械原理课程的学习方法和目的
一、课程性质：专业技术基础课 二、课程特点
1、实践性强：本课程研究对象是机械，所要解决的问题大 多数是工程中的实际问题，因此要求学生加强基本技能的训练 ，培养工程素养，要重视实验课。 2、综合性强：本课程学习要综合运用已学过的知识，如数 学、力学等。 3、独立性强：各部分内容有相对独立的体系。 4、四多：内容多、概念多、符号多、公式多。
是用来获得和变换信息。例如：机 械式积分仪、计帐机、打字机和绘 图仪。
信息机器
机器与其它装置的主要区别是：机器一定要作机械运 动，并通过运动来实现能量、物料、和信息的变换。
二、机械原理课程的研究内容：
1、对已有机械进行分析
机械的结构分析 机械的运动分析 机械的动力分析
2、设计新的机械
设计机构
机构的选型 机构的运动设计 机构的动力设计
机器的组成：
分析洗衣机的各组成部分：
图 1—6 洗衣机组成部分
原理－机械的组成原理、工作原理、 分析和设计原理（方法）等。
4、机器的分类：
动力机器
机 器 工作机器
是能量变换的装置，即可将某种形 式的能量变换成机械能，或者把机 械能变换成其他形式的能量。例如： 内燃机、压气机、涡轮机、电动机 和发电机等。 是完成有用的机械功或者是搬运物 品。例如：轧钢机、织布机、缝纫 机、汽车、飞机和金属切削加工机 床等。
三、本课程的学习方法： 1、着重基本概念的理解和基本设计方法的掌握； 2、着重理解公式建立的前提、意义和应用,不强调 对理论公式的具体推导； 3、密切联系生产实际，努力培养解决工 程实际问 题的能力。
四、本课程的学习目的： 机械的种类繁多，性能、用途各异，但是他们有 共同的特征，我们从它的特征出发，剖析其结构， 研究其组成原理，以达到掌握、运用的目的。
华北科技学院 机电工程学院 机械基础教研室 主讲教师：丁克舫
教学安排
授课 时间：10月18日12月31日 周学时 8
考核方式： 考 试（平时作业，实验、大作业）
期末考试 平时作业 实 验 大 作 业 70% 10% 10% 10%
课程设计时间：1月11日1月22日（2周）
第一章
绪
论
§1—1 机械原理课程的研究对象和内容