机械原理 第七版 课件 答案
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另外，实际工程问题都是涉及多方面的因素的问题，其求解 可采用多种方法，其解一般也不是唯一的。这就要求设计者具有 分析、判断、决策的能力，要养成综合分析、全面考虑问题的习 惯和科学严谨、一丝不苟的工作作风。
2020/10/24
19
认真对待教学的每一个环节
本课程全部教学工作的完成，需要自学、听课、习 题课、实验课、课后作业、答疑和考试，以及课程设 计等教学环节。要学好这门课，必须对每个教学环节 予以充分重视。
结构分析
机构运动的可能性、确定性 机构的组成原理
运动学分析 位置、位移、速度、加速度分析
静力学分析 动力学分析
2020/10/24
机构的自锁性、力的传递关系 机构中力和质量与运动的关系
速度波动的调节
机构的惯性力平衡
15
设计机构
根据给出的运动和动力要求，设计出机构或机构 的组合系统来满足这一运动和动力要求。
§
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午7时13分3秒 上午7时 13分07:13:0320.10.24
§
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10.2420.10.2407:1307:13:0307:13:03Oc t-20
§
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月24日 星期六7时13分 3秒Saturday, October 24, 2020
2020/10/24
6
机械原理: 绪 论
§ 1－３ 如何进行本课程的学习
➢ 掌握本课程的特点 ➢ 注重理论联系实际 ➢ 逐步建立工程观点 ➢ 认真对待每个教学环节
2020/10/24
7
2020/10/24
14
认识机构
对已有的各种类型的机构进行分析（analysis), 包括认识其结构、运动、静力和动力性能等。
在举起与搬运重物时发挥极大功效的木质器械”
二种定义的区别与机器的类型
2020/10/24
3
机械原理：绪 论
§ 1－1 本课程研究的对象和内容 一．本课程的研究对象
机械（Machinery)：机器和机构的总称 机构(Mechanism) 说明 » 具有机器的前二个特征 » 用来传递运动和力的、有一个构件为 机架的构件系统
动力学
强度理论
牛顿经典力学
2020/10/24
材料学
29
到20世纪上半叶，机械设计的方法已基本形成。
机械零件设计
机器动力学
机器静力学 机构运动学 机构结构学
运动学
静力学
ห้องสมุดไป่ตู้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
2020/10/24
材料学
30
现 代： 20世纪中叶 －
计算机的发明 －
掌握本课程的特点
本课程要用到物理、数学、力学、机械制图和工程 材料及机械制造基础等先修课程的知识，尤其是理论 力学的知识。但并不是这些课程的简单重复和堆砌， 而是要学习如何应用所学的知识解决工程实际中所遇 到的问题。所以本课程的学习不同于理论课程的学习， 也不同于专业课，而具有一定的理论系统性及逻辑性 和较强的工程实践性的特点。
2020/10/24
20
机械原理：绪论
本课程的教学环节
必修 考试 3.0学分 理论学时：42 实验学时：6 期未成绩：平时与期未考查兼顾（平时 占30%，期未占70%）
2020/10/24
21
古代中国
公元一世纪 东汉
“水排”
用水力鼓风炼铁，其中应用
了齿轮和连杆机构 2020/10/24
22
晋代
机构运动学 机构结构学
机器要运动、要传递 力，因此，最先发展 起来的是：
运动学
静力学
动力学
强度理论
牛顿经典力学
2020/10/24
材料学
28
机器动力学
机器静力学 机构运动学 机构结构学
随着机器运转速 度的不断提高， 机器的振动、速 度波动等问题引 起了人们的重视， 机械动力学发展 起来。
运动学
静力学
机构一般被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。 这类机构称为广义机构。
常用机构 (commonly used
2020/10/24
mechanisms)
4
机械原理: 绪 论
§ 1－1 本课程研究的对象和内容 一．本课程研究的对象 二．本课程研究的内容 认识机构 设计机构
机械原理
Theory of Machines and Mechanisms
2020/10/24
机电工程学院 机械设计研究室
1
第1章 绪 论
(Introduction) §1－1 本课程研究的对象和内容 §1－2 学习本课程的目的 §1－3 如何进行本课程的学习 §1－4 机械原理学科发展现状简介
2020/10/24
32
几种 工业机器人
清洗飞机的机器人
2020/10/24 第一汽车制造厂的汽车装配生产线
隧道凿岩的机器人 33
特种机器人：在潜水、管道修理、外科手 术、生物工程、军事、星际探索等领域应 用，承担着许多由人的直接操作无法完成 的工作。
2020/10/24
34
几种 特种机器人
军用昆虫机器人
2020/10/24
§
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月24日星期 六上午7时13分 3秒07:13:0320.10.24
§
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 上午7时 13分20.10.2407:13Oc tober 24, 2020
§
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月24日星期 六7时13分3秒07:13:0324 October 2020
“连 磨”
用一头牛驱动八台磨盘，
其中应用了齿轮系。
2020/10/24
23
蒸汽机无法实现小型化，所以在当皮时带的工厂生里产采机用械集中1
蒸汽驱机动的方式皮。带
天轴
皮带 生产机械 2
皮带 生产机械 3
……
2020/10/24
蒸汽机时代的纺织工厂
24
近代 — 机构与传动的变革
近代机械的发展趋向
高速化
提高生产率的需要。
基于动力的变革，大幅度提高机器的速度成为可能。
机器速度的提要高求是不几断百完年善来已未有曾的停机遏构的，发展趋势。
精密化
并发明出新的机构
提高产品质量的需要。 基于加工水平的提高，提高机器的精度成为可能。
自动化
进行大批量生产的要求。
2020/10/24
25
例如：
18世纪，欧拉（Euler） 首次提出采用渐开线作为齿轮的齿廓， 从而使高速、大功率的机械传动成为可能。
科学技术发展史上划时代的大事。
现代机器的出现 计算机使机械设计方法面目一新
2020/10/24
31
现 代： 机器人的出现
随着计算机和伺服电机的出现，机器人作 为现代机器的代表走上了历史舞台。
工业机器人 特种机器人
工业机器人：在工业生产中越来越广泛地 应用。用于搬运、装配、焊接、喷漆、凿岩等
工作。
2020/10/24
§
相信相信得力量。20.10.242020年10月 24日星 期六7时13分3秒20.10.24
谢谢大家！
爬缆索机器人
水下扫雷机器人
爬壁机器人 35
计算机控制系统和伺服电机被引入到传统机器中来， 使其组成、面貌和功能发生了革命性的变化。
2020/10/24
数控车床
数控加工中心
36
现代机器向主动控制、信息化和智能化方向发展， 从这个意义上讲，正如有的学者所说：
“今后的机器都将是机器人”。
2020/10/24
仅限于根据运动和动力要求，确定机构各部分与 运动相关的尺寸；
不涉及各个具体零件的强度计算，具体形状和结 构、 材料选择等因素；
设计结果是机构运动简图，而非工程化的设计图。 方案设计 本课程要解决的问题
机械设计 结构设计 属于机械设计课程的范畴
202因0/10/24此常用“综合”（synthesis)二字来代替“设计16”
§
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。07:13:0307:13:0307:13Saturday, October 24, 2020
§
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2420.10.2407:13:0307:13:03October 24, 2020
§
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月24日上午7时13分 20.10.2420.10.24
20世纪 各种大传动比、结构紧凑的新型传动， 高速的步进机构， 精密的滚动螺旋传动，
………
机构的创新一直到今天也没有停止。
2020/10/24
26
近代 — 机械理论和设计方法的建立
机器的发展，呼唤着机械的理论和设计方法。 牛顿经典力学的建立则为此准备了理论基础。
2020/10/24
27
机器静力学
2020/10/24
18
初步建立工程观点
本课程要用到很多与工程有关的名词、符号、公式、标准及 参数和对机械研究的一些常用的简化方法，如倒置、反转、转化、 当量、等效、代换等等。 在机构分析与综合中，除解析法外还介 绍图解法、实验法以及试凑等一些工程中实用的方法。
因此在学习时，对名词应正确理解其含义，对公式应着重于 应用，而对方法则着重掌握其基本原理和作法。
因此，在学习本课程时应注意掌握基本的概念、原 理及机构的分析与综合的方法。
2020/10/24
17
注重理论联系实际
本课程并不是研究某种具体的机械，而是着重研究一般机械 的共性问题，即机构的结构分析和综合的基本理论和基本的方法。 这些基本理论和方法是紧密为工程服务的。
因此，在本课程的学习过程中，一方面要注意这些理论和方 法在理论上建立和推演的严密性和逻辑性，另一方面更要注意这 些理论和方法如何在工程实际中的应用。此外还应随时留意日常 生活和生产中遇到的各种机械，以丰富自己的感性认识；并用所 学到的理论和方法认识分析这些机械，以加深理解，使理论和实 践相互促进。
2
机械原理：绪 论
§ 1-1 本课程研究的对象和内容
一．本课程的研究对象
机械（Machinery)：机器和机构的总称
机器(Machine)的特征 举例
» 人为的实物组合
» 各运动单元间具有确定的相对运动
» 实现能量转换或完成有用的机械功
国家标准对机器的定义：机器是执行机 械运动的装置，用来变换或传递能量、物 料与信息。 罗马工程师特鲁威：公元前1世纪“机器是一种高强度材料做成的联接体，是
37
现 代：机械理论和设计方法面目一新
20世纪最后30年，计算机应用的普及极大地推动 了机械分析与设计方法的革新。
计算机计算代替了手工计算法和图解方法。 计算机辅助设计、优化设计、有限元法、动态设 计等现代设计方法迅速发展。 计算机不仅是大大地提高了计算速度，而且已成 为机械分析与设计的前所未有的强大手段。 整个机械设计的理论和方法焕然一新。 现代意义上的机械设计已经根本离不开计算机了。
可概括为：机构的分析（mechanism analysis) 与机构的综合（mechanism synthesis)
2020/10/24
5
机械原理: 绪 论
§ 1－2 学习本课程的目的
◆ 机械原理是机械类各专业的一门主干技术基 础课程； ◆ 机械工业是国家综合国力发展的基石，机械 原理课程在培养机械方面的创造型人才中将起到 不可或缺的重要作用。
2020/10/24
38
§
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2420.10.24Saturday, October 24, 2020
§
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。07:13:0307:13:0307:1310/24/2020 7:13:03 AM
§
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2407:13:0307:13Oc t-2024- Oct-20
2020/10/24
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认真对待教学的每一个环节
本课程全部教学工作的完成，需要自学、听课、习 题课、实验课、课后作业、答疑和考试，以及课程设 计等教学环节。要学好这门课，必须对每个教学环节 予以充分重视。
结构分析
机构运动的可能性、确定性 机构的组成原理
运动学分析 位置、位移、速度、加速度分析
静力学分析 动力学分析
2020/10/24
机构的自锁性、力的传递关系 机构中力和质量与运动的关系
速度波动的调节
机构的惯性力平衡
15
设计机构
根据给出的运动和动力要求，设计出机构或机构 的组合系统来满足这一运动和动力要求。
§
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午7时13分3秒 上午7时 13分07:13:0320.10.24
§
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10.2420.10.2407:1307:13:0307:13:03Oc t-20
§
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月24日 星期六7时13分 3秒Saturday, October 24, 2020
2020/10/24
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机械原理: 绪 论
§ 1－３ 如何进行本课程的学习
➢ 掌握本课程的特点 ➢ 注重理论联系实际 ➢ 逐步建立工程观点 ➢ 认真对待每个教学环节
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2020/10/24
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认识机构
对已有的各种类型的机构进行分析（analysis), 包括认识其结构、运动、静力和动力性能等。
在举起与搬运重物时发挥极大功效的木质器械”
二种定义的区别与机器的类型
2020/10/24
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机械原理：绪 论
§ 1－1 本课程研究的对象和内容 一．本课程的研究对象
机械（Machinery)：机器和机构的总称 机构(Mechanism) 说明 » 具有机器的前二个特征 » 用来传递运动和力的、有一个构件为 机架的构件系统
动力学
强度理论
牛顿经典力学
2020/10/24
材料学
29
到20世纪上半叶，机械设计的方法已基本形成。
机械零件设计
机器动力学
机器静力学 机构运动学 机构结构学
运动学
静力学
ห้องสมุดไป่ตู้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
2020/10/24
材料学
30
现 代： 20世纪中叶 －
计算机的发明 －
掌握本课程的特点
本课程要用到物理、数学、力学、机械制图和工程 材料及机械制造基础等先修课程的知识，尤其是理论 力学的知识。但并不是这些课程的简单重复和堆砌， 而是要学习如何应用所学的知识解决工程实际中所遇 到的问题。所以本课程的学习不同于理论课程的学习， 也不同于专业课，而具有一定的理论系统性及逻辑性 和较强的工程实践性的特点。
2020/10/24
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机械原理：绪论
本课程的教学环节
必修 考试 3.0学分 理论学时：42 实验学时：6 期未成绩：平时与期未考查兼顾（平时 占30%，期未占70%）
2020/10/24
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古代中国
公元一世纪 东汉
“水排”
用水力鼓风炼铁，其中应用
了齿轮和连杆机构 2020/10/24
22
晋代
机构运动学 机构结构学
机器要运动、要传递 力，因此，最先发展 起来的是：
运动学
静力学
动力学
强度理论
牛顿经典力学
2020/10/24
材料学
28
机器动力学
机器静力学 机构运动学 机构结构学
随着机器运转速 度的不断提高， 机器的振动、速 度波动等问题引 起了人们的重视， 机械动力学发展 起来。
运动学
静力学
机构一般被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。 这类机构称为广义机构。
常用机构 (commonly used
2020/10/24
mechanisms)
4
机械原理: 绪 论
§ 1－1 本课程研究的对象和内容 一．本课程研究的对象 二．本课程研究的内容 认识机构 设计机构
机械原理
Theory of Machines and Mechanisms
2020/10/24
机电工程学院 机械设计研究室
1
第1章 绪 论
(Introduction) §1－1 本课程研究的对象和内容 §1－2 学习本课程的目的 §1－3 如何进行本课程的学习 §1－4 机械原理学科发展现状简介
2020/10/24
32
几种 工业机器人
清洗飞机的机器人
2020/10/24 第一汽车制造厂的汽车装配生产线
隧道凿岩的机器人 33
特种机器人：在潜水、管道修理、外科手 术、生物工程、军事、星际探索等领域应 用，承担着许多由人的直接操作无法完成 的工作。
2020/10/24
34
几种 特种机器人
军用昆虫机器人
2020/10/24
§
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月24日星期 六上午7时13分 3秒07:13:0320.10.24
§
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 上午7时 13分20.10.2407:13Oc tober 24, 2020
§
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月24日星期 六7时13分3秒07:13:0324 October 2020
“连 磨”
用一头牛驱动八台磨盘，
其中应用了齿轮系。
2020/10/24
23
蒸汽机无法实现小型化，所以在当皮时带的工厂生里产采机用械集中1
蒸汽驱机动的方式皮。带
天轴
皮带 生产机械 2
皮带 生产机械 3
……
2020/10/24
蒸汽机时代的纺织工厂
24
近代 — 机构与传动的变革
近代机械的发展趋向
高速化
提高生产率的需要。
基于动力的变革，大幅度提高机器的速度成为可能。
机器速度的提要高求是不几断百完年善来已未有曾的停机遏构的，发展趋势。
精密化
并发明出新的机构
提高产品质量的需要。 基于加工水平的提高，提高机器的精度成为可能。
自动化
进行大批量生产的要求。
2020/10/24
25
例如：
18世纪，欧拉（Euler） 首次提出采用渐开线作为齿轮的齿廓， 从而使高速、大功率的机械传动成为可能。
科学技术发展史上划时代的大事。
现代机器的出现 计算机使机械设计方法面目一新
2020/10/24
31
现 代： 机器人的出现
随着计算机和伺服电机的出现，机器人作 为现代机器的代表走上了历史舞台。
工业机器人 特种机器人
工业机器人：在工业生产中越来越广泛地 应用。用于搬运、装配、焊接、喷漆、凿岩等
工作。
2020/10/24
§
相信相信得力量。20.10.242020年10月 24日星 期六7时13分3秒20.10.24
谢谢大家！
爬缆索机器人
水下扫雷机器人
爬壁机器人 35
计算机控制系统和伺服电机被引入到传统机器中来， 使其组成、面貌和功能发生了革命性的变化。
2020/10/24
数控车床
数控加工中心
36
现代机器向主动控制、信息化和智能化方向发展， 从这个意义上讲，正如有的学者所说：
“今后的机器都将是机器人”。
2020/10/24
仅限于根据运动和动力要求，确定机构各部分与 运动相关的尺寸；
不涉及各个具体零件的强度计算，具体形状和结 构、 材料选择等因素；
设计结果是机构运动简图，而非工程化的设计图。 方案设计 本课程要解决的问题
机械设计 结构设计 属于机械设计课程的范畴
202因0/10/24此常用“综合”（synthesis)二字来代替“设计16”
§
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。07:13:0307:13:0307:13Saturday, October 24, 2020
§
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2420.10.2407:13:0307:13:03October 24, 2020
§
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月24日上午7时13分 20.10.2420.10.24
20世纪 各种大传动比、结构紧凑的新型传动， 高速的步进机构， 精密的滚动螺旋传动，
………
机构的创新一直到今天也没有停止。
2020/10/24
26
近代 — 机械理论和设计方法的建立
机器的发展，呼唤着机械的理论和设计方法。 牛顿经典力学的建立则为此准备了理论基础。
2020/10/24
27
机器静力学
2020/10/24
18
初步建立工程观点
本课程要用到很多与工程有关的名词、符号、公式、标准及 参数和对机械研究的一些常用的简化方法，如倒置、反转、转化、 当量、等效、代换等等。 在机构分析与综合中，除解析法外还介 绍图解法、实验法以及试凑等一些工程中实用的方法。
因此在学习时，对名词应正确理解其含义，对公式应着重于 应用，而对方法则着重掌握其基本原理和作法。
因此，在学习本课程时应注意掌握基本的概念、原 理及机构的分析与综合的方法。
2020/10/24
17
注重理论联系实际
本课程并不是研究某种具体的机械，而是着重研究一般机械 的共性问题，即机构的结构分析和综合的基本理论和基本的方法。 这些基本理论和方法是紧密为工程服务的。
因此，在本课程的学习过程中，一方面要注意这些理论和方 法在理论上建立和推演的严密性和逻辑性，另一方面更要注意这 些理论和方法如何在工程实际中的应用。此外还应随时留意日常 生活和生产中遇到的各种机械，以丰富自己的感性认识；并用所 学到的理论和方法认识分析这些机械，以加深理解，使理论和实 践相互促进。
2
机械原理：绪 论
§ 1-1 本课程研究的对象和内容
一．本课程的研究对象
机械（Machinery)：机器和机构的总称
机器(Machine)的特征 举例
» 人为的实物组合
» 各运动单元间具有确定的相对运动
» 实现能量转换或完成有用的机械功
国家标准对机器的定义：机器是执行机 械运动的装置，用来变换或传递能量、物 料与信息。 罗马工程师特鲁威：公元前1世纪“机器是一种高强度材料做成的联接体，是
37
现 代：机械理论和设计方法面目一新
20世纪最后30年，计算机应用的普及极大地推动 了机械分析与设计方法的革新。
计算机计算代替了手工计算法和图解方法。 计算机辅助设计、优化设计、有限元法、动态设 计等现代设计方法迅速发展。 计算机不仅是大大地提高了计算速度，而且已成 为机械分析与设计的前所未有的强大手段。 整个机械设计的理论和方法焕然一新。 现代意义上的机械设计已经根本离不开计算机了。
可概括为：机构的分析（mechanism analysis) 与机构的综合（mechanism synthesis)
2020/10/24
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机械原理: 绪 论
§ 1－2 学习本课程的目的
◆ 机械原理是机械类各专业的一门主干技术基 础课程； ◆ 机械工业是国家综合国力发展的基石，机械 原理课程在培养机械方面的创造型人才中将起到 不可或缺的重要作用。
2020/10/24
38
§
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2420.10.24Saturday, October 24, 2020
§
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。07:13:0307:13:0307:1310/24/2020 7:13:03 AM
§
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2407:13:0307:13Oc t-2024- Oct-20