机械原理 西北工业大学

称综合而非设计的理由： 在解决机构的设计问题时，
▲仅限于根据运动和动力要求，确定机构各部分与运 动相Βιβλιοθήκη Baidu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。
机械设计
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方案设计 本课程要解决的问题
结构设计 属于机械设计课程的范畴14
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）。
一般而言， 机械是机器和机构的总称
机械
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机构 机器
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作者： 潘存云教授
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作者： 潘存云教授
机构－能够用来传递运动和力或改变运动形式的多件 实物的组合体。如：连杆机构、凸轮机构、 齿轮机构等。种类有限
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作者： 潘存云教授
§1－2 本课程的研究内容
1. 机构结构分析 基本知识 ▲研究机构运动的可能性; 能否运动 ▲机构运动的确定性；下一个位置和运动方向是否唯一
▲机构运动简图的绘制方法；用简单图形表示复杂机构
▲机构的组成原理和结构分类。 2. 机构的运动学
▲机构上某些特殊点的位置、速度、加速度的求法 和机构的运动规律； 不考虑引起机构运动的力的作用，仅从几何的观点来研究
作者： 潘存云教授
§1－3 课程的性质和学习方法
课程性质： 技术基础课 作用： 承前启后
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。
先修课程：高等数学、普通物理、工程制图、理论力学
同时，通过本课程的学习，可为今后学习诸如机械 设计、机床夹具设计、机床、机械制造工艺学等专 业课程打下基础，
电动机
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。
强调代替人类完成有用工作
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作者： 潘存云教授
机器的共有特征： ①人造的实物组合体；
②各部分有确定的相对运动；
③代替或减轻人类劳动完成有用功或实现能量 的转换 机器的作用
机器的分类： 原动机－实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机）
各部分协调动作的结果： 化学能
机械能
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2.工件自动载送装置
工件 定爪 动爪
档块
滑杆
含 带 传 动 机 构 、 蜗 杆 装配夹具 传动、凸轮机构、连
杆机构等。
工件载送器
潘存云教授研制
蜗杆传动
连杆机构
滑杆左移时，夹持器 将工件夹住。
带传动 凸轮机构
滑杆带着工件右移时，
第一章 绪 论
§1－1 本课程研究的对象和内容 §1－2 本课程在教学中的地位 §1－3 课程的性质和学习方法 §1－4 机械原理学科发展现状简介
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作者： 潘存云教授
§1－1 本课程研究的对象和内容
顾名思义，本课程研究对象为：机械
机械－人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物的 组合体。 原理－机械的组成原理、工作原理、分析和设计原理(方法)等。 任何机械都经历了：简单→复杂的发展过程。 起重机的发展历程：
机器－根据某种具体使用要求而设计的多件实物的组合 体。
如: 缝纫机、洗衣机、各类机床、运输车辆、农用 机器、起重机等。
机器的种类繁多，结构、性能和用途等各不相同，但 具有相同的基本特征。
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作者： 潘存云教授
典型机器的分析：
3
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1.内燃机
组成：
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汽缸体1、 活 塞 2 、 进气阀3、
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潘存云教授研制
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排气阀4、 连 杆 5 、 曲 轴 6 、
凸 轮 7 、 顶 杆 8 、 齿轮9、10
工作原理：
9 10
1.活塞下行，进气阀开启，混合气体
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；
内燃机
3.高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；循输环出运连动续的的结旋果转，运使动曲轴
▲设计新机构的方法。按一定几何条件和运动条件
3. 机器动力学 ▲分析机构的受力情况及力做功的情况；
▲分析机器在已知外力作用下的运动； ▲机器的调速和平衡方法。
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按解决问题的性质，研究内容又可分为两大类：
▲机构分析－对已有机构的研究。包括结构、运动 和力分析。
▲机构综合－设计新的机构。包括型综合、尺度综 合、运动和动力综合。
4.活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽缸。 5
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内燃机的工作过程：
进气 压缩 爆炸 排气
潘存云教授研制
设计：潘存云
内燃机各部分的作用：
活塞的往复运动通过连杆转变为曲 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
其关系如下
原动机
传动
工作
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控制
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分析自动洗衣机的组成：
控制器(控制)
潘存云教授研制
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潘存云教授研制
波轮(工作) 电动机(原动)
带(传动)
减速器(传动)
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机构的共有特征：
同理，通过对典型机构进行分析可知：
①人造的实物组合体；
②各部分有确定的相对运动；
种类有限
工作机－完成有用功（如机床等） 种类繁多
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机构
机械
原动机
机器 工作机
工作机的组成：
原动部分－是工作机动力的来源，最常见的是电动机 和内燃机。
工作部分－完成预定的动作，位于传动路线的终点。
传动部分－联接原动机和工作部分的中间部分。
控制部分－保证机器的启动、停止和正常协调动作。
③用来传递力或实现运动的转换。
机构的分类：通用机构和专用机构。
通用机构---用途广泛，如齿轮机构、连杆机构等。 专用机构---只能用于特定场合，如钟表的擒纵机构。
机械
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机构 机器
通用机构 专用机构 原动机 工作机
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本课程研究重点：通用机构 机器与机构的关系：由两个实例推广到一般 任意复杂的机器都是由若干组机构按一定规律组合而 成的。实际机器的种类有成千上万种，但机构的种类确有限。类似关系：化合物与化学元素 由机器与机构的共有特征可知： 机器与机构在结构和运动方面并无区别（仅作用不 同） ，故统称为机械。人造的组合体、有确定的相对运动