机械原理 绪论
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。
机械原理第一章绪论PPT课件
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机械是机构与机器的总称。
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
2)具有用瞬心法对高、低副机构进行速度分析，和用图 解法或解析法对Ⅱ级机构进行运动分析的基本技能。
3)具有按已知的几何条件和运动条件对几种主要的平面 机构进行运动设计的某些基本知识和能力。
4)初步具有确定简单机械运动方案的能力。
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21
第一章 绪 论
5)具有按已知动力学条件分析和设计机械的某些基本 知识。
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1
第一章 绪 论 (Introduction) §1-1 本课程研究的对象及内容
机械原理又称为机器理论与机构学。 机械原理 Theory of Machines and Mechanisms
机械原理的研究对象是机械(machinery) 。 机械原理是研究机构和机器的运动及动力特性，以及
机
是完成有用的机械功或者是搬运物品。
工作机器 例如：起重机、织布机、缝纫机、汽
器
车、飞机和金属切削加工机床等。
是用来获得和变换信息。例如：机械 信息机器 式积分仪、计帐机、机器人和绘图仪。
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
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第一章 绪 论
现代机器通常由控制系统、信息测量和处理系统、动 力部分、传动部分及执行机构系统等组成。 机器的三个共同特点： 1、都是人为的实物组合； 2、各部分之间具有确定的相对运动； 3、用来变换或传递能量、物料和信息。
机械原理-绪论
学习相关技术基础和专业课程起到承前起后的作用，而且为今后 从事机械设计和研究工作起到增强适应能力和开发创新能力的作 用。
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，而是要引导学生如何应用所学的 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。
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。 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。
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。
另外，实际工程问题涉及多方面的因素，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。
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。
（1）机构
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。
机械原理课件：第1章绪论
力学
研究机械受力和运动的关系。
动力学
研究机械力的产生和传递。
机械的自由度及数目。
2 类型
包括平动副、回转副和滚动副等。
机械的机构及其分类
齿轮机构
通过齿轮传递和变换运动。
凸轮机构
通过凸轮来控制运动。
连杆机构
通过连杆来传递运动。
机械传动方式的分类及特点
齿轮传动 带传动 链传动
效率高，传动精度高。 结构简单，吸振能力强。 传动稳定，承载能力大。
机械的运动规律
机械运动遵循牛顿运动定律，同时机械能守恒和机械功的计算也是机械运动规律的重要内容。
机械简化分析方法
1
静态平衡法
分析物体处于静止状态下的平衡条件。
2
动态平衡法
分析物体在运动状态下受力和力矩的平衡条件。
机械原理课件：第1章绪 论
机械原理是研究机械的基本概念、运动规律和设计原则的科学。本章介绍了 机械原理的研究对象、基本量和关系，以及机械的自由度、机构和传动方式 的分类。
什么是机械原理？
机械原理是一门研究机械运动规律和相互作用原理的学科，对于机械设计和 工程实践具有重要意义。
机械的基本概念
运动学
3
虚功原理
利用物理量的变化来求解未知数量。
机械设计的目标和要求
机械设计的目标是根据实际需求设计出满足功能和性能要求的机械产品。
机械原理第1章绪论
3
平衡转动定理
给定物体受力矩和转动惯量，可以计算物体的角加速度。
机械原理第1章绪论
机械原理是研究物体运动和力的作用规律的科学。通过历史发展和应用，了 解机械原理在设计物品中的重要性。
机械原理的分类
静力学
研究物体在静力平衡下的力学性质。
运动学
研究物体的运动规律，不考虑力的作用。
动力学
研究物体在运动状态下的力学性质。
牛顿三大定律
1 第一定律：惯性定律
物体在外力作用下保持匀速或静止状态。
速度
描述物体在平面上的运动快 慢。
加速度
描述物体在平面上的运动变 化。
转矩和转动惯量
转矩的概念
力在垂直于力臂的方向上的 作用。
力臂的念
力作用的垂直距离。
转动惯量的概念
描述物体对转动运动的惯性 大小。
平衡转动定理
1
力矩
物体在转动过程中受到的力矩。
2
平衡条件
当物体受到的力矩为零时，物体处于平衡状态。
2 第二定律：运动方程
力与加速度之间的关系为F = ma。
3 第三定律：作用与反作用
相互作用的两个物体对彼此施加的力大小相等、方向相反。
刚体的运动类型
直线运动
刚体的质心运动沿直线。
转动运动
刚体绕固定轴进行旋转。
平动运动
刚体既有质心的平移运动， 又有绕质心的转动运动。
平面运动学
位置
描述物体在平面上的位置。
机械原理绪论
绪论
机械原理的研究对象
机器和机构 (Machines and Mechanisms) 习惯上总称“机械”
2019/1/8
机械原理
“机”和“械”的本义
机（機）
本义:弓弩上的发射机关 本义:脚镣手铐一类的Leabharlann 具 利用力学原理构成的装置械
机械
2019/1/8
机械原理
机械原理
2019/1/8
机器的特征
1）是人造的实物组合体，具有运动单元(构 件)。 2）实现预期功能（如运动轨迹）。 3）能完成有用机械功，或转换机械能，或传 递信息（如钟表、打字机、发报机等）。
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机械原理
机构的概念
机构是用来传递运动和力的、有一个构件 为机架的、用构件间能够相对运动的连接 方式组成的构件系统。
机器的概念
机器是执行机械运动的装置，用来变换或 传递能量、物料、信息。
——《机器理论与机构学术语》GB10853-1989
2019/1/8
机械原理
内燃机
活塞下行，进气阀打开， 燃气被吸入气缸 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
——《机器理论与机构学术语》GB10853-1989
2019/1/8
机械原理
构件的概念
构件：从运动的观点 分析机械时，构件是 参加运动的最小单元 体。 连杆由连杆体、连杆 头、轴瓦、螺栓、螺 母和轴套等零件组成。
2019/1/8
机械原理
构件的概念
第1章机械原理 绪论
原动机
传动 控制
工作 1.汽车各组成部分 各组成部分
湘潭大学专用
2. 试分析洗衣机的各组成部分
定时器（控制部分） 定时器（控制部分）
叶轮（工作部分） 叶轮（工作部分）
电机（原动部分） 电机（原动部分） 皮带（传动部分） 皮带（传动部分）
湘潭大学专用
•
在实际生产过程中，还采用多种机器组合起来，完成比较复杂的过程，这种机器系统成为生产线。
湘潭大学专用
湘潭大学专用
复习 研究对象 机械 机构：构件间运动规律。 机构：构件间运动规律。 机器：转换能量，或作有用功或传递信息。 机器：转换能量，或作有用功或传递信息。
湘潭大学专用
常用机构 机构 机械 机器 工作机器 信息机器 专用机构 动力机器
机器与机构的关系：由两个实例推广到一般 机器与机构的关系： 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。 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。
动画
档块 滑杆 工件 定爪 动爪
装配夹具
蜗杆传动 工件载送器 连杆机构
带传动
凸轮机构
强调代替人类完成有用工作
电动机Βιβλιοθήκη 机器的共有特征： 机器的共有特征： 人造的实物组合体； ①人造的实物组合体； ②各部分有确定的相对运动； 各部分有确定的相对运动； 确定的相对运动 ③代替或减轻人类劳动完成有用 代替或减轻人类劳动完成有用 功或实现能量的转换或 完成物 实现能量的转换或
湘潭大学专用
1.1.3 机构的组成 名词术语解释: 名词术语解释 1.机构 －能够用来传递运动和力或改变运动形式的 机构 多件实物的组合体。 多件实物的组合体。 机器 － 根据某种具体使用要求而设计的多件实物 的组合体。 的组合体。 2.零件 －独立的制造单元 零件 构件 －独立的运动单元
机械原理ppt
虚约束及其去除方法 虚约束是指机构中某些运动副代入得对机构运动
其重复约束作用的约束，其数目以p´表示。 除去虚约束的方法：
先将机构中引入虚约束的运动副或运动链部分除 去，再来计算机构的自由度。
或从机构的约束数中减去虚约束数目p´。 F = 3×n - （2pl+ph-p')-F'
位 置 ， 因 P13 为 机 构 3 的绝对瞬心，则有
3
vB l BP13
2l AB l
BP13
2.56rad / s
vC l CP133 0.4m / s vE l P13E3 0.357m / s
3）定出构件3的BC线上速度最小的点E的位置，因 BC线上速度最小之点必与P13点的距离最近，故 从P13 引BC的垂线交于点E。由图可得
4）定出VC =0 时机构的两个位置，量出
1 26.4
2 226.6
已 知 ： 图 示 导 杆 机 构 尺 寸 ： lAB=0.051m ， lAC=0.114m, ω1 =5rad/s。试用瞬心法确定：机构在 图示位置导杆3的角速度ω3的大小和方向。
通过自由度计算判断图示运动链是否有确定运动 （图中箭头所示构件为原动件）。如果不满足有确定 运动的条件，请提出修改意见并画出运动简图。
n=4, PL=6, PH=0, F= 3n-2PL -PH=3×4－2×6-1×0=0
F=3×10－2×13－2－1=1
计算下列各运动链的自由度，并指出其中是否 有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪 一类虚约束）。最后判断该机构是否有确定运动 （图中箭头所示构件为原动件），为什么？
若构成的是相对不可动的系统，则为珩架或结构 体，即蜕变为一个构件。运动链有首末封闭的闭链， 也有未封闭的开链。运动链还有平面运动链和空间运 动链之分。
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。
机械原理绪论
两者之间也有联系：机器是由若干个机构组成的系统，最
简单的机器只有一个机构。
一、研究对象 •构件：组成机械的各个相对运动部分称为构件 机构中构件的分类：
1、机架（支撑运动构件的构件。描述运动的参考系） 2、原动件（在工作的机构中，驱动力作用的构件） 3、从动件（跟随原动件运动而运动的其余构件）
构件 : 可以是单一的整体，也 可以是由几个零件组成的刚性 结构
§1-1本课程研究的对象及内容
一、研究对象
• 机械Machinery: 机器和机构的总称。 • 机器 Machine ：是执行机械运动的装置，用变换 或传递能量、物料、信息。分为原动机、工作机。
原动机 — 凡是将其他形式的能量转化为机械能的机器 如内燃机、电动机 工作机 —凡利用机械能去变换或传递能量、物料、信息 的机器 如发电机、采油机、牛头刨床
注意：
机器（三个特征）：
人为的实物组合（不是天然形成的）； 各部分之间具有确定的相对运动； 能作有用功，完成物流、 信息的传递及能量的转换。
机构（两个特征）：
人为的实物组合（不是天然形成的）； 各部分之间具有确定的相对运动；
机器和机构的区别：机器能作有用功，而机构不能，机构
仅能实现预期的机械运动。
构件和零件的区别：
构件 零件 运动的单元 制造的单元
零件: 通用零件和专用零件
通用零件: 各种机器中都经常用到；如齿轮、螺钉等
专用零件: 特定类型机器才能用到的零件:如机架、手柄、
曲轴等
机械原理课件绪论共33页
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
机械原理课件绪论
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
机械原理简答题总结
第一章绪论基本概念1.机械：机器和机构的总称。
2.机构：用来传递与变化运动和力的可动装置。
3.机器：根据某种使用要求设计的执行机械运动的装置，可用来变换或传递能量、物料和信息。
第二章机构的结构分析1.何谓构件?构件与零件有何区别?试举例说明其区别。
构件是由一个或多个小零件刚性联接的独立运动单元体，它是机构组成的基本要素；而零件则是独立的制造单元，所有机器均由零件构成。
2.何谓运动副和运动副元素?运动副是如何进行分类的?由直接接触形成的可动联接为运动副；其接触表面称作运动副元素；运动副根据接触特性分为高副与低副；按照相对运动形式，可分为移动副、转动副、齿轮副、凸轮副和螺旋副；此外，依据引入的约束数目对它们进行分类。
I级副-V级副3.何谓高副?何谓低副?在平面机构中高副和低副一般各带入几个约束?齿轮副的约束数目应如何确定?点线接触为高副，面面接触为低副；各带入1个和2个约束；若两齿轮（条）固定则引入一个约束，不固定引入2个约束。
4.何谓运动链?运动链与机构有何联系和区别?通过运动副的联接而构成的可相对运动的系统；机构是具有固定构件的运动链。
5.何谓机构的自由度?在计算平面机构的自由度时，应注意哪些问题?机构具有确定运动是所必须给定的独立运动参数的数目，亦及必须给定的独立的广义坐标的数目，称为机构的自由度。
注意复合铰链（包含机架），去除局部自由度（某些构件产生的局部运动并不影响其他构件的运动），去除虚约束（在机构中，有些运动副带入的约束对机构的运动只起重复约束作用）。
6.既然虚约束对于机构的运动实际上不起约束作用，那么在实际机构中为什么又常常存在虚约束？虚约束是指对机构运动起不到实际约束作用的约束。
虚约束可以改善构件的受力情况，提高机构的刚度和强度，有于保证机械顺利通过某些特殊位置。
（尽量减少虚约束）7.机构具有确定运动的条件是什么？机构具有确定运动的条件是其原动件数目等于机构自由度的数目。
当不满足此条件时，若原动件少于自由度，机构运动将不确定；反之，若原动件多于自由度，则可能导致机构最薄弱环节的破坏。
机械原理绪论
为了建立更符合实际情况的动力学模型和更精确的分析和设计方法， 考虑质量分布、弹性变形、间隙、阻尼、外界干扰的频率、不平衡力、表 面润滑等多方面的动力学问题正得到重视和加以研究。
3）机器的组成
控制系统
机器的 组成
信息测量和处理系统——由计算机来完成 动力部分
传动部分及执行机构系统——完成工作过程
其中实现机械运动的执行机构系统是机器的核心，机器中各个机构通 过有序的运动和动力传递来最终实现功能变换，完成工作过程。机器中的 运动单元体称为构件。因此，机构是把一个或几个构件的运动，变换成其 他构件所需的具有确定运动的构件系统。
10）机构系统设计
面对21世纪产品竞争日益加剧的挑战，人们越来越重视机械产品方案 设计的智能化。
3）凸轮机构
为了改善凸轮机构的动力性能，凸轮曲线由等加-等减速运动规律、 正弦加速度运动规律、余弦加速度运动规律改用改进正弦加速度运动规律 、改进梯形加速度运动规律和代数多项式运动规律。
寻找高速运转时具有良好动力性能的凸轮曲线是一个重要的研究内容 。按动力学要求设计凸轮廓线除了采用动力多项式凸轮曲线外，现在较多 采用某些符合动力特性要求的凸轮曲线。这种曲线使凸轮从动件系统残留 振动的振幅在全部工作速度范围内不超过某一极限值。
1）研究对象是机械.机械。机械是机构与机器的总称。
机构的定义:把一个或几个构件的运动变换成其他构件所需的具有确定运 动的构件系统。
常用的机构包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、齿轮系、间歇运动机 构、螺旋机构、万向联轴器等。机构种类有限。
机械原理 第一章 绪论
三.现代机械
20世纪中后期，以机电一体化技术为代表，在机器 人，航空航天，海洋舰船等领域开发出了众多高新机械 产品，如火箭、卫星、宇宙飞船、空间站、航空母舰、 深海探测器等
国际太空站
航天飞机正在利用机械臂施放哈勃 空间望远镜
21世纪，机械学科在迅猛发展, 新概念、新理论、新 方法、新工艺不断涌现。智能机械、微型机构、仿生机 械的蓬勃发展，将促进材料、信息、计算机技术、自动 化等领域的交叉与融合，进一步丰富和发展机械基础学 科知识。
一.古代机械
五千年前已开始使用简单的纺织机械；晋朝连机椎和 水碾中应用了凸轮原理；西汉时应用轮系传动原理制成了 指南车和记里鼓车；东汉张衡发明的候风地动仪是世界上 第一台地震仪。目前许多机械中仍在采用的青铜轴瓦和金 属人字圆柱齿轮，在我汉年代的文物中都可以找到它们的 原始形态。
二.近代机械
18世纪初以蒸汽机的出现为代表产生了第一 次产业革命，人们开始设计制造各种各样的机 械，例如纺织机、火车、汽轮船。
机
蒸汽机车
车
内燃机车 电力机车 磁悬浮机车
船
舶
船舶是指能航行或停泊于水域进行运输或作业工具，在国防、 国民经济和海洋开发等方面都占有十分重要的地位。 船舶经历了独木舟和木板船时代， 1879年世界上第一艘钢船问世后，又开 始了以钢船为主的时代。船舶的推进也 由19世纪的依 靠人力、畜力和风力(即 撑篙、划桨、摇橹、拉纤和风帆)发展 到使用机器驱动。
初步建立工程观点
本课程要用到很多与工程有关的名词、符合、 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，除解析法外还有 实验法以及试凑法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。另外，实际工程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。
机械原理西工大第八版第1章绪论
机械原理西工大第八版第1章绪论绪论是一本书或论文的开篇部分，用于引出研究主题的背景和意义。
《机械原理》是一本介绍机械原理和应用的教材，西工大第八版第一章的绪论部分主要介绍了机械原理的概念、研究内容和意义。
绪论的主要内容包括以下几个方面。
第一部分，引入机械原理的概念和背景。
绪论部分首先介绍了机械原理的概念，即通过研究物体运动和相互作用的规律来揭示事物运动过程中所涉及的基本力学原理。
并通过引用机械原理在工程实践上的广泛应用，如机械设计、工程力学和动力学等领域，来证明机械原理的重要性和必要性。
第二部分，介绍机械原理的研究内容和方法。
绪论部分介绍了机械原理研究的主要内容，包括力的基本概念和性质、力的合成与分解、力的传递与转换、运动学和动力学等。
同时，介绍了机械原理研究的方法，包括推导、分析、实验和计算等。
通过这些方法，可以研究物体的运动规律和相互作用，从而揭示事物运动的基本规律。
第三部分，阐述机械原理在工程实践中的应用。
绪论部分介绍了机械原理在工程实践中的广泛应用，包括机械设计、工程力学、航天航空、交通运输和自动化控制等领域。
通过运用机械原理，可以优化设计和提高工程系统的性能，从而满足人们对各种产品和系统的需求。
第四部分，总结机械原理研究的意义和挑战。
绪论部分总结了机械原理研究的意义，即帮助人们理解物体的运动规律和相互作用，从而推动科学和技术的发展。
同时，也提出了机械原理研究面临的挑战，如复杂系统的分析和设计、多学科的交叉和融合等。
这些挑战需要人们不断深入研究机械原理，提出新的理论和方法，以应对现代工程实践的需求。
总的来说，绪论部分是《机械原理》这本教材的开篇部分，通过介绍机械原理的概念、研究内容和方法，以及在工程实践中的广泛应用，引出了研究机械原理的背景和意义。
通过深入研究机械原理，人们可以解决复杂的工程问题，提高产品和系统的性能，推动科学和技术的发展。
同时，机械原理的研究也面临着挑战，需要人们不断深入研究，提出新的理论和方法，以应对工程实践的需求。
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
机械原理复习要点
K V 2 C1C 2
V1
C1C 2
t2 t1
t1 t2
180 180
1、平面四杆机构有三种基本形式，即
机构， 机构
和
机构。
2、组成曲柄摇杆机构的条件是：最短杆与最长杆的长度之和
或
其他两杆的长度之和；最短杆的相邻构件为
，则最短杆为
。
3、在曲柄摇杆机构中，如果将
杆作为机架，则与机架
相连的两杆都可以作____
运动，即得到双曲柄机构。
4、在
机构中，如果将
杆对面的杆作为机
架时，则与此相连的两杆均为摇杆，即是双摇杆机构。
5.在
机构中，最短杆与最长杆的长度之和
其余两杆的长度之和时，则不论取哪个杆作为
，都可以
组成双摇杆机构。
6.导杆机构可看做是由改变曲柄滑块机构中的
C
B
A
D
θ 180°＋θ
B2
作者: 潘存云教授
A B 180°-θ
1
D
第1章 绪论
1、 机构与机器的区别 2、 零件与构件的区别 3、 机器的分类 4、 工作机的组成
第2章 平面机构的结构分析
1、运动副（高副、低副） 2、约束及自由度 3、运动链 4.机构具有确定运动的条件
机构具有确定运动的条件是原动件数＝自由度。
5、自由度的计算（虚约束、局部自由度、复合铰链）
6.机构分级
而演变来
的。
7、将曲柄滑块机构的
改作固定机架时，可以得到导杆
机构。
8、曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：摇杆为
件，曲柄为
件或者是把
运动转换成
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基本理论
机构的结构分析、 运动分析、力分析
机构综合
2．用工程观点学习理论与基本方法
比较的观点 分析与实验的观点 结合实际的观点
可能不是唯一解
机构的优劣通过分析 甚至用实验检验
近似解
3．应特别注意加强感性认识和实践性环节
对实际的机构和机器 有深刻的感性认识
机构陈列
课程设计 （1.5周）
机构动态演示
3）机器的运转、摩擦、效率、平衡等有关 机器力 学性能和机器动力学方面的内容。
介绍几种常 用的机构
连杆机构
步进式搬运机
连杆曲线
凸轮机构
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3
2
1
1
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3
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3
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3 2
1
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3 2
1
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3 2
1
e
3 2
1
e
3 2
*概括为四类
1.刚体导引; 2.函数变换; 3.轨迹复演 ; 4.瞬时运动量约束
震实台的三位置导引
根据震实台的 三位置设计连 杆机构
(1)刚体导引
*当机构的原动件做 简单运动时，要求刚 体连续地变换其位置 。
这类问题在工程机械、包装 机械、机械手等方面的机械 设计中可以遇到。
1
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3
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h
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h
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1
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3
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1
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3
2
h
1
e
（运动副中的）
高副
3机架
2从动件 h
1凸轮
e
第二节
机构的分析与综合 及其方法
一.机构分析与综合
*机构分析：对已知机构的结构和各种特 性进行分析。
*机构综合： 根据工艺要求来确定机 构的结构形式、尺寸参数及某些动力 学参数。
A
C B E1
D
使变幅机构E点按水平方向运动。
A
（3）轨迹复演
*使连杆上某点的轨迹能近似
地与给定曲线复合。
飞剪运动演示
按剪切瞬时刀刃与钢材速度 同步设计连杆机构。
机构运动综合研究
近似地实现预期的运动 要求的近似设计方法。
第三节 学习本课的方法
1．注意基本理论与基本方法之间的联系：
绪论
第一节 本课程的研究内容
*什么是机器、机构？
内燃机工作示意图
凸轮机构
曲柄滑块机构 齿轮机构
*机器的三特征：
1）由一系列的运动单元体所组成。 2）各运动单元体之间都具有确定的相对运动。 3）能转换机械能或完成有用的机械功以代替或 减轻人们的劳动。
*具有以上1、2两个特征
*零件——机器中的制造单元体
连杆体1 螺栓6
垫圈7
连杆头2
4
4
4
4
3
*构件——由一个或多个零件连接 而成的运动单元体。
4
《机械原理》研究的内容
1）机构的结构分析、运动分析、动力分析；
2）几种典型机构的分析与设计; 连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、轮系。并介
绍一些特殊机构、组合机构等方面的知识；
机构分析和机构综合的关系： 机构分析是机构综合的基础，机构综合的优劣要
用机构分析来检验，两者是相辅相成的。
*机构综合的内容:
1.机构的结构综合
2.机构的尺度综合
3.机构的动力学综合
1．机构的结构综合
*主要研究机构的 组成规律。
2.机构的尺度综合 （或运动学综合）
*研究已知机构如何按给定的
运动要求确定其尺寸参数.
S= r sin
r
s 轭架的位移S是 曲柄转角的正弦函数
（2）函数变换
*使机构某从动件的运动参数为
原动件运动参数的给定函数。
这类问题在解算机构、仪表显 示装置的设计中可以遇到。
C B
E1 E2
D
A
C B
E1 E2 E3
D
A
C B
E1 E2 E3 E4
的实体称为机构
*机器的三特征：
构件
1）由一系列的相对运动单元体所组成。
2）各运动单元体之间都具有确定的相对运动。
3）能转换机械能或完成有用的机械功以代替或减轻 人们的劳动。
构件与零件有什么不同？
连杆放大
连杆放大
连杆体1 连杆头2
3 轴套
4
螺母5
垫圈7
连杆体1 螺栓6
连杆头2
3
轴套 4
螺母5
实验 (3个)
《机械原理》课外作业
1）一章讲授完后的下一个星期三四课前， 由班长（或学委）将作业收齐后交 给老师处
2）有下列情况之一者以本课不及格论： a)三次未交作业者； b)缺课四次以上者。
D
A
B
E1 E2 E3 E4E5
C D
A
C B
E1 E2 E3 E4E5 E6
D
A
C B
E1 E2 E3 E4E5 E6 E7
D
A
C B
E1 E2 E3 E4E5 E6
D
A
B
E1 E2 E3 E4E5
C D
A
C B
E1 E2 E3 E4
D
A
C B
E1 E2 E3
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C B
E1 E2
D