机械原理与机械设计PPT(超全讲解)

第一篇
• 第一章 • 第二章
导 论
机械的组成、分类与发展 机械的设计与相关课程简介
整个课程的总绪论
第一章
机械的组成、分类与发展
内容提要
认识机器
机器的分类和组成 机械发展历程概述

第一节
种典型的机器： 内燃机
认识机器
通过上周的实践，我们已经认识了几
牛头刨床
汽
车
电池自动分拣机
通用工业机器人
一般的普通交流电动机速度是固定的。
一般机器执行部分速度低于原动机的转速, 需要减速。
减速器
（也有相反的情况，需要增速）。
例如自行车链传动
许多机器还需要执行装置有多种不同的速度。
例如汽车、机床的变速器
运动形式的转换
一般的原动机 作回转运动
连杆机构 连杆机构 凸轮机构
机器执行部分可能 有各种运动形式： 变速回转 往复摆动 往复移动 间歇运动 特定轨迹
转换运动形式 的各种机构
连杆机构 凸轮机构 间歇运动机构
连杆机构
控制装置的作用是控制机器 随着20世纪后半叶以来现代科学技术的发展，特 各部分的运动。 别是控制理论的发展和计算机在工业上的应用，机器 的组成更复杂了。
发出指 令调节 伺服电 机的运 动
驱动装置
传 感 器
传动装置
执行装置
检测执行装置 的运动输出
机械原理与机械设计
Theory and Design of Mechanisms and Machines
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第一章 机械的组成、分类与发展 第二章 机械的设计与相关课程简介 第三章 机构的组成和结构分析 第四章 平面机构的运动分析 第五章 平面机构的力分析 第六章 连杆机构 第七章 凸轮机构 第八章 齿轮机构 第九章 轮系 第十章 其它常用机构 第十一章 机械系统动力学 第十二章 机械的平衡 第十三章 机械零件设计基础 第十四章 螺纹连接 第十五章 轴毂连接 第十六章 螺旋传动 第十七章 带传动和链传动 第十八章 齿轮传动 第十九章 蜗杆传动 第二十章 滚动轴承 第二十一章 滑动轴承 第二十二章 联轴器、离合器和制动器 第二十三章 机械结构设计的方法和准则 第二十四章 轴系及轮类零件的结构设计 第二十五章 机械的总体方案设计 第二十六章 机械执行系统的方案设计
第二节
机器的分类和组成
机器和它的分类 机器中的几个基本概念 机器的组成
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机器和它的分类
什么是机器呢？ 机器：
是人为实物的组合体，
具有确定的机械运动，
可以用来转换能量、
完成有用功
或处理信息，
以代替或减轻人的劳动。
动力机器
根据用途的不同， 机器可分为 运输机器 信息机器
加工机器
动力机器
其用途是转换机械能。
可以用来传递和转换运动。
以代替或减轻人的劳动。
机器是由机构组成的。
简单的机器，可能只含有一个机构, 但一般都含有 多个机构。 机器中的单个机构不具有转换能量或完成有用功 的功能。
机器
机构
机械: 机器和机构的总称。
常用机构
在各种机械中广泛使用的一些机构称为 常用机构。 如： 连杆机构、 凸轮机构、 齿轮机构、 间歇运动机构。
驱动装置
传动装置
执行装置
将原动机的运动和动力传递给执行装置， 并实现运动速度和运动形式的转换。 运动速度的转换
运动形式的转换
运动速度的转换
传动装置解决原动机速度和执行装置速度不匹配的问题。
鼠笼式 交流电动机的 同步转速 （r/min） 500 600 带、链传动 750 1000 各种齿轮传动 1500 3000
传 感 器
检测伺服电机 的输出转角
其他形式的能量
原动机 机械能 换能机 如空气压缩机
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机械能
如蒸汽机、内燃机、电动机 其他形式的能量
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加工机器
尺寸 用来改变被 加工对象的 形状 如: 加工机床 轧钢机
性质
状态
纺织机
包装机等。
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运输机器
用来搬运物品和人。
如汽车、飞机、起重机、运输机。
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信息机器
其功能是处理信息。
例如复印机、打印机、绘图机等。 信息机器虽然也作机械运动，但其目的是处理信息 ，而不是完成有用的机械功，因而其所需的功率甚
小。
动力机器 加工机器
转换机械能
完成机械功
运输机器 信息机器
作功很小
现代机器的出现使机器按功能的分类变得 模糊：
机器人： 进行焊接和装配，是加工机器；
用来搬运物品，也是运输机械；
而且是按照一定的信息来搬运；也是信息机械。 电池分拣机： 实现了电池的搬运，但它是根据电池的质量信息 来进行分拣后的搬运。
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机器中的几个基本概念 机构
在认知机器的实践中，我们已经初步
认识了几种机构： 连杆机构、凸轮机构、 棘轮机构、螺旋机构、齿轮机构
什 么 是 机 构 呢 ？
内燃机
活塞的往复移动
连杆机构
曲轴的转动
牛头刨床
圆盘的转动
连杆机构
滑枕的往复移动
内燃机何牛头刨床中的连杆机构的共 同点： 构件间都形成可相对转动或相对移动 的活动连接。
构件
我们已经多次使用了“构件”这个术语。
活塞、连杆、曲轴、滑枕等都是构件。
构件是组成机构的有确定运动的单元。
构件
零件
构件是运动的单元，而零件是制造的单元。
通用零件与专用零件
各种机械中广泛使用的零件称为通用零件。 如螺栓、轴、齿轮、弹簧等。
只在某一类机械中使用的零件称为专用零件。 如内燃机中的活塞、曲轴等。 通用零件中主要包括三大类零件： 传动零件 （齿轮、带、链等） 联接零件 （螺栓、键等） 轴系零件 （轴、轴承等） 此外: 弹簧等零件。
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机器的组成
如牛头刨床、空气压缩机
传统机器都包含如下三个部分：
恩 格 斯 执行装置
驱动装置
传动装置
常称为原动机，是机器 的动力来源。 常用：电动机、内燃机 、液压缸和气动缸， 以各种电动机的应用最 为普遍。
处于整个传动路线的终端， 按照工艺要求完成确定的运 动，是直接完成机器功能的 部分。 执行装置随机器的用途不同 而不同，它属于各种专业机 械课程研究的内容。
都是实现运动形式的变换。
它们都属于连杆机构。
凸轮机构、齿轮机构和棘轮机构实现 的运动转换与连杆机构不同，构件之 间的连接形式也不同，构件的形状也 不同。
因此，可给出机构的如下定 义： 机构： 人为实物的组合体， 具有确定的机械运动， 机器： 人为实物的组合体， 具有确定的机械运动， 可以用来转换能量、 完成有用功 或处理信息，