1、關于機械原理n課程性質:技術基礎課程n課程特點: 理論與應用并重 評價指標: 期末60% 平時40% (出勤、作業、課堂提問等) 第第1 1章章 緒緒 論論 1.1 1.1 本課程研究的對象及內容本課程研究的對象及內容 1.2 1.2 學習本課程的目的學習本課程的目的 1.3 1.3 如何進行本課程的學習如何進行本課程的學習 1.4 1.4 機械原理學科發展現狀簡介機械原理學科發展現狀簡介本章本章重點重點、難點難點 本章主要介紹本課程的研究本章主要介紹本課程的研究對象對象和主要和主要內容內容。 重點是熟悉本課程的研究對象以及研究內容，重點是熟悉本課程的研究對象以及研究內容，對學科發展動向有一定

2、了解。對學科發展動向有一定了解。 難點是掌握難點是掌握機構機構、機器機器、機械機械的基本概念、它的基本概念、它們的作用、區別與聯系。們的作用、區別與聯系。 1.1 本課程研究的對象及內容本課程研究的對象及內容 1 1 研究對象研究對象 機械原理的研究對象是機械原理的研究對象是機械機械， 機械是機械是機構機構與與機器機器的總稱。的總稱。 機構機構的定義的定義: :用來傳遞與變換運動和力的可動的裝置。用來傳遞與變換運動和力的可動的裝置。 常用的機構包括連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、齒常用的機構包括連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、齒輪系、間歇運動機構、螺旋機構、萬向聯軸器等。輪系、間歇運動機構、螺旋機

3、構、萬向聯軸器等。 機器機器的定義：一種用來變換或傳遞的定義：一種用來變換或傳遞能量能量、物料物料與與信息信息的機構的組合。的機構的組合。例如：電動機、內燃機用來變換能量 機床用來變換物料的狀態 汽車、起重機用來傳遞物料 計算機用來變換信息 注意注意：機構的數量是有限的。：機構的數量是有限的。 機器機器與與機構機構之間的關系之間的關系機器是由機構組成的。機器是由機構組成的。氣缸體氣缸體1活塞活塞2進氣閥進氣閥3排氣閥排氣閥4連桿連桿5曲軸曲軸6凸輪凸輪7頂桿頂桿8齒輪齒輪10內燃機連桿機構連桿機構 齒輪機構齒輪機構 凸輪機凸輪機構構 例如，圖示例如，圖示單缸內燃機單缸內燃機中就包含了三種常用機

4、構：連中就包含了三種常用機構：連桿機構、齒輪機構、凸輪機構。桿機構、齒輪機構、凸輪機構。工件自動裝卸裝置工件自動裝卸裝置 機構機構的作用：一是用來將一種運動形式（如旋轉）變的作用：一是用來將一種運動形式（如旋轉）變換成另外一種運動形式，二是用來傳遞動力。換成另外一種運動形式，二是用來傳遞動力。 機器機器的作用：代替或減輕人類勞動，或將一種能量的作用：代替或減輕人類勞動，或將一種能量（物料、信息）形式轉換成另一種形式。（物料、信息）形式轉換成另一種形式。現代機器一般由以下四部分組成現代機器一般由以下四部分組成：控制部分原動部分傳動部分執行部分自動洗衣機的組成：自動洗衣機的組成：控制器控制器( (

5、控制部分控制部分) )電動機電動機( (原動部分原動部分) )減速器減速器( (傳動部分傳動部分) )波輪波輪( (工作部分工作部分) )帶帶( (傳動部分傳動部分) )本課程主要包括以下內容：本課程主要包括以下內容：（1 1） 機構結構分析的基本知識。機構結構分析的基本知識。（2 2）機構的運動分析。）機構的運動分析。（3 3）機器動力學。）機器動力學。（4 4）常用機構的分析與設計。）常用機構的分析與設計。（5 5）機械系統的方案設計。）機械系統的方案設計。 2 2 研究內容研究內容 機械原理所學的內容是有關機械的基礎知識，是機械類各機械原理所學的內容是有關機械的基礎知識，是機械類各專業必

6、修的一門重要的技術基礎課程。專業必修的一門重要的技術基礎課程。 1.2 學習本課程的目的學習本課程的目的（1 1）認識機械，了解機械；）認識機械，了解機械；（2 2）掌握方法，分析機械；）掌握方法，分析機械；（3 3）開闊思路，設計與創新新機械；）開闊思路，設計與創新新機械；（4 4）更新觀念，發展機械學科。）更新觀念，發展機械學科。 1.3 如何進行本課程的學習如何進行本課程的學習 1 1 研究途徑：研究途徑： 本課程著重研究以下兩大部分內容：本課程著重研究以下兩大部分內容： （1 1）、研究各種機構和機器所具有的一般共性問題。）、研究各種機構和機器所具有的一般共性問題。 （ 2 2）、研究

7、各種機器中常用的一些機構的性能及其設計方法，）、研究各種機器中常用的一些機構的性能及其設計方法，以及機械系統方案設計的問題。以及機械系統方案設計的問題。 2 2 學習方法學習方法（1 1）著重搞清楚基本概念，理解基本原理，掌握機構分析與綜）著重搞清楚基本概念，理解基本原理，掌握機構分析與綜合的基本方法，培養解決實際問題的能力合的基本方法，培養解決實際問題的能力 。 （4 4）復習有關例題、習題，歸納總結解題思路。）復習有關例題、習題，歸納總結解題思路。（2 2）要有工程觀點，培養分析對比判斷和決策能力；）要有工程觀點，培養分析對比判斷和決策能力；（3 3）善于理論聯系實際，多看多想。）善于理論

8、聯系實際，多看多想。應用領域擴大應用領域擴大上天上天( (太空探險太空探險) )、入地、入地( (水平鉆探水平鉆探) )、下海下海( (深海勘探、打撈作業深海勘探、打撈作業) )、甚至鉆入人體內、甚至鉆入人體內( (血管清血管清理理) )。與其他學科的交叉滲透作用增強與其他學科的交叉滲透作用增強與電子工程、計與電子工程、計算機科學、控制工程、材料科學、生物醫學等相互滲算機科學、控制工程、材料科學、生物醫學等相互滲透，誕生了若干新學科。如機械電子學、仿生機械學、透，誕生了若干新學科。如機械電子學、仿生機械學、機器人機械學、機械機器人機械學、機械CADCAD等。等。新機構不斷涌現新機構不斷涌現如自

9、控機構、機器人機構、仿生如自控機構、機器人機構、仿生機構、柔性及彈性機構、機電氣液綜合機構等。機構、柔性及彈性機構、機電氣液綜合機構等。注重機械的動力性能注重機械的動力性能在機械分析與綜合時，由只在機械分析與綜合時，由只考慮運動性能過渡到同時考慮其動力性能。考慮運動性能過渡到同時考慮其動力性能。機械機械原理原理學科學科的發的發展展 1.4 1.4 機械原理學科發展現狀簡介機械原理學科發展現狀簡介多種星際探測器多種星際探測器和和平平號號空空間間站站國國際際空空間間站站 空中客車空中客車A380A380的最的最大載客量為大載客量為840840人，最大人，最大航程航程16,000 km16,000

10、km，是目，是目前全球載客量最大的飛機。前全球載客量最大的飛機。 波音波音777-200LR777-200LR客客機的載客量為機的載客量為301301人，最人，最大飛行距離為大飛行距離為17,500 17,500 kmkm，是目前世界上航程，是目前世界上航程最遠的客機。最遠的客機。深井鉆探設備深井鉆探設備沙漠石油鉆探作業沙漠石油鉆探作業定向鉆井是一種新技術，可不用移動井架就能實現遠距離水平鉆探。定向鉆井是一種新技術，可不用移動井架就能實現遠距離水平鉆探。海洋石油海洋石油鉆探平臺鉆探平臺海海底底探探索索救助打撈救助打撈形形色色的水下機器人形形色色的水下機器人60006000米水下機器人米水下機器

11、人人體器官內的微型機器人人體器官內的微型機器人醫療醫療機器機器人正人正輔助輔助心臟心臟病手病手術術 磁懸浮列車磁懸浮列車的動力學特性是的動力學特性是懸浮控制與走行懸浮控制與走行控制的關鍵因素控制的關鍵因素 磁懸浮列車磁懸浮列車的運行速度高達的運行速度高達550 km/h550 km/h 仿生機構學的研究一直受到很大重視。不少國仿生機構學的研究一直受到很大重視。不少國家積極開展對人的手指、手腕和手臂的結構、動作家積極開展對人的手指、手腕和手臂的結構、動作原理和運動范圍的分析研究，已研制出各種多自由原理和運動范圍的分析研究，已研制出各種多自由度的生物電控或聲控的機械假手，造福于人類。同度的生物電控

12、或聲控的機械假手，造福于人類。同時，各種仿生步行機構也不斷被研究出來。時，各種仿生步行機構也不斷被研究出來。 另外，通過研制蛇形機構來探測管道另外，通過研制蛇形機構來探測管道故障；通過魚游機構研制來解決深水探測故障；通過魚游機構研制來解決深水探測問題。問題。 隨著人們對各種仿生機構的深入研究，隨著人們對各種仿生機構的深入研究，將會有利于創造出各種新穎的、具有特殊將會有利于創造出各種新穎的、具有特殊功能的新機構來。功能的新機構來。中中國國首首臺臺擬擬人人形形機機器器人人翩翩翩翩起起舞舞的的機機器器人人仿真美女仿真美女機器人機器人各式各樣的仿生機械各式各樣的仿生機械蜂鳥偵察機蜂鳥偵察機 隨著現代科

13、學技術的發展，隨著現代科學技術的發展，2020世紀世紀8080年代中后期興起了對微型機械年代中后期興起了對微型機械（或稱為微型機電系統）的研制，以適應生物、環境控制、醫學、航空航（或稱為微型機電系統）的研制，以適應生物、環境控制、醫學、航空航天、數字通信、傳感技術、靈巧武器等領域在微小型化方面提出的日益增天、數字通信、傳感技術、靈巧武器等領域在微小型化方面提出的日益增長的要求。長的要求。 微型機械在尺度、構造、材料、制造方法和工作原理等方面都與傳統微型機械在尺度、構造、材料、制造方法和工作原理等方面都與傳統機械截然不同。微型機械具有體積小、重量輕、能耗低、集成度高和智能機械截然不同。微型機械具有體積小、重量輕、能