机械原理

机械原理—绪论机械原理北京航空航天大学机器人研究所机械原理—绪论课程的位置自我介绍考试比例教材、教辅、作业、课代表实验（实验班）上机答疑课件机械原理—绪论绪论0.1机械发展的历史回顾0.2机械原理课程研究的对象0.3机械原理课程的研究内容0.4机械原理课程的地位及学习课程的目的0.5机械原理课程的学习方法0.6机械原理教学环节机械原理—绪论0.1机械发展的历史回顾当今社会高度的物质文明是以近代机械工业的飞速发展为基础建立起来的，人类生活的不断改善也与机械工业的发展紧密相连。机械是人类用以转换能量和借以减轻体力劳动、提高生产率的主要工具。机械工业是国民经济的支柱工业之一。机械工业是社会生产力发展水平的重要标志。机械原理—绪论杠杆滑轮机械原理—绪论0.1机械发展的历史回顾五千年前已开始使用简单的纺织机械；晋朝时在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，在我国东汉年代的文物中都可以找到它们的原始形态。我国古代在机械研制方面有许多杰出的发明创造。机械原理—绪论0.1机械发展的历史回顾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。哈格里沃斯发明的“珍妮纺纱机”法国陆军技术军官古诺发明了世界上第一辆蒸汽动力车机械原理—绪论0.1机械发展的历史回顾19世纪到20世纪初的第二次产业革命，随着内燃机的出现，促进了汽车、飞机等运输工具的出现和发展。1898年问世的“雷诺”牌汽车“圣路易斯精神”号飞机1927年美国人林德伯格驾驶着它完成了人类首次不着陆飞越大西洋的壮举。机械原理—绪论0.1机械发展的历史回顾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机械原理—绪论0.1机械发展的历史回顾展望刚刚到来的21世纪，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。用光刻技术做成的微米尺寸的微机械蜘蛛形探雷机器人机械原理—绪论机械原理—绪论0.1机械发展的历史回顾机械科学与技术发展或许是我们限定思维所难以展望的，但人们在机械创新的漫漫征程中所积累的机械设计及理论为我们提供了认识和改造客观世界的基础。19世纪：德国布尔梅斯特运动几何学派20世纪前：苏联20世纪后：美国计算运动学机械原理—绪论有关机械的几个问题什么是机械？其含义包括哪些？各行各业的机器组成有没有共同的特点？能否进行总结？其共同特征或者共同之处在何处？能否进行专门研究？机械原理课程授课目的是什么？机械原理—绪论单缸四冲程内燃机机械原理—绪论0.2机械原理课程研究的对象机器（Mechine）内燃机实例考虑：（1）该机器是如何组成的？（2）它有哪些特征机械原理—绪论工件自动装卸装置实例考虑：（1）该机器是如何组成的？（2）它有哪些特征0.2机械原理课程研究的对象机械原理—绪论六自由度工业机器人实例考虑：（1）该机器是如何组成的？（2）它有哪些特征0.2机械原理课程研究的对象机器举例：老三件、新三件机械原理—绪论0.2机械原理课程研究的对象1.组成：由一系列人为的机件组合而成2.运动特性：组成的各部分之间具有确定的运动3.功、能关系：能够代替人的劳动完成有用功或者实现能量的转换从以上实例及日常接触的机器可以看出，机器的的共同特征：机械原理—绪论机构（Mechanism）具有完全确定的相对运动0.2机械原理课程研究的对象机械原理—绪论门配气机构0.2机械原理课程研究的对象机械原理—绪论由上面例子可看出机构的共同特征：1.组成：由一系列人造的机件组成2.运动特性：组成的各部分之间具有确定的相对运动0.2机械原理课程研究的对象机构：传递运动和动力的机件组合，如传递回转运动、往复运动，实现复杂的运动规律和复杂的运动轨迹。机械原理—绪论0.2机械原理课程研究的对象下面是一些工程实际中常用到的一些机构：机械原理—绪论机械（machinery）：机器与机构的总称0.2机械原理课程研究的对象传统的机器由如下三个部分组成：原动部分传动部分执行部分控制部分原动部分传动部分执行部分现代机器一般由如下四个部分组成：心脏、躯干、手大脑（眼睛）机械原理—绪论随着科学技术的发展，机械概念得到了进一步的扩展：•机件不再是刚体，加入柔性构件，参与实现预期的机械运动。•利用光电、电磁物理效应，实现能量传递或运动转换或实现动作。•机器内部包含了大量的控制系统和信息处理传递系统。•机器不仅能代替人的体力劳动，还可代替人的脑力劳动。除了工业生产中广泛使用的工业机器人，还有应用在航空航天、水下作业、清洁、医疗以及家庭服务等领域的服务型机器人。0.2机械原理课程研究的对象机械原理—绪论0.3机械原理课程研究的内容1.机构的运动学设计1)机构的组成2)典型机构的类型、特点、功能及运动学设计方法机构相同机器不同缝纫机脚踏板搅拌机机械原理—绪论2.机械的动力学设计1)机械的平衡2)机械速度波动调节3)机械系统的动力分析A）机械运转过程中若干动力学问题B）改善机械动力性能的设计方法0.3机械原理课程研究的内容机械原理—绪论3.机械系统方案设计1）设计内容2）设计方法3）设计思想4）设计过程创新的主要阶段可行方案最优方案0.3机械原理课程研究的内容搭积木机械原理—绪论机械动力学机构学机构的结构分析与综合机构的运动分析与综合几种常见的机构机械的平衡机械速度波动调节机械系统的动力分析机械系统方案设计0.3机械原理课程研究的内容机械原理—绪论0.4机械原理课程的地位及学习课程的目的机械工业是国民经济的基础运动方案的设计和更新直接影响机械产品或设备设计的成败、优劣以及生产效率的提高产品设计和开发过程中最关键、最难的便是功能原理创新基础课程技术基础课程专业课程机械原理更接近工程实际知识面更宽、适应性更广机械原理—绪论0.4机械原理课程的地位及学习课程的目的机械原理教学的总目标：培养学生在信息技术时代条件下的综合设计能力、创新设计能力和工程实践能力。强调工程教育的科学化，着眼于培养站得高、看得远，能进行总体策划和系统设计、主持产品设计的工程大师。机械图示基础EngineeringGraphicsRepresentation机械原理（机械系统方案设计）MechanicalSystemConceptualDesign机械系统结构设计EngineeringDesignofMechanicalSystem机械原理—绪论学习目的：为学习机械设计和机械类有关专业课以及掌握新的科学技术打好工程技术的理论基础为机械的合理使用和革新改造打好良好基础为产品的创新设计奠定基础0.4机械原理课程的地位及学习课程的目的机械原理—绪论0.5机械原理课程的学习方法学习知识的同时，注重能力的培养注重实践和实验，增强动手能力重视逻辑思维能力培养的同时，加强形象思维能力的培养注意将理论力学的知识与本课程学习灵活结合将课程的分析方法和实际相结合相对运动原理机械原理—绪论0.6机械原理课程教学环节5.网上交流与答疑1.课堂讲授2.一般作业3.基本实验4.上机实践学时安排42＋10＋4＝56