ch0-绪论(机械原理)

机械原理 Theory of Machines and Mechanisms,教材： 机械原理(兰皮)华中科技大学出版社 课程安排：2个教学环节 讲课: 2836学时 实验: 46学时 登陆http:/115.156.157.253/login.ashx预约网站预约机械原理实验，服务器工作时间上午7：00到晚上12：00，学生注册邀请码123456. 有问题与蒙老师联系，电话13407174929。 第一次实验是第二周开始 作业: 每周1次 记入平时成绩,机械原理课程的性质与任务,是介绍机械设计基本知识、基本理论、基本方法的重要技术基础课。,机械原理的教学内容,主要内容： 机械设计的一般原则与程序 常用机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇机构等其他常用机构）的工作原理 运动特性及设计方法 机构系统运动方案设计,本课程的基本学习方法,着重基本概念的理解和基本设计方法的掌握，不强调系统的理论分析； 着重理解公式建立的前提、意义和应用，不强调对理论公式的具体推导； 注意密切联系生产实际，努力培养解决工程实际问题的能力。,§0.1 机械设计概述,1 设计的本质 尽可能少消耗以材料、能源、劳动力、资金等形态存在的资源，创造出满足预先设想功能要求的事物。 设计是人类进行的一种有目的、有意识、有计划的创造性活动。 现代设计强调创造能力开发和充分发挥人的创造性；重视原理方案的设计、开发和创新产品。 现代设计已不再把时间花费在烦琐的计算推导及平面图纸的设计上，现代设计在设计过程中，综合考虑、分析市场需求、设计、生产、管理、使用、销售能各方面的因素；综合运用优化系统工程、可靠性理论、价值工程、技术等学科的知识，探索多种解决设计问题的科学途径。 机械原理课程在机械产品设计中的作用 ?,机械原理课程在机械产品设计中的作用-概念设计（方案创新）,2 设计的原则,1）创新原则 创新概念: 创新就是通过引入新概念、新思想、新方法、新技术等或对已有产品的革新来创造具有相当社会价值的事物或形式。,虽有乎千金之玉卮，至贵而无当，漏不可盛水 韩非子,2)实用原则,3)经济原则,4)美观原则,5)道德原则,道德是观念，产品设计时必须考虑它与人、社会、环境的关系，要尊重他人知识产权、技术的成果。 发明的产品不能伤害别人的身体，不能污染环境，如： 带高压电的防盗网 激光致盲防盗锁 恐怖玩具 就不满足道德原则，也是法律不允许的。,6)技术规范原则,技术规范是有关开发产生技术的知识、领域、方法和规定的总和。 技术规范有强制性的，也有推荐性的；技术规范是随科学技术发展而发展的。 机械产品设计中要求系列化、通用化、标准化，以便满足零部件之间方便互换的要求，如螺栓、螺母、垫片与港口运货的集装箱、标准齿轮等，都满足技术规范原则。 而各种手机电池、充电器没有采用统一技术标准，给用户使用中带来许多麻烦。,技术设计的可持续性发展原则是指产品的设计既满足当代发展的需求，又考虑未来发展的需求，不以牺牲后人的利益和长远的利益为代价来满足当代人的需求，产品的设计要考虑到人类长远的发展，资源与能源的合理利用，生态的平衡等可持续发展的因素。,白色污染,7)可持续发展原则,太阳能汽车,8)安全原则,安全是人类对产品最基本的需求，产品设计必须考虑安全问题。机械安全基本要求是有足够的抗破坏能力、良好的可靠性和对环境的适应性，可靠有效的安全防护，履行安全人机学的要求，通过选用适当的设计结构尽可能避免或减少危险，采用本质安全技术，避免锐边、尖角和凸出部分，防止超载应力 ，避免交变应力，进行回转件的平衡，采用机械化和自动化技术，减少操作者涉入危险区的时间，并设置安全装置。,9)科学性原则,设计应当符合自然规律（科学性原则），否则产品就没有其生存空间。 如灵巧机械手、航天飞机的发明符合科学性原则。 电动机、发电机设计遵循了电磁感应的科学原理， 永动机构想则违背能量守恒定律和转化原理，不符合科学性原则。,机械系统,§0.2 机械系统,由动力系统、驱动系统、机械系统、传感系统和控制系统五个要素组成。,机电一体化系统,§0.3 机械的组成,机械(machinery),机器 machine,机构 mechanism,机构：人为的实物组合体；各实物组合体之间具有确定的相对运动。 机器：人为的实物组合体；各实物组合体之间具有确定的相对运动；它们或者做机械功或者进行能量转换。 机械：机构与机器的统称。,物料：是指被加工的对象、被搬运的重物。,机器(machine),执行机械运动的装置，它用来变换和传递能量、物料与信息,机器种类,是能量变换的装置，即可将某种形式的能量变换成机械能，或者把机械能变换成其他形式的能量。例如：内燃机、压气机、涡轮机、电动机和发电机等。,是完成有用的机械功或者是搬运物品。例如：轧钢机、织布机、缝纫机、汽车、飞机和金属切削加工机床等。,是用来获得和变换信息。例如：机械式积分仪、计帐机、打字机和绘图仪。,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,用来传递运动和力或改变运动形式的构件系统,机构(mechanism),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,例：内燃机,连杆机构 凸轮机构 齿轮机构,机器是由机构组成的,机构的组成要素是构件和运动副,构件和零件,构件 机器中的独立运动单元 零件 机器中的制造单元,构件实例连杆,由若干零件组成的构件 连杆体 螺栓 螺母垫片 连杆盖 衬套 轴瓦,其中，运动规律已知的活动构件称为原动件， 输出运动或动力的从动件称为输出件。,构件的种类,运动副及其分类,构件自由度：构件所具有的独立运动数目。一个作平面运动的自由构件具有3个自由度。,运动副：机构中两构件直接接触的可动联接。 运动副元素：两构件上参加接触而构成运动副的部分，如点、线、面。 约束：两构件用运动副联接后，彼此的相对运动受到某些限制。,运动副的分类,据运动副的接触形式，可分为两类: 低副:面接触的运动副 移动副 转动副 高副:点或线接触的运动副 凸轮副 齿轮副,平面与空间运动副,也可将运动副分为平面运动副和空间运动副。 1）平面运动副：组成运动副两构件间作相对平面运动，如转动副、移动副、凸轮副、齿轮副。 2）空间运动副：组成运动副两构件间作相对空间运动，如螺旋副，球面副。,小结,概念？ 机械、机器、机构、构件、零件 机架、固定构件、活动构件、主动件、从动件、原动件、输出件 自由度、运动副、低副、高副、约束 平面运动副、空间运动副 本书主要研究内容,