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机械原理01第1章-绪论

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1、,1.1 本课程研究的对象及内容 1.2 学习本课程的目的 1.3 如何进行本课程的学习 1.4 机械原理学科发展现状简介,第一章绪论,本章重点、难点本章主要介绍本课程的研究对象和主要内容。重点是熟悉本课程的研究对象以及研究内容，对学科发展动向有一定了解。难点是掌握机构、机器、机械的基本概念、它们的作用、区别与联系。,1.1 本课程研究的对象及内容,机械原理又称机器理论与机构学，是机械工程各专业的一门重要的技术基础课程。本课程的理论知识对于机械的设计、制造、运行、维修等方面具有十分重要的作用。,机械原理的研究对象是机械，研究内容是有关机械的基本理论问题。,机械是机构与机器的总称。,机构的定义:用来传递与变换运动和力的可动的装置。,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。,机器的定义：一种用来变换或传递能量、物料与信息的机构的组合。,实例：缝纫机、洗衣机、各类机床、运输车辆、农用机器、起重机等。,注意：机构的数量是有限的。,机器与机构之间的关系机器是由机构组成的。,例如，图示单缸内燃机中就包含了三种常用机构：连杆机构、齿轮机构、

2、凸轮机构。,机构的作用：一是用来将一种运动形式（如旋转）变换成另外一种运动形式，二是用来传递动力。机器的作用：代替或减轻人类劳动，或将一种能量（物料、信息）形式转换成另一种形式。,随着科学技术的发展，机器的内涵在不断变化。但是，机器完成运动变换和动力传递或转换的本质属性不会改变。现代科技在机器中的应用，只是使机器具有信息化、智能化和柔性化。,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，机器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。,自动洗衣机的组成：,本课程主要包括以下内容：机构结构分析的基本知识。机构的运动分析。机器动力学。常用机构的分析与设计。机械系统的方案设计。,本课程是研究机构和机械运动简图设计的一门重要技术基础课程。,机械原理所学的内容是有关机械的基础知识，是机械类各专业必修的一门重要的技术基础课程。,1.2 学习本课程的目的,（1）为学习好机械类有关专业课打好理论基础。（2）为机械新产品的创新设计打下良好基础。（3）为现有

3、机械的合理使用和改进打好基础。（4）现代世界各国间的竞争主要表现为综合国力的竞争。,1.3 如何进行本课程的学习,搞清基本概念，理解基本原理，掌握机构分析和综合的基本方法。,着重研究以下两大部分内容： 1、研究各种机构和机器所具有的一般共性问题。 2、研究各种机器中常用的一些机构的性能及其设计方法，以及机械系统方案设计的问题。,注意培养运用所学基本理论和方法去发现、分析和解决工程实际问题的能力。,养成综合分析、全面考虑问题的习惯。坚持科学严谨、一丝不苟的工作作风，讲求实效的工程观点。, 深刻理解课程中的基本概念。掌握机械运动简图的画法，并习惯用简图来认识机构和机器。掌握本课程的基本研究方法，如速度瞬心法、矢量方程图解法等。掌握各种典型机构的结构、分析和设计方法。善于将前后内容联系，融会贯通。善于理论联系实际，多看多想。复习有关例题、习题，归纳总结解题思路。,具体要求：,1.4 机械原理学科发展现状简介,多种星际探测器,和平号空间站,国际空间站,空中客车A380的最大载客量为840人，最大航程16,000 km，是目前全球载客量最大的飞机。,波音777-200LR客机的载客

4、量为301人，最大飞行距离为17,500 km，是目前世界上航程最远的客机。,深井钻探设备,沙漠石油钻探作业,定向钻井是一种新技术，可不用移动井架就能实现远距离水平钻探。,海洋石油钻探平台,海底探索,救助打捞,形形色色的水下机器人,6000米水下机器人,医疗机器人正辅助心脏病手术,磁悬浮列车的动力学特性是悬浮控制与走行控制的关键因素,磁悬浮列车的运行速度高达550 km/h,仿生机构学的研究一直受到很大重视。不少国家积极开展对人的手指、手腕和手臂的结构、动作原理和运动范围的分析研究，已研制出各种多自由度的生物电控或声控的机械假手，造福于人类。同时，各种仿生步行机构也不断被研究出来。,另外，通过研制蛇形机构来探测管道故障；通过鱼游机构研制来解决深水探测问题。随着人们对各种仿生机构的深入研究，将会有利于创造出各种新颖的、具有特殊功能的新机构来。,中国首台拟人形机器人,翩翩起舞的机器人,仿真美女机器人,各式各样的仿生机械,蜂鸟侦察机,随着现代科学技术的发展，20世纪80年代中后期兴起了对微型机械（或称为微型机电系统）的研制，以适应生物、环境控制、医学、航空航天、数字通信、传感技术、灵巧武器等领域在微小型化方面提出的日益增长的要求。微型机械在尺度、构造、材料、制造方法和工作原理等方面都与传统机械截然不同。微型机械具有体积小、重量轻、能耗低、集成度高和智能化高等特点，它与多门学科紧密结合。微型机械的出现还推动了处于机械原理学科前沿的微型光-机-电学分支的产生，开始了对微型机构的尺寸效应、精确度、运动变换和动力传递以及运动过程中动态特性等的研究。,

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