机
械 原 理
主编 房海蓉
孙桓 陈作模主编 机械原理
高教出版社 第6版
1998年
教材：
参考书：
◆申永胜主编 机械原理教程
清华大学出版社 2000年
◆邹惠君等主编 机械原理
高教出版社 第1版 1999年
本章教学内容
本章教学目的
◆ 本课程研究的对象及内容
◆ 使学生了解本课程研究的对象、内容
◆ 了解本课程的地位、作用和任务
◆ 了解机械原理学科的发展现状
◆
调动学生学习本课程的兴趣和积极性
本章重点
第一章
绪 论
通过机械原理课程将要学习什么？
为什么要学机械原理？
◆
学习本课程的目的
◆ 如何进行本课程的学习
◆ 机械原理学科发展现状
一、研究对象
机械
什么叫机械？
§1-1
本课程研究的对象及内容
◆ 机械: 机器和机构的总称
◆ 机器
切削机床、运输机械、建筑机械、轻工机械、动力机器、医用机械、家用机械、机器人等
机器是根据某种使用要求而设计的机械系统，可以用来变换或传递能量、物料与信息。
机器是由什么组成的？
机器具有那些特征？
内燃机动画1
实例分析：
内燃机
内燃机动画2
内燃机动画3
内燃机动画4
工件自动装卸装置
机器的主要组成：各种机构。
机器是一种可用来变换或传递能量、物料与信息的机构的组合。具有以下共同特征：
▲它们都是一种人为的实物组合体；
▲组成它们的各部分之间都具有确定的相对运动；
▲能够完成有用的机械功或转化机械能。
小结:
◆机构
机构是机器中用来传递运动和力或改变运动形式的机械 装置。具有机器的前两个特征。即
▲它们都是一种人为的实物组合体；
▲组成它们的各部分之间都具有确定的相对运动；
常用机构：齿轮机构、凸轮机构、连杆机构、间歇运动机构
二、研究内容
◆ 机构结构分析的基本知识：对机构的结构进行分析, 了解机构 的组成及其具有确定运动的条件; 了解机构的组成原理和结构分类。
◆ 机构的运动分析。
◆ 常用机构的分析与设计：对各种常用机构的类型、运动特点、功能及设计方法进行分析和研究。
◆ 机器动力学：(1)分析机器在运转过程中其各构件的受力情况, 以及机械平衡和机械效率问题; (2) 研究机器在外力下的真实运动规律和速度波动等问题。
◆机械系统方案设计
§1-2
学习本课程的目的
◆机械原理课程的地位
1. 机械原理是机械类各专业的一门主干技术基础课程。
2. 与一般的基础课比更接近工程实际。
3. 与专业课比具有更宽的研究面和更广的适应性。
◆学习本课程的目的
1. 为学习机械类有关专业课打好理论基础。
2. 为机械产品的创新设计打下良好的基础
3. 为现有机械的合理使用和革新改造打基础。
§1-3 如何进行本课程的学习
学习方法：
1. 在学习知识的同时，注重能力的培养。
2. 在重视逻辑思维的同时，加强形象思维能力的培养。
3. 注意先修课程的应用。
4. 理论联系实际，能够做到举一反三。
教学环节：
理论教学 实验教学 课程设计
§1-4
机械原理学科的发展现状及趋势
机械工业发展方向：
高速、高精度、重载、高效率、低噪声
先进制造技术的应用
自动生产线
机构分析与综合
常用机构的研究 已经非常深入
自动控制机构、机器人机构、仿生机构、机电光液综合机构等进展也非常大
计算机的应用：计算机辅助设计、优化设计、大型通用或专用的软件等
本讲重点：
对运动副和运动链的概念理解;
机构运动简图的绘制
本讲内容
第二章
平面机构的结构分析
本章教学内容
◆ 机构的组成
◆ 机构运动简图的绘制
◆ 机构具有确定运动的条件
◆ 机构自由度的计算及注意事项
◆ 机构的组成原理及结构分析
本章教学目的
◆ 了解机构的组成，搞清运动副、运动链、自由度等概念；
◆ 能绘制常用机构的机构运动简图；
◆ 能计算平面机构的自由度；
◆ 对平面机构组成的基本原理有所了解。
一、构件
二、运动副
◆ 运动副：指两构件直接接触并能产生相对运动的联接。
◆ 运动副元素：指两个构件直接接触而构成运动副的部分。
从制造加工角度：机械由零件组成
零件——制造单元体
从运动和功能实现角度：
构件——独立运动的单元体
§2-1
机构的组成
注意：构件可以是单一零件，也可以是几个零件的刚性联接
运动副元素不外乎为点、线、面。
1. 构件的自由度：指一个构件相对另一个构件可能出现的独立运动。一个自由构件在空间具有6个自由度。
2. 约束：指通过运动副联接的两构件之间的某些相对独立运动所受到的限制。
运动副引入的约束数等于两构件相对自由度减少的数目。
运动副引入的约束数：最多为5个。
◆ 构件自由度与运动副约束
1. 按运动副相对运动形式分
◆
运动副分类
转动副
移动副
螺旋副
球面副
2. 按运动副引入的约束数分：
X级运动副：指引入X个约束的运动副。
Ⅰ级副、Ⅱ级副、Ⅲ级、Ⅳ级副、Ⅴ级副
Ⅴ级副
Ⅴ级副
Ⅲ级副
3. 按运动副接触形式分
★ 低副: 两构件通过面接触而构成的运动副统称为低副;
★ 高副: 凡两构件系通过点或线接触而构成的运 动副统称为高副;
1
2
4. 按运动副的运动空间分:
★平面运动副:指构成运动副的两构件之间的相对运动为平面运动的运动副;
★空间运动副:指构成运动副的两构件之间的相对运动为空间运动。
三、运动链（续）
◆ 运动链:指两个以上的构件通过运动副联接而构成的系统。
★ 闭链:
运动链的各构件构成首尾封闭的系统。
★ 开链: 运动链的各构件未构成首尾封闭的系统。
★平面运动链:各构件间的相对运动为平面运动的运动链。
★ 空间运动链:各构件间的相对运动为空间运动的运动链 。
空间运动链
四、机构
◆机构:在运动链中将一构件加以固定, 而其余构件都具有确定的运动，则运动链便成为机构。
◆机架：机构中固定不动构件。
◆ 平面机构: 机构中各构件间的相对运动为平面运动。
◆ 空间机构: 机构中各构件间的相对运动为空间运动。
机架
原动件
◆原动件: 机构中按给定的运动规律独立运动的构件。
◆从动件:机构其余活动构件。
§2-2
机构运动简图
◆ 机构运动简图
机构的示意图：指为了表明机构结构状况, 不要求严格地按比例而绘制的简图。
机构运动简图：指根据机构的运动尺寸, 按一定的比例尺定出各运动副的位置, 并用国标规定的简单线条和符号代表构件和运动副，绘制出表示机构运动关系的简明图形。
◆ 机构示意图
◆ 常用运动副和构件的表示方法
为什么要画机构运动简图？
机构的运动：与原动件运动规律、运动副类型、机构运动尺寸有关。
常用运动副的符号
常用运动副的符号
一般构件的表示方法
常用机构运动简图符号
常用机构运动简图符号(续）
例题一：绘制图示颚式破碎机的机构运动简图
分析：该机构有6个构件和7个转动副。
1
2
3
4
5
6
◆ 画机构运动简图的方法
例题二：偏心轮机构运动简图的绘制
例题三、图示为一冲床。绕固定中心A转动的菱形盘1为原动件，与滑块2在B点铰接，滑块2推动拨叉3绕固定轴C转动，拨叉3与圆盘4为同一构件，当圆盘4转动时，通过连杆5使冲头6实现冲压运动。试绘制其机构运动简图。
◆ 画机构运动简图的方法
冲床动画
A
B
C
D
E
分析：
绘制简图：
1
2
3
4
5
6
:
1. 分析机构的组成及运动情况，确定机构中的机架、原动部分、传动部分和执行部分，以确定运动副的数目。
2. 循着运动传递的路线，逐一分析每两个构件间相对运动的性质，确定运动副的类型和数目;
3. 恰当地选择投影面：一般选择与机械的多数构件的运动平面相平行的平面作为投影面。
4. 选择适当的比例尺, 定出各运动副之间的相对位置，用规定的简单线条和各种运动副符号, 将机构运动简图画出来。
绘制机构运动简图小结：
课堂思考:
绘制动画中内燃机的机构运动简图。
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