2009-机械原理-李瑞琴分析.ppt

机械原理 (机构与机器理论) Mechanisms and Machine Theory 机械原理课程组 中北大学 机械原理是研究机构和机器的运动及动力特性，以及机械运动方案设计的一门技术基础学科。是机械设计及理论学科的重要内容之一。 机械 机械（Machinery）是机器 (Machines) 与机构( Mechanisms)的总称。 机器的定义 是一种由人为物体组成的具有确定机械运动的装置，它用来完成一定的工作过程，以代替人类的劳动。 1.动力机器 将任何一种能量变换成机械能，或将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、发电机等。 2.工作机器 完成有用的机械功或搬运物品。 例如：金属切削机床、织布机、印刷机、包装机、缝纫设备、汽车、飞机、起重机、输送机等。 3.信息机器 完成信息的传递和变换。 例如：复印机、打印机、绘图机、传真机、照相机等。 机构的定义 机构具有确定运动的构件系统，能按预定的方式转换和传递力和运动。 构件(Links)和零件(Machine Elements) 在机器的运动学分析中, 我们关心的是 构件的运动而不是零件的运动。 （1）机构的组成和类型综合 研究机构组成原理是为了分析机构运动的可能性及确定性，也为了对组成机构的杆组进行分类，便于系统地建立机构运动分析和力分析的方法。通过机构类型综合可以探索创新机械的某些途径。 （4）机构动力学 为了设计出动力性能良好的机械，介绍在已知力作用下机械的真实运动规律，减少机器速度波动的调节问题，机械振动和隔振方法，机械运动过程中惯性力系的平衡问题。 熟悉和掌握各种典型机构的结构和运动特点，深入理解满足实际生产需要的机构分析和设计方法。 熟悉和掌握机械运动简图的画法，要习惯于采用运动简图来认识机构和机器，想象机构和机器的运动情况。 对于课程中的基本概念要深刻理解．才能更好地掌握课程内容，起到事半功倍的效果。 深入理解和全面掌握本课程的基本研究方法。这些基本研究方法有：杆组法、转换机架法、机构演化法、等效法等。这些方法使我们能容易地对各种机构进行分析和设计。 注意在学习中进行前后联系、融会贯通，如利用瞬心的概念对凸轮机构、齿轮机构等进行分析。 求解习题前应先重点复习有关例题，归纳总结解题思路，从中得到启示，以达到举一反三的效果。 1.4.1 机械设计的一般进程 1.4.2 机械运动方案设计的主要内容 1.4.3 机电一体化技术在机械运动方案 设计中的作用 机械设计过程并没有一个通用的固定顺序，而必须按具体情况确定。机械设计的一般进程。可分为四个阶段： （1）机械运动简图的型综合 若干个执行动作 机构型式 机构系统 （2）机械运动简图的尺度综合 按机构型式 运动规律要求、动作配合 协调设计 （1）机电一体化(Mechatronics)的概念 （2）机电一体化产品本质上仍然是机械产品 （3）机电一体化产品的核心是广义执行机构 （4）机电一体化产品与纯机械产品的比较 在确定机械工作原理、工艺路线方案时，选择传动、控制和执行机构、进行机械运动简图设计时，均应考虑电子技术与机械技术的结合，使新设计的机器达到性能优良、适应性强、操作控制方便、结构简单紧凑生产效率高、自动化程度高的先进水平。 1.5.1 机构的结构理论 1.5.2 平面与空间连杆机构 1.5.3 凸轮机构 1.5.4 间歇运动机构 1.5.5 组合机构 1.5.6 机械动力学 1.5.7 机构的最优化设计 1.5.8 仿生机构学 1.5.9 微型机械 1.5.10 机构系统设计 机构学发展趋势 (1) 现代机构的类型综合和设计方法将会不断展开，逐步深入 (2) 机电一体化系统概念设计理论和方法及计算机实现将会得到深入研究 (3) 微型机构和微动机构的开发和应用 (4) 仿生机械的开发和应用 (5) 机器人和步行机的研究和开发 (6) 机械系统的动力特性及动态稳定性的提高 (7) 发展展望 (1) 现代机构的类型综合和设计方法将会不断展开，逐步深入 将机构扩大为驱动元件与机构的集合体将会大大有利于机构的创新和机构运动控制的研究和应用。对驱动元件进行可编程控制即可实现复杂多变的输出运动，使原来“刚性化”的输出发展成“柔性化”输出，从而使机构有了质的变化，有利于设计现代机械。现代机构已经在实际中得