機械原理

TheoryofMachinesandMechanisms教材：《機械原理》(蘭皮)華中科技大學出版社課程安排：2個教學環節講課:28~36學時實驗:4~6學時登陸53/login.ashx預約網站預約機械原理實驗，服務器工作時間上午7：00到晚上12：00，學生注冊邀請碼123456.

有問題與蒙老師聯系，電第一次實驗是第二周開始作業:每周1次記入平時成績機械原理課程的性質與任務是介紹機械設計基本知識、基本理論、基本方法的重要技術基礎課。機械原理的教學內容主要內容：機械設計的一般原則與程序常用機構（連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、間歇機構等其他常用機構）的工作原理運動特性及設計方法機構系統運動方案設計本課程的基本學習方法著重基本概念的理解和基本設計方法的掌握，不強調系統的理論分析；著重理解公式建立的前提、意義和應用，不強調對理論公式的具體推導；注意密切聯系生產實際，努力培養解決工程實際問題的能力。§0.1

機械設計概述1

設計的本質盡可能少消耗以材料、能源、勞動力、資金等形態存在的資源，創造出滿足預先設想功能要求的事物。設計是人類進行的一種有目的、有意識、有計劃的創造性活動。現代設計強調創造能力開發和充分發揮人的創造性；重視原理方案的設計、開發和創新產品。現代設計已不再把時間花費在煩瑣的計算推導及平面圖紙的設計上，現代設計在設計過程中，綜合考慮、分析市場需求、設計、生產、管理、使用、銷售能各方面的因素；綜合運用優化系統工程、可靠性理論、價值工程、技術等學科的知識，探索多種解決設計問題的科學途徑。機械原理課程在機械產品設計中的作用?CAB機械原理課程在機械產品設計中的作用---概念設計（方案創新）2設計的原則1）創新原則創新概念:創新就是通過引入新概念、新思想、新方法、新技術等．或對已有產品的革新來創造具有相當社會價值的事物或形式。

雖有乎千金之玉卮，至貴而無當，漏不可盛水……——韓非子2)實用原則3)經濟原則4)美觀原則5)道德原則道德是觀念，產品設計時必須考慮它與人、社會、環境的關系，要尊重他人知識產權、技術的成果。發明的產品不能傷害別人的身體，不能污染環境，如：帶高壓電的防盜網激光致盲防盜鎖恐怖玩具就不滿足道德原則，也是法律不允許的。6)技術規范原則技術規范是有關開發產生技術的知識、領域、方法和規定的總和。技術規范有強制性的，也有推薦性的；技術規范是隨科學技術發展而發展的。機械產品設計中要求系列化、通用化、標準化，以便滿足零部件之間方便互換的要求，如螺栓、螺母、墊片與港口運貨的集裝箱、標準齒輪等，都滿足技術規范原則。而各種手機電池、充電器沒有采用統一技術標準，給用戶使用中帶來許多麻煩。技術設計的可持續性發展原則是指產品的設計既滿足當代發展的需求，又考慮未來發展的需求，不以犧牲后人的利益和長遠的利益為代價來滿足當代人的需求，產品的設計要考慮到人類長遠的發展，資源與能源的合理利用，生態的平衡等可持續發展的因素。白色污染7)可持續發展原則太陽能汽車8)安全原則安全是人類對產品最基本的需求，產品設計必須考慮安全問題。機械安全基本要求是有足夠的抗破壞能力、良好的可靠性和對環境的適應性，可靠有效的安全防護，履行安全人機學的要求，通過選用適當的設計結構盡可能避免或減少危險，采用本質安全技術，避免銳邊、尖角和凸出部分，防止超載應力，避免交變應力，進行回轉件的平衡，采用機械化和自動化技術，減少操作者涉入危險區的時間，并設置安全裝置。9)科學性原則設計應當符合自然規律（科學性原則），否則產品就沒有其生存空間。如靈巧機械手、航天飛機的發明符合科學性原則。電動機、發電機設計遵循了電磁感應的科學原理，永動機構想則違背能量守恒定律和轉化原理，不符合科學性原則。機械系統

動力系統傳動系統執行系統蒸汽機內燃機水輪機燃氣機電動機液動機氣動機液體動力傳遞機械傳遞電力或磁力傳遞摩擦傳動嚙合傳動推動傳動液壓傳動液力傳動氣動傳動電力拖動電磁離合或制動傳動按預定運動軌跡運動的機構往復運動機構回轉運動機構間歇運動機構冷卻,潤滑,計數,照明等裝置操縱控制裝置§0.2

機械系統JVX絲杠軸承電機聯軸節工作臺銑刀導軌工件伺服驅動計算機

動力源光柵尺數控機床由動力系統、驅動系統、機械系統、傳感系統和控制系統五個要素組成。機電一體化系統§0.3

機械的組成機械(machinery)

機器machine機構mechanism機構：人為的實物組合體；各實物組合體之間具有確定的相對運動。機器：人為的實物組合體；各實物組合體之間具有確定的相對運動；它們或者做機械功或者進行能量轉換。機械：機構與機器的統稱。物料：是指被加工的對象、被搬運的重物。機器(machine)執行機械運動的裝置，它用來變換和傳遞能量、物料與信息機器種類動力機器工作機器信息機器是能量變換的裝置，即可將某種形式的能量變換成機械能，或者把機械能變換成其他形式的能量。例如：內燃機、壓氣機、渦輪機、電動機和發電機等。是完成有用的機械功或者是搬運物品。例如：軋鋼機、織布機、縫紉機、汽車、飛機和金屬切削加工機床等。是用來獲得和變換信息。例如：機械式積分儀、計帳機、打字機和繪圖儀。機器與其它裝置的主要區別是：機器一定要作機械運動，并通過運動來實現能量、物料和信息的變換用來傳遞運動和力或改變運動形式的構件系統機構(mechanism)機構和機器的區別機構只是一個構件系統，而機器除構件系統外，還包含電氣、液壓等其它系統機構只用來傳遞運動和力，而機器除傳遞運動和力外，還具有變換或傳遞能量、物料和信息的功能例：內燃機連桿機構凸輪機構齒輪機構機器是由機構組成的機構的組成要素是構件和運動副構件和零件構件

機器中的獨立運動單元零件

機器中的制造單元構件實例——連桿由若干零件組成的構件連桿體螺栓螺母\墊片連桿蓋襯套軸瓦連桿體連桿蓋螺栓墊圈螺母連桿襯套軸瓦內燃機連桿構件分成以下幾種機架（固定構件）活動構件主動件從動件其中，運動規律已知的活動構件稱為原動件，輸出運動或動力的從動件稱為輸出件。構件的種類運動副及其分類構件自由度：構件所具有的獨立運動數目。一個作平面運動的自由構件具有3個自由度。運動副：機構中兩構件直接接觸的可動聯接。運動副元素：兩構件上參加接觸而構成運動副的部分，如點、線、面。約束：兩構件用運動副聯接后，彼此的相對運動受到某些限制。運動副的分類據運動副的接觸形式，可分為兩類:低副:面接觸的運動副移動副轉動副高副:點或線接觸的運動副凸輪副齒輪副平面與空間運動副也可將運動副分為平面運動副和空間運動副。1）平面運動