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1、,機械設計基礎,,,李宏穆,,,2008.02,,一、本課程的研究對象與內(nèi)容,研究對象：,,什么是機器呢？,什么是機構(gòu)呢？,,機械是機器與機構(gòu)的總稱。,,,機 構(gòu),,機,,械,,機 器,§1-0,引 言,畢業(yè)以后有可能在什么行業(yè)工作，和什么打交道呢？,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,§1-1,引言,§1-0,引 言,高空作業(yè)車,,§1-1,引言,§1-0,引 言,礦石運輸設備,,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,,§1-0,引 言,鋪路設備,,,,

2、§1-0,引 言,煤炭采掘機,,鉆機,,§1-0,引 言,煅壓機,,沖壓機,,,,注塑機,,§1-0,引 言,壓鑄機,,,空壓機,,,,鍋爐,,,§1-0,引 言,拖拉機,,,聯(lián)合收割機,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,機體數(shù)控加工中心,,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,集裝箱龍門起重機,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,自動裝配生產(chǎn)線,,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,§1-1,引言,§1-0,引

3、 言,,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,汽車裝配線的機械手,,§1-1,引言,§1-0,引 言,海底電纜鋪設船,,,§1-1,引言,§1-0,引 言,挖泥船,,§1-1,引言,§1-0,引 言,海底探測船,,§1-1,引言,§1-0,引 言,海底鋪管船,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,3600,噸水壓機,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,,§1-0,引 言,,美國最大的核電站,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,§1-1,引言,§1-0,

4、引 言,加工東風卡車變速箱體的大拉床,,§1-1,引言,§1-0,引 言,二汽汽車生產(chǎn)線上的機械手,,§1-1,引言,§1-0,引 言,加工愛麗舍轎車前蓋的沖壓機,,普通車床,§1-0,引 言,數(shù)控車床,§1-0,引 言,數(shù)控銑床，,這是一種,機器,，主要用來加工平面和曲面。,主軸,安裝銑刀,工作臺,§1-0,引 言,鋸床,§1-0,引 言,數(shù)控折彎機,數(shù)控剪板機,§1-0,引 言,美國西科斯基公司生產(chǎn)的,,“黑鷹”直升機,主旋翼,尾旋翼,§1-0,引 言,,§1-0,,引 言,坦克,,,裝甲車,,,§1-0,引 言,導彈、周際導彈,,,飛船與火箭對接,§1-0,引 言

5、,“神舟七號”,發(fā)射時的情景。,發(fā)射塔,、,運載火箭、宇宙飛船,都是龐大的,機器,。,§10-0,引 言,§10-0,引 言,,§1-0,引 言,航天飛機,,,,§1-0,引 言,登月車,,,索杰納火星車,,它是美國國家航空航天局于格林威治時間,1997,年,7,月,4,日,17,時,07,分發(fā)射的火星探路者號宇宙飛船成功地在火星表面著陸，該飛船攜帶了索杰納火星車，這也是一種機器。,§1-0,引 言,,§1-0,引 言,各種機器人,,,世 界 最 小 的 微 型 機 械 人,World's smallest robot,美國山迪亞國家實驗室的科學家，成功研制了世界最小的微型機械人，

6、這微型機械人體積只有四分之一立方寸，體重小於一盎司。,,§1-0,引 言,,§1-0,引 言,噴涂機器人,澆花,,噴涂機器人的柔性腕,,機器人協(xié)助加工,,,機械手焊接,,,機械手去毛刺,,,機械手裝配,,何謂機器？,,機器的含義到底是什么呢？,,機器有哪些特點呢？,,,,,1,,機器,,,不同的歷史時期，對機器就有大同小異的解釋，它隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展而修正著。據(jù)史書記載，最早給機器下的定義是愷撒時代的羅馬工程師唯特魯威,。,他在公元前,10,年代所著的“建筑學”一書里寫道：,“機器是一種由高強度材料做成的聯(lián)接體，是在舉起重物與搬運重物時發(fā)揮極大功效的木質(zhì)器材?！?注意，這里說的是一種聯(lián)

7、接體、高強度的木質(zhì)器材。,,§1-0,引 言,,,彼得一世時，著名的俄國機械師列烏波爾特在,18,世紀,20,年代所著的“機械集錦”一書里說：,“機器的目的是在于節(jié)省力和時間，更有效地完成工作。任何機器都應當是由金屬制成的。”,,,在科學技術(shù)發(fā)展到,21,世紀的今天，大多數(shù)的機器并不是全部由木質(zhì)制成，也不是全部由金屬制成，同時很多機器零件還是由塑料、橡膠、有機玻璃制成的。,,§1-0,引 言,§1-1,引言,§1-0,引 言,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,,,各種機器具有各種不同的用途，但各種機器是不是就沒有共同之處呢？回答是有的。為了解決這個問題，不妨解剖一個機器。請看第一

8、頁的,圖,0—1,，這是一個小型的單缸四沖程內(nèi)燃機，麻雀雖小，但五臟齊全，通過分析它，我們來找出機器的共性。,,§1-0,引 言,§1-1,引言,§1-0,引 言,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,首先，我們看它的組成，這是由氣缸體、活塞、進氣閥門、排氣閥門、連桿、曲柄、齒輪、頂桿、氣缸等零部件組成?；钊谌細獾呐蛎浀淖饔孟孪蛳逻\動，活塞的上下往復移動通過連桿轉(zhuǎn)變成曲軸的連續(xù)轉(zhuǎn)動。齒輪和頂桿是用來啟閉進氣閥和排氣閥的，三個齒輪保證進、排氣和活塞之間形成有一定節(jié)奏的動作。以上各種實物的協(xié)調(diào)動作便能使燃氣的熱能

9、轉(zhuǎn)變成曲柄轉(zhuǎn)動的機械能。,§1-1,引言,§1-0,引 言,,注意：,有三層意思：,,1,．這個內(nèi)燃機是由很多實物組成的，什么連桿、齒輪、凸輪、曲柄,……,,2,．這些實物之間有相對運動，而這些運動具有一定的規(guī)律性，活塞的往復運動、曲柄的轉(zhuǎn)動等等。,,3,．內(nèi)燃機把燃料的化學能，變成了曲柄轉(zhuǎn)動的機械能。,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,從以上這個例子，得出機器的三大特征：,,,A,，,它們都是一種人為的諸實物的組合體。,,,B,，,它們各部分之間形成各個運動單元，而各單元之間具有確定的相對運動。,,,C,，,它能代替或減輕人類的勞動（勞力勞動和體力勞動）來完成有用的機械功或變換機械能

10、或信息。,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,今后，我們要判斷機器，就拿這三條去衡量、鑒別，只有全部滿足這三條的才稱得上是機器，這三條缺一不可，為了大家便于記憶，我把這三條歸納成一段順口溜：,,人為諸件組合體，,,諸件之間相對移；,,不是轉(zhuǎn)換機械能，,,便把勞動來代替。,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,注意：,,,什么叫有用的機械功，什么叫轉(zhuǎn)換機械能？,,有用的機械功即為改變工作對象的形狀、空間位置而作的功。如：石油鉆機在地球上打窟窿，車床加工工件、汽車運送貨物都是在做有用的機械功。,,所謂轉(zhuǎn)換機械能就是以機械能為中心的轉(zhuǎn)換。,,機械能,?,,----,?,,機器,?,,----

11、,?,,其他任何一種能。,§1-1,引言,§1-0,引 言,,透平帶動的發(fā)電機 機→電,,電動機 電→機,,內(nèi)燃機 熱→機,,汽 車 化→機,,風力發(fā)電機 機→電,,§1-1,引言,,這是由曲柄、連桿、滑塊、機架等組成，好象是從內(nèi)燃機里提出來的一樣，這個滑塊可看成是內(nèi)燃機里的活塞，它來回往復的移動。通過連桿就可轉(zhuǎn)變成曲柄的轉(zhuǎn)動。,,它是機器嗎？,,回答是否定的，不是。,,為什么呢？,,§1-0,引 言,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,這是因為，雖然它滿足機器特征的第一條，是

12、由許多實物人為的組合而成的。雖然它也滿足第二條，滑塊、連桿、曲柄之間有相對運動，但是由于沒有其它的輔助裝置，它就不能做有用的機械功，也就不能轉(zhuǎn)換機械能，因此它不能滿足第三條，所以不是機器。,§1-1,引言,§1-0,引 言,,2,，機構(gòu),,,,,機構(gòu)的定義：具有確定相對運動的諸實物的人為組合系統(tǒng)?；蛘哒f，凡滿足本機器三大特征前兩條的就是機構(gòu)。,,機器和機構(gòu)的關(guān)系。,,a,．從結(jié)構(gòu)和運動的觀點來看，兩者之間并不差別，完全相同。,,b,．機器由諸機構(gòu)和其他配件組成。,,c,．它們的區(qū)別在于：機器同時產(chǎn)生運動和能的變化，其目的是利用成換轉(zhuǎn)機械能，而機械只產(chǎn)生運動的變化，其目的是傳遞或變換運動。,§

13、1-1,引言,§1-0,引 言,,思考題：,,判斷下列何是機器，何是機構(gòu)，何兩者皆不？,,自行車、摩托、腳踏縫紉機、電動縫紉機、機械式手表、電子表、電腦、熱水器,。,,,3,，機械,,,由上面的分析可知，從結(jié)構(gòu)和運動的觀點來看，機器和機構(gòu)之間并沒有差別的，為了敘述簡便，我們用機械一詞作為機構(gòu)和機器的總稱。,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,4,，構(gòu)件和零件,,,組成機械中各個相對運動部分稱為構(gòu)件，它既可以是一個單一的整體，也可以是幾個零件組成的剛性結(jié)構(gòu)。例如，內(nèi)燃機的曲柄是一個整體，是一個構(gòu)件，而連桿是由連桿體、連桿蓋、軸瓦、螺桿、螺母、軸套六個零件組成。,§1-1,引言,,這六個零件之間沒有相對運動，形成一個運動單元，運動整體，故連桿是一個構(gòu)件而不是四個構(gòu)件。,,注意：,構(gòu)件是運動的單元，而零件則是制造的單元。,§1-0,引 言,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,參考資料：,,1,，,《,機械設計基礎,》,，陳定國，機械工業(yè)出版社,,2,，,《,機械設計基礎,》,，榮輝，北京理工大出版社,,3,，,《,機械原理,》,，孫恒，高教出版社,,4,，,《,機械設計,》,，許菊若，化工出版社,,5,，,《,機械設計,》,，龍振宇，機械工業(yè)出版社,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,§1-1,引言,§1-0,引 言,,,