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第一章 绪论 本章要求了解本课程研究的对象、内容及其地位、作用和任务；了解机械原理学科的发展趋势。 §1-1 机械原理课程的研究对象和内容 §1-2 机械原理课程的学习目的和作用 §1-3 机械原理学科的发展动向 §1-1 机械原理课程的研究对象和内容 机械原理是机构和机器理论的简称，又称为机构学。机构学是在原来的机械力学基础上发展成为的一门独立的学科，通过对机械的结构学、运动学和动力学的研究形成了机构学独立的体系和独特的研究内容。 一、机械原理课程的研究对象 本课程研究的对象是机械，研究的内容是有关机械的基本理论问题； 具体讲机械原理是一门研究机械的运动学和动力学分析与设计基本理论问题的课程。 机械(machinery)是机器(machine)与机构(mechanism)的总称。 人类在长期的生产和生活实践中创造和发展了机械，其目的是为了减轻或替代人的劳动，提高劳动生产率。在我国，机械的创造、发展及使用有着悠久的历史（例如捣米这样的简单机构）。三千年前出现了简单的纺织机，两千年前，已将绳轮、凸轮、连杆机构等用于生产中。汉代以后的指南车及记里鼓车中利用了齿轮和轮系传动。东汉时已发明了用水排以鼓风炼铁，这对古代冶铁业的发展起了重要作用。东汉张衡将杆机构巧妙地使用在人类第一台地震仪上。 北宋时出现了世界上第一座结构复杂的活动天文台──“水运仪象台”，可用以观测天象和自动报时，它是近代钟表中重要机件，擒纵器（卡子）的前身。可是长期的封建制度和长年的战乱，阻碍了我国机械工业的发展。 新中国诞生后，我国的机械工业和机械学科有了很大的发展。目前我国不但能自行设计大型、精密、成套高新技术设备，而且，也缩短了与先进工业国家的距离。 1、 机 器 机器：人类为了满足生产和生活上的需要创造出来的、目的是为了减轻劳动、提高生产率。 从原始人制造第一把石刀开始，就开始了“制造工艺过程”。材料的发展、冶钢炼铁的发明、金属工具的出现，使得工具与加工对象之间的相互作用强度剧增，人手直接作为执行装置已难于使金属工具充分发挥作用，难于承受如此强度的作用，因而产生了机构、机器。 机器是根据某种使用要求而设计的一种执行机械运动的装置，可以用来变换和传递能量、物料和信息。 机器是代替人们体力和部分脑力劳动的工具，既能承担人力所不能或不便进行的工作，又能大大提高生产率和改善劳动条件。 机器是一种人为实物组合的具有确定机械运动的装置，它用来完成有用功、转换能量或处理信息，以代替或减轻人类的劳动。 机器的分类 动力机器：将任何一种能量变换成机械能。如内燃机、电动机。 工作机器：完成有用的机械功或搬运物品。如汽车、机床、飞机、起重机。 信息机器：完成信息的传递和变换。如复印机、传真机。 单缸四冲程内燃机 ⑴ 组成：气缸体，活塞，连杆，曲轴，齿轮，凸轮，进、排气阀，推杆，弹簧等。 ⑵ 能量转换：热能转换成机械能 牛头刨床 插齿机构 机器的特征 1、机器是一种人为的实物组合； 2、是执行确定机械运动的装置； 3、能代替或减轻人的劳动，完成有效的机械功，进行能量、物料和信息的传递，或能量的变换。 机器的组成 一台完整的机器的组成大致可包括： 原动机部分 1）原动机 为机器运转提供动力，常用的原动机有电动机、内燃发动机、液压机、气动机等。电动机可以把电能转化成机械能；内燃机可把燃料燃烧的化学能转换成机械能。 原动机经历了如下发展过程： 风力发电机 蒸汽机 2）传动机构 用来连接原动机机构和执行机构，将原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。传动部分大多数采用机械传动机构，有时也采用液压或电力传动机构。 如：常用的各种减速和变速装置均可作为传动机构。 3）执行机构 它是一部机器中最接近作业工作端的机构，它通过执行构件与被作业件相接触，以完成作业任务。如：起重机和挖掘机中的起重吊运和挖掘机构。 4） 控制和辅助系统 用来处理机器各组成部分之间，以及与外部其它机器之间的工作协调关系，它通常由各种计算机和控制器组成。 2、机 构 机器中的机械运动大多是通过各种“机构”实现的。一部机器通常包含一个或若干个机构，机构是机器的重要组成部分。机构是一切机器的共性组成部分。 机构是一个具有确定机械运动的构件系统，用来传递运动和动力的可动的装置，是人为的实物的组合，但不具备机器的第三个特征。 机构---由两个以上的构件相互直接接触，具有一定形状的可动联接结构和一定运动传递与转换特征，各构件间具有确定的相对运动规律的系统称为机构。 连杆机构 凸轮机构 齿轮