清華機械原理 _(0)

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1、精密儀器與機械學系,設計工程研究所,機械原理,清華大學精密儀器與機械學系,設計工程研究所,緒 論,0.1 機械發(fā)展的歷史回顧,0.2 機械原理課程研究的對象,0.3 機械原理課程的研究內(nèi)容,0.4 機械原理課程的地位及學習課程的目的,0.5 機械原理課程的學習方法,0.6 機械原理教學環(huán)節(jié),0.7 機械原理成績評定,0.8 機械原理參考文獻,0.1 機械發(fā)展的歷史回顧,當今社會高度的物質(zhì)文明是以近代機械工業(yè)的飛速發(fā)展為基礎建立起來的，人類生活的不斷改善也與機械工業(yè)的發(fā)展緊密相連。,機械是人類用以轉(zhuǎn)換能量和借以減輕體力勞動、提高生產(chǎn)率的主要工具,。,機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱工業(yè)之一。,機械,工業(yè)

2、,是社會生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標志,。,0.1 機械發(fā)展的歷史回顧,五千年前已開始使用簡單的紡織機械；晉朝時在連機椎和水碾中應用了凸輪原理；西漢時應用輪系傳動原理制成了指南車和記里鼓車；東漢張衡發(fā)明的候風地動儀是世界上第一臺地震儀。目前許多機械中仍在采用的青銅軸瓦和金屬人字圓柱齒輪，在我國東漢年代的文物中都可以找到它們的原始形態(tài)。,我國古代在機械研制方面有許多杰出的發(fā)明創(chuàng)造。,0.1 機械發(fā)展的歷史回顧,18世紀初以蒸汽機的出現(xiàn)為代表產(chǎn)生了第一次產(chǎn)業(yè)革命，人們開始設計制造各種各樣的機械，例如紡織機、火車、汽輪船。,哈格里沃斯發(fā)明的“珍妮紡紗機”,法國陸軍技術軍官古諾發(fā)明了世界上第一輛蒸汽動力車,

3、0.1 機械發(fā)展的歷史回顧,19世紀到20世紀初的第二次產(chǎn)業(yè)革命，隨著內(nèi)燃機的出現(xiàn)，促進了汽車、飛機等運輸工具的出現(xiàn)和發(fā)展。,1898年問世的“雷諾”牌汽車,“圣路易斯精神”號飛機,1927年美國人林德伯格駕駛著它完成了人類首次不著陸飛越大西洋的壯舉。,0.1 機械發(fā)展的歷史回顧,20世紀中后期，以機電一體化技術為代表，在機器人，航空航天，海洋艦船等領域開發(fā)出了眾多高新機械產(chǎn)品，如火箭、衛(wèi)星、宇宙飛船、空間站、航空母艦、深海探測器等,國際太空站,航天飛機正在利用機械臂施放哈勃空間望遠鏡,0.1 機械發(fā)展的歷史回顧,展望剛剛到來的21世紀，智能機械、微型機構(gòu)、仿生機械的蓬勃發(fā)展，將促進材料、信息

4、、計算機技術、自動化等領域的交叉與融合，進一步豐富和發(fā)展機械,基礎,學科知識。,用光刻技術做成的微米尺寸的微機械,蜘蛛形探雷機器人,0.1 機械發(fā)展的歷史回顧,機械科學與技術發(fā)展或許是我們限定思維所難以展望的，但人們在機械創(chuàng)新的漫漫征程中所積累的機械設計基礎知識為我們提供了認識和改造客觀世界的基礎。,有關機械的幾個問題,什么是機械？其含義包括哪些？,各行各業(yè)的機器組成有沒有共同的特點？,能否進行總結(jié)？,其共同特征或者共同之處在何處？,能否進行專門研究？,機械原理課程授課目的是什么？,0.2 機械原理課程研究的對象,機器,具有確定的運動,可以實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換、,或完成有用機械功,0.2 機械原理課程

5、研究的對象,機器的共同特征：,組成：,由一系列人為的機件組合而成,運動特性：,組成的各部分之間具有確定的運動,功、能關系：,能夠代替人的勞動完成有用功或者實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換,機構(gòu),具有完全確定的相對運動,0.2 機械原理課程研究的對象,機構(gòu)的共同特征：,組成：,由一系列人造的機件組成,運動特性：,組成的各部分之間具有確定的相對運動,0.2 機械原理課程研究的對象,機構(gòu)：傳遞運動和動力的機件組合，如傳遞回轉(zhuǎn)運動、往復運 動，實現(xiàn)復雜的運動規(guī)律和復雜的運動軌跡。,機器組成：,原動機部分,執(zhí)行部分,傳動部分,操縱控制部分,機械：,機器與機構(gòu)的總稱,0.2 機械原理課程研究的對象,隨著科學技術的發(fā)展，機械

6、概念得到了進一步的擴展：,某些情況下，機件不再是剛體，加入柔性構(gòu)件，氣體、液體等也可參與實現(xiàn)預期的機械運動。,利用光電、電磁物理效應，實現(xiàn)能量傳遞或運動轉(zhuǎn)換或?qū)崿F(xiàn)動作的一類機構(gòu)，應用也十分廣泛。例如，采用繼電器機構(gòu)實現(xiàn)電路的閉合與斷開；電話機采用磁開關機構(gòu)，提起受話器時，接通線路進行通話，當受話器放到原位時斷路。,機器內(nèi)部包含了大量的控制系統(tǒng)和信息處理、傳遞系統(tǒng)。,機器不僅能代替人的體力勞動，還可代替人的腦力勞動。除了工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的,工業(yè)機器人,，還有應用在航空航天、水下作業(yè)、清潔、醫(yī)療以及家庭服務等領域的 服務型機器人。,0.2 機械原理課程研究的對象,“金山詞霸”對機器、機構(gòu)、機械的

7、解釋,機械,machine;machinery,利用力學原理構(gòu)成的裝置,0.2 機械原理課程研究的對象,機器：,machine;,mechinery,;engine;apparatus,由零部件組裝成的裝置,可以運轉(zhuǎn),用來代替人的勞動、作能量變換或產(chǎn)生有用功,機構(gòu),mechanism：,機械的內(nèi)部構(gòu)造或機械內(nèi)部的各個組成部分？,0.3 機械原理課程研究的內(nèi)容,機構(gòu)的運動設計,機構(gòu)的組成,典型機構(gòu)的類型、特點、功能及運動設計方法,機構(gòu)相同 機器不同,機械的動力設計,機械的平衡,機械速度波動調(diào)節(jié),機械系統(tǒng)的動力分析,A）,機械運轉(zhuǎn)過程中若干動力學問題,B）,改善機械動力性能的設計方法,0.3 機械

8、原理課程研究的內(nèi)容,3.機械系統(tǒng)方案設計,1）設計內(nèi)容,2）設計方法,3）設計思想,4）設計過程,創(chuàng)新的主要階段,可行方案,最優(yōu)方案,0.3 機械原理課程研究的內(nèi)容,機械動力學,機構(gòu)學,機構(gòu)的運動分析與綜合,機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與綜合,幾種常見的機構(gòu),機械的平衡,機械速度波動調(diào)節(jié),機械系統(tǒng)的動力分析,機械系統(tǒng)方案設計,0.3 機械原理課程研究的內(nèi)容,0.4 機械原理課程的地位及學習課程的目的,機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎,運動方案的設計和更新直接影響機械產(chǎn)品或設備設計的成敗、優(yōu)劣以及生產(chǎn)效率的提高,產(chǎn)品設計和開發(fā)過程中最關鍵、最難的便是功能原理創(chuàng)新,基礎課程,技術基礎課程,專業(yè)課程,機械原理,更接近工程

9、實際,知識面更寬、適應性更廣,0.4 機械原理課程的地位及學習課程的目的,機械原理教學的總目標：,培養(yǎng)學生在,信息技術時代,條件下的,綜合設計能力、創(chuàng)新設計能力和工程實踐能力,。,強調(diào)工程教育的科學化，著眼于培養(yǎng)站得高、看得遠，能進行總體策劃和系統(tǒng)設計、主持產(chǎn)品設計的,工程大師,。,機械圖示基礎,Engineering Graphics Representation,機械原理,（機械系統(tǒng)方案設計）,Mechanical System Conceptual Design,機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計,Engineering Design of Mechanical System,學習目的：,為學習機械設計和

10、機械類有關專業(yè)課以及掌握新的科學技術打好工程技術的理論基礎,為機械的合理使用和革新改造打好良好基礎,為產(chǎn)品的創(chuàng)新設計奠定基礎,0.4 機械原理課程的地位及學習課程的目的,0.5 機械原理課程的學習方法,學習知識的同時，注重能力的培養(yǎng),注重實踐和實驗，增強動手能力,重視邏輯思維能力培養(yǎng)的同時，加強形象思維能力的培養(yǎng),注意將理論力學的知識與本課程學習靈活結(jié)合,將課程的分析方法和實際相結(jié)合,1.參觀國家工科機械基礎教學基地,2.考察組成實際機械的機構(gòu),0.6 機械原理課程教學環(huán)節(jié),6.網(wǎng)上交流與答疑,1.課堂講授,2.一般作業(yè),3.,基本實驗,4.專題討論課,5.綜合訓練環(huán)節(jié),基本實驗安排,第三周：

11、機構(gòu)運動簡圖繪制,（2學時實驗）,第八周：齒輪范成加工原理設計型實驗,(開放式實驗：第810周）,地點:精密儀器系3310室或3308,0.6 機械原理課程教學環(huán)節(jié),0.7 機械原理課程成績評定,序號,考察項目,成績比例,備注,1,期末考試成績,50%,開卷考試,2,平時課后作業(yè)成績,10%,3,基本實驗成績,15,機構(gòu)運動簡圖測繪5%,齒輪范成加工原理設計型實驗10%,4,綜合訓練環(huán)節(jié)成績,25,專題討論課5,調(diào)研、小論文撰寫：機械發(fā)展史等5,機械系統(tǒng)方案設計15,1)期末考試的成績計算表,序號,考察項目,成績比例,備注,1,免試項目成績,50%,題目1：實際工程中機構(gòu)運動簡圖繪制,與新機構(gòu)

12、方案構(gòu)思10%,題目2：復雜機構(gòu)計算機模擬,（運動分析）10%,題目3：組合機構(gòu)設計與搭接15%,題目4：機構(gòu)性能實驗與評價15%,2,平時課后作業(yè)成績,10%,3,基本實驗成績,15,1.,機構(gòu)運動簡圖測繪5%,2.齒輪范成加工原理設計型實驗10%,4,綜合訓練環(huán)節(jié)成績,25,1.,專題討論課5,2.,調(diào)研、小論文撰寫：機械發(fā)展史等5,3.,機械系統(tǒng)方案設計15,2)參加免試的成績計算表,0.7 機械原理課程成績評定,0.8 機械原理課程參考書目,申永勝 機械原理 清華大學出版社 2000,申永勝 機械原理輔導與習題 清華大學出版社 2000,機械原理(第5版)孫桓主編 高等教育出版社,19

13、96,機械原理(第2版)祝毓琥主編 高等教育出版社,1986,Theory Of Machines And Mechanisms/Joseph Edward,Shigley,&John Joseph,Uicker,.1980,Mechanisms and Dynamic of,Machinenery,Hamilton H.,Mahie,Fred W.,Ocvirk,1987,0.8 機械原理課程參考書目,中國機械發(fā)展史,世界機械發(fā)展史,機器人發(fā)展史,微型機器人發(fā)展史,機械原理發(fā)展史,機械設計發(fā)展史,CAD,與,CAM,發(fā)展史,智能結(jié)構(gòu)發(fā)展史,智能機械發(fā)展史,10.數(shù)控機床發(fā)展史,11.機床發(fā)展史,12.精密儀器發(fā)展史,13.航天器發(fā)展史,14.航空器發(fā)展史,15.微機械發(fā)展史,16.納米科學發(fā)展史,17.摩擦學發(fā)展史,18.機械工程教育發(fā)展史,綜合訓練環(huán)節(jié)(1)撰寫機械小論文,小論文題目：,注意事項：,本次訓練是對文獻的調(diào)研和總結(jié)，引用處要標注參考文獻，應查閱大量文章和資料，不允許只拷貝1、2篇文獻。,要達到對機械學科發(fā)展整個概況的了解；另一方面，鍛煉調(diào)研和總結(jié)說明的能力。,反對抄襲，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，以零分記。,綜合訓練環(huán)節(jié)(1)撰寫機械小論文,本周開始，第4周上交。,