清華機(jī)械原理 _(0)

精密儀器與機(jī)械學(xué)系,設(shè)計(jì)工程研究所,機(jī)械原理,清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系,設(shè)計(jì)工程研究所,緒 論,0.1 機(jī)械發(fā)展的歷史回顧,0.2 機(jī)械原理課程研究的對(duì)象,0.3 機(jī)械原理課程的研究內(nèi)容,0.4 機(jī)械原理課程的地位及學(xué)習(xí)課程的目的,0.5 機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)方法,0.6 機(jī)械原理教學(xué)環(huán)節(jié),0.7 機(jī)械原理成績評(píng)定,0.8 機(jī)械原理參考文獻(xiàn),0.1 機(jī)械發(fā)展的歷史回顧,當(dāng)今社會(huì)高度的物質(zhì)文明是以近代機(jī)械工業(yè)的飛速發(fā)展為基礎(chǔ)建立起來的，人類生活的不斷改善也與機(jī)械工業(yè)的發(fā)展緊密相連。,機(jī)械是人類用以轉(zhuǎn)換能量和借以減輕體力勞動(dòng)、提高生產(chǎn)率的主要工具,。,機(jī)械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱工業(yè)之一。,機(jī)械,工業(yè),是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標(biāo)志,。,0.1 機(jī)械發(fā)展的歷史回顧,五千年前已開始使用簡單的紡織機(jī)械；晉朝時(shí)在連機(jī)椎和水碾中應(yīng)用了凸輪原理；西漢時(shí)應(yīng)用輪系傳動(dòng)原理制成了指南車和記里鼓車；東漢張衡發(fā)明的候風(fēng)地動(dòng)儀是世界上第一臺(tái)地震儀。目前許多機(jī)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(jī)械研制方面有許多杰出的發(fā)明創(chuàng)造。,0.1 機(jī)械發(fā)展的歷史回顧,18世紀(jì)初以蒸汽機(jī)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(shè)計(jì)制造各種各樣的機(jī)械，例如紡織機(jī)、火車、汽輪船。,哈格里沃斯發(fā)明的“珍妮紡紗機(jī)”,法國陸軍技術(shù)軍官古諾發(fā)明了世界上第一輛蒸汽動(dòng)力車,0.1 機(jī)械發(fā)展的歷史回顧,19世紀(jì)到20世紀(jì)初的第二次產(chǎn)業(yè)革命，隨著內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)，促進(jìn)了汽車、飛機(jī)等運(yùn)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(hào)飛機(jī),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(jī)械發(fā)展的歷史回顧,20世紀(jì)中后期，以機(jī)電一體化技術(shù)為代表，在機(jī)器人，航空航天，海洋艦船等領(lǐng)域開發(fā)出了眾多高新機(jī)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(jī)正在利用機(jī)械臂施放哈勃空間望遠(yuǎn)鏡,0.1 機(jī)械發(fā)展的歷史回顧,展望剛剛到來的21世紀(jì)，智能機(jī)械、微型機(jī)構(gòu)、仿生機(jī)械的蓬勃發(fā)展，將促進(jìn)材料、信息、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化等領(lǐng)域的交叉與融合，進(jìn)一步豐富和發(fā)展機(jī)械,基礎(chǔ),學(xué)科知識(shí)。,用光刻技術(shù)做成的微米尺寸的微機(jī)械,蜘蛛形探雷機(jī)器人,0.1 機(jī)械發(fā)展的歷史回顧,機(jī)械科學(xué)與技術(shù)發(fā)展或許是我們限定思維所難以展望的，但人們在機(jī)械創(chuàng)新的漫漫征程中所積累的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)為我們提供了認(rèn)識(shí)和改造客觀世界的基礎(chǔ)。,有關(guān)機(jī)械的幾個(gè)問題,什么是機(jī)械？其含義包括哪些？,各行各業(yè)的機(jī)器組成有沒有共同的特點(diǎn)？,能否進(jìn)行總結(jié)？,其共同特征或者共同之處在何處？,能否進(jìn)行專門研究？,機(jī)械原理課程授課目的是什么？,0.2 機(jī)械原理課程研究的對(duì)象,機(jī)器,具有確定的運(yùn)動(dòng),可以實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換、,或完成有用機(jī)械功,0.2 機(jī)械原理課程研究的對(duì)象,機(jī)器的共同特征：,組成：,由一系列人為的機(jī)件組合而成,運(yùn)動(dòng)特性：,組成的各部分之間具有確定的運(yùn)動(dòng),功、能關(guān)系：,能夠代替人的勞動(dòng)完成有用功或者實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換,機(jī)構(gòu),具有完全確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng),0.2 機(jī)械原理課程研究的對(duì)象,機(jī)構(gòu)的共同特征：,組成：,由一系列人造的機(jī)件組成,運(yùn)動(dòng)特性：,組成的各部分之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng),0.2 機(jī)械原理課程研究的對(duì)象,機(jī)構(gòu)：傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)件組合，如傳遞回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、往復(fù)運(yùn) 動(dòng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡。,機(jī)器組成：,原動(dòng)機(jī)部分,執(zhí)行部分,傳動(dòng)部分,操縱控制部分,機(jī)械：,機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱,0.2 機(jī)械原理課程研究的對(duì)象,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械概念得到了進(jìn)一步的擴(kuò)展：,某些情況下，機(jī)件不再是剛體，加入柔性構(gòu)件，氣體、液體等也可參與實(shí)現(xiàn)預(yù)期的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。,利用光電、電磁物理效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)能量傳遞或運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換或?qū)崿F(xiàn)動(dòng)作的一類機(jī)構(gòu)，應(yīng)用也十分廣泛。例如，采用繼電器機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電路的閉合與斷開；電話機(jī)采用磁開關(guān)機(jī)構(gòu)，提起受話器時(shí)，接通線路進(jìn)行通話，當(dāng)受話器放到原位時(shí)斷路。,機(jī)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(jī)器不僅能代替人的體力勞動(dòng)，還可代替人的腦力勞動(dòng)。除了工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的,工業(yè)機(jī)器人,，還有應(yīng)用在航空航天、水下作業(yè)、清潔、醫(yī)療以及家庭服務(wù)等領(lǐng)域的 服務(wù)型機(jī)器人。,0.2 機(jī)械原理課程研究的對(duì)象,“金山詞霸”對(duì)機(jī)器、機(jī)構(gòu)、機(jī)械的解釋,機(jī)械,machine;machinery,利用力學(xué)原理構(gòu)成的裝置,0.2 機(jī)械原理課程研究的對(duì)象,機(jī)器：,machine;,mechinery,;engine;apparatus,由零部件組裝成的裝置,可以運(yùn)轉(zhuǎn),用來代替人的勞動(dòng)、作能量變換或產(chǎn)生有用功,機(jī)構(gòu),mechanism：,機(jī)械的內(nèi)部構(gòu)造或機(jī)械內(nèi)部的各個(gè)組成部分？,0.3 機(jī)械原理課程研究的內(nèi)容,機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì),機(jī)構(gòu)的組成,典型機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)、功能及運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方法,機(jī)構(gòu)相同 機(jī)器不同,機(jī)械的動(dòng)力設(shè)計(jì),機(jī)械的平衡,機(jī)械速度波動(dòng)調(diào)節(jié),機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力分析,A）,機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過程中若干動(dòng)力學(xué)問題,B）,改善機(jī)械動(dòng)力性能的設(shè)計(jì)方法,0.3 機(jī)械原理課程研究的內(nèi)容,3.機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì),1）設(shè)計(jì)內(nèi)容,2）設(shè)計(jì)方法,3）設(shè)計(jì)思想,4）設(shè)計(jì)過程,創(chuàng)新的主要階段,可行方案,最優(yōu)方案,0.3 機(jī)械原理課程研究的內(nèi)容,機(jī)械動(dòng)力學(xué),機(jī)構(gòu)學(xué),機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析與綜合,機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與綜合,幾種常見的機(jī)構(gòu),機(jī)械的平衡,機(jī)械速度波動(dòng)調(diào)節(jié),機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力分析,機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì),0.3 機(jī)械原理課程研究的內(nèi)容,0.4 機(jī)械原理課程的地位及學(xué)習(xí)課程的目的,機(jī)械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)和更新直接影響機(jī)械產(chǎn)品或設(shè)備設(shè)計(jì)的成敗、優(yōu)劣以及生產(chǎn)效率的提高,產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中最關(guān)鍵、最難的便是功能原理創(chuàng)新,基礎(chǔ)課程,技術(shù)基礎(chǔ)課程,專業(yè)課程,機(jī)械原理,更接近工程實(shí)際,知識(shí)面更寬、適應(yīng)性更廣,0.4 機(jī)械原理課程的地位及學(xué)習(xí)課程的目的,機(jī)械原理教學(xué)的總目標(biāo)：,培養(yǎng)學(xué)生在,信息技術(shù)時(shí)代,條件下的,綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和工程實(shí)踐能力,。,強(qiáng)調(diào)工程教育的科學(xué)化，著眼于培養(yǎng)站得高、看得遠(yuǎn)，能進(jìn)行總體策劃和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、主持產(chǎn)品設(shè)計(jì)的,工程大師,。,機(jī)械圖示基礎(chǔ),Engineering Graphics Representation,機(jī)械原理,（機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)）,Mechanical System Conceptual Design,機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),Engineering Design of Mechanical System,學(xué)習(xí)目的：,為學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械類有關(guān)專業(yè)課以及掌握新的科學(xué)技術(shù)打好工程技術(shù)的理論基礎(chǔ),為機(jī)械的合理使用和革新改造打好良好基礎(chǔ),為產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ),0.4 機(jī)械原理課程的地位及學(xué)習(xí)課程的目的,0.5 機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)方法,學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，注重能力的培養(yǎng),注重實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)動(dòng)手能力,重視邏輯思維能力培養(yǎng)的同時(shí)，加強(qiáng)形象思維能力的培養(yǎng),注意將理論力學(xué)的知識(shí)與本課程學(xué)習(xí)靈活結(jié)合,將課程的分析方法和實(shí)際相結(jié)合,1.參觀國家工科機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)基地,2.考察組成實(shí)際機(jī)械的機(jī)構(gòu),0.6 機(jī)械原理課程教學(xué)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(shí)驗(yàn),4.專題討論課,5.綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié),基本實(shí)驗(yàn)安排,第三周：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制,（2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)）,第八周：齒輪范成加工原理設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),(開放式實(shí)驗(yàn)：第810周）,地點(diǎn):精密儀器系3310室或3308,0.6 機(jī)械原理課程教學(xué)環(huán)節(jié),0.7 機(jī)械原理課程成績評(píng)定,序號(hào),考察項(xiàng)目,成績比例,備注,1,期末考試成績,50%,開卷考試,2,平時(shí)課后作業(yè)成績,10%,3,基本實(shí)驗(yàn)成績,15,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖測繪5%,齒輪范成加工原理設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)10%,4,綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)成績,25,專題討論課5,調(diào)研、小論文撰寫：機(jī)械發(fā)展史等5,機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)15,1)期末考試的成績計(jì)算表,序號(hào),考察項(xiàng)目,成績比例,備注,1,免試項(xiàng)目成績,50%,題目1：實(shí)際工程中機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制,與新機(jī)構(gòu)方案構(gòu)思10%,題目2：復(fù)雜機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)模擬,（運(yùn)動(dòng)分析）10%,題目3：組合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與搭接15%,題目4：機(jī)構(gòu)性能實(shí)驗(yàn)與評(píng)價(jià)15%,2,平時(shí)課后作業(yè)成績,10%,3,基本實(shí)驗(yàn)成績,15,1.,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖測繪5%,2.齒輪范成加工原理設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)10%,4,綜合訓(xùn)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(jī)械發(fā)展史等5,3.,機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)15,2)參加免試的成績計(jì)算表,0.7 機(jī)械原理課程成績評(píng)定,0.8 機(jī)械原理課程參考書目,申永勝 機(jī)械原理 清華大學(xué)出版社 2000,申永勝 機(jī)械原理輔導(dǎo)與習(xí)題 清華大學(xué)出版社 2000,機(jī)械原理(第5版)孫桓主編 高等教育出版社,1996,機(jī)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(jī)械原理課程參考書目,中國機(jī)械發(fā)展史,世界機(jī)械發(fā)展史,機(jī)器人發(fā)展史,微型機(jī)器人發(fā)展史,機(jī)械原理發(fā)展史,機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展史,CAD,與,CAM,發(fā)展史,智能結(jié)構(gòu)發(fā)展史,智能機(jī)械發(fā)展史,10.數(shù)控機(jī)床發(fā)展史,11.機(jī)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(jī)械發(fā)展史,16.納米科學(xué)發(fā)展史,17.摩擦學(xué)發(fā)展史,18.機(jī)械工程教育發(fā)展史,綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)(1)撰寫機(jī)械小論文,小論文題目：,注意事項(xiàng)：,本次訓(xùn)練是對(duì)文獻(xiàn)的調(diào)研和總結(jié)，引用處要標(biāo)注參考文獻(xiàn)，應(yīng)查閱大量文章和資料，不允許只拷貝1、2篇文獻(xiàn)。,要達(dá)到對(duì)機(jī)械學(xué)科發(fā)展整個(gè)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(duì)抄襲，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，以零分記。,綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)(1)撰寫機(jī)械小論文,本周開始，第4周上交。,