机械原理第一章
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§1-1 研究对象及内容1.研究对象:本课程研究的对象是机械。
所谓机械就是机构与机器的总称。
2.机构:用来传递与变换运动和力的可动装置。
它可以变换和传递机器之间的运动形式(比如往复移动变为转动)及速度(比如高速变低速)。
比如自行车要通过链条传动把脚踏的旋转运动变为后轮的旋转运动,链条就是一种机构;指针手表通过齿轮保持时、分、秒针之间的比例关系,齿轮也是一种机构;还有折叠式家具及门铰链大多采用的是连杆机构;还有一定功率下电机的输出力矩很小,不能直接使用,也是采用齿轮机构来获得所需的力矩。
常见的机构有带传动机构、链传动机构、齿轮机构、凸轮机构、连杆机构、曲柄滑块机构、蜗轮蜗杆传动机构、螺旋机构。
3.机器:由原动部分、传动部分(机构)、执行部分和控制部分组成的、执行机械运动的装置,它可以转换和传递能量、物料和信息。
比如缝纫机可以缝合衣服,它是机器;汽车可以运送物料,它也是机器;打印机可以把电子信息变为纸上可见的信息,它还是机器;这些机器的共同点就是它们都是由多个机构组成的,且都是通过做有用功来完成机械运动的。
4.机器的分类:机器按其用途可分为两类:①原动机凡将其他形式的能量转换为机械能的机器称为原动机;②工作机凡利用机械能来完成有用功的机器称为工作机。
5.机器的结构:①传统的机器由如下三个部分组成:②现代的机器由如下四个部分组成:③现代先进的机器由如下五个部分组成:6.实例:①内燃机内燃机就是把燃油的热能(化学能)转换为机械能的机器。
它由活塞、连杆、曲轴组成的连杆机构进行动力驱动,并由一对大小齿轮机构、凸轮机构组成配气系统。
其原理如下:当气缸内的气体受热膨胀后,气体产生的压力会使活塞作上下往复运动,连杆把活塞的往复运动变为连续旋转的运动并传递给曲轴,使其对外输出动力,同时装在曲轴上的小齿轮又将曲轴的旋转传递给相邻的大齿轮,带动大齿轮轴上的凸轮按另一种速度旋转,进一步推动配气系统的阀杆上下往复运动,使阀门按一定的时间要求启闭实现配气,从而让活塞能周而复始地进行往复运动,机器能连续地实现能量的转换。