機械原理計算機輔助教yu學緒論PPT教案

1、會計學1機械原理計算機輔助教機械原理計算機輔助教yu學緒論學緒論1.1 1.1 內(nèi)容提要及基本概念內(nèi)容提要及基本概念 機械原理又稱機器理論與機構(gòu)學。是機械工程各專業(yè)的一門重要的技術基機械原理又稱機器理論與機構(gòu)學。是機械工程各專業(yè)的一門重要的技術基礎課程。本課程的理論知識對于機械的設計、制造、運行、維修等方面具有礎課程。本課程的理論知識對于機械的設計、制造、運行、維修等方面具有十分重要的作用。十分重要的作用。1.1.1 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 機械原理的研究對象機械原理的研究對象 機械設計概述機械設計概述 機械原理課程的地位和作用機械原理課程的地位和作用 機械原理學科發(fā)展動向機械原理學科發(fā)展動向 1.

2、機械原理的研究對象機械原理的研究對象 1）研究對象是機械）研究對象是機械.機械。機械是機構(gòu)與機器的總稱。機械。機械是機構(gòu)與機器的總稱。 機構(gòu)的定義機構(gòu)的定義: :把一個或幾個構(gòu)件的運動變換成其他構(gòu)件所需的具有確定運把一個或幾個構(gòu)件的運動變換成其他構(gòu)件所需的具有確定運 動的構(gòu)件系統(tǒng)動的構(gòu)件系統(tǒng)。 常用的機構(gòu)包括連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、齒輪系、間歇運動機常用的機構(gòu)包括連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、齒輪系、間歇運動機構(gòu)、螺旋機構(gòu)、萬向聯(lián)軸器等。機構(gòu)種類有限。構(gòu)、螺旋機構(gòu)、萬向聯(lián)軸器等。機構(gòu)種類有限。本章內(nèi)容包括本章內(nèi)容包括第1頁/共30頁連桿機構(gòu)連桿機構(gòu) 齒輪機構(gòu)齒輪機構(gòu) 凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)機器

3、的定義機器的定義：由人為物體組成的具有確定機械運動的裝置，完成一定的工作由人為物體組成的具有確定機械運動的裝置，完成一定的工作 過程，以代替人類的勞動。過程，以代替人類的勞動。實例：實例：縫紉機、洗衣機、各類機床、運輸車輛、農(nóng)用機器、起重機等?？p紉機、洗衣機、各類機床、運輸車輛、農(nóng)用機器、起重機等。機器與機構(gòu)之間的關系機器與機構(gòu)之間的關系機器是由機構(gòu)組成的。例如圖示單缸內(nèi)燃機中就機器是由機構(gòu)組成的。例如圖示單缸內(nèi)燃機中就包含了三種常用機構(gòu)：連桿機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)。包含了三種常用機構(gòu)：連桿機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)。 機構(gòu)的作用機構(gòu)的作用：一是用來將一種運動形式（如旋轉(zhuǎn)）變換成另外一種運動形

4、式，一是用來將一種運動形式（如旋轉(zhuǎn)）變換成另外一種運動形式，二是用來傳遞動力。二是用來傳遞動力。 機器的作用機器的作用：代替或減輕人類勞動，或?qū)⒁环N能量形式轉(zhuǎn)換成另一種形式。：代替或減輕人類勞動，或?qū)⒁环N能量形式轉(zhuǎn)換成另一種形式。第2頁/共30頁 隨著科學技術的發(fā)展，機器的內(nèi)涵在不斷變化。但是，機器完成運動隨著科學技術的發(fā)展，機器的內(nèi)涵在不斷變化。但是，機器完成運動變換和動力傳遞或轉(zhuǎn)換的本質(zhì)屬性不會改變?，F(xiàn)代科技在機器中的應用，變換和動力傳遞或轉(zhuǎn)換的本質(zhì)屬性不會改變。現(xiàn)代科技在機器中的應用，只是使機器具有信息化、智能化和柔性化。只是使機器具有信息化、智能化和柔性化。 3）機器的組成）機器的組成

5、動力機器動力機器完成能量的轉(zhuǎn)換完成能量的轉(zhuǎn)換 工作機器工作機器完成有用的機械功或搬運物品完成有用的機械功或搬運物品 信息機器信息機器完成信息的傳遞和變換完成信息的傳遞和變換機器的機器的類別類別2）機器的類別和功用）機器的類別和功用 其中實現(xiàn)機械運動的執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)是機器的核心，機器中各個機構(gòu)通其中實現(xiàn)機械運動的執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)是機器的核心，機器中各個機構(gòu)通過有序的運動和動力傳遞來最終實現(xiàn)功能變換，完成工作過程。機器中的過有序的運動和動力傳遞來最終實現(xiàn)功能變換，完成工作過程。機器中的運動單元體稱為構(gòu)件。因此，機構(gòu)是把一個或幾個構(gòu)件的運動，變換成其運動單元體稱為構(gòu)件。因此，機構(gòu)是把一個或幾個構(gòu)件的運動，

6、變換成其他構(gòu)件所需的具有確定運動的構(gòu)件系統(tǒng)。他構(gòu)件所需的具有確定運動的構(gòu)件系統(tǒng)。控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)信息測量和處理系統(tǒng)信息測量和處理系統(tǒng)由計算機來完成由計算機來完成動力部分動力部分傳動部分及執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)傳動部分及執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)完成工作過程完成工作過程機器的機器的組成組成第3頁/共30頁潘存云教授研制控制器控制器(控制部分控制部分)電動機電動機(原動部分原動部分)減速器減速器(傳動部分傳動部分)波輪波輪(工作部分工作部分)分析自動洗衣機的組成：分析自動洗衣機的組成：潘存云教授研制帶帶(傳動部分傳動部分)第4頁/共30頁2.機械設計概述機械設計概述 不了解機械設計的進程和內(nèi)容，就不能深不了解機械設計的進

7、程和內(nèi)容，就不能深刻理解機械原理課程的作用及其重要性?？汤斫鈾C械原理課程的作用及其重要性。 1）機械設計的一般進程）機械設計的一般進程 一般而言，機械產(chǎn)品的研制過程包括設計一般而言，機械產(chǎn)品的研制過程包括設計、制造、試驗，定型等環(huán)節(jié)。其中機械設計階、制造、試驗，定型等環(huán)節(jié)。其中機械設計階段又包括以下四個進程：段又包括以下四個進程：產(chǎn)品規(guī)劃產(chǎn)品規(guī)劃根據(jù)市場需求確定產(chǎn)品設計要求根據(jù)市場需求確定產(chǎn)品設計要求。方案設計方案設計產(chǎn)品設計的關鍵。主要完成機械產(chǎn)品設計的關鍵。主要完成機械運動方案的設計，本課程將為方案設計提供設運動方案的設計，本課程將為方案設計提供設計理論與方法。計理論與方法。詳細設計詳細設

8、計將機械運動方案設計結(jié)果將機械運動方案設計結(jié)果運運動簡圖具體化為機器及零部件的合理結(jié)構(gòu)。它動簡圖具體化為機器及零部件的合理結(jié)構(gòu)。它對產(chǎn)品的技術性能和經(jīng)濟指標有直接影響。該對產(chǎn)品的技術性能和經(jīng)濟指標有直接影響。該步驟涉及機械設計、材料力學等課程的內(nèi)容。步驟涉及機械設計、材料力學等課程的內(nèi)容。詳細設計詳細設計方案設計方案設計產(chǎn)品規(guī)劃產(chǎn)品規(guī)劃改進設計改進設計產(chǎn)品定型產(chǎn)品定型運行試驗運行試驗加工制造加工制造第5頁/共30頁改進設計改進設計對試驗或使用過程中發(fā)現(xiàn)的問題進行改進，使產(chǎn)品性能日益完善對試驗或使用過程中發(fā)現(xiàn)的問題進行改進，使產(chǎn)品性能日益完善。 2 2）機械運動方案設計的主要內(nèi)容）機械運動方案設

9、計的主要內(nèi)容 機械運動簡圖的類型綜合。機械運動簡圖的類型綜合。 通常稱為機構(gòu)選型，即根據(jù)機械所要完成的一系列執(zhí)行動作選擇適宜的執(zhí)行通常稱為機構(gòu)選型，即根據(jù)機械所要完成的一系列執(zhí)行動作選擇適宜的執(zhí)行機構(gòu)類型，組合成完整的機械系統(tǒng)。機構(gòu)類型，組合成完整的機械系統(tǒng)。 機械運動簡圖的尺度綜合。機械運動簡圖的尺度綜合。 確定機構(gòu)各部分的尺寸參數(shù)，以使機械能完成預定的執(zhí)行動作，必要時，還確定機構(gòu)各部分的尺寸參數(shù)，以使機械能完成預定的執(zhí)行動作，必要時，還可以改變機構(gòu)的類型?？梢愿淖儥C構(gòu)的類型。 3 3）機電一體化技術在機械運動方案設計中的應用）機電一體化技術在機械運動方案設計中的應用 隨著機電一體化技術的不

10、斷發(fā)展和廣泛采用，一方面，使機械的性能得到極隨著機電一體化技術的不斷發(fā)展和廣泛采用，一方面，使機械的性能得到極大提高，另一方面，又大大簡化了機械傳動系統(tǒng)。因此，現(xiàn)代機械設計應該盡大提高，另一方面，又大大簡化了機械傳動系統(tǒng)。因此，現(xiàn)代機械設計應該盡可能采用機電一體化技術?？赡懿捎脵C電一體化技術。第6頁/共30頁3.3.機械原理課程的地位和作用機械原理課程的地位和作用 1 1）課程的地位和作用）課程的地位和作用 機械原理是研究機構(gòu)和機械運動簡圖設計的一門重要技術基礎課程，其機械原理是研究機構(gòu)和機械運動簡圖設計的一門重要技術基礎課程，其任務主要是使學生掌握機構(gòu)學和機械動力學的基本理論、基本知識和基本

11、技任務主要是使學生掌握機構(gòu)學和機械動力學的基本理論、基本知識和基本技能。培養(yǎng)學生初步擬定機械系統(tǒng)運動方案、分析和設計基本機構(gòu)的能力。能。培養(yǎng)學生初步擬定機械系統(tǒng)運動方案、分析和設計基本機構(gòu)的能力。 2 2）課程的主要內(nèi)容）課程的主要內(nèi)容 機械原理課程主要包括以下內(nèi)容：機械原理課程主要包括以下內(nèi)容： 機構(gòu)的組成原理和類型綜合。機構(gòu)的組成原理和類型綜合。 典型機構(gòu)的設計。典型機構(gòu)的設計。 機械系統(tǒng)的設計。機械系統(tǒng)的設計。 機械動力學。機械動力學。 第7頁/共30頁3）本課程的學習方法）本課程的學習方法 掌握各種典型機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、分析和設計方法。掌握各種典型機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、分析和設計方法。 掌握機械運動簡

12、圖的畫法，并習慣用簡圖來認識機構(gòu)和機器。掌握機械運動簡圖的畫法，并習慣用簡圖來認識機構(gòu)和機器。 深刻理解課程中的基本概念。深刻理解課程中的基本概念。 掌握本課程的基本研究方法，如桿組法、轉(zhuǎn)換機架法、機構(gòu)演化法、掌握本課程的基本研究方法，如桿組法、轉(zhuǎn)換機架法、機構(gòu)演化法、等效法等。等效法等。 善于將前后內(nèi)容聯(lián)系，融會貫通。善于將前后內(nèi)容聯(lián)系，融會貫通。 復習有關例題，歸納總結(jié)解題思路。復習有關例題，歸納總結(jié)解題思路。第8頁/共30頁應用領域擴大應用領域擴大上天上天( (太空探險太空探險) )、入地、入地( (水平鉆探水平鉆探) )、下海、下海( (深?？鄙詈？碧?、打撈作業(yè)探、打撈作業(yè)) )、甚至

13、鉆入人體內(nèi)、甚至鉆入人體內(nèi)( (血管清理血管清理) )與其他學科的交叉滲透作用增強與其他學科的交叉滲透作用增強與電子工程、計算機科學、控與電子工程、計算機科學、控制工程、材料科學、生物醫(yī)學等相互滲透，誕生了若干新學科。如制工程、材料科學、生物醫(yī)學等相互滲透，誕生了若干新學科。如機械電子學、仿生機械學、機器人機械學、機械機械電子學、仿生機械學、機器人機械學、機械CAD CAD 新機構(gòu)不斷涌現(xiàn)新機構(gòu)不斷涌現(xiàn)如自控機構(gòu)、機器人機構(gòu)、仿生機構(gòu)、柔性及彈如自控機構(gòu)、機器人機構(gòu)、仿生機構(gòu)、柔性及彈性機構(gòu)、機電氣液綜合機構(gòu)等性機構(gòu)、機電氣液綜合機構(gòu)等注重機械的動力性能注重機械的動力性能在機械分析與綜合時，由

14、只考慮運動性能過在機械分析與綜合時，由只考慮運動性能過渡到同時考慮其動力性能渡到同時考慮其動力性能機械原機械原理學科理學科的發(fā)展的發(fā)展4.機械原理學科的發(fā)展機械原理學科的發(fā)展多種星際探測器多種星際探測器第9頁/共30頁神舟六號載人飛船神舟六號載人飛船和和平平號號空空間間站站國國際際空空間間站站第10頁/共30頁空中客車空中客車A380的最大載的最大載客量為客量為840人，最大航程人，最大航程16,000 km，是目前全球，是目前全球載客量最大的飛機。載客量最大的飛機。波音波音777-200LR客機的載客機的載客量為客量為301人，最大飛行人，最大飛行距離為距離為17,500 km，是目，是目前

15、世界上航程最遠的客機前世界上航程最遠的客機。第11頁/共30頁深井鉆探設備深井鉆探設備沙漠石油鉆探作業(yè)沙漠石油鉆探作業(yè)定向鉆井是一種新技術，可不用移動井架就能實現(xiàn)遠距離水平鉆探。定向鉆井是一種新技術，可不用移動井架就能實現(xiàn)遠距離水平鉆探。第12頁/共30頁海洋石油海洋石油鉆探平臺鉆探平臺海海底底探探索索救助打撈救助打撈第13頁/共30頁人體器官內(nèi)的微型機器人人體器官內(nèi)的微型機器人醫(yī)療醫(yī)療機器機器人正人正輔助輔助心臟心臟病手病手術術第14頁/共30頁形形色色的水下機器人形形色色的水下機器人60006000米水下機器人米水下機器人第15頁/共30頁5. 機械原理學科的發(fā)展動向機械原理學科的發(fā)展動向

16、1 1）機構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論）機構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論 由于機器人、步行機、人工假肢和新型機器的發(fā)展需要，以及機器的由于機器人、步行機、人工假肢和新型機器的發(fā)展需要，以及機器的動力源日益廣泛采用液壓與氣動，因此近年來對多自由度、多閉環(huán)的多桿動力源日益廣泛采用液壓與氣動，因此近年來對多自由度、多閉環(huán)的多桿平面連桿機構(gòu)以及開式運動鏈的結(jié)構(gòu)理論有了較多的研究。平面連桿機構(gòu)以及開式運動鏈的結(jié)構(gòu)理論有了較多的研究。 同時，由于空間連桿機構(gòu)應用日益廣泛，對于空間連桿機構(gòu)的公共約同時，由于空間連桿機構(gòu)應用日益廣泛，對于空間連桿機構(gòu)的公共約束和過約束等問題也作了很多研究。在機構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論研究中，近年來采束和過約束等問題也作了

17、很多研究。在機構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論研究中，近年來采用了圖論、網(wǎng)絡分析、線性幾何學、螺旋坐標等各種工程數(shù)學方法。利用用了圖論、網(wǎng)絡分析、線性幾何學、螺旋坐標等各種工程數(shù)學方法。利用計算機系統(tǒng)地研究機構(gòu)的機構(gòu)類型及運動自由度問題也日益普遍。計算機系統(tǒng)地研究機構(gòu)的機構(gòu)類型及運動自由度問題也日益普遍。 為了創(chuàng)造和設計出更好的機構(gòu)，開展機構(gòu)創(chuàng)新方法的研究已得到大家為了創(chuàng)造和設計出更好的機構(gòu)，開展機構(gòu)創(chuàng)新方法的研究已得到大家的重視。為了深入研究機械運動簡圖設計理論和方法，機構(gòu)分類方法、結(jié)的重視。為了深入研究機械運動簡圖設計理論和方法，機構(gòu)分類方法、結(jié)構(gòu)類型知識庫建立和機構(gòu)選型的研究也日益受到重視。為了廣泛應用機電

18、構(gòu)類型知識庫建立和機構(gòu)選型的研究也日益受到重視。為了廣泛應用機電一體化技術，開展包括液壓、氣動、電磁、電子、光電等非機械傳動元件一體化技術，開展包括液壓、氣動、電磁、電子、光電等非機械傳動元件的廣義機構(gòu)設計方法的研究已日益迫切。的廣義機構(gòu)設計方法的研究已日益迫切。第16頁/共30頁2）平面與空間連桿機構(gòu)）平面與空間連桿機構(gòu) 為了利用計算機對平面連桿機構(gòu)進行各種復雜的分析和綜合運算，已為了利用計算機對平面連桿機構(gòu)進行各種復雜的分析和綜合運算，已開發(fā)出成熟的商業(yè)軟件。開發(fā)出成熟的商業(yè)軟件。 計算機的廣泛應用也推動了平面連桿機構(gòu)的最優(yōu)化綜合。用多自由度計算機的廣泛應用也推動了平面連桿機構(gòu)的最優(yōu)化綜合

19、。用多自由度、多閉環(huán)、多桿的平面連桿機構(gòu)的連桿曲線來再現(xiàn)各種工作機械中工藝要、多閉環(huán)、多桿的平面連桿機構(gòu)的連桿曲線來再現(xiàn)各種工作機械中工藝要求的軌跡已引起注意并加以研究。求的軌跡已引起注意并加以研究。 另外，近年來開展了具有可變長結(jié)構(gòu)、可變運動學和動力學參數(shù)的機構(gòu)另外，近年來開展了具有可變長結(jié)構(gòu)、可變運動學和動力學參數(shù)的機構(gòu)的研究。的研究。第17頁/共30頁3 3）凸輪機構(gòu)）凸輪機構(gòu) 為了改善凸輪機構(gòu)的動力性能，凸輪曲線由等加為了改善凸輪機構(gòu)的動力性能，凸輪曲線由等加- -等減速運動規(guī)律、等減速運動規(guī)律、正弦加速度運動規(guī)律、余弦加速度運動規(guī)律改用改進正弦加速度運動規(guī)律正弦加速度運動規(guī)律、余弦加

20、速度運動規(guī)律改用改進正弦加速度運動規(guī)律、改進梯形加速度運動規(guī)律和代數(shù)多項式運動規(guī)律。、改進梯形加速度運動規(guī)律和代數(shù)多項式運動規(guī)律。 尋找高速運轉(zhuǎn)時具有良好動力性能的凸輪曲線是一個重要的研究內(nèi)容尋找高速運轉(zhuǎn)時具有良好動力性能的凸輪曲線是一個重要的研究內(nèi)容。按動力學要求設計凸輪廓線除了采用動力多項式凸輪曲線外，現(xiàn)在較多。按動力學要求設計凸輪廓線除了采用動力多項式凸輪曲線外，現(xiàn)在較多采用某些符合動力特性要求的凸輪曲線。這種曲線使凸輪從動件系統(tǒng)殘留采用某些符合動力特性要求的凸輪曲線。這種曲線使凸輪從動件系統(tǒng)殘留振動的振幅在全部工作速度范圍內(nèi)不超過某一極限值。振動的振幅在全部工作速度范圍內(nèi)不超過某一極限

21、值。 在凸輪在凸輪- -從動件系統(tǒng)動力學問題的研究中，凸輪從動件系統(tǒng)動力學問題的研究中，凸輪- -從動件系統(tǒng)動力學模從動件系統(tǒng)動力學模型的建立，動力學模型的運動微分方程式及其求解方法，系統(tǒng)動力響應的型的建立，動力學模型的運動微分方程式及其求解方法，系統(tǒng)動力響應的分析，凸輪機構(gòu)設計參數(shù)的選擇及其最優(yōu)化，凸輪廓線的動力綜合等問題分析，凸輪機構(gòu)設計參數(shù)的選擇及其最優(yōu)化，凸輪廓線的動力綜合等問題研究都取得了重要的研究成果。研究都取得了重要的研究成果。 為了建立更符合實際情況的動力學模型和更精確的分析和設計方法，為了建立更符合實際情況的動力學模型和更精確的分析和設計方法，考慮質(zhì)量分布、彈性變形、間隙、阻

22、尼、外界干擾的頻率、不平衡力、表考慮質(zhì)量分布、彈性變形、間隙、阻尼、外界干擾的頻率、不平衡力、表面潤滑等多方面的動力學問題正得到重視和加以研究。面潤滑等多方面的動力學問題正得到重視和加以研究。第18頁/共30頁4 4）間歇運動機構(gòu)）間歇運動機構(gòu) 槽輪機構(gòu)是一種常用的間歇運動機構(gòu)。為了提高機器運行速度，改善槽輪機構(gòu)是一種常用的間歇運動機構(gòu)。為了提高機器運行速度，改善動力性能，近年來提出了改直線槽為曲線槽，使用串聯(lián)槽輪機構(gòu)，導桿機動力性能，近年來提出了改直線槽為曲線槽，使用串聯(lián)槽輪機構(gòu)，導桿機構(gòu)與槽輪機構(gòu)組合使用，采用鏈條式槽輪機構(gòu)，以及使用行星鏈輪式槽輪構(gòu)與槽輪機構(gòu)組合使用，采用鏈條式槽輪機構(gòu)，

23、以及使用行星鏈輪式槽輪機構(gòu)，等等。機構(gòu)，等等。 對于凸輪間歇分度機構(gòu)，由于分度凸輪的加速度變化規(guī)律可以自由選對于凸輪間歇分度機構(gòu)，由于分度凸輪的加速度變化規(guī)律可以自由選擇，使沖擊與振動現(xiàn)象大大減輕，工作平穩(wěn)性和送料精度有較大提高。目擇，使沖擊與振動現(xiàn)象大大減輕，工作平穩(wěn)性和送料精度有較大提高。目前在高速卷煙機組中使用的凸輪間歇機構(gòu)分度頻率已達每分鐘前在高速卷煙機組中使用的凸輪間歇機構(gòu)分度頻率已達每分鐘8,0008,000次（次（如下圖）。對于凸輪間歇分度機構(gòu)的運動規(guī)律、凸輪空間曲面設計以及制如下圖）。對于凸輪間歇分度機構(gòu)的運動規(guī)律、凸輪空間曲面設計以及制造技術均有不少研究。開展這類機構(gòu)的造技術

24、均有不少研究。開展這類機構(gòu)的ACD/CAM研究也受到重視。研究也受到重視。第19頁/共30頁5 5）組合機構(gòu)）組合機構(gòu) 組合機構(gòu)由于其結(jié)構(gòu)相對簡化又能實現(xiàn)單一基本機構(gòu)無法實現(xiàn)的運動組合機構(gòu)由于其結(jié)構(gòu)相對簡化又能實現(xiàn)單一基本機構(gòu)無法實現(xiàn)的運動規(guī)律和運動軌跡，如近似或精確地實現(xiàn)某些預期的軌跡，或輸入規(guī)律和運動軌跡，如近似或精確地實現(xiàn)某些預期的軌跡，或輸入- -輸出運輸出運動規(guī)律，?？捎米鲗崿F(xiàn)直線、圓弧或平行導向，能實現(xiàn)有停歇期或步進運動規(guī)律，常可用作實現(xiàn)直線、圓弧或平行導向，能實現(xiàn)有停歇期或步進運動等特殊工作要求，因此近年來在農(nóng)業(yè)機械、紡織機械、印刷機械、包裝動等特殊工作要求，因此近年來在農(nóng)業(yè)機械

25、、紡織機械、印刷機械、包裝機械、冶金機械中應用日益廣泛。常用的有齒輪機械、冶金機械中應用日益廣泛。常用的有齒輪- -連桿機構(gòu)、凸輪連桿機構(gòu)、凸輪- -連桿機連桿機構(gòu)和齒輪構(gòu)和齒輪- -齒輪機構(gòu)。齒輪機構(gòu)。 組合機構(gòu)的組成原理、基本類型、功能等方面均還需要作深入、系統(tǒng)組合機構(gòu)的組成原理、基本類型、功能等方面均還需要作深入、系統(tǒng)的研究，其應用領域還需要進一步擴展。的研究，其應用領域還需要進一步擴展。 此外，機械與液壓、氣動、電磁等傳動相組合的廣義機構(gòu)的設計方法此外，機械與液壓、氣動、電磁等傳動相組合的廣義機構(gòu)的設計方法還需作深入研究。微處理器控制的智能組合機構(gòu)還需要作進一步開發(fā)。還需作深入研究。微

26、處理器控制的智能組合機構(gòu)還需要作進一步開發(fā)。第20頁/共30頁6 6）機械動力學）機械動力學 隨著機械裝置向高速、精密和重載方向發(fā)展，對于機械的精度和可靠性隨著機械裝置向高速、精密和重載方向發(fā)展，對于機械的精度和可靠性要求也日益提高，按動力性能要求進行機構(gòu)的分析與綜合愈來愈受到重視。要求也日益提高，按動力性能要求進行機構(gòu)的分析與綜合愈來愈受到重視。 對于剛性構(gòu)件組成的機構(gòu)的動力學有了進一步深入研究。對于剛性構(gòu)件組成的機構(gòu)的動力學有了進一步深入研究。 機構(gòu)的平衡問題日益受到重視，對平面機構(gòu)慣性力完全平衡的研究比較機構(gòu)的平衡問題日益受到重視，對平面機構(gòu)慣性力完全平衡的研究比較充分，采用方法也較多，

27、如主矢量法、線性無關矢量法、附加機構(gòu)法等。充分，采用方法也較多，如主矢量法、線性無關矢量法、附加機構(gòu)法等。 平面機構(gòu)慣性力矩平衡問題也有不少研究成果。另外，對于平面連桿機平面機構(gòu)慣性力矩平衡問題也有不少研究成果。另外，對于平面連桿機構(gòu)和空間連桿機構(gòu)慣性力和慣性力矩的綜合優(yōu)化平衡的研究也日益受到重視構(gòu)和空間連桿機構(gòu)慣性力和慣性力矩的綜合優(yōu)化平衡的研究也日益受到重視。 機構(gòu)高速運轉(zhuǎn)時的振動動力學問題、變質(zhì)量構(gòu)件的機構(gòu)動力分析、高速機構(gòu)高速運轉(zhuǎn)時的振動動力學問題、變質(zhì)量構(gòu)件的機構(gòu)動力分析、高速運動時的彈性變形的運動彈性動力綜合等研究，在機械設計中也日益受到重運動時的彈性變形的運動彈性動力綜合等研究，

28、在機械設計中也日益受到重視。視。高速自動切條機高速自動切條機高高速速粉粉碎碎機機第21頁/共30頁磁懸浮列車的動力學特性是懸浮控制與走行控制的關鍵因素磁懸浮列車的動力學特性是懸浮控制與走行控制的關鍵因素磁懸浮列車的磁懸浮列車的運行速度高達運行速度高達550 km/h550 km/h第22頁/共30頁7 7）機構(gòu)的最優(yōu)化設計）機構(gòu)的最優(yōu)化設計 機構(gòu)的最優(yōu)化設計是機構(gòu)綜合中普遍適用的方法和主要發(fā)展方向。機機構(gòu)的最優(yōu)化設計是機構(gòu)綜合中普遍適用的方法和主要發(fā)展方向。機構(gòu)優(yōu)化設計大致包括：根據(jù)設計要求確定設計準則和設計變量；給出數(shù)學構(gòu)優(yōu)化設計大致包括：根據(jù)設計要求確定設計準則和設計變量；給出數(shù)學模型，確

29、定設計約束，建立目標函數(shù)；探索最優(yōu)化途徑，優(yōu)選設計變量；模型，確定設計約束，建立目標函數(shù)；探索最優(yōu)化途徑，優(yōu)選設計變量；最優(yōu)化方案確定。最優(yōu)化方案確定。 機構(gòu)最優(yōu)化設計應用十分廣泛。對于平面連桿機構(gòu)和凸輪機構(gòu)的運動機構(gòu)最優(yōu)化設計應用十分廣泛。對于平面連桿機構(gòu)和凸輪機構(gòu)的運動綜合和動力綜合，組合機構(gòu)中再現(xiàn)函數(shù)與軌跡的設計以及如何使齒輪減速綜合和動力綜合，組合機構(gòu)中再現(xiàn)函數(shù)與軌跡的設計以及如何使齒輪減速器體積最小等，均采用了最優(yōu)化設計方法，并得到了顯著效果。器體積最小等，均采用了最優(yōu)化設計方法，并得到了顯著效果。 另外，對于機構(gòu)的優(yōu)化平衡、機構(gòu)運動彈性動力綜合以及空間連桿機另外，對于機構(gòu)的優(yōu)化平衡

30、、機構(gòu)運動彈性動力綜合以及空間連桿機構(gòu)的最優(yōu)化問題也有不少研究。構(gòu)的最優(yōu)化問題也有不少研究。第23頁/共30頁8 8）仿生機構(gòu)學）仿生機構(gòu)學 仿生機構(gòu)學的研究一直受到很大重視。不少國仿生機構(gòu)學的研究一直受到很大重視。不少國家積極開展對人的手指、手腕和手臂的結(jié)構(gòu)、動作家積極開展對人的手指、手腕和手臂的結(jié)構(gòu)、動作原理和運動范圍的分析研究，已研制出各種多自由原理和運動范圍的分析研究，已研制出各種多自由度的生物電控或聲控的機械假手，造福于人類。同度的生物電控或聲控的機械假手，造福于人類。同時，各種仿生步行機構(gòu)也不斷被研究出來。時，各種仿生步行機構(gòu)也不斷被研究出來。 另外，通過研制蛇形機構(gòu)來探測管道另外

31、，通過研制蛇形機構(gòu)來探測管道故障；通過魚游機構(gòu)研制來解決深水探測故障；通過魚游機構(gòu)研制來解決深水探測問題。問題。 隨著人們對各種仿生機構(gòu)的深入研究隨著人們對各種仿生機構(gòu)的深入研究，將會有利于創(chuàng)造出各種新穎的、具有特，將會有利于創(chuàng)造出各種新穎的、具有特殊功能的新機構(gòu)來。殊功能的新機構(gòu)來。第24頁/共30頁中中國國首首臺臺擬擬人人形形機機器器人人翩翩翩翩起起舞舞的的機機器器人人仿真美女仿真美女機器人機器人第25頁/共30頁各式各樣的仿生機械各式各樣的仿生機械第26頁/共30頁9 9）微型機械）微型機械 隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，2020世紀世紀8080年代中后期興起了對微型機械（年代中后期興起了對微型機械（或稱為微型機電系統(tǒng)）的研制，以適應生物、環(huán)境控制、醫(yī)學、航空航天或稱為微型機電系統(tǒng)）的研制，以適應生物、環(huán)境控制、醫(yī)學、航空航天、數(shù)字通信、傳感技術、靈巧武器等領域在微小型化方面提出的日益增長、數(shù)字通信、傳感技術、靈巧武器等領域在微小型化方面提出的日益增長的要求。的要求。 微型機械在尺度、構(gòu)造、材料、制造方法和工作原