机构是指一种用来传递与变换运
示
动和力的可动装置。
教 板
再如：
六自由度工业机器人
控制系统
二、本课程的研究内容
1. 机构结构分析的基本知识 a) 研究机构运动的可能性; b) 机构运动的确定性； c) 机构运动简图的绘制方法； d) 机构的组成原理和结构分类。
2. 机构的运动分析 从几何的观点研究机构上各点的轨迹、位移、速度、加
5. 机械传动系统运动方案的设计
讨论在具体机械设计时机构的选型、组合、变异及机械传动 系统运动方案的设计等问题。
按解决问题的性质，本课程研究内容又可分为两大类： 1)机构分析－对已有机构的研究。包括结构、运动和动力的分析。 2)机构综合－根据运动和动力性能的要求设计新的机构。包 括型综合、尺度综合、运动和动力综合。
指南车的发明，最早的记录还得从5000年前黄帝大战蚩尤的传说 说起。据说黄帝和蚩尤作战三年，在一次大战中，蚩尤在眼看就要失 败的时候，请来风伯雨师，放出大雾，霎时四野弥漫，使黄帝的军队 迷失前进的方向。
黄帝十分着急，只好命令军队停止前进，原地不动，并马上召集 大臣们商讨对策。大臣风后对黄帝说：“你看，为什么天上的北斗星， 斗转而柄不转呢? 我们能不能根据北斗星的原理，制造一种会指方向 的东西，有了这种东西就不怕迷失方向了。”黄帝把风后的这个想法 告诉众臣，大家议论了一番，都认为这是一个好办法。
内燃机中基曲柄滑块机构
凸轮5－阀门推杆6－机架9 齿轮2－齿轮1－机架9
凸轮机构 齿轮机构
我们称这些基本组合体为机构。
可见，机构也是人为的实物组合体，各部分 之间具有确定的相对运动。
内燃机
机器和机构的概念(5/6)
3. 机械
工件 定爪 动爪
滑杆
机器是由机构组成的，最简 装配夹具 单的机器只包含一个机构；多 数机器包含若干个机构。
专用机构 －只能用于特定场合，如钟表的擒纵机构。
机器的研究重点是功能问题，与应用有密切的关系；
机构研究的重点是在其结构、运动和力作用等基本方面。
本课程的研究对象是机器和机构，研究的重点是通用机构。
§1-1 本课程研究的对象及内容
一、研究对象
机械是机器和机构的总称。
操
机器是指一种执行机械运动装置， 作 可用来变换和传递能量、物料和信息。 机
下面以单缸四冲程内燃机为例，说明机器的组成 及工作原理，指出机器的基本特征。
单缸四冲程内燃机
机器和机构的概念(3/6)
活塞的往复运动通过连杆变为曲轴的连 续转动；
凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；
两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之 间形成协调动作。
各部分协调动作的结果，就将燃料中化 学能转化为曲轴旋转的机械能。
例如，右图所示的工件自动载送 装置，含：
带传动机构 蜗杆传动机构 带传动
凸轮机构
蜗杆传动
连杆机构
凸轮机构
连杆机构等
滑杆左移时，夹持器将工件夹 住。
电动机 档块
滑杆带着工件右移时，夹持器 动爪受挡块的压迫将工件松开， 工件落入载送器被传送到下一道 工序。
工件载送器
机器和机构的概念(6/6)
若撇开机器在做功、转换机械能和处理信息方面所起的作 用，仅从结构和运动的观点来看，则机器和机构并无区别。 因此，我们用“机械”一词作为机器和机构的总称。
称综合而非设计的理由： 在解决机构的设计问题时，仅限于根据运动和动力要求，确定机构各部分
与运动相关的尺寸，不涉及各个具体零件的强度计算，具体形状和结构、材 料选择等因素，得出的结果是机构运动简图，而非工程化的结构设计图。
机械设计
方案设计 →本课程要解决的问题 结构设计 →属于机械设计课程的范畴
机械原理
第一章 绪论
§1-1 机械原理课程的研究对象和内容 §1-2 机械原理课程的性质与学习方法 §1-3 机械原理学科发展现状与趋势
§1-1 本课程研究的对象及内容
一、本课程的研究对象 机械是机器和机构的总称。
机器和机构的概念 1. 机器
人类社会发展至今，已经创造了许多机器，例如： 古代：指南车、记里鼓车、地动仪等；
然后，就由风后设计，大家动 手制作。经过几天几夜奋战，终于造 出了一个能指引方向的仪器。风后把 它安装在一辆战车上，车上安装了一 个假人，伸手指着南方。然后告诉所 有的军队，打仗时一旦被大雾迷住， 只要一看指南车上的假人指着什么方 向，马上就可辨认出东南西北。
指南车复原模型
机器和机构的概念
1. 机器
人类社会发展至今，已经创造了许多机器，例如：
古代：指南车、记里鼓车、地动仪等； 近代：蒸汽机车、纺织机等； 现代：潜艇、导弹、自动火炮、宇宙飞船等。 在日常生活中，我们周围就有各种各样的机器，而且 越来越离不开它们，例如：汽车、自行车、手表、冰箱、 洗衣机等。
机器和机构的概念(2/6)
机器种类繁多，结构、性能及用途各不相同， 大致可分为四类，但具有相同的基本特征。 • 动力机器：用于转换能量，如电动机，发动机； • 加工机器：用于改变物料性能、状态等； • 运输机器：用于传递和搬送物料； • 计算机器：用于获得或处理信息。
速度的求法和机构的运动规律。
3. 机器动力学 a) 分析机器在运转过程中各构件的受力情况，以及这些力的
做功情况； b) 分析机器在已知外力作用下的运动； c) 对机器速度波动调节和不平衡惯性力的平衡问题。
4. 常用机构的分析与设计 分析研究连杆、凸轮、齿轮等常用机构的运动与工作特性，
以及相应的设计方法。
机械
机器是执行机械运动的装置，用来完成有用的机械功或转换机械能。
机器
原动机 －凡如将电其动他机形、式蒸的汽能机量等转。换为机械能的机器， 工作机 －凡用来完成有用机械功的机器，如起重机、发电机等。
工程中大多是工作机和原动机配合应用，有时再加上独立
的传动装置，称为机组，如矿石球磨机。
通用机构 －用途广泛，如齿轮机构、连杆机构等。 机构
机器的共有特征：
①它们是一种人为的实物组合体；
②它们各部分之间形成各个运动单元，各 单元有之间具有确定的相对运动；
内燃机
③它用来代替或减轻人类劳动去完成有用的机械功、 转换机械能或处理信息。
机器和机构的概念(4/6)
2. 机构
机器的特征中，主要是这些人为的实物组 合体能实现预期的动作。
经过分析，可以知道：机器还不是能实现预 期动作的最基本的组合体。