机械原理教具设计-文献综述

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1、机械原理课程系列教具的设计（1）文献综述报告XXX文艺复兴后，意、法、英等国相继兴办大学，发展自然科学和人文科学，培养人才，人们开始探求世界，于是越来越多的自然科学的理论知识被人发现、了解、认识、证明。意大利著名绘画大师达·芬奇（LeonardodaVinci，1452-1519年）的作品TheMadridCodex和TheAtlanticCodex中，列出了用于机械制造的22种基本部件。瑞士数学家欧拉（Euler,1707-1783年）提出了一个平面运动是一点的平动和绕该点的转动的叠加理论，奠定了机构运动分析的基础，法国的科奥利（Coriolis，1792-1843年）提出加速度的

2、概念，研究机构的运动分析，英国的瓦特（Watt，1736-1819年）研究了机构综合运动学，探讨连杆机构跟踪直线轨迹问题，剑桥大学教授RobertWillis出版的著作《机构原理》，形成了机构学理论体系，而机构和其他的原理就形成了机械原理。例如，目前工程上应用最广泛的双击冷镦机，其工艺过程包括进料、切断、送坯、镦锻、顶出等五个动作。而这五个工艺动作分别由多种机构组成的五条传动路线来实现，该机器的工作原理分别描叙如下:(1)主传动系统完成墩制动作；（2）送料系统工件原料的间歇式送进动作；（3）切料系统连续完成原料棒的切断动作;(4)双工位控制系统完成初墩和精墩双工位切换动作；（5）工件

3、顶出系统将加工好的工件从模具顶出完成卸料动作。在上叙五个动作中，各个部分必须相互配合与协调，对应各主要活动组件的运动才能有序进行；如果其中一个部分出现故障，就会发生模毁机损的安全事故。可见其中各个部分包括的机械原理对机器的能够有序的运行的支柱。没有正确的运作方式及传动方式这种机器是不可能产生的。虽然机械原理学的研究源远流长，但从古至今，机械原理学领域主要还是研究机构和机器，而机械原理主要在机构的研究方面，所以机构的组成原理与新机构的发明创造、机构运动学与动力学的分析方法及设计理论对机械原理的发展就有深远影响。近年来，机械原理学科的发展是非常迅速的，不论是在基本原理方面，还是在研究方法

4、方面，都有较大的进展。在机构的类型方面也有一些新的创造，有些已突破传统机构学的范畴，而进入所谓“广义机构学的”领域，创造了具有气、液、光、电等环节的机构。当前尚有由三本基本机构组成的组合机构，和包括挠性构件的组合机构。对空间组合机构的研究也已进行了不少工作。此外，对于一些具有特殊运动及动力性能的组合机构也有所研究。随着机械向高速、重载方向的发展，机械动力学的研究发展很快。由于电子计算机的普遍应用，机构的计算机辅助分析和计算机辅助设计得到较快发展。从机械原理学科的发展可以看出，生产发展的需要是学科发展的动力。而学科的发展又反过来促进了生产的发展，提高了生产的水平。可以期望，随着生产对技

5、术现代化的要求不断提高，机械原理学科也会继续迅速的得到发展。机械原理，研究机械中机构的结构和运动，以及机器的结构、受力、质量和运动的学科。人们一般把机构和机器合称为机械。机构是由两个以上的构件通过活动联接以实现规定运动的组合体。机器是由一个或一个以上的机构组成，用来作有用的功或完成机械能与其他形式的能量之间的转换。这一学科的主要组成部分为机构学和机械动力学。不同的机器往往由有限的几种常用机构组成，如内燃机、压缩机和冲床等的主体机构都是曲柄滑块机构。这些机构的运动不同于一般力学上的运动，它只与其几何约束有关，而与其受力、构件质量和时间无关。1875年，德国的F.勒洛把上述共性问题从一般

6、力学中独立出来，编著了《理论运动学》一书，创立了机构学的基础。书中提出的许多概念、观点和研究方法至今仍在沿用。1841年，英国的R.威利斯发表《机构学原理》。19世纪中叶以来，机械动力学也逐步形成。进入20世纪，出现了把机构学和机械动力学合在一起研究的机械原理。1934年，中国的刘仙洲所著《机械原理》一书出版。1969年，在波兰成立了国际机构和机器原理协会，简称IFTOMM。随着计算机的高速发展，高技术群体的普及应用,极大地促进了机械原理的发展,其中创立了不少新的理论和研究方法,开拓了一些新的研究领域。1、在机构结构理论方面,主要是机构的类型综合、杆数综合和机构自由度的计算。对平面机

7、构来说,虽然机构结构的分析与综合研究得比较成熟,但仍有一些新的发展。2、在机构运动分析和力分析方面,主要是大力发展了计算机辅助分析方法的研究,并且已经研制了一些应用软件。3、在机器动力学方面,大力发展了机构弹性动力学的研究,包括低副机构和高副机构。在某些高速重载的高副机构中还考虑了热变形的问题，还开展了对机械中的摩擦、机械效率以及功率传递等问题的研究；发展了对运动副间隙引起的冲击、动载荷、振动、噪声及疲劳失效等问题的研究；对机构运动精度及误差的研究4、在机