机械工程基础--绪论

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1、1 机械工程基础机械工程基础 肖承地 TEL：13340117305 Email: 2 绪论绪论 选用教材选用教材 高等教育出版社，张绍甫高等教育出版社，张绍甫机械工程基础机械工程基础 参考书目参考书目 高等教育出版社，郑文纬高等教育出版社，郑文纬机械原理机械原理 高等教育出版社，邱宣怀高等教育出版社，邱宣怀机械设计机械设计 中国轻工业出版社，王复兴中国轻工业出版社，王复兴材料力学材料力学 3 绪论绪论 相关课程相关课程 机械制图机械制图 机械原理机械原理 工程力学、材料力学工程力学、材料力学 金属材料及热处理金属材料及热处理 互换与测量技术基础互换与测量技术基础 4 提提 纲：纲： 一、机

2、械工程的地位与发展趋势 二、课程研究对象及基本概念 三、机械设计与制造概述 四、课程的内容及特点 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R 5 一、机械工程的地位与发展趋势 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R 机械工程就是一门重要的科学与技术学科，它是生产力，而且应该说是第一生产力。在很多方面机械的发展决定着一个国家的国计民生，甚至在国际上的地位与发展前途。 随着科学技术的发展，特别是多学科的融合，机械工程的发展也有了很大变化，向着机电一体化、信息化、智能化等方向发展。 6 二、课程研究对象及基本概念 质量与可靠性研究室 Res

3、earch Center for Q & R 1、研究对象、研究对象：是机械。是机械。 而机械是机器与机构的总称。而机械是机器与机构的总称。 7 二、课程研究对象及基本概念 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R 2、基本概念、基本概念 机器：机器：指执行机械运动的装置，它用来变换指执行机械运动的装置，它用来变换 和传递能量、物料与信息。和传递能量、物料与信息。 机器的特征：机器的特征： (1)人为的实物组合。人为的实物组合。 (2)各实物间具有确定的相对运动。各实物间具有确定的相对运动。 (3)能作有用的机械功及变换或传能作有用的机械功及变换或传 递能量、物料

4、、信息。递能量、物料、信息。 常用的机器有：机床、空调、汽车、拖拉机、火车等等。常用的机器有：机床、空调、汽车、拖拉机、火车等等。 8 二、课程研究对象及基本概念 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R 2、基本概念、基本概念 机器：机器：指执行机械运动的装置，它用来变换指执行机械运动的装置，它用来变换 和传递能量、物料与信息。和传递能量、物料与信息。 机器的特征：机器的特征： (1)人为的实物组合。人为的实物组合。 (2)各实物间具有确定的相对运动。各实物间具有确定的相对运动。 (3)能作有用的机械功及变换或传能作有用的机械功及变换或传 递能量、物料、信息。递

5、能量、物料、信息。 常用的机器有：机床、空调、汽车、拖拉机、火车等等。常用的机器有：机床、空调、汽车、拖拉机、火车等等。 典型机器的分析：典型机器的分析： 内燃机内燃机 内燃机内燃机 组成：组成： 6 5 4 3 8 7 1 2 9 10 汽 缸 体汽 缸 体 1 、 活塞活塞2、 进气阀进气阀3、 排气阀排气阀4、 连杆连杆5、 曲轴曲轴6、 凸轮凸轮7、 顶杆顶杆8、 齿轮齿轮9、10 工作原理：工作原理： 1.活塞下行活塞下行，进气阀开启进气阀开启，混合气体混合气体 进入汽缸；进入汽缸； 2.活塞上行活塞上行，气阀关闭气阀关闭，混合气体被压缩混合气体被压缩， 在顶部点在顶部点 火燃烧；火

6、燃烧； 3.高压燃烧气体推动活塞下行高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；两气阀关闭； 4.活塞上行活塞上行，排气阀开启排气阀开启，废气体被排出汽缸废气体被排出汽缸。 设计：潘存云 进气进气 压缩压缩 爆炸爆炸 排气排气 内燃机的工作过程：内燃机的工作过程： 活塞的往复运动通过连杆转变为曲活塞的往复运动通过连杆转变为曲 轴的连续转动轴的连续转动，该组合体称为：该组合体称为： 内燃机各部分的作用：内燃机各部分的作用： 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；称为：；称为： 凸轮机构凸轮机构 两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动两个齿轮

7、用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动 作，称为：作，称为： 齿轮机构齿轮机构 各部分各部分协调动作协调动作的结果：的结果： 化学能化学能 机械能机械能 11 二、课程研究对象及基本概念 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R 2、基本概念、基本概念 ：机器：机器 根据功能的不同，一部完整的机器由以下四部分组成：根据功能的不同，一部完整的机器由以下四部分组成： 1.原动部分：机器的动力来源。原动部分：机器的动力来源。 2.工作部分：完成工作任务的部分。工作部分：完成工作任务的部分。 3.传动部分：把原动机的运动和动力传递给工作机。传动部分：把原动机的运动和动力传

8、递给工作机。 4.控制部分：使机器的原动部分、传动部分、工作控制部分：使机器的原动部分、传动部分、工作部分按一定的顺序和规律运动，完成给定的工作循环。部分按一定的顺序和规律运动，完成给定的工作循环。 12 二、课程研究对象及基本概念 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R 2、基本概念、基本概念 ：机器：机器 分析自动洗衣机的组成分析自动洗衣机的组成： 13 二、课程研究对象及基本概念 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R 2、基本概念、基本概念 机构：机构：是执行机械运动的装置。是执行机械运动的装置。 它是具有确定相对它是具有

9、确定相对运动的各种实物的组合，它只符合机器的前两个特征。运动的各种实物的组合，它只符合机器的前两个特征。 机构主要用来传递和变换运动。机构主要用来传递和变换运动。 机器主要用来传递和变换能量。机器主要用来传递和变换能量。 从结构和运动学的角度分析，机器和机构之间并无区别，都是从结构和运动学的角度分析，机器和机构之间并无区别，都是具有确定相对运动的各种实物的组合，所以，通常将机器和机构具有确定相对运动的各种实物的组合，所以，通常将机器和机构统称为机械。统称为机械。 14 二、课程研究对象及基本概念 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R 2、基本概念、基本概念 ：

10、机构：机构 连杆机构连杆机构 凸轮机构凸轮机构 齿轮机构齿轮机构 轮系轮系 间歇运动机构间歇运动机构 15 二、课程研究对象及基本概念 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R 2、基本概念、基本概念 ：机构：机构 机构的共有特征：机构的共有特征： 人造的实物组合体；人造的实物组合体； 各部分有确定的相对运动；各部分有确定的相对运动； 用来传递力或实现运动的转换。用来传递力或实现运动的转换。 16 二、课程研究对象及基本概念 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R 2、基本概念、基本概念 机构的分类：通用机构和专用机构。机构的分类：

11、通用机构和专用机构。 通用机构通用机构-用途广泛，如用途广泛，如齿轮机构齿轮机构、连杆机构连杆机构等。等。 专用机构专用机构-只能用于特定场合，如钟表的只能用于特定场合，如钟表的擒纵机构擒纵机构。 机器与机构的关系：机器与机构的关系： 任意复杂的机器都是由若干组机构按一定规律组合而成任意复杂的机器都是由若干组机构按一定规律组合而成 的。实际机器的种类有成千上万种，但机构的种类确有限。的。实际机器的种类有成千上万种，但机构的种类确有限。 机器与机构的共有特征可知：机器与机构的共有特征可知： 机器与机构在结构和运动方面并无区别机器与机构在结构和运动方面并无区别，统称为机械统称为机械。 17 二、课

12、程研究对象及基本概念 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R 2、基本概念、基本概念 零件零件是组成机器的最小单元，也是机器的制造单元，是组成机器的最小单元，也是机器的制造单元，机器是由若干个不同的零件组装而成的。机器是由若干个不同的零件组装而成的。 各种机器经常用到的零件称为通用零件。各种机器经常用到的零件称为通用零件。 特定的机器中用到的零件称为专用零件。特定的机器中用到的零件称为专用零件。 构件构件是机器的运动单元，一般由若干个零件刚性联接是机器的运动单元，一般由若干个零件刚性联接而成，也可以是单一的零件。若从运动的角度来讲，可而成，也可以是单一的零件。若

13、从运动的角度来讲，可以认为机器是由若干个构件组装而成的。以认为机器是由若干个构件组装而成的。 18 三、机械设计与制造概述 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R 机械设计的要求、程序和方法 基本要求：基本要求： 使用上可靠稳定，精度满足运动要求； 外观上满足视觉要求。 经济上要求低成本。 19 三、机械设计与制造概述 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R 机械设计的要求、程序和方法 设计程序：设计程序： 可行性分析 总体方案 实施方案 原理样机 产品定形 20 三、机械设计与制造概述 质量与可靠性研究室 Research Ce

14、nter for Q & R 机械设计的要求、程序和方法 常用设计方法： 理论设计：强度理论、精度理论、机械原理、 制造工艺等等 经验设计：通过设计手册用类比法设计 模拟实验设计：样机实验修改实验 修改定形 21 三、机械设计与制造概述 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R 机构设计的基本原则机构设计的基本原则 精度原则：结构最简单原则、平均效应原理、最小变形原则、粗精分离和精度匹配原则、误差调整和补偿原则、基本面统一原则； 强度原则：力传递路径最短原则、力自平衡原理、力自加强原则、力自保护原则。 经济性原则： 零件标准化、部件通用化、产品系列化、 22 三、

15、机械设计与制造概述 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R 生产过程生产过程 生产过程中的基本概念生产过程中的基本概念 原材料和原材料和 半成品半成品 产品（机器）产品（机器） 生产技术准备生产技术准备 毛坯制造毛坯制造 切削加工切削加工 （车，铣，（车，铣， 刨，磨，钻，刨，磨，钻， 镗等）镗等） （检验、（检验、 组装，部组装，部 装，总装）装，总装） （铸造，焊（铸造，焊 接，压力加接，压力加 工等）工等） （工艺规程、（工艺规程、 原材料供应、原材料供应、 工艺装备的工艺装备的 配备）配备） 检验、装检验、装 配调试配调试 23 三、机械设计与制造概述 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R 生产过程包括：生产过程包括： 原材料的运输原材料的运输、保管和准备保管和准备 生产的准备工作生产的准备工作 毛坯的制造毛坯的制造 零件的机械加工与热处理零件的机械加工与热处理 零件装配成机器零件装配成机器 机器的质量检查及运行试验机器的质量检查及运行试验 机器的油漆机器的油漆、包装和入库包装和入库 生产过程生产过程 24 三、机械设计与制造概述 质量与可靠性研究室 Research Center for Q & R