机械工程概论

机械工程概论

机工141 201141203 杨阳

对于机械，一开始我并不明确它的定义，就是单纯的认为做零件，整天与机械打交道。然而并不是，《机械工程概论》让我对机械有了全面认识。

机械为机器和机构的泛称，是将已有的机械能或非机械能转换成便于利用的机械能，以及将机械能变换为某种非机械能或用机械能来做一定工作的装备或器具。前一类机械包括风力机、水轮机、汽轮机、内燃机、电动机、气动马达、液压马达等，统称为动力机械。第二类机械包括发电机、热泵、液压泵、压缩机等，这些机械统称为能量变换机械。第三类机械是利用人、畜或动力机械所提供的机械能用以改变工作对象（原料、工件或工作介质）的物理状态、性质、结构、形状、位置等的机械，利润制冷装置、造纸机械、粉碎机械、物料搬运机械等，这类机械统称为工作机械。

机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具以至能源和材料生产的部门，无不需要机械工程的服务。概括来说，现代机械工程有五大服务领域，分别是（1）研制和提供能量转换机械，包括将热能、化学能、原子能、电能、流体压力能和天然机械能转换为适合于应用的机械能的各种动力机械，以及将机械能转换为所需要的其他能量（电量、热能、流体压力能、势能等）的能量转换机械。（2）研制和提供用以生产各种产品的机械，包括应用于第一产业的农、林、牧、渔业机械和矿山机械，以及应用于第二产业的各种重工业机械和轻工业机械。（3）研制和提供从事各种服务的机械，包括交通运输机械，物料搬运机械，办公机械，医疗机械，通风、采暖和空调设备，除尘、净化、消声等环境保护设备等。（4）研制和提供家庭和个人生活中应用的机械，如洗衣机、冰箱、钟表、照相机、运动器械等。（5）研制和提供各种机械武器。不论服务于哪一领域，机械工程的工件的工作内容都基本相同，按其工作性质可分为建立和发展可以实际地和直接地应用于机械工程的工程理论基础;研究设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要；机械产品的生产；机械制造企业的经营和管理；机械产品的应用；研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染和自然资源过度耗费的问题及其处理问题措施。机械工程的应用领域涵盖了农业、林业、矿山、冶金、动力、化工、纺织、工程、汽车等各个方面。

机械工程导论课程教学大纲

课程类别：专业基础课

修读方式：必修

学 时：16

学 分：1学分

适用专业：机械设计制造及其自动化、机械电子工程、材料成型及控制工程

考核方式：考查

先修或同修课程：工程图学、理论力学、金工实习等

一、课程简介

《机械工程导论》是机械工程学科各专业的专业基础课程，是机械工程学科的总纲，也是后续专业基础课和专业课的基础。本课程以学生的专业素质教育为目的，旨在使学生对机械工程的相关知识有一个较为全面的了解，因本课程内容非常丰富但课时数有限，在内容上不要求精深而要求全面，尽可能将今后四年的知识给学生以非常具体的感性认识，解决学生专业教育问题，增加学生对专业学习的兴趣和积极性。

本课程简明介绍机械工程概况及涉猎领域、机械工程简史、工程力学、工程材料及成形技术、机构及机械零部件、机械设计方法、机械制造基本概念、先进制造技术等内容。

二、课程教学目标

使学生对机械工程的相关知识和本专业的专业学习概况有一个较为全面的了解，增强专业学习的兴趣，具有明确专业学习方向的能力。

三、教学内容及要求

（一）绪论

1. 目的和要求

要求学生明确本课程的研究内容，学习目的和学习方法，使学生对机械工程涉猎的领域有基本的认识和了解。

教学要求：了解机器、机械、机械工程的基本概念；了解机械的分类、机械产品的基本要求；机械工程的主要内容；机械工程与国民经济的关系。

2. 教学内容

(1) 机械与机械工程

(2) 机械工程导论的基本内容

(3) 机械工程与国民经济的关系

3. 教学方法和手段

教学方法：讲授法

教学手段：多媒体教学

（二）机械工程简史及其发展 1. 目的和要求

通过机械工程历史及发展，说明机械工程在国民经济及社会的发展中的重要的作用，是推动社会发展的重要学科。

教学要求：

(1) 了解中国和世界机械发展简史

(2) 掌握现代机械工程的国内外发展现状及未来发展趋势

2. 教学内容

第一章

1.工程机械的传动装置主要有哪几种类型？其主要功能和各自的特点是什么？

答：(1)机械传动：使用最广泛，分为摩擦传动和啮合传动。(2)液压与液力传动：可以实行无极调速；能自动换向。(3)气力传动：传动速度不均匀。(4)电力传动：可以使机械构造简单、体积小、自重轻。

2.带传动与链传动各有何特点？举例说明在工程机械中的应用？

答：带传动：传动平稳、构造简单、造价低廉、不需润滑和缓冲吸震等优点。链传动：结构简单、传动功率大、效率高、传动比准确、环境适用性强、耐用和维修保养容易等优点。

3.齿轮传动的类型有哪些？各有何特点？

答：外啮合传动、内啮合传动、齿轮齿条传动、人字齿传动、斜齿传动、直齿传动、曲齿传动、螺旋齿轮传动、蜗杆传动：效率低

4.何谓传动比？齿轮传动的传动比如何计算？轮系传动比怎么计算？

答：传动比：等于主动轮转速比从动轮转速也等于主动轮齿数比从动轮齿数的反比。定轴轮系的传动比：等于各对齿轮传动比的连乘积，它等于轮系中各对齿轮从动轮齿数的乘积与各对齿轮主动轮齿数的乘积之比，而传动比的符号则取决于外啮合齿轮的对数。

5.说明变速器与减速器的差异？举例说明在工程机械中的应用

答：减速器多应用于要求速比大空间小的工作场合。变速器是一个多速比输出的变速箱，广泛应用与工程机械，它安装在发动机与工作机构之间，通过选择变速器的不同档位，得到不同的输出力矩和工作速度，以满足工程机械不同工作条件的要求。

6.轴的类型有几种，各种轴的受载特点有何不同？？

答：根据轴的受载情况，可分为（1）心轴。工作时只承受弯矩而不传递转矩，分为固定心轴和转动心轴（2）转轴，工作时同时承受弯矩和传递转矩（3）传动轴，工作时主要传递转矩，不受弯曲作用或所受弯曲很小的轴称为传动轴

7.简述轴承的类型，特点和应用场合？

答：轴承分为滑动轴承和滚动轴承。滑动轴承与轴颈成面接触，工作时二者产生滑动摩擦。滑动轴承工作平稳可靠，无噪声，能承受较大的冲击载荷，主要应用与高精度或者重荷载荷，受冲击载荷的轴颈的支承上。滚动轴承是一种常用的标准件，他与滑动轴承相比，既有阻力小，效率高，径向尺寸大，轴向尺寸小，拆装及润滑方便等特点。

《机械工程控制基础》概论教案

学时分配

总 学 时：32学时 授课学时：28学时 实验：4学时。

基础课程

先修课：大学物理、理论力学、工程数学、电工学、高等数学、机械原理。

课程性质

《机械工程控制基础》是高等工业院校机械类专业普遍开设的一门重要的技术基础课，在整个教学计划中，以主干课程的角色，起着承上启下的作用，具有十分重要的地位。本课程是一门专业基础理论课程,详述了研究对象的建模方法、系统响应分析方法，系统介绍了单输入单输出线性定常系统的时域性能分析、频域性能分析、系统的稳定性分析方法，介绍系统性能校正方法，为《机电一体化系统设计》、《机电传动控制》、《计算机控制技术》等机械电子工程专业的后续课程打下基础。

课程的主要任务

通过本课程的学习，使学生掌握经典控制理论的基本概念和基础知识, 掌握机械工程中的研究对象的建模方法；掌握一阶、二阶系统的时域性能分析和频域性能分析方法；能熟练地根据Nyquist图、Bode图判断系统的稳定性；掌握系统性能校正方法；使学生能分析系统的性能,能改进或设计简单的控制系统。

第一次课

第1章 绪论

第1章 绪论

基本内容 介绍控制论的研究对象与任务，控制系统的分类及控制论的发展史。使学生能以控制、系统的观点而不是静止、局部的观点去看待一个机械工程系统，培养学生从整体的而不是分散的角度,从整个系统中信息传递,转换和反馈等角度来分析系统的“动态行为”。

重点难点

自我

测验 1控制工程论的研究对象和任务?

2什么是反馈?

3对控制系统的基本要求使什么?

作业

1.1机械控制基础的研究对象、课程的基本任务、控制系统的基本要求

一、机械控制基础的研究对象 ： 系统、输入、输出

1、 自动控制系统基本组成

控制器 能够对控对象起控制作用的设备总称。

控制对象 被控制的机器设备或生产过程。

系统的输入 作用于系统的激发信号，其中包括参考输入 （激励信号）和扰动输 入。