机械工程学课件

顶推门架铰接在履带式基础车台车架的球状支承上，铲刀 可绕其铰接支承升降。
西南交通大学峨眉校区机械工程系
21
3．推土板的结构与型式
• 推土板主要由曲面板和可卸式刀片组成。 推土板断面的结构有开式、半开式、闭 式三种型式。
• 小型推土机采用结构简单的开式推土板； 中型推土机大多采用半开式的推土板； 大型推土机作业条件恶劣，为保证足够 强度和刚度，采用闭式推土板。闭式推 土板为封闭的箱形结构，其背面和端面 均用钢板焊接而成，用以加强推土板的 刚度。
• 斜铲推土机装有回转式铲刀推土装置，其构造 如下图：
西南交通大学峨眉校区机械工程系
18
1—推土板；2—斜撑杆；3—顶推门架支承；4—推杆球状铰销；5—推土板推杆； 6—顶推门架
西南交通大学峨眉校区机械工程系
19
回转式铲刀
回转式铲刀可根据施工作业的需要调整铲刀在水平和 垂直平面内的倾斜角度。
铲刀水平斜置后，可在直线行驶状态下实现单侧排土， 回填沟渠，提高作业效率；
铲刀侧倾后，可在横坡上进行推铲作业，或平整坡面， 也可用铲尖开挖小沟。
西南交通大学峨眉校区机械工程系
20
顶推门架前端应采用球铰连接，铲刀与推杆、铲刀与斜撑杆 之间，也应采用球铰或万向联轴器连接。
当两侧的螺旋推杆分别铰装在顶推门架的中间耳座上时， 铲刀呈正铲状态；当一侧推杆铰装在顶推门架的后耳座上， 而另一侧推杆铰装在顶推门架的前耳座上时，铲刀则呈斜铲 状态；当一侧斜撑杆伸长，而另一侧斜撑杆缩短时，即可改 变铲刀在垂直平面内的侧倾角，铲刀则呈侧铲状态。同时， 调节两侧斜撑杆的长度(左、右斜撑杆的长度应相等)，还可 改变铲刀的切削角。
西南交通大学峨眉校区机械工程系
14
五轮一带图

单元一 静力学基础
2. 常见的几种类型的约束 柔绳、链条、胶带构成的约束
F1
F
F1
F2 A
F2 G
单元一 静力学基础
胶带构成的约束
单元一 静力学基础
链条构成的约束
单元一
光滑接触面约束
静力学基础
公法线
F
F
C
FA A
FC
FB B
公切面
F
F
单元一 静力学基础
公切线 公法线
F
光滑接触面约束实例
单元一 静力学基础
单元一 静力学基础
1.2 静力学公理 公理1(二力平衡公理)
要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，必须 也只需这两个力大小相等、方向相反、沿同一直 线作用。
公理2(加减平衡力系公理)
可以在作用于刚体的任何一个力系上加上或去 掉几个互成平衡的力，而不改变原力系对刚体的 作用。
单元一 静力学基础
推论(力在刚体上的可传性)
光滑接触面约束动画
单元一 静力学基础
光滑圆柱铰链约束
A B
F A
B
单元一 静力学基础
光滑圆柱铰链约束实例
单元一 静力学基础
光滑圆柱铰链约束实例
Fy Fx
向心轴承
单元一 静力学基础
光滑圆柱铰链约束 固定铰链支座
F
Fy
Fx
单元一
光滑圆柱铰链约束 活动铰链支座
静力学基础
F F
单元一 静力学基础
单元一 静力学基础
力的定义
力是物体相互间的机械作用，其作用结果使物 体的形状和运动状态发生改变。
外效应——改变物体运动状态的效应。 力的效应
内效应——引起物体变形的效应。

THANKS
机械在生活和工作中的应用
生活中的应用
家用电器（如洗衣机、冰箱）、交通 工具（如汽车、飞机）、医疗器械等 。
工作中的应用
工业生产设备（如机床、生产线）、 农业机械（如拖拉机、收割机）、建 筑机械等。
机械的发展历程
1 2
3
古代机械
古代的机械主要用于农耕、战争和计时等，如中国的四大发 明（指南针、造纸术、火药、印刷术）和欧洲的钟表。
理的润滑周期。
润滑实施
按照润滑周期对设备进 行润滑，确保设备得到
充分的润滑。
06
机械安全与环保
机械安全基础知识
机械安全定义
机械安全是指机器在预定使用条 件下，不会对操作者和周围人员 造成危害，也不会产生危害环境
的废弃物。
机械安全标准
为了保障机械的安全性，各国都 制定了一系列的安全标准，如欧 盟的机械指令、中国的机械安全
机械原理的主要内容包括机构学、机械动力学、 机械传动等。
它涉及到力学、材料科学、热力学等多个领域的 知识。
机构学主要研究机构的组成、分类、运动特性等 ；机械动力学主要研究机械系统的运动规律及其 与原动机的匹配问题；机械传动则主要研究各种 传动方式的原理、特点及应用。
机械设计基础
01
机械设计基础是机械工程学科中的一门重要课 程，主要介绍机械设计的基本概念、原理和方
法。
03
通过学习机械设计基础，学生可以掌握机械设计的 基本技能和方法，能够独立完成简单的机械设计任
务。
02
机械设计基础课程的主要内容包括机械零件的 设计、强度计算、材料选择等。
04
在实际应用中，机械设计基础是机械工程师必备的 专业知识之一，对于提高机械产品的性能和质量具

三．合金的相结构和组织
１．概念： 通过熔炼、烧结等方法，将一种金属元素与其 它一种或几种元素结合一起形成的具有金属特 性的新物质叫合金。
组成合金的各元素叫组元。
合金中成分相同、结构相同并与其他部分有界 面分开的均匀组成部分称为相；不同相的结合 称组织。相与相之间的转变称为相变。
2．合金的固态结构
一．相图的定义 相图又称状态图、平衡图。它表示在平
象的材料，如高碳钢、铸铁、铜、铝等，可用 σ0.2代替屈服极限，称为名义屈服点。
(二)刚度
1.定义：金属材料在外力作用下抵抗弹性变形 的能力。
2.弹性模数E：是衡量刚度大小的指标，其值 等于在弹性变形范围内，应力与应变的比值。 在相同外力作用下，E越大，则弹性变形越小， 刚度越大。E只与材料的本性有关。
2．类型： ①布氏硬度（HB）：HBS、HBW。 ②洛氏硬度（HR）：HRC、HRA、HRB。 ③维氏硬度（HV）：
3. 硬度实验
4．硬度是一个重要的综合力学性能指标，反 映了材料在小范围内抵抗变形和断裂的能力。
(五)冲击韧性 1．定义：金属材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏
的能力。
2．冲击韧性值αk用来衡量冲击韧性的大小。 αk 越大，韧性越好
四.金属的结晶
(一)．结晶过程
1．定义：液态金属在冷凝过程中，原子 由无序到有序，金属由液态到固态及过冷度
实际结晶温度低于熔点，称为过冷，其差值为 过冷度。 冷却速度越大，过冷度也越大。
3.结晶过程 结晶过程=晶核形成+晶核成长 晶核来源：自发形核、外来形核
2．晶体结构的基本概念
晶格 结点 晶胞 晶格常数，单位是Å (埃，10-10m或0.1nm) 晶面、晶向
3．常见晶体结构类型：

αp增大，刀刃工作长度增大，散热条件改善，故αp对切削温 度的影响相对较小。
2.刀具几何参数对切削温度的影响
(1)前角ro对切削温度的影响 ro增大,变形减 小，切削力减小，切削温度下降。前角超过 18º—20º后, ro对切削温度的影响减弱，这 是因为刀具楔角(前、后刀面的夹角)减小而使 散热条件变差的缘故。
切削热由切屑、工件、刀具及周围的介质(空气，切削液)向 外传导。影响散热的主要因素是：
(1)工件材料的导热系数 工件材料的导热系数高，由切屑 和工件传导出去的热量就多，切削区温度低。工件材料导 热系数低，切削热传导慢，切削区温度高，刀具磨损快。
(2)刀具材料的导热系数 刀具材料的导热系数高，切削区 的热量向刀具内部传导快，可以降低切削区的温度。
(2)主偏角Kr对切削温度的影响 减小Kr,切 削刃工作长度和刀尖角增大，散热条件变 好,使切削温度下降。
3.工件材料对切削温度的影响
工件材料的强度和硬度高，克服塑性变形和弹 性变形需要的力越大，产生的切削热多，切削温 度就高。
工件材料的导热系数小,切削热不易散出，切削 温度相对较高。
切削灰铸铁等脆性材料时，切削变形小，摩擦 小，切削温度一般较切削钢时低。
2.人工热电偶法
图为用人工热电偶法测量切削温度的示意图。
用两种预先经过标定的金属丝组成热电偶， 它的热端焊接在测混点上，冷端接在毫伏表
上。用这种方法测得的是某一点的温度。
图示为采用人工热电偶法测量并辅以传热学计算得到的刀 具、切屑和工件的切削温度(单位为ºC)分布图。
由图中可以看出：①剪切面上各点温度几乎相同，说明剪 切面上各点的应力应变规律基本相同；②前刀面上温度最 高点不在切削刃上，而是在离切削刃有一定距离的地方。

机械设计
传统机械产品设计方法
用纸、铅笔或 二维绘图软件
制造实物零件 并装配
建造实验环境，用传感器测 量载荷、变形和运动状态
设计绘图
制造实物 样机
实物样机 实验
发现问题、重新修改设计
产品定型 生产
现代机械产品设计方法
验证产品中的运动机 验证产品是否有强刚
构原理是否正确
度振动等问题
产品概念设计
三维结构设计
▪ 有了准备，机遇来临时就能把握住。
▪ 就业不应到最后一年才准备，应在读大学 的第一天就有思想准备。一年级了解自我， 二年级锁定感兴趣的职业，三年级有目的 提升职业修养，四年级初步完成从学生到 职业者的角色转换。
二 机械工程及自动化专业介绍
▪ 机械工业在我国的地位 ▪ 机械工业的现状 ▪ 本专业的发展前景 ▪ 本专业的关键技术
▪ “求知”则是一个只有起点而无终点、在 实践和认识的无限往复中探索未知追求真 理的过程。
▪ 学会求知已远远超越了从学校教科书和教 师课堂讲授中汲取人类积累的知识，而包 括了在个体社会化的过程中了解各种社会 关系，习得民族的文化观念，学会遵守社 会行为规范，即知道积极意义上的“为人 处世”。
▪ 学会求知就是“学会学习”本身，即学会 掌握认识（即“知”）的工具，掌握终身 不断学习的工具（包括演绎、归纳、分析、 组织知识的工具），学会收集信息、处理 信息、选择信息、管理信息，同时学会掌 握应用知识于有意义的实践的手段。
▪ 礼：继承和发扬中华民族传统美德 之礼，谦虚
谨慎戒骄戒躁之礼，举止言行文明高尚之 礼，……
▪ 智：学习应用科学文化之智，创新之智，保持个
性之智，……
▪ 信：诚实守信之信，言行一致之信，……

毕业实习与毕 业设计814w
优化设 可靠性设 有限元分 机电创新 模具设
机械
学科专题
计 51 计 61
析 62 设计 71 计 62.5 CAD/CAM62.5 讲座71
钻探工程概 机电产品质量 机电产品生 市场营销 其他(学科竞赛、发明
论 32
控制 71.5 产管理 72 B 71.5 创造、科研报告) 3
ppt课件
34
•对应的典型就业渠道和职业 （1）研究生或专业研究所产品设计（教师和研究人员） （2）研究与开发ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ（3）制造业 （4）管理 （5）营销 （6）咨询 （7）开公司自主创业
ppt课件
35
•机械工程的学科分类 机械工程：包括机械学和制造科学两大领域。
分4个2级学科：
机械设计及理论 机械制造及自动化 机械电子工程 车辆工程
专业主干课 学科基础课
数控机 数控技术 机电一体化机电一体化课 工程机械 工程机械施工技
床 72 实习 71w
技术 72 程设计82w
设计 73 术工程实习 72w
机械原 机械原理课程 机械设 机械设计课程 机械制造 机械制造生 机械工程控 机电传动
理43.5 设计 41.5w 计54
设计 53w 工艺学63 产实习 65w 制基础 52 控制 63
机械设计及理论是研究机械结构和系统性能及其设计理论与方法的科学。
机械制造及自动化以工艺流程、工装夹具、制造系统为主。
机械电子工程是以系统工程科学观点，对光机电一体化系统的相关理论、 方法和技术为研究内容的一门交叉综合学科。
车辆工程是以系统工程科学观点，对交通器具系统的相关理论、方法和技
ppt课件
10

机械零件的疲劳大多发生在 －N曲线D点以前，可用下式描
述：
m rN NC (N ND)
D点以后的疲劳曲线呈一水 平线，代表着无限寿命区， 其方程为：
σγ
σγN1 σγN2 σγN
σγ
有限寿命区
无限寿命区
D
rN r N（ N D )
0
N1 N2 N
N0
N
由于ND很大，所以在作疲劳试验时，常规定一个
2）典型变应力及应力循环特征γ
.
σ
σ =常数 t
a）静应力：γ= +1 变应力特例
σ
一．载荷和应力的类型
σ
σa
σa σmin
σm σmax t
b）非对称循环变应力γ 在（+1～-1）间变化
σ
σa
σmax
t σmin
c）对称循环变应力γ= -1
.
应力类型
σa
σa
σm
σmax t
d）脉动循环变应力γ= 0
二．机械零件的失效形式及强度条件式
一）零件的失效形式 静应力作用下——过载断裂、塑性变形 变应力作用下——疲劳破坏约占零件损坏事故中的80% 。
二）零件强度条件式：σ ≤ [σ] = σlim / S
材料的极限应力
安全系数
1．静应力作用下 脆性材料制造的零件：σlim =σb 零件极限应力 塑性材料制造的零件：σlim =σS
用表面状态系数 来考虑
综合影响系数
(K )D
K
或
(K )D
K
考虑各因素影响
.
四.机械零件的疲劳强度计算
一）零件的极限应力线图
机械零件的疲劳强度计算1
由于零件几何形状的变化、尺寸大小、加工质量及强化因素等的 影响，使得零件的疲劳极限要小于材料试件的疲劳极限。

18
6.2 液压传动的基本概念
压缩性：恒温情况下，液体受压力作用而体积缩小，密度 变大的性质。其大小用压缩系数β表示。
（1）体积压缩系数
β
1 ΔV Δ p V0
V0-压缩前液体体积(m3)； Δp-压力变化(Pa)；
ΔV-压缩后液体体积的变化(m3) 。
（2）体积弹性模量：体积压缩系数β的倒数。
帕斯卡原理：以液体的压力来传递能量和动力。
F1
F2
密闭液体上的压强，能够大小
不变地向各个方向传递。
液压传动特点： 结构简单紧凑、传动比大、平稳、动作灵敏、易控制。
3
帕斯卡原理应用实例
图中是运用帕斯卡原理寻找推力和负载间关系的实例。图 中垂直、水平液压缸截面积为A1、A2；活塞上负载为F1、F2。两 缸互相连通，构成一个密闭容器，则按帕斯卡原理，缸内压力 到处相等，p1=p2， 于是F2＝F1 . A2/A1， 如果垂直液缸活塞 上没负载，则在略 去活塞重量及其它 阻力时，不论怎样 推动水平液压缸活 塞，不能在液体中 形成压力。
14
各种液压元件实物图片
15
6.1 概述
五、液压传动的应用
工程机械：推土机、挖掘机、压路机 起重运输：汽车吊、叉车、港口龙门吊 矿山机械：凿岩机、提升机、液压支架 建筑机械: 打桩机、平地机、液压千斤顶 农业机械：拖拉机、联合收割机 冶金机械：压力机、轧钢机 轻工机械: 打包机、注塑机 汽车工业: 汽车的转向器和减振器、自卸汽车 智能机械: 模拟驾驶舱、机器人
第六章 液压传动与液力传动
6.1 概述 6.2 液压传动的基本概念 6.3 液压系统的动力装置 6.4 液压系统的执行装置 6.5 液压系统的控制装置 6.7 液压系统的辅助装置 6.8 典型液压系统

01
掌握AutoCAD软件的基本操作和常用命令。
三维建模软件应用
02
学习使用SolidWorks、Pro/E等三维建模软件进行零件和部件
的三维建模。
二维工程图绘制
03
学习使用AutoCAD软件绘制二维工程图，包括零件图和部件图
。
THANKS
感谢观看
弹簧绘制
包括压缩弹簧、拉伸弹簧等类型的绘制，需注意弹簧的钢丝直径、弹簧外径、自由长度等尺寸标注。
05
CATALOGUE
计算机辅助设计软件在机械工程制图中的 应用
AutoCAD软件简介及基本操作
AutoCAD软件简介
AutoCAD是一款计算机辅助设计软件， 广泛应用于机械工程制图中，具有强大 的绘图、编辑和标注功能。
熟悉常见结构（如螺纹、齿轮、键槽等）的尺寸标注方法，理解其 含义及应用场合。
公差与配合基本概念
了解公差与配合的基本术语和定义，如公差带、基本偏差、配合等 。理解公差与配合在机械制造中的意义和作用。
02
CATALOGUE
零件图绘制与识读
零件图内容与绘制步骤
零件图内容
包括零件的视图、尺寸、技术要求、 标题栏等。
基本体视图
熟悉基本体（棱柱、棱锥、圆 柱、圆锥、球等）的三视图及 尺寸标注方法。
组合体视图
掌握组合体的组合形式及分析 方法，学会绘制和阅读组合体
三视图。
尺寸标注与公差配合
尺寸标注基本规则
了解尺寸标注的基本要素，如尺寸界线、尺寸线、尺寸数字等。 掌握尺寸标注的基本规则，如尺寸数字的方向、位置等。
常见结构的尺寸标注方法
计算机辅助设计软件在机械工程制图中的优势
提高绘图效率 优化设计方案 促进协同设计 提高图纸质量