《机械工程导论(机工版)》教学课件—绪论

组成：见右图
活塞2 顶杆8 连杆5
曲轴6
齿轮9
排气阀4 气缸体1
凸轮7
机械――机器和机构的总称。
1）人为的实物组合——由人工组合的构件系统
2）各实物间具有确定的相对运动 如
3）实现能量转换或完成有效的机械功
如
内燃机：热能→机械能 发电机：机械能→电能
电动机：电能→机械能
活塞—缸体：往复运动 曲轴—缸体：转动 连杆—曲轴：摆动 刨头—床身：往复直线
进行设计工作的能力。
4、了解机械方案设计、现代设计理
论与方法。
§1-3 本课程的特点及学习方法
涉及面广
本课程的特 点
关系多─ 与诸多先修课关系密切。
要求多─ 设计一个机器或零件时，应同时满足强度、刚度、
耐磨性、工艺、等各方面的要求。
公式多─ 除了定义式以外，对于大多数公式着重于公式的应
用，不强调公式的推导。
定零件的基本尺寸，加以标准化和圆整
5）零件的结构设计
6）绘制零件的工作图，并编写计算说明书
§2.2 机械零件设计应考虑的问题
一、工作能力 失效：零件由于某种原因丧失正常工作能力。 工作能力：机械零件抵抗失效的能力。 影响工作能力的因素主要有：强度、刚度、稳定性 、耐磨性以及温度等。
1、强度 强度：零件抵抗断裂、塑变、疲劳破坏的能力。
3. 零件是组成机器最基本的单元体 零件：机械中不可拆的制造单元体。
零件可分为两类：
专用零件：特定机器中所使用的零件，如活塞、曲轴、叶片 通用零件：各类机器中普遍使用的零件，如齿轮、轴、螺栓等
部件：若干个零件的装配体｛ 机器Βιβλιοθήκη 机构 构件 零件 通用零件
专用零件
本课程中“设计”的含义是指机械装置的实体设 计，涉及零件的应力、强度的分析计算，材料的选择、 结构设计，考虑加工工艺性、标准化以及经济性、环 境保护等。

复合材料
1 2
玻璃纤维增强塑料（GFRP）
由玻璃纤维和有机高分子材料复合而成，具有轻 质、高强度、耐腐蚀等特点。
碳纤维增强金属（CFRP）
由碳纤维和金属复合而成，具有高强度、高刚性 、轻质等特点。
3
陶瓷基复合材料（CMC）
由陶瓷纤维和有机高分子材料复合而成，具有高 强度、高耐磨性、耐高温等特点。
04
非金属材料
陶瓷材料
具有高硬度、高耐磨性、高化学稳定性等特点，常用于制造密封件 、刀具等。
高分子材料
如塑料、橡胶等，具有轻质、高弹性、绝缘性好等特点，常用于制 造减震件、密封件等。
复合材料
由两种或两种以上材料组成，具有各组成材料的优点，如玻璃纤维增 强塑料、碳纤维增强金属等，广泛应用于航空航天、汽车等领域。
焊接技术
总结词
通过熔融两个或多个金属接头，然后冷却固化，以将金 属连接在一起的技术。
详细描述
焊接技术是一种通过熔融两个或多个金属接头，然后冷 却固化，将金属连接在一起的技术。焊接过程中，需要 将两个或多个金属接头加热至熔融状态，然后通过填充 材料或焊接电流将它们连接在一起。焊接技术具有连接 强度高、密封性好等优点，但也有一些缺点，如容易产 生焊接缺陷和应力集中。
06
机械工程与环境保护
机械制造中的环境保护问题
机械制造过程中产生 的废气、废水、废渣 等污染物对环境的影 响。
机械制造过程中对自 然资源的过度开采和 破坏问题。
机械制造过程中能源 消耗和能源浪费问题 。
绿色设计与制造技术
绿色设计
采用环保材料，减少材料消耗，优化产品设计， 降低能耗和排放。
清洁生产
05
机械设计方法
传统设计方法

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。

一、概念1、零件：机械制造中的基本单元。

2、构件：机械运动的基本单元。

3、部件：由若干个零件组成的装配体。

4、机构：由两个以上构件通过活动连接以实现给定运动的组合体，其各组成部分之间具有一定的相对运动用来传递运动与动力，或实现某种特定的运动。

5、机器：由一个或一个以上的机构组成，具有确定的机械运动并完成一定有用工作过程的装置。

6、机械：机器和机构的总称。

7、机械工程：包括机械学和机械制造学两大学科。

二、简答1、零件和构件的区别：零件是机械制造中的基本单元，构件是机械运动的基本单元；构件可以是一个零件组成的，也可以是多个零部件组成的。

2、机器的特征：机器是由两个或两个以上构件组成的，各构件之间具有确定的机械运动，能够代替人类完成有用的机械功或转换机械能。

3、机械工程的涵义：机械工程以有关的自然科学和技术科学为其理论基础，结合生产实践中积累的实际经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、应用和维修各种机械中的全部理论和技术。

一、概念1、功能是产品在使用过程中表现出来的具体功用。

2、规格反映了产品适合的工作能力与范围。

3、性能是指产品工作能力与工作质量之间的差异。

4、功能分为必要功能和非必要功能。

5、一次动力机是把自然界的能源直接转变为机械能的装置。

6、二次动力机是把电能或由电能产生的液压能、气压能等转变为机械能的装置。

7、连续转动到间歇运动的变换与实现机构有槽轮机构和棘轮机构。

8、按其用途，螺旋传动可分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋。

9、按化学成分、结合键的特点，工程材料可分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。

10、碳素结构钢Q235中数字表示屈服强度，45号钢中数字表示平均含碳量，灰铁HT200中数字表示抗拉强度，铸造碳钢ZG200-400中数字“400”表示抗拉强度。

11、金属材料、陶瓷、高分子材料构成三大固体材料。

12、为了改善钢的性能，在碳钢的基础上加入其它合金元素的钢称为合金钢。

13、碳素钢是指C的质量分数小于2.11%和含有少量Si、Mn、S、P等杂质元素的铁碳合金。

11
本课程将机电一体化定义为:以电子技术特别是微电子 技术为主导的多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成
的综合性高技术。
从定义可知，一体化技术是以机械技术为本体，和其它 技术融合。高技术的特点：高投入；高风险；高回报
机电一体化包含机电一体化产品与机电一体化技术。
机电一体化产品：是指机械系统与微电子系统相互置换 和有机结合，从而赋予新的功能和性能的新一代产品。 机电一体化技术：包括技术原理和使机电一体化产品得 以实现，使用和发展的技术。
伍
2.2我校工程机械与物流技术学科在国内的 地位
2.3我校工程机械与物流技术学科标志性成 果展示
第3章国内外工程机械发展现状 (1h) 3.1国内外工程机械发展现状 3.2国内外的知名企业简介
精品课件
6
第4章 工程机械本体与结构分析技术(4h) 4.1工程机械本体技术（2h） 4.2工程机械结构分析技术（2h） 1、有限元分析自动建模技术； 2、起重机结构全面校核技术 3、起重机结构混合建模、非线性和稳定性
精品课件
27
机电液系统的控制方法
控制理论从形成发展到至今，经历了近七十多年的历程，分三个阶 段，第一阶段是以20世纪40年代兴起的调节原理为标志，成为经典
控制理论阶段；第二阶段以20世纪60年代兴起的状态空间法为标志， 称为现代控制理论阶段；第三阶段则是20世纪80年代兴起的智能控
制理论阶段。
经典控制方法
工程机械模块“专业导论课”
精品课件
1
国家2000年修改后的专业目录
一级学科机械工程（机械制造及其自动化， 工业设计，工业工程，宇航制造工程）
机械制造及其自动化二级学科分五个模块
1)机械制造及其自动化

•根据市场的需求做出产品生产的决策； •产品的设计； •综合运用工艺技术理论和知识来确定制造方法和流程，即解 决如何制造出产品的问题。
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10
四、课程的性质及研究内容
“机械制造工程学”主要研究的是机械制造过程中 的切削过程、工艺技术、工艺装备和设备。其基本内容 包括：
1. 金属切削过程的基本规律； 2. 常用刀具的性能分析与设计； 3. 金属切削机床的型号、典型机床的工作原理、传动分析及
机械制造工程学
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1
绪论
一、制造、制造业与制造系统
1.“制造”的含义 所谓制造，是一种将有关资源按照社会的需求 转变为新的有更高价值的资源的行为和过程。 资源——物质、能量、信息等； 有更高价值的资源——有形物质产品，
无形的软件、服务等。
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2
一、制造、制造业与制造系统
2. 制造业 从事制造行为和过程的行业。 如 机械、电子、轻工、化工、食品、航天、军工 等。 “机械制造”——将原材料（毛坯）转变为机械产品 的行为和过程。 机械产品——生产目标 原材料（毛坯）——加工对象 制造过程——以制造理论、技术为基础
典型部件设计； 4. 机械制造工艺技术的基本理论和基本方法； 5. 先进制造技术与先进制造系统的基本原理和实现方法。
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11
பைடு நூலகம்
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13
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14
五、课程的特点
1）机械制造工程学是一专业课，它与基础课不同，随着科学 技术和经济的发展，课程内容在不断地更新和充实，课程在理论 和体系上也在不断完善和提高。
2. 电力技术使“能量流”步入电能时代 工作母机——现代机床 20世纪40年代出现了特种加工方法

,3，制造工艺。随着科学技术的发展，特别是电子技术 、信息技术的迅猛发展，越来越多的高新技术运用 到机械制造行业中。特别是近年来，中国制造成了 我们耳熟能详的一个词，但同时，中国制造也几乎 成为了劣质产品的代名词，由此可以看出我们的产 品质量还有待提高，这很大程度上取决于我们的制 造工艺。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、 精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、 激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及 复合加工技术等新型加工方法。但是我国普及率不 高，尚在开发、掌握之中，仍然是以传统加工方式 为主体，这就使得我们的工艺水平的提高受到限制
高层次人才严重不足,技术创新缺乏动力。
• 8，高精尖技术的开发相对薄弱。精尖技术在 未来的国际竞争中具有重大的作用。比如:用 于海洋资源开发的水下作业装备，用于高精 尖设备制造的超精密加工装备,面向IT 等产业 的集成电路制造关键装备，微机电系统 (MEMS) 以及集高技术于一身的仿人形机器 人等，由于国外的技术封锁,只能引进一般设 备和一般技术,核心技术很难引进,只能靠自己 的研究才能掌握,只有自力更生才能发展。
• 6，国家的宏观方针政策。科技投入占GDP
存。我国历史上科技投入占GDP的比重最高 是1960年的2.32% 以后逐年下降, 到1998 年为0.69% 2000年以后有所回升, 到2004 年为1.23% 而创新型发达国家及新兴工业 化国家这一比重一般在2%以上。
7，自主创新及人才培养。 企业的技术创新能 力较差, 企业以及大型企业走的还是低成本工业控制
自动化技术
• 工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心 及柔性制造单元FMC、柔性制造系统FMS、 计算机集成制造系统CIMS，实现了柔性自动 化、智能化、集成化。我国尚处在单机自动 仅在少数企业使用。

机械基础绪论通用 课件
பைடு நூலகம்
contents
目录
• 机械基础概述 • 机械工程发展史 • 机械设计与制造基础 • 机械材料及其性能 • 现代机械设计方法与工具 • 机械工程前沿技术与发展趋势 • 机械工程师的职业素养与能力要求
01
机械基础概述
机械的定义与分类
定义：机械是通过各种机构和零部件的 组合，实现预定动作或功能的装置。
专业知识
需要深入理解和掌握机械工程学科的基本理论、基本知识 和基本技能，包括机械设计、机械制造、机械电子、车辆 工程等方向的专业知识。
交叉学科知识
在现代机械工程中，还需要掌握与计算机科学、电子工程 、自动化等学科的交叉知识，以适应机械工程的智能化、 自动化发展趋势。
机械工程师的能力要求
1 2 3
分析与解决问题的能力
机械工程师需要能够运用所学知识，对机械工程 领域的问题进行分析和研究，提出合理的解决方 案。
创新能力
在机械工程领域，创新是推动发展的关键。机械 工程师需要具备创新意识，能够从新的角度思考 和解决问题。
团队合作能力
机械工程往往需要多人协作完成。机械工程师需 要具备良好的团队合作能力，能够有效地与他人 沟通与协作。
通过加热或加压使两个或多个金属零件连 接成一个整体的加工方法。
04
机械材料及其性能
金属材料的力学性能
01
强度
金属材料在受力时抵抗变形和破 坏的能力，常用拉伸强度、屈服
强度等指标来表示。
03
硬度
金属材料抵抗硬物压入其表面的 能力，常用洛氏硬度、布氏硬度
等方法进行测试。
02
塑性
金属材料在受力时产生塑性变形 的能力，用伸长率、断面收缩率