机械基础绪论通用课件

机械基础绪论通用课件目录contents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机械基础概述01分类动力机械：将各种能量转换为机械能的机械，如内燃机、电动机等。运输机械：用于物料或人员运输的机械，如起重机、输送带等。加工机械：用于改变物料形状、尺寸或性质的机械，如车床、铣床等。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。机械的定义与分类制造业航空航天能源领域交通运输机械在工程中的应用01020304机械制造是制造业的核心，涉及各种机床、刀具、夹具等的设计和制造。机械在航空航天领域的应用包括飞机、火箭、卫星等的设计和制造。机械在能源领域的应用包括风力发电机、水力发电机、核能设备等。汽车、火车、船舶、飞机等交通工具的设计和制造都离不开机械工程。03常用机构和零部件的工作原理、特点、设计方法。01内容02机械零件的几何形状与尺寸精度设计。机械基础课程的内容与目标机械传动、轴承、联接等基础知识。机械材料及其力学性能。机械基础课程的内容与目标01目标02掌握机械工程领域的基本概念和基础知识。03培养分析和解决机械工程问题的能力。04为后续专业课程的学习和实践打下坚实基础。机械基础课程的内容与目标机械工程发展史0201古代机械工程起始于人类开始制造简单工具以辅助日常生活和劳动，如石器、木器等。起始阶段02随着农业和手工业的进步，人们开始制造些简单的机械装置，如滑轮、杠杆、轮轴等，以减轻劳动强度。初步发展03古代机械工程的一些代表性成就包括古希腊的阿基米德螺旋、中国的指南车、钟表等。代表性成就古代的机械工程纺织机械和制造机械的进步在纺织、制造等领域，出现了大量的自动化机械，如织布机、蒸汽锤等。标准化生产的出现机械工程的发展促进了生产方式的变革，出现了以标准化、互换性为特征的现代生产方式。蒸汽机的发明工业革命的标志性事件是蒸汽机的发明和应用，它极大地提高了生产效率和机械化水平。工业革命时期的机械工程电气时代的到来计算机技术的飞速发展对机械工程产生了深远影响，现代机械设计制造过程普遍采用CAD/CAM/CAE等技术手段。计算机技术的融合新兴领域的发展机器人技术、航空航天技术、智能制造等新兴领域的发展为机械工程提供了新的发展机遇和挑战。随着电力的广泛应用，机械工程逐步向电气化、自动化方向发展。现代机械工程的发展机械设计与制造基础03机械设计首先要满足产品的预定功能，确保在各种工作条件下都能可靠地工作。功能性原则在满足功能要求的前提下，应尽可能降低制造成本和使用成本，提高产品的经济性。经济性原则机械设计需确保产品在使用过程中的安全，采取必要的安全防护措施，防止意外事故的发生。安全性原则鼓励采用新技术、新材料和新工艺，提高产品的竞争力和降低环境影响。创新性原则机械设计的基本原则如齿轮、带轮等，主要用于传递动力和运动，实现机械系统各部分之间的协调运动。传动零件支撑零件连接零件密封零件如轴承、轴座等，用于支撑和固定其他零件，保证机械系统的稳定性和刚度。如螺栓、键等，用于连接各个零件，形成一个完整的机械系统。如密封圈、密封垫等，用于阻止液体、气体或固体颗粒的泄漏，保证机械系统的正常工作。机械零件的基本类型与功能通过切削工具对工件进行切削，以获得所需形状和尺寸的加工方法，包括车削、铣削、磨削等。切削加工将熔融的金属倒入模具中，待其冷却凝固后获得所需形状的零件的加工方法。铸造通过施加压力使金属坯料发生塑性变形，从而获得所需形状和性能的零件的加工方法。锻造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。焊接机械制造工艺简介机械材料及其性能04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。强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。硬度金属材料在受力时产生塑性变形的能力，用伸长率、断面收缩率等指标来衡量。塑性金属材料在冲击载荷作用下吸收能量并抵抗断裂的能力，用冲击韧性值来表示。冲击韧性01030204金属材料的力学性能工程塑料用于制造轴承、齿轮等摩擦件，具有优良的耐磨性和自润滑性。陶瓷材料用于制造刀具、高温炉具等，具有高硬度、高耐磨性、高温稳定性等特点。复合材料由两种或两种以上不同性质的材料组成，具有优异的力学性能和特殊功能。非金属材料在机械工程中的应用根据零件的工作条件和性能要求，选择具有适当力学性能、物理性能和化学性能的材料。使用性能原则考虑材料的可加工性、可焊性、可铸性等工艺性能，以便在制造过程中提高生产效率和降低成本。工艺性能原则在满足使用性能的前提下，尽量选择价格低廉、资源丰富的材料，以降低零件成本。同时要考虑材料的寿命和维修费用等因素。经济性原则机械零件的选材原则现代机械设计方法与工具05概述计算机辅助设计是指利用计算机软件辅助进行机械设计的方法。通过CAD软件，设计师可以更加高效地进行设计，提高设计精度，减少设计成本。常用软件目前比较流行的CAD软件包括AutoCAD、SolidWorks、CATIA等。设计流程CAD设计一般分为建模、装配、工程图等步骤，设计师可以通过软件提供的各种工具完成这些步骤。计算机辅助设计（CAD）概述有限元分析是一种数值分析方法，通过计算机模拟对机械结构进行力学性能分析，以预测产品的性能及优化设计方案。分析流程有限元分析一般分为前处理、求解、后处理三个步骤，其中前处理包括建立有限元模型、定义材料属性、施加约束和载荷等，求解过程则是通过数值计算求解方程组，后处理则是将计算结果可视化，以便于对结果进行分析和评估。应用范围有限元分析可应用于各种机械结构的设计和分析，如汽车车身、飞机机翼、桥梁、压力容器等。有限元分析（FEA）在机械设计中的应用010203概述先进制造技术是指集机械、电子、信息、材料等技术于一体，通过计算机控制对原材料进行加工、装配和检测的制造技术。常见的先进制造技术包括数控技术、工业机器人、3D打印技术等。这些技术可以大大提高制造效率，降低成本，提高产品质量。在机械设计中的应用先进制造技术为机械设计提供了更广阔的设计空间。设计师可以在设计时充分考虑制造工艺的能力，确保设计的可实现性，同时，制造技术的不断发展也为机械设计提供了更多的可能性和挑战。先进制造技术及其在机械设计中的应用机械工程前沿技术与发展趋势06工业机器人的原理与应用阐述工业机器人的基本结构、工作原理和分类，探讨其在自动化生产线中的关键作用。人机协作与智能工厂分析人机协作在智能制造领域的应用，探讨智能工厂的构建原理、关键技术和实施策略。柔性制造系统介绍柔性制造系统的概念、组成、特点和应用，分析其在现代制造业中的作用。智能制造与工业机器人详细介绍3D打印技术的基本原理、主要方法和工艺流程，分析其相比于传统制造技术的优势。阐述3D打印材料的分类、性能要求及选用原则，探讨不同材料在3D打印中的应用。举例说明3D打印技术在机械零件、模具、复杂结构件等方面的应用，分析其带来的制造变革。3D打印技术原理3D打印材料3D打印技术在机械工程领域的应用案例3D打印技术在机械工程中的应用精密加工与测量技术阐述超精密加工技术、纳米级测量技术的原理、方法及其在微纳机械制造中的应用。微纳机械在生物工程与医疗领域的应用分析微纳机械在生物工程、医疗器械等方面的应用现状及前景，如微流控芯片、生物传感器等。微纳机械系统介绍微纳机械系统的概念、特点、设计方法和应用领域，探讨其在微型化、集成化方面的优势。微纳机械与精密工程机械工程师的职业素养与能力要求07机械工程师需要具备扎实的数学、物理等自然科学基础知识，为其在机械设计、制造、控制等方面的应用提供基础。基础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。专业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。交叉学科知识机械工程师的知识结构123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。分析与解决问题的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。创新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。团队合作能力机械工程师的能力要求持续学习多元发展实践锻炼机械工程师的职业