《jix机械基础》课件

《jix机械基础》课程简介本课程介绍机械工程的基础知识和应用，涵盖运动学、动力学、材料力学、机械设计等核心内容。课程体系及学习目标11.机械基础概述介绍机械工程的基本概念，如机械运动、力学原理和工程材料等。22.机械零件深入讲解常见机械零件的结构、性能和应用，例如轴、轴承、齿轮等。33.机械传动分析不同类型的机械传动方式，如齿轮传动、带传动和链传动等。44.机械设计学习机械设计的基本原理和方法，掌握机械设计的基本步骤和流程。机械基础概述工程应用机械基础是机械工程的基础学科，广泛应用于各个领域，如汽车、航空、制造业等。生产力提升机械基础的学习有助于理解和掌握机械设备的工作原理，提高生产效率，降低生产成本。技术创新机械基础知识的掌握是进行机械设计、制造、维护和改进的基础，为技术创新提供理论支撑。基础力学知识回顾牛顿运动定律描述物体运动规律，包括牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律。功和能功是力对物体做的功，能量是物体做功的能力。能量守恒定律能量守恒定律指出能量不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式。动量和动量守恒定律动量是物体运动状态的度量，动量守恒定律指出系统的总动量保持不变。力的概念和分类力的概念力是物体之间的相互作用。力可以改变物体的运动状态，也可以改变物体的形状。力的分类按力的性质可以分为：重力、弹力、摩擦力、浮力、磁力、电磁力等。力的合成和分解1平行四边形法则两个力的合成，可利用平行四边形法则。2三角形法则力的合成，可用三角形法则表示。3正交分解法将力分解成两个互相垂直的分力。力的合成和分解是力的基本运算，应用广泛。例如，求合力、分析力在不同方向的效应等。力的平衡条件合力为零当作用在物体上的所有力的合力为零时，物体处于平衡状态。静止状态当物体处于平衡状态时，它可能处于静止状态，也可能以恒定速度运动。匀速直线运动如果物体处于平衡状态，并且以恒定速度沿直线运动，则它处于动态平衡状态。简单机械及其用途杠杆杠杆是一种简单的机械装置，它可以将作用在一点上的力放大或改变方向。例如，撬棍、剪刀和镊子都是杠杆的应用。轮轴轮轴是一种由轮和轴组成的简单机械装置。它可以用来将作用在轮上的力传递到轴上，或将作用在轴上的力传递到轮上。例如，手柄、风车和汽车方向盘都是轮轴的应用。斜面斜面是一种倾斜的平面，它可以将作用在物体上的力分解成两个分力，一个垂直于斜面，另一个平行于斜面。例如，斜坡、楼梯和螺旋桨都是斜面的应用。滑轮滑轮是一种带有轮的简单机械装置，它可以用来改变力的方向或将力放大。例如，起重机、吊车和井架都是滑轮的应用。杠杆原理与应用定义杠杆是一种简单的机械，它由一根可以绕固定点转动的刚性杆组成。固定点称为支点，作用在杠杆上的力称为动力，杠杆克服的阻力称为阻力。原理杠杆原理是指杠杆的平衡条件，即动力臂乘以动力等于阻力臂乘以阻力。动力臂是支点到动力作用点的距离，阻力臂是支点到阻力作用点的距离。应用杠杆广泛应用于日常生活和生产中，例如剪刀、钳子、撬棍、扳手、天平等。分类杠杆根据支点、动力点和阻力点的位置关系，可以分为三种类型：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。轮轴机构及应用1轮轴机构轮轴机构由轮和轴构成，它们通过固定连接，一起旋转传递运动和力。轮的半径大于轴的半径通过轮施加力，带动轴旋转2应用轮轴机构广泛应用于机械和日常生活中。方向盘卷扬机门把手3原理轮轴机构的原理是杠杆原理，其机械效率取决于轮和轴的半径比。斜面原理与应用斜面是一种简单机械，可以将较小的力用于克服较大的阻力。1降低阻力减少所需克服的重力分量2改变作用方向使施力更符合人体力学3提高效率减少摩擦力，提高工作效率常见的斜面应用包括斜坡、楼梯、斜面车道、楔子等。斜面的倾斜角度越大，其机械效率越低。楔子原理与应用1楔子的定义楔子是一种简单的机械，它利用两个倾斜的表面来将物体分开或将物体固定在一起。楔子通常由金属或木材制成，并被用作工具，如斧头、钉子和刀。2楔子的工作原理当楔子被锤击或推动时，它会将物体分成两部分，或将物体固定在一起。楔子的效率取决于它的形状、尺寸和材料。3楔子的应用楔子在许多行业都有应用，包括建筑、木工、金属加工和农业。它可以用来切割木材、拆解金属结构、将木材固定在一起等等。螺旋原理与应用螺旋的定义螺旋是一种将线绕着圆柱体或圆锥体作等距的倾斜运动所形成的轨迹，呈现为曲线。螺旋原理应用螺旋原理广泛应用于各种机械，例如螺丝、螺母、螺旋桨、螺旋钻等。螺旋的优势螺旋结构具有自锁性，可以实现有效传递扭矩和提升重物，并能够实现精确的移动和控制。螺旋的种类常见的螺旋种类包括圆柱螺旋、圆锥螺旋，根据螺距和旋向的不同，螺旋可以分为多种类型。齿轮传动原理齿轮传动原理利用齿轮啮合实现运动和动力的传递。传动比齿轮传动比决定了转速和扭矩的转换。摩擦齿轮啮合产生的摩擦力会导致能量损失。效率齿轮传动效率取决于齿轮的质量和润滑状况。齿轮系的传动比齿轮系的传动比是指输入轴转速与输出轴转速之比。传动比的数值反映了齿轮系增速或减速的程度。传动比大于1减速传动传动比小于1增速传动齿轮的几何参数1模数模数是齿轮的基本参数，表示齿轮尺寸大小，决定齿轮的强度和承载能力。2齿数齿数表示齿轮上齿的个数，直接影响齿轮的传动比和转速比。3齿顶高齿顶高决定齿轮的齿顶圆直径，影响齿轮的啮合间隙和传动精度。4齿根高齿根高决定齿轮的齿根圆直径，影响齿轮的强度和抗弯性能。齿轮啮合原理齿轮啮合过程两个齿轮啮合时，齿廓互相接触，传递运动和扭矩。齿廓接触点称为啮合点。啮合线啮合线是齿廓上两个接触点连线，它是齿轮啮合区域的中心线，反映了啮合过程中的运动关系。压力角压力角是啮合线与齿廓切线之间的夹角，它决定了齿轮传递力的方向和大小。啮合模块啮合模块是齿轮啮合过程中齿廓接触的长度，它决定了齿轮啮合的稳定性和传递扭矩的效率。带传动原理与应用带传动原理带传动利用带的摩擦力传递运动和动力。它具有结构简单、成本低廉、缓冲能力强等优点。带传动一般采用橡胶带，能有效地传递运动和动力，并且能够缓冲冲击和振动，延长机械寿命。链传动原理与应用链传动的特点链传动是一种利用链条传递动力的机构，它可以实现较大传动比，承受较大的载荷，并能克服带传动的滑移现象。链传动的应用链传动广泛应用于各种机械传动系统，例如汽车、摩托车、自行车、工程机械等，并根据不同的应用场景选择不同的链条类型。链传动结构链传动机构主要由链条、链轮、张紧装置等组成，链条通过链轮的啮合实现动力的传递。轴承的分类与选择滚动轴承滚珠轴承滚针轴承圆柱滚子轴承调心滚子轴承滑动轴承径向滑动轴承推力滑动轴承选择因素考虑轴承的承载能力、速度、尺寸、精度和成本等因素。轴承的工作原理11.滚动轴承通过滚动体（球或滚子）来减少摩擦力，降低运动阻力，提高运行效率。22.滑动轴承依靠润滑油来降低摩擦系数，实现低摩擦力的相对运动，适用于承受较大的载荷和较低的转速。33.摩擦力降低轴承通过滚动或滑动的方式，将摩擦力转化为更小的滚动阻力或液压阻力，从而减少能量损耗，延长机械寿命。滑动轴承的设计滑动轴承的设计是一个复杂的过程，需要考虑多种因素，例如轴承材料、润滑方式、负载条件、工作环境等。1确定轴承类型根据负载、速度、工作环境等因素选择合适的轴承类型。2选择轴承材料根据负载、速度、温度等因素选择合适的轴承材料，例如青铜、巴氏合金等。3设计轴承结构设计轴承结构，例如轴承尺寸、形状、润滑孔等。4进行强度校核根据负载和工作环境进行强度校核，确保轴承能够承受工作负载。5润滑方式选择合适的润滑方式，例如油润滑、脂润滑等。滑动轴承的设计需要结合实际应用情况，充分考虑各个因素，才能设计出性能可靠、使用寿命长的轴承。滚动轴承的选用轴承的类型滚动轴承主要分为深沟球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承和调心滚子轴承。深沟球轴承适用于承受径向载荷和轻微轴向载荷，而圆锥滚子轴承则适用于承受径向载荷和较大的轴向载荷。圆柱滚子轴承适用于承受较重的径向载荷，而调心滚子轴承则适用于承受径向载荷和轴向载荷。载荷大小选用滚动轴承时，需根据轴承所承受的载荷大小进行选择。对于轻载荷的应用，可选用深沟球轴承或圆柱滚子轴承；而对于重载荷的应用，则需要选用圆锥滚子轴承或调心滚子轴承。此外，轴承的尺寸、转速、温度等因素也需要综合考虑。使用环境不同类型的滚动轴承适用于不同的使用环境。例如，深沟球轴承适用于高温、高湿环境，而圆锥滚子轴承则更适用于低温环境。在选择滚动轴承时，应根据具体的使用环境进行选择。选用建议建议使用专业的轴承选用软件或咨询专业人士进行选择。这有助于确保选择合适的轴承，延长轴承的使用寿命，并提高机械设备的运行效率和可靠性。联轴器的作用和种类连接轴联轴器用于连接两根旋转轴，并允许两轴间相对转动或平移，传递转矩和动力。种类根据结构和用途，联轴器可分为刚性联轴器、弹性联轴器、液力联轴器等，每种联轴器都有其独特的特点和适用范围。常见联轴器的特点刚性联轴器结构简单，成本低廉，易于安装。适用于轴线对中性较好、工作条件较轻的场合。弹性联轴器具有缓冲减振、补偿轴线偏差等优点，应用广泛。适用于轴线对中性偏差较大、工作条件较为恶劣的场合。弹性联轴器的应用11.缓冲冲击弹性联轴器可以缓冲来自发动机或传动系统的冲击和振动。22.补偿偏差可以补偿轴线之间的轻微偏差，避免轴承过早磨损。33.降低噪声弹性元件能吸收振动，降低机械传动过程中的噪声。44.延长寿命缓冲冲击和振动，减少传动系统部件的磨损，延长使用寿命。刚性联轴器的应用精确传动适用于要求高精度传动，无间隙，无滑动的应用场景。传动效率高由于没有间隙，传动效率高，适用于需要高功率输出的场合。结构简单结构简单，易于安装和维护，成本较低。液压传动原理利用液压液压传动是利用液体的压力来传递能量的。传递能量液压传动系统中，液体被压缩并传递压力，从而传递能量。运动控制液压传动可以实现精确的运动控制，例如速度、方向和力量。广泛应用广泛应用于各种工程机械、工业设备、汽车等领域。液压系统的组成动力源液压系统的心脏，提供液压能量，通常由液压泵组成。执行机构将液压能转化为机械能，例如液压缸和液压马达。控制系统控制液压油的流量、压力和方向，包括阀门、传感器和控制器。辅助元件包括油箱、过滤器、冷却器等，用于储存、过滤和冷却液压油。液压泵的种类与特点齿轮泵结构简单、价格低廉，适用于低压系统。柱塞泵工作压力高、效率高，广泛应用于各种液压系统。螺旋泵流