机械基础绪论课件

机械基础绪论机械基础是机械工程学科的重要组成部分，是学习专业课程的基础。本课程将介绍机械运动的基本规律、机械结构的基本形式、机械零件的选用与设计等内容。课程概述机械基础机械基础是机械工程学科的基础课程，为学生打下坚实的理论基础。课程内容课程涵盖了机械工程中的基础知识，包括材料、制图、传动、制造等方面。学习目标学生将掌握机械工程的基本原理和方法，为后续专业课程学习和工程实践奠定基础。机械学科发展历程古代机械古代文明中，人类创造了各种各样的机械工具，包括杠杆、轮轴、滑轮等。这些工具促进了农业、建筑、交通等方面的进步。机械工业发展18世纪工业革命的兴起，机械工业迅速发展。蒸汽机、内燃机的发明，为机械制造提供了动力，并推动了现代机械工业的形成。机械制造技术进步20世纪以来，机械制造技术不断进步。数控机床、机器人等自动化设备的应用，提高了生产效率和产品质量。智能化发展当前，机械学科正朝着智能化方向发展，融合了人工智能、大数据等新技术，将为未来的机械制造带来新的突破。机械基础的基本概念机构机构是用于传递运动和力的机械部件组合，例如齿轮、轴承和连杆。运动运动是机械部件在空间中的位置变化，包括平动、转动和复合运动。力力是作用在机械部件上的外力，包括重力、摩擦力和外力。运动副运动副是两个或多个机械部件之间接触并允许相对运动的连接，例如铰链、滑块和齿轮副。机械基础的研究对象机械传动系统包括各种类型的传动机构，例如齿轮、链轮、皮带轮等，它们用于传递运动和动力。机械结构涉及各种机械零件的组合和连接，例如机架、轴、齿轮、轴承等，构成机械的整体结构。机械加工工艺包括各种机械加工方法，例如车削、铣削、钻孔、磨削等，用于制造和加工机械零件。机械设计从功能、性能、可靠性等方面考虑，进行机械的设计和制造，满足特定需求。机械基础的研究内容材料力学力学性能与强度分析，应力应变关系。材料的特性，弹性、塑性、脆性。机械设计机械零件的设计，运动分析，结构设计。传动系统设计，机械加工，装配工艺。机械基础的重要性11.奠定基础机械基础课程是学习其他机械相关专业课程的根基，为后续课程的学习打下坚实的基础。22.理论与实践结合学习机械基础能够帮助学生理解机械工程的基本原理，并将理论知识应用于实际工程问题中。33.提升工程能力掌握机械基础知识可以帮助学生提升工程设计、分析、制造和维护等方面的能力。44.培养创新思维通过学习机械基础，学生可以培养批判性思维和创新能力，为未来的职业发展奠定基础。机械基础的分支学科理论力学分析力学的基本规律，研究物体的运动和平衡，为机器的设计和运行提供理论基础。材料力学研究材料在各种外力作用下的力学性能，为机械零件的设计和选材提供理论依据。机械设计研究机械产品的设计原理和方法，侧重于机器的功能、结构、制造工艺和使用性能。机械制造研究机械产品的制造过程，包括加工方法、设备、工艺和质量控制，为机械产品的生产提供技术支持。机械基础与其他学科的关系11.材料科学机械基础研究中，材料的力学性能、加工工艺等方面与材料科学密切相关。22.制造工程机械基础的知识是机械制造工艺的基础，为机械零件的设计和加工提供了理论依据。33.控制工程机械运动控制、自动化等领域需要结合控制工程的理论，实现机械系统的精准控制。44.计算机辅助设计机械基础与计算机辅助设计相结合，推动了机械设计制造的数字化进程。工程材料概述金属材料金属材料具有良好的强度、韧性、导电性和导热性。常见金属材料包括钢铁、铝合金、铜合金等。非金属材料非金属材料具有良好的耐腐蚀性、绝缘性能和加工性能。常见非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷等。复合材料复合材料是由两种或两种以上材料组合而成，具有优异的综合性能。工程材料的主要性能强度衡量材料抵抗外力破坏的能力，包括抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。塑性材料在外力作用下发生永久变形而不破坏的能力，例如拉伸、弯曲、扭转等。弹性材料在外力作用下发生变形，当外力去除后能恢复原状的能力。韧性材料抵抗断裂的能力，包括抗冲击韧性、抗疲劳韧性等。材料的选择与使用1性能强度、硬度、耐腐蚀性2成本材料价格、加工成本3加工性可加工性、成形性4环境影响可回收性、污染性选择材料时，需综合考虑材料的性能、成本、加工性和环境影响。性能包括强度、硬度、耐腐蚀性等。成本包含材料价格、加工成本。加工性则指材料的可加工性和成形性。环境影响则需考虑材料的可回收性和污染性。工程制图基础基本概念工程制图是工程技术人员表达设计意图的重要手段。它是利用图样语言来描述和表达机器、构件、建筑物等的形状、大小、材料、结构等信息。作用工程制图是沟通设计思想、进行生产制造、实施技术管理的桥梁。它可以使复杂的设计理念更加直观、易懂，便于设计师、制造者和使用者之间的交流与理解。学习目标学习工程制图的目的是掌握基本的绘图技能，学会使用绘图工具，理解图样表达的规则和方法，能够准确、清晰地绘制各种机械零件、装配体和建筑物的图样。图纸的表达方式图纸是表达机械产品结构、尺寸、材料、工艺等信息的图形语言。它是机械设计制造的基础，也是生产、安装、检验和使用的重要依据。图纸的表达方式主要包括正投影法、尺寸标注、公差与配合、表面粗糙度等，这些内容在工程制图课程中详细讲解。正投影与视图表达正投影是将物体投影到投影面上，形成的投影图。视图表达是将物体投影到多个投影面上，形成的多个视图，用来表达物体的形状和尺寸。机械制图中常用的视图有：主视图、俯视图、左视图、右视图等。这些视图相互之间有一定的投影关系，可以相互推导。尺寸标注尺寸标注定义尺寸标注是指在工程图纸上标注尺寸，以明确表示机械零件的实际大小和形状。尺寸标注要素尺寸标注主要包含尺寸线、尺寸界线、尺寸数字、尺寸单位和符号等要素。尺寸标注原则尺寸标注需要遵循规范，确保尺寸清晰易懂，便于加工制造和检验。尺寸标注类型尺寸标注可分为线性尺寸、角度尺寸、半径尺寸、直径尺寸等。公差与配合公差公差是指允许的尺寸偏差范围，以保证零件之间的装配精度。公差大小取决于零件的功能要求，例如精度要求高，公差就要小。配合配合是指两个或多个零件之间相互连接的尺寸关系。配合可以是间隙配合、过盈配合或过渡配合，根据零件的功能要求选择合适的配合。表面粗糙度表面粗糙度概念表面粗糙度是指工件表面微观几何形状的偏差程度。它反映了表面微观起伏的程度，影响零件的摩擦、磨损、疲劳强度、密封性能等。表面粗糙度的测量常用的测量方法包括轮廓仪法、接触式粗糙度仪法和非接触式粗糙度仪法等，可根据测量精度和成本选择合适的测量方法。表面粗糙度的表示表面粗糙度常用Ra值表示，Ra值表示表面轮廓在中心线附近的一段长度内的算术平均偏差。焊接与焊接图焊接是将两个或多个金属工件通过加热或加压，或两者兼施，使之在接合部位产生冶金结合的一种加工方法。焊接图是用于表示焊接工艺和要求的技术图样，它包含焊接接头的类型、尺寸、材料、工艺参数等信息。机械零件的基本类型11.轴类零件轴类零件是旋转运动的支承，用于传递运动和动力。22.轴承轴承是机械中最常用的零件，用来支撑旋转轴，降低摩擦，提高机械效率。33.齿轮齿轮是通过齿的啮合来传递运动和动力的零件，广泛应用于各种机械设备中。44.键键是用于连接轴和轮毂等零件的零件，确保它们在运转过程中保持相对位置。机械零件的设计原则功能性机械零件必须满足其预期功能，并在设计过程中考虑功能需求。可靠性确保机械零件在工作条件下可靠运行，并考虑到材料选择、加工精度和安全系数。经济性在满足功能和可靠性的前提下，力求设计经济合理，降低制造成本。可制造性考虑零件的加工工艺和制造能力，确保零件可被有效地生产。机械零件的强度计算强度计算是机械设计的重要环节，用于确保零件在工作状态下不会发生破坏。强度计算通常需要考虑材料的强度、零件的几何形状、载荷的大小和方向以及工作环境等因素。静态强度计算用于计算零件在静止载荷作用下的强度。疲劳强度计算用于计算零件在反复载荷作用下的强度。机械传动基础齿轮传动齿轮传动是最常用的机械传动方式之一，可以实现精确的传动比和较高的传动效率。皮带传动皮带传动具有结构简单、运行平稳、噪音较低等优点，常用于低速、轻载荷的传动场合。链传动链传动具有传动效率高、承载能力强、运行可靠等特点，适合用于高速、重载荷的传动场合。摩擦传动摩擦传动主要依靠摩擦力来传递运动和能量，应用于需要平稳启动和制动的场合。常用机械传动形式11.齿轮传动广泛应用于各种机械，效率高、结构紧凑、传动比稳定。22.带传动结构简单、传动平稳、缓冲性好，但传动效率较低，易打滑。33.链传动传动效率较高，适用于高速、重载场合，但结构复杂，成本较高。44.摩擦传动结构简单、传动平稳，但传动效率较低，易打滑。轴系设计基础1轴的类型轴是机器中重要的旋转部件，用于支撑和传递转矩。轴可分为传动轴、转轴和心轴等。2轴的设计步骤轴的设计首先要确定轴的功能和工作条件，如转速、载荷、尺寸和材料等。然后进行强度计算和刚度计算，并选择合适的轴承、轴套、键和螺纹等零件。3轴的设计原则轴的设计要遵循强度、刚度、制造工艺和经济性等原则，并进行必要的安全系数和疲劳强度校核，确保轴在工作过程中安全可靠。轴承的工作原理与选用滚动轴承滚珠或滚柱在内圈和外圈之间滚动，减少摩擦力。滚珠轴承由钢球在内圈和外圈的轨道上滚动，承受径向载荷和轴向载荷。滚柱轴承由钢柱在内圈和外圈的轨道上滚动，主要承受轴向载荷。滑动轴承轴承表面与轴颈之间形成一层油膜，减少摩擦力。润滑与密封润滑的重要性减少摩擦，降低磨损，延长机械寿命。提高机械效率，降低能耗。润滑剂类型液体润滑剂，如机油、润滑脂。固体润滑剂，如石墨、二硫化钼。密封的重要性防止介质泄漏，确保机械正常工作。防止外界污染物进入，影响机械性能。密封类型静态密封，如垫片、密封圈。动态密封，如机械密封、唇形密封。机械制造工艺概述机械制造工艺是将原材料加工成机械产品的过程，包括设计、制造、装配、检验等多个环节。机械制造工艺是机械工程的重要组成部分，它直接影响产品的质量、成本和效率。机械制造工艺分类切削加工切削加工是最常见的机械加工方法之一，使用刀具切除材料以形成所需的形状和尺寸。铸造铸造是将熔化的金属材料浇入模具中冷却凝固成型，适合制造复杂形状的零件。锻造锻造是在高温下利用压力对金属坯料进行塑性变形，获得所需的形状和性能。焊接焊接是利用热量或压力将两个或多个金属部件熔接在一起，形成一个整体。机械加工设备概述机械加工设备是现代工业生产中不可或缺的一部分。机械加工设备种类