《机械概述》课件

机械概述机械是现代工业的重要组成部分，它涵盖了广泛的领域，从简单的工具到复杂的自动化系统。机械的定义物体组合机械是由多个构件组成的，这些构件相互连接并配合运动，以实现特定的功能。运动传递机械通过传动机构将动力传递给工作部件，并使工作部件完成预定的工作。能量转换机械通过能量转换装置将能量转化为机械能，从而完成能量转换和传递。机械学的研究对象机械的结构、运动、控制、制造和应用机械零件和机械传动机械能的传递和利用机械与自动化技术机械学分支理论力学研究物体的运动和平衡规律材料力学研究材料在载荷作用下的力学性能机械设计研究机械产品的结构和性能机械制造研究机械产品的加工和制造工艺机械的发展历程1现代机械精密制造，自动化2工业革命蒸汽机、电力3古代机械水车、风车机械的特点1复杂性机械通常由多个部件组成，每个部件都有其特定的功能。2运动性机械的部件之间相互运动，以完成特定的工作。3效率性机械能够提高工作效率，降低劳动强度。4多样性机械种类繁多，应用范围广泛。机械的分类按用途分类例如，农业机械、建筑机械、运输机械、加工机械等。按工作原理分类例如，热力机械、电力机械、液压机械等。按结构形式分类例如，旋转机械、往复机械、直线运动机械等。基本运动形式旋转运动物体绕固定轴转动，如车轮的转动。直线运动物体沿直线方向移动，如活塞在气缸中的运动。平面运动物体在平面上运动，如连杆在曲柄滑块机构中的运动。空间运动物体在空间中运动，如螺旋桨的运动。基本运动副转动副两个构件之间以点或线接触，并允许一个构件绕另一个构件转动。移动副两个构件之间以面接触，并允许一个构件沿另一个构件移动。螺旋副两个构件之间以线接触，并允许一个构件绕另一个构件转动并沿其轴线移动。球面副两个构件之间以点接触，并允许一个构件绕另一个构件转动，并沿其任何方向移动。杆系运动副1旋转副两个构件之间以一个点为中心，在接触面上发生相对转动。例如，门轴和门之间。2移动副两个构件之间沿一条直线发生相对移动。例如，活塞在气缸内运动。3螺旋副两个构件之间同时发生转动和移动，且转动和移动的速率成正比。例如，螺钉和螺母之间的运动。4平面副两个构件之间在接触面上发生相对滑动。例如，滑轨和滑块之间的运动。连杆机构连杆机构由多个刚性构件通过运动副连接而成，能够传递运动和力，实现预期的机械功能。常见类型包括曲柄滑块机构、双曲柄机构、摇杆机构等，应用于各种机械设备，如内燃机、压缩机、机床等。平面连杆机构平面连杆机构是指所有运动轴线都平行于一个固定平面的连杆机构，也称为平面机构。平面连杆机构是机械中最常见的机构类型之一，广泛应用于各种机械设备中，例如发动机、机床、印刷机等。平面连杆机构的特点是结构简单、运动形式多样，可以通过改变连杆的长度和连接方式，实现各种不同的运动轨迹和运动规律。平面连杆机构的运动规律可以通过几何方法或运动学方法来分析，可以确定机构的位移、速度和加速度等运动参数。空间连杆机构空间连杆机构是指所有运动副的轴线不在同一平面上的连杆机构。相对于平面连杆机构，空间连杆机构的运动更为复杂，但也更加灵活，可以实现更丰富的运动轨迹。空间连杆机构在现代机械中应用广泛，例如工业机器人、机床等。制动机构盘式制动器盘式制动器利用摩擦力来减速或停止旋转的部件。鼓式制动器鼓式制动器的工作原理与盘式制动器类似，但利用摩擦力作用在制动鼓上。碟刹碟刹是现代车辆上常用的制动器类型，具有制动效果好、热稳定性高的特点。离合器连接发动机和工作机构控制动力传递实现平稳起动和换挡执行机构液压执行机构利用液压油的压力来驱动活塞或旋转电机，实现线性或旋转运动。气动执行机构使用压缩空气作为动力源，通过气缸或气动马达来驱动机构运动。电动执行机构利用电机作为动力源，通过齿轮、丝杠等传动机构将旋转运动转换为直线运动或其他形式的运动。传动机构作用将动力源的运动和能量传递给工作机，使工作机做规定的运动并完成一定的功。类型机械传动液压传动气压传动电力传动螺旋传动1螺旋传动原理螺旋传动利用螺旋齿轮啮合传递运动和动力，螺旋齿轮的齿形呈螺旋状，可以实现较大的传动比和较高的传动效率。2螺旋传动特点螺旋传动具有承载能力强、传动平稳、噪音低等优点，适用于高速、重载的传动场合。3螺旋传动应用螺旋传动广泛应用于机械、冶金、电力、船舶等行业，例如机床、起重机、风力发电机等。齿轮传动啮合传动通过齿轮相互啮合实现动力传递。速度变化可实现速度的升降和改变转动方向。传递功率适用于高功率传动，效率较高。带传动柔性传动带传动是利用带的柔性来传递运动和动力的，主要用于两轴间距较大、传动比变化较大的场合。结构简单带传动的结构简单，安装方便，维护成本低，噪音小，并能缓冲冲击载荷，对轴承的磨损较小。传动平稳带传动具有良好的缓冲和减震性能，能平稳地传递运动和动力，延长机器的使用寿命。链传动传动效率高链传动可以实现较高的传动效率，一般可达95%以上，适用于需要高效率传动的场合。传动比范围广链传动可以实现较大的传动比，适用于需要高传动比的场合。结构紧凑链传动结构紧凑，占用空间小，适用于空间有限的场合。摩擦传动摩擦传动是利用两个或多个相互接触的物体之间产生的摩擦力来传递运动和动力的。摩擦传动常用于传动比要求不高，且传动轴间距离较大的场合。常见的摩擦传动形式有带传动、摩擦轮传动、摩擦离合器和制动器等。液压传动高效率液压传动系统可以将液压能高效地转化为机械能，提高了传动效率。过载保护液压系统具有过载保护功能，可以防止设备因过载而损坏。易于控制液压系统可以通过阀门和控制装置实现精确的控制，方便操作和调节。气压传动1压缩空气气压传动利用压缩空气作为动力源，通过气动元件传递能量和控制运动。2优点安全性高、清洁环保、响应速度快、结构简单、成本低廉。3应用领域广泛应用于机械加工、自动化生产、交通运输、航空航天等领域。电力传动电动机将电能转化为机械能的装置，广泛应用于各种机械设备。电气控制系统控制电动机运行状态，实现速度、方向、转矩等调节。电力传输将电能从发电厂输送到用户，确保电力传动系统正常工作。机械加工切削加工使用刀具从工件上切除材料，以获得所需的形状和尺寸。常见的切削加工方法包括车削、铣削、钻孔、磨削等。塑性加工利用金属材料在塑性变形状态下发生形状变化的加工方法，如冲压、锻造、拉伸等。焊接加工利用热能将两个或多个工件熔化在一起，形成牢固连接的加工方法，如电弧焊、气焊、激光焊等。热处理改变金属材料的内部组织结构，从而改变其机械性能的加工方法，如淬火、回火、正火等。金属切削加工1材料去除使用刀具从工件上切除多余的材料，以获得所需的形状和尺寸。2刀具与工件刀具和工件之间存在相对运动，切削力导致材料去除。3加工精度切削加工可以实现高精度和表面质量，适用于制造各种机械零件。塑性加工材料变形塑性加工通过施加外力使材料发生永久性变形，改变材料的形状和尺寸。冷热加工塑性加工可以分为冷加工和热加工，根据加工温度的不同，材料的塑性也会发生变化。加工方法常见的塑性加工方法包括锻造、冲压、拉伸、弯曲、挤压等，应用于各种金属材料的加工。焊接加工电弧焊利用电弧的热量熔化焊件和焊条，使之形成熔池并冷却凝固，从而实现焊接。激光焊接利用高能量密度的激光束将金属材料熔化，实现焊接。电阻焊通过焊件接触面的电阻发热，使焊件熔化并结合。热处理淬火通过加热和快速冷却，提高材料的硬度和强度。回火