機(jī)械基礎(chǔ)緒論課件

機(jī)械基礎(chǔ)緒論機(jī)械基礎(chǔ)是機(jī)械工程學(xué)科的重要組成部分，是學(xué)習(xí)專業(yè)課程的基礎(chǔ)。本課程將介紹機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律、機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本形式、機(jī)械零件的選用與設(shè)計(jì)等內(nèi)容。課程概述機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ)是機(jī)械工程學(xué)科的基礎(chǔ)課程，為學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。課程內(nèi)容課程涵蓋了機(jī)械工程中的基礎(chǔ)知識(shí)，包括材料、制圖、傳動(dòng)、制造等方面。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)生將掌握機(jī)械工程的基本原理和方法，為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。機(jī)械學(xué)科發(fā)展歷程古代機(jī)械古代文明中，人類創(chuàng)造了各種各樣的機(jī)械工具，包括杠桿、輪軸、滑輪等。這些工具促進(jìn)了農(nóng)業(yè)、建筑、交通等方面的進(jìn)步。機(jī)械工業(yè)發(fā)展18世紀(jì)工業(yè)革命的興起，機(jī)械工業(yè)迅速發(fā)展。蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明，為機(jī)械制造提供了動(dòng)力，并推動(dòng)了現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的形成。機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)步20世紀(jì)以來(lái)，機(jī)械制造技術(shù)不斷進(jìn)步。數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。智能化發(fā)展當(dāng)前，機(jī)械學(xué)科正朝著智能化方向發(fā)展，融合了人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)，將為未來(lái)的機(jī)械制造帶來(lái)新的突破。機(jī)械基礎(chǔ)的基本概念機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)是用于傳遞運(yùn)動(dòng)和力的機(jī)械部件組合，例如齒輪、軸承和連桿。運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)是機(jī)械部件在空間中的位置變化，包括平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和復(fù)合運(yùn)動(dòng)。力力是作用在機(jī)械部件上的外力，包括重力、摩擦力和外力。運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副是兩個(gè)或多個(gè)機(jī)械部件之間接觸并允許相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接，例如鉸鏈、滑塊和齒輪副。機(jī)械基礎(chǔ)的研究對(duì)象機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)包括各種類型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，例如齒輪、鏈輪、皮帶輪等，它們用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。機(jī)械結(jié)構(gòu)涉及各種機(jī)械零件的組合和連接，例如機(jī)架、軸、齒輪、軸承等，構(gòu)成機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)。機(jī)械加工工藝包括各種機(jī)械加工方法，例如車削、銑削、鉆孔、磨削等，用于制造和加工機(jī)械零件。機(jī)械設(shè)計(jì)從功能、性能、可靠性等方面考慮，進(jìn)行機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造，滿足特定需求。機(jī)械基礎(chǔ)的研究?jī)?nèi)容材料力學(xué)力學(xué)性能與強(qiáng)度分析，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。材料的特性，彈性、塑性、脆性。機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械零件的設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，機(jī)械加工，裝配工藝。機(jī)械基礎(chǔ)的重要性11.奠定基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ)課程是學(xué)習(xí)其他機(jī)械相關(guān)專業(yè)課程的根基，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。22.理論與實(shí)踐結(jié)合學(xué)習(xí)機(jī)械基礎(chǔ)能夠幫助學(xué)生理解機(jī)械工程的基本原理，并將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工程問(wèn)題中。33.提升工程能力掌握機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)可以幫助學(xué)生提升工程設(shè)計(jì)、分析、制造和維護(hù)等方面的能力。44.培養(yǎng)創(chuàng)新思維通過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)械基礎(chǔ)，學(xué)生可以培養(yǎng)批判性思維和創(chuàng)新能力，為未來(lái)的職業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。機(jī)械基礎(chǔ)的分支學(xué)科理論力學(xué)分析力學(xué)的基本規(guī)律，研究物體的運(yùn)動(dòng)和平衡，為機(jī)器的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供理論基礎(chǔ)。材料力學(xué)研究材料在各種外力作用下的力學(xué)性能，為機(jī)械零件的設(shè)計(jì)和選材提供理論依據(jù)。機(jī)械設(shè)計(jì)研究機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原理和方法，側(cè)重于機(jī)器的功能、結(jié)構(gòu)、制造工藝和使用性能。機(jī)械制造研究機(jī)械產(chǎn)品的制造過(guò)程，包括加工方法、設(shè)備、工藝和質(zhì)量控制，為機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)提供技術(shù)支持。機(jī)械基礎(chǔ)與其他學(xué)科的關(guān)系11.材料科學(xué)機(jī)械基礎(chǔ)研究中，材料的力學(xué)性能、加工工藝等方面與材料科學(xué)密切相關(guān)。22.制造工程機(jī)械基礎(chǔ)的知識(shí)是機(jī)械制造工藝的基礎(chǔ)，為機(jī)械零件的設(shè)計(jì)和加工提供了理論依據(jù)。33.控制工程機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制、自動(dòng)化等領(lǐng)域需要結(jié)合控制工程的理論，實(shí)現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制。44.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)相結(jié)合，推動(dòng)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造的數(shù)字化進(jìn)程。工程材料概述金屬材料金屬材料具有良好的強(qiáng)度、韌性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。常見金屬材料包括鋼鐵、鋁合金、銅合金等。非金屬材料非金屬材料具有良好的耐腐蝕性、絕緣性能和加工性能。常見非金屬材料包括塑料、橡膠、陶瓷等。復(fù)合材料復(fù)合材料是由兩種或兩種以上材料組合而成，具有優(yōu)異的綜合性能。工程材料的主要性能強(qiáng)度衡量材料抵抗外力破壞的能力，包括抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。塑性材料在外力作用下發(fā)生永久變形而不破壞的能力，例如拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)等。彈性材料在外力作用下發(fā)生變形，當(dāng)外力去除后能恢復(fù)原狀的能力。韌性材料抵抗斷裂的能力，包括抗沖擊韌性、抗疲勞韌性等。材料的選擇與使用1性能強(qiáng)度、硬度、耐腐蝕性2成本材料價(jià)格、加工成本3加工性可加工性、成形性4環(huán)境影響可回收性、污染性選擇材料時(shí)，需綜合考慮材料的性能、成本、加工性和環(huán)境影響。性能包括強(qiáng)度、硬度、耐腐蝕性等。成本包含材料價(jià)格、加工成本。加工性則指材料的可加工性和成形性。環(huán)境影響則需考慮材料的可回收性和污染性。工程制圖基礎(chǔ)基本概念工程制圖是工程技術(shù)人員表達(dá)設(shè)計(jì)意圖的重要手段。它是利用圖樣語(yǔ)言來(lái)描述和表達(dá)機(jī)器、構(gòu)件、建筑物等的形狀、大小、材料、結(jié)構(gòu)等信息。作用工程制圖是溝通設(shè)計(jì)思想、進(jìn)行生產(chǎn)制造、實(shí)施技術(shù)管理的橋梁。它可以使復(fù)雜的設(shè)計(jì)理念更加直觀、易懂，便于設(shè)計(jì)師、制造者和使用者之間的交流與理解。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)工程制圖的目的是掌握基本的繪圖技能，學(xué)會(huì)使用繪圖工具，理解圖樣表達(dá)的規(guī)則和方法，能夠準(zhǔn)確、清晰地繪制各種機(jī)械零件、裝配體和建筑物的圖樣。圖紙的表達(dá)方式圖紙是表達(dá)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、尺寸、材料、工藝等信息的圖形語(yǔ)言。它是機(jī)械設(shè)計(jì)制造的基礎(chǔ)，也是生產(chǎn)、安裝、檢驗(yàn)和使用的重要依據(jù)。圖紙的表達(dá)方式主要包括正投影法、尺寸標(biāo)注、公差與配合、表面粗糙度等，這些內(nèi)容在工程制圖課程中詳細(xì)講解。正投影與視圖表達(dá)正投影是將物體投影到投影面上，形成的投影圖。視圖表達(dá)是將物體投影到多個(gè)投影面上，形成的多個(gè)視圖，用來(lái)表達(dá)物體的形狀和尺寸。機(jī)械制圖中常用的視圖有：主視圖、俯視圖、左視圖、右視圖等。這些視圖相互之間有一定的投影關(guān)系，可以相互推導(dǎo)。尺寸標(biāo)注尺寸標(biāo)注定義尺寸標(biāo)注是指在工程圖紙上標(biāo)注尺寸，以明確表示機(jī)械零件的實(shí)際大小和形狀。尺寸標(biāo)注要素尺寸標(biāo)注主要包含尺寸線、尺寸界線、尺寸數(shù)字、尺寸單位和符號(hào)等要素。尺寸標(biāo)注原則尺寸標(biāo)注需要遵循規(guī)范，確保尺寸清晰易懂，便于加工制造和檢驗(yàn)。尺寸標(biāo)注類型尺寸標(biāo)注可分為線性尺寸、角度尺寸、半徑尺寸、直徑尺寸等。公差與配合公差公差是指允許的尺寸偏差范圍，以保證零件之間的裝配精度。公差大小取決于零件的功能要求，例如精度要求高，公差就要小。配合配合是指兩個(gè)或多個(gè)零件之間相互連接的尺寸關(guān)系。配合可以是間隙配合、過(guò)盈配合或過(guò)渡配合，根據(jù)零件的功能要求選擇合適的配合。表面粗糙度表面粗糙度概念表面粗糙度是指工件表面微觀幾何形狀的偏差程度。它反映了表面微觀起伏的程度，影響零件的摩擦、磨損、疲勞強(qiáng)度、密封性能等。表面粗糙度的測(cè)量常用的測(cè)量方法包括輪廓儀法、接觸式粗糙度儀法和非接觸式粗糙度儀法等，可根據(jù)測(cè)量精度和成本選擇合適的測(cè)量方法。表面粗糙度的表示表面粗糙度常用Ra值表示，Ra值表示表面輪廓在中心線附近的一段長(zhǎng)度內(nèi)的算術(shù)平均偏差。焊接與焊接圖焊接是將兩個(gè)或多個(gè)金屬工件通過(guò)加熱或加壓，或兩者兼施，使之在接合部位產(chǎn)生冶金結(jié)合的一種加工方法。焊接圖是用于表示焊接工藝和要求的技術(shù)圖樣，它包含焊接接頭的類型、尺寸、材料、工藝參數(shù)等信息。機(jī)械零件的基本類型11.軸類零件軸類零件是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的支承，用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。22.軸承軸承是機(jī)械中最常用的零件，用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)軸，降低摩擦，提高機(jī)械效率。33.齒輪齒輪是通過(guò)齒的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的零件，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中。44.鍵鍵是用于連接軸和輪轂等零件的零件，確保它們?cè)谶\(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中保持相對(duì)位置。機(jī)械零件的設(shè)計(jì)原則功能性機(jī)械零件必須滿足其預(yù)期功能，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮功能需求?？煽啃源_保機(jī)械零件在工作條件下可靠運(yùn)行，并考慮到材料選擇、加工精度和安全系數(shù)。經(jīng)濟(jì)性在滿足功能和可靠性的前提下，力求設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理，降低制造成本?？芍圃煨钥紤]零件的加工工藝和制造能力，確保零件可被有效地生產(chǎn)。機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算是機(jī)械設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，用于確保零件在工作狀態(tài)下不會(huì)發(fā)生破壞。強(qiáng)度計(jì)算通常需要考慮材料的強(qiáng)度、零件的幾何形狀、載荷的大小和方向以及工作環(huán)境等因素。靜態(tài)強(qiáng)度計(jì)算用于計(jì)算零件在靜止載荷作用下的強(qiáng)度。疲勞強(qiáng)度計(jì)算用于計(jì)算零件在反復(fù)載荷作用下的強(qiáng)度。機(jī)械傳動(dòng)基礎(chǔ)齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)是最常用的機(jī)械傳動(dòng)方式之一，可以實(shí)現(xiàn)精確的傳動(dòng)比和較高的傳動(dòng)效率。皮帶傳動(dòng)皮帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)、噪音較低等優(yōu)點(diǎn)，常用于低速、輕載荷的傳動(dòng)場(chǎng)合。鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)具有傳動(dòng)效率高、承載能力強(qiáng)、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)，適合用于高速、重載荷的傳動(dòng)場(chǎng)合。摩擦傳動(dòng)摩擦傳動(dòng)主要依靠摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和能量，應(yīng)用于需要平穩(wěn)啟動(dòng)和制動(dòng)的場(chǎng)合。常用機(jī)械傳動(dòng)形式11.齒輪傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械，效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比穩(wěn)定。22.帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、緩沖性好，但傳動(dòng)效率較低，易打滑。33.鏈傳動(dòng)傳動(dòng)效率較高，適用于高速、重載場(chǎng)合，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。44.摩擦傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)，但傳動(dòng)效率較低，易打滑。軸系設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1軸的類型軸是機(jī)器中重要的旋轉(zhuǎn)部件，用于支撐和傳遞轉(zhuǎn)矩。軸可分為傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)軸和心軸等。2軸的設(shè)計(jì)步驟軸的設(shè)計(jì)首先要確定軸的功能和工作條件，如轉(zhuǎn)速、載荷、尺寸和材料等。然后進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算，并選擇合適的軸承、軸套、鍵和螺紋等零件。3軸的設(shè)計(jì)原則軸的設(shè)計(jì)要遵循強(qiáng)度、剛度、制造工藝和經(jīng)濟(jì)性等原則，并進(jìn)行必要的安全系數(shù)和疲勞強(qiáng)度校核，確保軸在工作過(guò)程中安全可靠。軸承的工作原理與選用滾動(dòng)軸承滾珠或滾柱在內(nèi)圈和外圈之間滾動(dòng)，減少摩擦力。滾珠軸承由鋼球在內(nèi)圈和外圈的軌道上滾動(dòng)，承受徑向載荷和軸向載荷。滾柱軸承由鋼柱在內(nèi)圈和外圈的軌道上滾動(dòng)，主要承受軸向載荷。滑動(dòng)軸承軸承表面與軸頸之間形成一層油膜，減少摩擦力。潤(rùn)滑與密封潤(rùn)滑的重要性減少摩擦，降低磨損，延長(zhǎng)機(jī)械壽命。提高機(jī)械效率，降低能耗。潤(rùn)滑劑類型液體潤(rùn)滑劑，如機(jī)油、潤(rùn)滑脂。固體潤(rùn)滑劑，如石墨、二硫化鉬。密封的重要性防止介質(zhì)泄漏，確保機(jī)械正常工作。防止外界污染物進(jìn)入，影響機(jī)械性能。密封類型靜態(tài)密封，如墊片、密封圈。動(dòng)態(tài)密封，如機(jī)械密封、唇形密封。機(jī)械制造工藝概述機(jī)械制造工藝是將原材料加工成機(jī)械產(chǎn)品的過(guò)程，包括設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)等多個(gè)環(huán)節(jié)。機(jī)械制造工藝是機(jī)械工程的重要組成部分，它直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、成本和效率。機(jī)械制造工藝分類切削加工切削加工是最常見的機(jī)械加工方法之一，使用刀具切除材料以形成所需的形狀和尺寸。鑄造鑄造是將熔化的金屬材料澆入模具中冷卻凝固成型，適合制造復(fù)雜形狀的零件。鍛造鍛造是在高溫下利用壓力對(duì)金屬坯料進(jìn)行塑性變形，獲得所需的形狀和性能。焊接焊接是利用熱量或壓力將兩個(gè)或多個(gè)金屬部件熔接在一起，形成一個(gè)整體。機(jī)械加工設(shè)備概述機(jī)械加工設(shè)備是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的一部分。機(jī)械加工設(shè)備種類