《機(jī)械概述》課件

機(jī)械概述機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)的重要組成部分，它涵蓋了廣泛的領(lǐng)域，從簡(jiǎn)單的工具到復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)。機(jī)械的定義物體組合機(jī)械是由多個(gè)構(gòu)件組成的，這些構(gòu)件相互連接并配合運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)特定的功能。運(yùn)動(dòng)傳遞機(jī)械通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳遞給工作部件，并使工作部件完成預(yù)定的工作。能量轉(zhuǎn)換機(jī)械通過能量轉(zhuǎn)換裝置將能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而完成能量轉(zhuǎn)換和傳遞。機(jī)械學(xué)的研究對(duì)象機(jī)械的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、控制、制造和應(yīng)用機(jī)械零件和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械能的傳遞和利用機(jī)械與自動(dòng)化技術(shù)機(jī)械學(xué)分支理論力學(xué)研究物體的運(yùn)動(dòng)和平衡規(guī)律材料力學(xué)研究材料在載荷作用下的力學(xué)性能機(jī)械設(shè)計(jì)研究機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能機(jī)械制造研究機(jī)械產(chǎn)品的加工和制造工藝機(jī)械的發(fā)展歷程1現(xiàn)代機(jī)械精密制造，自動(dòng)化2工業(yè)革命蒸汽機(jī)、電力3古代機(jī)械水車、風(fēng)車機(jī)械的特點(diǎn)1復(fù)雜性機(jī)械通常由多個(gè)部件組成，每個(gè)部件都有其特定的功能。2運(yùn)動(dòng)性機(jī)械的部件之間相互運(yùn)動(dòng)，以完成特定的工作。3效率性機(jī)械能夠提高工作效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。4多樣性機(jī)械種類繁多，應(yīng)用范圍廣泛。機(jī)械的分類按用途分類例如，農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、加工機(jī)械等。按工作原理分類例如，熱力機(jī)械、電力機(jī)械、液壓機(jī)械等。按結(jié)構(gòu)形式分類例如，旋轉(zhuǎn)機(jī)械、往復(fù)機(jī)械、直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械等?；具\(yùn)動(dòng)形式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)物體繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。直線運(yùn)動(dòng)物體沿直線方向移動(dòng)，如活塞在氣缸中的運(yùn)動(dòng)。平面運(yùn)動(dòng)物體在平面上運(yùn)動(dòng)，如連桿在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)?？臻g運(yùn)動(dòng)物體在空間中運(yùn)動(dòng)，如螺旋槳的運(yùn)動(dòng)。基本運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)構(gòu)件之間以點(diǎn)或線接觸，并允許一個(gè)構(gòu)件繞另一個(gè)構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)。移動(dòng)副兩個(gè)構(gòu)件之間以面接觸，并允許一個(gè)構(gòu)件沿另一個(gè)構(gòu)件移動(dòng)。螺旋副兩個(gè)構(gòu)件之間以線接觸，并允許一個(gè)構(gòu)件繞另一個(gè)構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)并沿其軸線移動(dòng)。球面副兩個(gè)構(gòu)件之間以點(diǎn)接觸，并允許一個(gè)構(gòu)件繞另一個(gè)構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)，并沿其任何方向移動(dòng)。桿系運(yùn)動(dòng)副1旋轉(zhuǎn)副兩個(gè)構(gòu)件之間以一個(gè)點(diǎn)為中心，在接觸面上發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，門軸和門之間。2移動(dòng)副兩個(gè)構(gòu)件之間沿一條直線發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。例如，活塞在氣缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)。3螺旋副兩個(gè)構(gòu)件之間同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，且轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)的速率成正比。例如，螺釘和螺母之間的運(yùn)動(dòng)。4平面副兩個(gè)構(gòu)件之間在接觸面上發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。例如，滑軌和滑塊之間的運(yùn)動(dòng)。連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)由多個(gè)剛性構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副連接而成，能夠傳遞運(yùn)動(dòng)和力，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的機(jī)械功能。常見類型包括曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、搖桿機(jī)構(gòu)等，應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備，如內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)、機(jī)床等。平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)是指所有運(yùn)動(dòng)軸線都平行于一個(gè)固定平面的連桿機(jī)構(gòu)，也稱為平面機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)是機(jī)械中最常見的機(jī)構(gòu)類型之一，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中，例如發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)床、印刷機(jī)等。平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)形式多樣，可以通過改變連桿的長(zhǎng)度和連接方式，實(shí)現(xiàn)各種不同的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以通過幾何方法或運(yùn)動(dòng)學(xué)方法來分析，可以確定機(jī)構(gòu)的位移、速度和加速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)?？臻g連桿機(jī)構(gòu)空間連桿機(jī)構(gòu)是指所有運(yùn)動(dòng)副的軸線不在同一平面上的連桿機(jī)構(gòu)。相對(duì)于平面連桿機(jī)構(gòu)，空間連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)更為復(fù)雜，但也更加靈活，可以實(shí)現(xiàn)更豐富的運(yùn)動(dòng)軌跡?？臻g連桿機(jī)構(gòu)在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用廣泛，例如工業(yè)機(jī)器人、機(jī)床等。制動(dòng)機(jī)構(gòu)盤式制動(dòng)器盤式制動(dòng)器利用摩擦力來減速或停止旋轉(zhuǎn)的部件。鼓式制動(dòng)器鼓式制動(dòng)器的工作原理與盤式制動(dòng)器類似，但利用摩擦力作用在制動(dòng)鼓上。碟剎碟剎是現(xiàn)代車輛上常用的制動(dòng)器類型，具有制動(dòng)效果好、熱穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。離合器連接發(fā)動(dòng)機(jī)和工作機(jī)構(gòu)控制動(dòng)力傳遞實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起動(dòng)和換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)利用液壓油的壓力來驅(qū)動(dòng)活塞或旋轉(zhuǎn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)線性或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用壓縮空氣作為動(dòng)力源，通過氣缸或氣動(dòng)馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)利用電機(jī)作為動(dòng)力源，通過齒輪、絲杠等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)或其他形式的運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用將動(dòng)力源的運(yùn)動(dòng)和能量傳遞給工作機(jī)，使工作機(jī)做規(guī)定的運(yùn)動(dòng)并完成一定的功。類型機(jī)械傳動(dòng)液壓傳動(dòng)氣壓傳動(dòng)電力傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)1螺旋傳動(dòng)原理螺旋傳動(dòng)利用螺旋齒輪嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，螺旋齒輪的齒形呈螺旋狀，可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比和較高的傳動(dòng)效率。2螺旋傳動(dòng)特點(diǎn)螺旋傳動(dòng)具有承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音低等優(yōu)點(diǎn)，適用于高速、重載的傳動(dòng)場(chǎng)合。3螺旋傳動(dòng)應(yīng)用螺旋傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、電力、船舶等行業(yè)，例如機(jī)床、起重機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等。齒輪傳動(dòng)嚙合傳動(dòng)通過齒輪相互嚙合實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。速度變化可實(shí)現(xiàn)速度的升降和改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向。傳遞功率適用于高功率傳動(dòng)，效率較高。帶傳動(dòng)柔性傳動(dòng)帶傳動(dòng)是利用帶的柔性來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，主要用于兩軸間距較大、傳動(dòng)比變化較大的場(chǎng)合。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，維護(hù)成本低，噪音小，并能緩沖沖擊載荷，對(duì)軸承的磨損較小。傳動(dòng)平穩(wěn)帶傳動(dòng)具有良好的緩沖和減震性能，能平穩(wěn)地傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命。鏈傳動(dòng)傳動(dòng)效率高鏈傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)較高的傳動(dòng)效率，一般可達(dá)95%以上，適用于需要高效率傳動(dòng)的場(chǎng)合。傳動(dòng)比范圍廣鏈傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，適用于需要高傳動(dòng)比的場(chǎng)合。結(jié)構(gòu)緊湊鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，適用于空間有限的場(chǎng)合。摩擦傳動(dòng)摩擦傳動(dòng)是利用兩個(gè)或多個(gè)相互接觸的物體之間產(chǎn)生的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。摩擦傳動(dòng)常用于傳動(dòng)比要求不高，且傳動(dòng)軸間距離較大的場(chǎng)合。常見的摩擦傳動(dòng)形式有帶傳動(dòng)、摩擦輪傳動(dòng)、摩擦離合器和制動(dòng)器等。液壓傳動(dòng)高效率液壓傳動(dòng)系統(tǒng)可以將液壓能高效地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，提高了傳動(dòng)效率。過載保護(hù)液壓系統(tǒng)具有過載保護(hù)功能，可以防止設(shè)備因過載而損壞。易于控制液壓系統(tǒng)可以通過閥門和控制裝置實(shí)現(xiàn)精確的控制，方便操作和調(diào)節(jié)。氣壓傳動(dòng)1壓縮空氣氣壓傳動(dòng)利用壓縮空氣作為動(dòng)力源，通過氣動(dòng)元件傳遞能量和控制運(yùn)動(dòng)。2優(yōu)點(diǎn)安全性高、清潔環(huán)保、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉。3應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、自動(dòng)化生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、航空航天等領(lǐng)域。電力傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備。電氣控制系統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)速度、方向、轉(zhuǎn)矩等調(diào)節(jié)。電力傳輸將電能從發(fā)電廠輸送到用戶，確保電力傳動(dòng)系統(tǒng)正常工作。機(jī)械加工切削加工使用刀具從工件上切除材料，以獲得所需的形狀和尺寸。常見的切削加工方法包括車削、銑削、鉆孔、磨削等。塑性加工利用金屬材料在塑性變形狀態(tài)下發(fā)生形狀變化的加工方法，如沖壓、鍛造、拉伸等。焊接加工利用熱能將兩個(gè)或多個(gè)工件熔化在一起，形成牢固連接的加工方法，如電弧焊、氣焊、激光焊等。熱處理改變金屬材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而改變其機(jī)械性能的加工方法，如淬火、回火、正火等。金屬切削加工1材料去除使用刀具從工件上切除多余的材料，以獲得所需的形狀和尺寸。2刀具與工件刀具和工件之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切削力導(dǎo)致材料去除。3加工精度切削加工可以實(shí)現(xiàn)高精度和表面質(zhì)量，適用于制造各種機(jī)械零件。塑性加工材料變形塑性加工通過施加外力使材料發(fā)生永久性變形，改變材料的形狀和尺寸。冷熱加工塑性加工可以分為冷加工和熱加工，根據(jù)加工溫度的不同，材料的塑性也會(huì)發(fā)生變化。加工方法常見的塑性加工方法包括鍛造、沖壓、拉伸、彎曲、擠壓等，應(yīng)用于各種金屬材料的加工。焊接加工電弧焊利用電弧的熱量熔化焊件和焊條，使之形成熔池并冷卻凝固，從而實(shí)現(xiàn)焊接。激光焊接利用高能量密度的激光束將金屬材料熔化，實(shí)現(xiàn)焊接。電阻焊通過焊件接觸面的電阻發(fā)熱，使焊件熔化并結(jié)合。熱處理淬火通過加熱和快速冷卻，提高材料的硬度和強(qiáng)度。回火