第一章机械工程概述课件

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章 机械工程概述,第一章 机械工程概述,1,第一章 机械工程概述,1.1 科学和工程,1.1.1 科学的基本概念,科学在不同时期、不同场合有不同意义，科学本身在发展，人们对它的认识也在不断深化。,一、,来源,:科学是对客观事物发展规律的正确认识和总结,二、,属性,:科学是关于自然、社会和思维的知识体系,三、,用途,:科学是征服自然、改造社会的武器,第一章 机械工程概述1.1 科学和工程 1.1.1 科学的基,2,第一章 机械工程概述,1.1.2 工程的概念,工程就是应用,科学知识,使,自然资源,最佳地为人类服务的一种专门技术。,它是为了满足特定的社会需要，由具有专门知识和技能的人所从事的,研究、开发、设计、创造和使用,具备特定功能的产品(包括人工过程)的活动过程，以及这种过程所使用和创造的各种,手段,、,知识,和,规则,的总和。,第一章 机械工程概述1.1.2 工程的概念,3,第一章 机械工程概述,1.1.3 工程的基本特点,第一与科学研究相比，工程技术的显著特点是,实用性,。,科学研究的任务是,探索真理,，增加人类的,知识财富,；,工程技术的任务则是,控制、利用和改造,客观世界，增加人类的,物质财富,；,科学知识力求,反映客观真理,，并且,越精确越好,。,第二，与生产活动相比，工程技术的特点是其成果的信息形式。,第三，工程技术具有更大的,经验性,。,第四，工程技术具有高度的,综合性,。它不仅与某一门科学有关，而且要运用多学科的综合知识，涉及到,经济的、社会的、法律的、环境的、心理的和生理的,因素。,第一章 机械工程概述1.1.3 工程的基本特点,4,第一章 机械工程概述,1.2 机械与机械工程,1.2.1 机械,机械是现代社会进行生产和服务的六大要素(即,人、资金、信息、能量、材料和机械,)之一，并且能量和材料的生产还必须有机械的参与。,所谓的,机械,就是,机器和机构,的总称。,机器在我们生活中有很多，如内燃机、发电机、电梯、机器人及各种机床等。,图1-1 画像机器人,第一章 机械工程概述1.2 机械与机械工程1.2.1 机械图,5,第一章 机械工程概述,1.2 机械与机械工程,1.2.1 机械,尽管,机器,品种繁多，形式多样，用途各异，但都具有如下特征：,1都是有许多,构件,组合而成。,2组成机器的各运动实体之间有,确定的相对运动关系,。,3,能实现能量的转换,，代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功。,凡具备上述三个特征的实体组合体称为机器。,所谓机构，,就是,具有确定相对运动的各种实物的组合,，即符合机器的,前两个特征,。,机构主要用来,传递,和,变换,运动,，而机器主要用来,传递和变换,能量,，从结构和运动学的角度分析，机器与机构之间并无区别。,第一章 机械工程概述1.2 机械与机械工程1.2.1 机械,6,第一章 机械工程概述,1.2 机械与机械工程,1.2.1 机械,机器,是由若干不同,零件,组装而成。,零件,是组成机器的基本要素，即机器的,最小制造单元,。,各种机器经常用到的零件称为,通用零件,，如螺钉、螺母、轴、齿轮、弹簧等。,在特定的机器中用到的零件称为,专用零件,，如汽轮机中的叶片、起重机的吊钩、内燃机中的曲轴、连杆、活塞等。,构件,是,机器的运动单元,，一般由若干个零件,刚性联接而成,，也可以是,单一的零件,。,第一章 机械工程概述1.2 机械与机械工程1.2.1 机械,7,第一章 机械工程概述,1.2 机械与机械工程,1.2.1 机械,一部完整的机器基本上有原动机、工作机和传动装置,三部分,组成：,1,原动机,是机器的,动力来源,。常用的原动机(发动机)有电动机、内燃机及液压机等。,2,工作机,处于整个机械传动路线终端，是,完成工作任务的部分,。,3,传动装置,介于动力部分与工作部分之间，主要作用是把动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。但也有一些机器动力部分和工作部分直接相连。,较复杂的机器还,包括控制部分,，如控制离合器、制动器、变速器等，能够使机器的原动部分、传动装置和工作部分按一定的顺序和规律运动，完成给定的工作循环。,第一章 机械工程概述1.2 机械与机械工程1.2.1 机械,8,第一章 机械工程概述,1.2 机械与机械工程,1.2.2 机械工程,机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合在生产实践中积累的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的一门应用学科。,机械的种类繁多，,根据,用途,不同,，可分为：,l,动力机械,，如电动机、内燃机、发电机、液压机等，主要用来实现机械能与其他形式能量间的转换。,2,加工机械,，如轧钢机、包装机及各类机床，主要用来改变物料的结构形状、性质及状态。,3,运输机械,，如汽车、飞机、轮船、输送机等，主要用来改变人或物料的空间位置。,4,信息机械,，如复印机、传真机、摄像机，主要用来获取或处理各种信息。,第一章 机械工程概述1.2 机械与机械工程1.2.2 机械工,9,第一章机械工程概述课件,10,第一章机械工程概述课件,11,第一章机械工程概述课件,12,第一章机械工程概述课件,13,第一章机械工程概述课件,14,风力水车,风力水车,15,第一章机械工程概述课件,16,第一章机械工程概述课件,17,热机,热机是利用燃料燃烧时产生的能量对外做功的机器。是依靠由某些热力学过程组成的特定热力学循环进行工作的。,热机热机是利用燃料燃烧时产生的能量对外做功的机器。是依靠由某,18,内燃机,内燃机,是,热机,的一种，能将燃料的,化学能,转化机械能。,一般的实现方式为，燃料与空气混合燃烧，产生热能，气体受热膨胀，通过机械装置转化为机械能对外做功。,内燃机有非常广泛的应用，,汽车、船舶、飞机、火箭,等的发动机基本都是内燃机，其最常见的例子即为车用,汽油机与柴油机,。,内燃机的,燃烧气体同时也是工作介质,，比如汽油机中，汽油燃烧后的气体直接推动活塞做功。,与此相对，,燃料不作为工作介质的热机,则称为外燃机，比如蒸汽机的工作介质（蒸气）并不是燃料。,内燃机内燃机是热机的一种，能将燃料的化学能转化机械能。,19,蒸汽机,蒸汽机,是将,蒸汽的能量,转换为,机械功,的,往复式动力机械,。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于,内燃机,和,汽轮机,等。,1,蒸汽机蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽,20,汽轮机,汽轮机是将,蒸汽的能量,转换成为,机械功,的,旋转式动力机械,。又称,蒸汽透平,。主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种,泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨,等。还可以利用,汽轮机的排汽,或,中间抽汽,满足生产和生活上的供热需要。,汽轮机汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又,21,发电机,发电机，1831年9月23日由法拉第发明，是将,机械能,转变成,电能,的电机。通常由,汽轮机、水轮机或内燃机,驱动。电能是现代社会最主要的能源之一。,发电机发电机，1831年9月23日由法拉第发明，是将机械能转,22,电动机,电动机（Motors）是把,电能,转换成,机械能,的设备，它是利用通电线圈在磁场中受力转动的现象制成，分布于各个用户处，电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。电动机主要由,定子,与,转子,组成。通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。,电动机电动机（Motors）是把电能转换成机械能的设备，它是,23,液压机,液压机是一种以,液体,为工作介质，根据,帕斯卡原理,制成的用于,传递能量,以实现各种工艺的机器。,液压机一般由,本机（主机）、动力系统及液压控制系统,三部分组成。,液压机分类有,阀门液压机，液体液压机，工程液压机,。,液压机液压机是一种以液体为工作介质，根据帕斯卡原理制成的用于,24,内燃机,发电机,电动机,液压机,工作机,工作机,外燃机,内燃机发电机电动机液压机工作机工作机外燃机,25,第一章 机械工程概述,1.2 机械与机械工程,1.2.3 机械工程的发展过程,人类成为“现代人”的标志是制造工具。,最早的人造材料是陶瓷。,几千年前，,人类已创造了例如用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨,用来提水的桔槔(jigo和辘轳l lu，装有轮子的车,航行于江河的船及其桨、槽、舵等。,所用的动力，从人自身的体力，发展到利用畜水、水力和风力。,第一章 机械工程概述1.2 机械与机械工程 1.2,26,15-16世纪以前，机械工程的发展非常缓慢。,18世纪后期，蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、食品、冶金等行业，促进了机械工程的大发展，并逐渐发展成为一门有理论指导的、系统的较独立的工程技术。,机械工程是促成1819世纪的工业革命以及资本主义机械大生产的,主要技术因素,。,15-16世纪以前，机械工程的发展非常缓慢。,27,第一章 机械工程概述,图1-2 中国第一台蒸汽机(1863年七月在安徽安庆诞生),第一章 机械工程概述图1-2 中国第一台蒸汽机(1863年七,28,第一章 机械工程概述,1.2 机械与机械工程,1.2.3 机械工程的发展过程,一、动力机械的发展,18世纪初出现了T纽科门的大气式蒸汽机，用以驱动矿井排水泵。但是这种蒸汽机的燃料消耗率很高，基本上只能用于煤矿。,1765年J瓦特发明了有分开凝汽器的,蒸汽机,，降低了燃料消耗率。,1781年瓦特又创造出提供,回转力的蒸汽机,，扩大了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的发明和发展，使矿业的工业生产、铁路和航运都得以机械动力化。,蒸汽机,几乎是19世纪惟一的动力源。,19世纪末，电力供应系统和电动机已在工业生产中取代了蒸汽机，成为驱动各种工作机械的基本动力。,19世纪后期发明的,内燃机,经过逐年改进，成为轻而小、效率高、易于操纵、并可随时启动的原动机。内燃机和以后发明的,燃气轮机,、,喷气发动机,的发展，还是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。,第一章 机械工程概述1.2 机械与机械工程 1.2,29,燃气轮机,燃气涡轮发动机（Gas turbine engine或Combustion turbine engine）或称,燃气轮机,，是属于,热机,的一种发动机。,燃气轮机可以是一个广泛的称呼，基本原理大同小异，包括涡轮喷射引擎等等都包含在内。而一般所指的燃气涡轮引擎，通常是指用于船舶（以军用作战舰艇为主）、车辆（通常是体积庞大可以容纳得下燃气涡轮机的车种，例如坦克、工程车辆等）、发电机组等的。,与,推进用的涡轮发动机,不同之处，在于其涡轮机除了要带动压缩机外，还会另外带动传动轴，传动轴再连上车辆的传动系统、船舶的螺旋桨或发电机等。,燃气轮机燃气涡轮发动机（Gas turbine engine,30,热机,热机是利用燃料燃烧时产生的能量对外做功的机器。是依靠由某些热力学过程组成的特定热力学循环进行工作的。,热机热机是利用燃料燃烧时产生的能量对外做功的机器。是依靠由某,31,喷气发动机,喷气发动机（Jet engine）是一种通过加速和排出的高速流体做功的,热机,或电机，使燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力。大部分喷气发动机都是依靠牛顿第三定律工作的,内燃机,。,喷气发动机喷气发动机（Jet engine）是一种通过加速和,32,第一章 机械工程概述,图1-3 瓦特旋转式蒸汽机,图1-4 空气喷气发动机和火箭,第一章 机械工程概述 图1-3 瓦特旋转式蒸汽机 图1-4,33,第一章 机械工程概述,1.2 机械与机械工程,1.2.3 机械工程的发展过程,二、机械加工技术的发展,1、,加工对象,工业革命以前，机械大都是木结构的，由木工手工制成。金属(主要是钢、铁)仅是木结构机械上的小零件。金属加工主要依靠机匠的精工细作，