03机械工程概论01-1绪论

1、机械工程概论董 世 民2015年11月电话： E-mail： 办公室：环化馆315联系方式课程考核方式期末考试：70作业成绩：10 三级项目：15出勤成绩：5（旷课1次扣1分；旷课2次扣3分；旷课3次 扣5分；旷课3次以上，不能参加考试）期末考试卷面不及格（小于42分），平时成绩为0，总成绩不及格。三级项目：自选题目，撰写1篇读书报告；文字2000字以上； 计算机排版，交A4纸质报告1份；提交电子文档。以小组为单位（每组人数不多于5人）或个人独立课余时间完成 项目。杜绝抄袭，类同报告完成者的成绩均为0。第1章绪论第2章 机械工程基础第3章 机械设计及现代设计方法第4章 机械制造工艺技术课程主要

2、内容第1章绪论1.1机械的基本概况1.2机械工程的涵义1.3机械工程发展1.4机械工业的地位1.5我国机械制造业现状1.621世纪的机械工程机构：由两个以上构件通过活动连接以实现给定运动的组合体，其各组成部分之间具有一定的相对运动用来传递运动与动力，或实现某种特定的运动。1.1 机械的基本概况1.1.1 机械的基本名词机构的共同特征：组 成：由一系列人造的构件组成。运动特性：组成的各构件之间具有确定的相对运动。曲柄摇杆机构机构演示五杆机构齿轮机构机构演示轮系机构演示凸轮机构机构演示机构的组成：由机架、原动件、从动件组成。机架：机构中固定的构件。原动件：做独立运动的构件。从动件：其余活动的构件。

3、机构的组成运动副：使两构件直接接触的可动连接。移动副转动副螺旋副球面副运动副运动副类型运动副转动副运动副移动副机器：由一个或一个以上的机构组成，具有确定的机械运动并完成一定有用工作过程的装置。例如：电动机、内燃机等动力机器，将其它能量转化为机械能； 机床完成加工； 汽车、起重机搬运物料； 打印机、绘图仪等处理信息。机器机器实例内燃机机器实例机器人机器实例机器人机器实例机器人机器特征：1)两个或两个以上构件组成。2)构件之间具有确定的相对运动。3)能转换机械能或完成有用的机械功。根据各部分的功能，机械的组成：原动部分机械动力的来源；执行部分处于传动路线的终点，完成机械的预定动作；传动部分原动机的

4、运动和功率传递给工作部分的中间环节；操纵控制部分根据执行部分的需要，控制原动机、执行部分与传动部分协调、安全工作。机械的基本组成：由零件、构件和部件组成。机械：机器与机构的总称。机械的功能：完成预定的机械运动及特定的动作。机械零件：组成机械的不可拆分的基本单元，也是机械制造过程中的单个制件。例如，齿轮、轴等。零件简单零件复杂零件大型零件构件：在机构中组成机构彼此间具有一定相对运动关系的基本单元。构件由1个或多个零件组成。构件部件：是由若干个零件组成的装配体。部件简单部件复杂部件1.1.2 机械的特征及种类机械的共同特征：机械是一种人为的实物构件的组合机械各部分之间具有确定的相对运动。机器具备机

5、构的特征外，还必须具备第三个特征,即能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能，故机器是能转换机械能或完成有用机械功的机构。从结构和运动的观点来看，机构和机器并无区别，泛称为机械。 机械的种类机械种类繁多，可以按几个不同方面分为各种类别。按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等；按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。机械的种类1.1.3 制造业与机械工业制造：人类按照市场需求，运用主观掌握的知识和技能，借助于手工或可以利用的客观物质工具，采用有效的工艺方法和必要的能源，将原材料转化为最终物质产品并投放市场的全过程。制造的概念

6、：有广义和狭义之分；狭义制造的概念：生产车间内与物流有关的加工和装配过程；广义制造的概念：包括市场分析、产品设计、工艺设计、生产准备、加工装配、质量保证、生产过程管理、市场营销、售前售后服务、报废后的回收处理等。制造业与机械工业制造业：指对制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等），按照市场要求，通过制造过程转化为可供人们使用和利用的工业品与生活消费品的行业。 制造业是所有与制造有关的企业群体的总和。 目前，作为我国国民经济的支柱产业, 制造业是我国经济增长的主导部门和经济转型的基础； 作为经济社会发展的重要依托, 制造业是我国城镇就业的主要渠道和国际竞争力的集中体现。1.2

7、 机械工程的涵义机械工程：以有关的自然科学和技术科学作为其理论基础，结合实践中积累的实际经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、应用和维修各种机械中的全部理论和技术。机械工程国家一级重点学科院校14个：清华大学、北京航空航天大学、北京理工大学、吉林大学、哈尔滨工业大学、燕山大学、上海交通大学、浙江大学、华中科技大学、湖南大学、中南大学、重庆大学、西南交通大学、西安交通大学 。机械工程的涵义机械工程学科：研究机械系统和产品的性能、设计及制造的理论、方法和技术的科学。机械学研究内容：(1)机械工程中图形的表示方法；画法几何、机械制图(2)机械中运动和力的变化与传递规律；大学物理、理论力学、机械原

8、理等课程(3)机械零件与构件中的应力应变和机械的失效；材料力学、机械设计等课程(4)机械中的摩擦行为 ；机械原理、 摩擦学等课程(5)设计机械及其系统过程中的思维活动规律及其设计手段； 机械设计、控制工程基础等课程(6)机械及其系统与人和环境的相互影响；传热学、电子技术、互换性原理与测试技术等课程机械工程学科包括：机械学、机械制造学两大学科。机械工程的涵义机械制造学研究内容：制造系统、制造过程和制造方法。开设金工实习、工程材料、金属工艺和制造基础等课程。以上列举的是公共基础课程学习的内容。燕山大学在大三阶段分专业后，根据专业方向不同，将更深入学习相关学科前沿知识，如现代设计技术、机器人技术、现

9、代冶金技术及装备、液压伺服与比例控制系统等课程。1.3 机械工程发展1.3.1 社会发展与机械工程大约200万年前类人猿使用工具大约50万年前类人猿制造工具大约15000年前古人类使用器械1760年瓦特蒸汽机20世纪机电一体化1.3 机械工程发展1.3.2 机械工程发展史（1）古代机械史（2）近代机械史（3）现代机械工程史1.3.3 中国机械工程发展（1）简单工具时期（2）古代机械时期（3）近代机械时期（4）现代机械时期1.4 机械工业的地位国民经济三大产业：农业、工业、服务业。工业占比例52%，其中制造业产值占工业产值的45%。制造业是社会物质财富的主要来源。机械制造业在国民经济中的地位和作

10、用：(1)是国民经济的“装备部”；(2)是工业的重要组成部分；(3)是国家高新技术产业的基础和载体，是高科技发展的平台；(4)是正在工业化国家的国民经济战略性产业；(5)是国家安全的重要保障，是国防实力的重要保证。在经济高度发达阶段，机械工业在国民经济中的支柱地位始终不可替代。机械产品特别是高技术机械产品仍将在世界贸易中处于主导地位。1.5 我国机械制造业现状（1）生产能力居世界第5位。销售收入进出口额中国钢铁产量连续12年保持世界第一，并且遥遥领先于其他国家。中国钢铁产量比排名2-8位的日本、美国、俄罗斯、印度、韩国、德国、乌克兰等七个国家的总和还多！2007年中国净出口钢铁5488万吨，相

11、当于印度全国的钢铁产量。机床拥有量居世界第1位，汽车产量居世界第4位。1.5 我国机械制造业现状（2）提供重大装备的能力不断提高。60万kW火电机组185MN自由锻造液压机800MN模锻液压机神十1.5 我国机械制造业现状（3）具有特色的制造业聚集地逐渐形成。（4）中国制造业正成为全球制造和供应基地。现状：制造大国而非制造强国1.6 21世纪的机械工程机械工业作为国民经济增长和技术升级的原动力，将伴随高新技术和新兴产业的发展而共同进步，并充分体现先进制造技术向智能化、柔性化、网络化、精密化、绿色化和全球化方向发展的总趋势和时代特征。美国BIG DOG中国巨型设备一览大连重工20000吨桥式起重

12、机（3.5亿元） 提升高度为118米，相当于把250节满载的火车车厢提升到23层高的楼上，横梁长129米。这台起重机放倒，要一个足球场才能把它装下。是目前世界上起重量最大、跨度最大、起升高度最大的起重设备，也是当今世界技术难度最高的大型起重设备。 中信重工185MN自由锻造液压机（20多亿元） 中信重工采用10炉冶炼6包合浇的方式一次性组织829.5吨精炼钢水，成功浇铸了毛坯总重达520吨的上横梁。是世界最大、最先进的自由锻造油压机，它将我国最大锻件能力从现在的190吨提高到400吨 。 武重DL250型5米数控重型卧式车床 床身长50多米，最大直径为5米，总重量1450吨，其零部件加工的承重

13、量可达500吨，最大加工长度20米，过刀架最大加工直径4.5米，总切削力350KN，主电机功率284KW，堪称当今全球最大规格的超重型数控车床。 世界最大薄膜式LNG船海上超级冷冻车长292米、船宽43.35米，装载量为14.7万立方米，是世界上最大的薄膜型LNG船，比波音飞机还贵，身价高达.亿美元。专门用于运送液化天然气的专业船只，一次可以运送14万吨体积被压缩了620倍的天然气，这些天然气解压后体积可达9000万立方米，足够上海市民使用一个月。 二重800MN模锻液压机航空工业关键设备 美国波音747787、A320380客机的钛合金起落架，F-16战斗机钛合金机身隔框，D-10飞机的后支

14、承环，915发动机机座，苏2733战斗机钛合金大型结构件，GT25000舰用燃气轮机直径1.2米涡轮盘等都是在大型模锻水压机上模锻成形的 。世界最大矿砂船渤海重工38.8万吨超大型矿砂船总长360.6米，垂向间长345.6米，型宽65米，型深30.5米，设计吃水22米，结构吃水23米，是目前世界上同类产品中最大的环保型船舶。 世界最大铲斗式挖掘机机械巨无霸，相当于7层楼高 重约1100吨，一铲可装起104吨的矿物，铲容量达58.5立方米，几铲就可以装满像CAT797这种巨型卡车。卡特彼勒797系列是世界最大的载重卡车，装载量超过360吨，在4100XPC面前如同玩具。世界最深钻井机12000米超深钻井机2008年3月中旬，我国首台拥有自主知识产权的12000米超深钻机ZJ120DB钻机，在川西海相科学探索井川科井上安装调试成功，并正式投入使用。此前，全球仅美国拥有一台12000米钻机。