机械工程概论 课件 第1章 绪论

机械工程概论北京航空航天大学机械工程及自动化学院AIntroductiontoMechanicalEngineering相关信息授课教师：宗光华（机械学院机器人研究所）

于靖军（机械学院机器人研究所）作业上缴公共邮箱（间隔一周后上缴）

mechanismwork@163.com于靖军

教授、博士生导师北京航空航天大学机器人研究所学院路校区新主楼A837联系电话:82313904(OCell)电子邮箱：jjyu@网页：/研究方向：柔性机构学与机器人、精密机械设计主讲教师4第一章绪论

第一章【目录】1.1《机械工程》是什么？1.2《机械工程》的地位1.3怎样学习《机械工程概论》？1.4《机械工程》课程目标1.5《机械工程概论》学习安排习题1.6《机械工程概论》章节内容从中学生的“DIY”到大学生的“机械工程”

【乐高的DIY示意图】DIY小车搭建录像从中学生的“DIY”到大学生的“机械工程”完成从玩（DIY）到“设计制造飞行器”工程师的跨跃！

圆“飞机设计与制造高端人才”的梦想！

《机械工程概论》就是入门课

在绪论里要回答的问题：

《机械工程》是什么？1

《机械工程》的地位2

学习方法3

《机械工程》的课程目标41.1《机械工程》是什么？中文名：机械工程（MechanicalEngineering）

方向1：机械设计及自动化

方向2：机械制造及自动化方向3：机械电子工程方向4：工业与制造系统工程方向5：材料成型与控制方向6：飞行器制造工程方向7：微机电系统方向8：机器人工程（新工科）方向9：智能制造工程（新工科）学科类别：工程应用学科理论基础：自然科学，技术科学学科代码：0802

机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中积累的基础经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、应用和修理各种机械中的理论和实际问题。机械工程学科包括（1）机械设计及理论（2）机械制造及其自动化（3）机械电子工程等机械工程专业的课程体系工科高等数学线性代数工科大学物理大学化学概率论与数理统计大学英语

主要公共基础课机械设计学、现代设计方法学先进制造技术、数字化制造工艺与装备、智能制造工程基础嵌入式系统、信号处理及应用、机电一体化设计及理论计算机辅助制造、信息系统分析与设计、生产与运作管理材料成型原理、焊机技术基础、焊接工艺与设备现代飞机制造工艺学、飞机数字化设计制造技术机器人技术基础、单片机原理、快速制造装备及工艺、机械系统动态分析计算机图形学、模具设计制造、飞机构造学、微纳工程基础

专业课程与专业选修课程工程图学理论力学、材料力学计算方法、工程材料学机械原理、机械设计电工电子基础、工程热学航空航天制造工程基础机电控制、机电传动测试技术、流体传动机电一体化系统设计与实践学科与专业基础课《机械工程概论》的学习内容&要求研究、设计、开发优质的机械创新产品2机械设备的制造过程，提高质量和效率3机械产品的新材料4机械设备的性能测试方法5了解机械工程的基本知识7机械工程师的角色、基本知识和技能8机械设备的机械电子基础知识和控制方法6机械的创新设计、现代设计方法1机器（Machine）机构（Mechanism）机械（Machinery）原义：来自希腊语巧妙的设计，译名来自日文Flash链接Flash链接是机器和机构的总称，机械是哪个降低人们工作难度或省力的工具装置。功能：（1）降低工作难度；

（2）省力

（3）信息交换筷子、扫帚、铁锹均可视为简单机械执行机械运动，用来转换能量或传递信息：（1）物件、（2）能量、（3）信息代替或减轻人的体力脑力劳动仅关注传递机械运动或力，或改变机械运动形式的构件组合。1234机械按用途分类1.动力机械：如电动机、内燃机、液压机、发动机等，实现机械能与其他形式的能量之间的转换2.加工机械:如轧钢机、包装机、切削机床等，实现物料结构形状、性质、状态的改变3.运输机械:如飞机、汽车、火车、船只、运输机等，实现人或物料空间位置改变4.信息机械:如摄像机、打印机、复印机、传真机等，执行机械运动，实现信息的获取、处理、播放或存储。1.2《机械工程》的地位2014年

中国经济（含制造业）数据类别数量产值增幅钢材11.26亿吨3.46万亿4.5%煤炭38.7亿吨3万亿－6.7%石油2.1亿吨2.28万亿1.1%汽车2901.54万辆美日德之和摩托车2691.86万辆－0.04%数控机床22.3万台3890亿元56%电冰箱9337万台－0.04%空调机4390万台1575亿元0.7%手机4.3亿部5394亿元工业机器人5.6万台（2017年13万台）54%高铁1.6万公里（2017年接近3万公里）（1）兴国之器，强国之基

“求木之长者，必固其根本；欲流之远者，必浚其泉源”

CCTV2推出一档《大国重器》节目。核心论点是装备制造能力是中国的“国之重器”、“匠人精神”。谁能制造出新的需求，谁就将创造未来。制造业是国民经济的基础。装备制造能力的国家竞赛由来已久，各国都把机械制造业放在首要位置。近代制造历史上，美国从来没有被其他国家超越的先例，大都在达到美国制造能力的七成水平后被她击垮。具有历史意义的是中国的制造业在2010年首度超过美国，2014年则攀升到美国的140%，2017年为258%，成为当之无愧的制造大国。美国制造业占本国GDP的比重1950年27%，1970年23%，2000年13.3%，2009年落至12.9%。2012年，一股“制造业回撤”之风在美国卷土重来。奥巴马国情咨文强调，想美国经济“基业长青”，就要重振制造业。特朗普鼓吹“美国第一”。装备制造业体现国家的综合国力和技术水平。中国一直在谋求重大装备国产化，如果中国不能在重大装备领域拥有核心技术，即使产能全球第一，也依然谈不上装备制造业强国。

2017年中美制造业各分行业总产值的比较国别评价指标GDP汇率法购买力平价法（PPP）2022年（万亿$）2022年（人均美元）2022年（万亿$）2022年（人均美元）美国25.57.6330.27.63中国18.11.2825.51.80日本4.23.386.14.91德国4.14.865.46.40世界TOP4经济体排名（IMF2022年）排名经济体制造业增加值（亿美元）名义增长（%）1中国（大陆）48639.425.92美国25633.212.93日本9679.7-2.84德国7722.510.55韩国4564.212.36印度4355.625.67意大利3222.114.78英国2794.716.49法国2695.89.110俄罗斯2569.128.9全球主要经济体制造业增加值排名（2021年）美国在1990年前以制造业为主国际贸易制造业餐饮住宿技术服务2015年美国各州就业率最高的主要行业橙：医疗和社会救助蓝：制造业铁锈红：国际贸易粉蓝：住宿餐饮灰色：技术服务粉蓝：住宿餐饮（2）飞机设计和制造代表制造业的最高水平我们应该感到自豪和骄傲，有幸接触航空机械工程和制造业。因为航空制造业引领制造业产业和技术的升级和发展。异地（网络化）设计、数字化设计、制造技术(CAD/CAM太通用)、数字化加工技术、高强度耐高温新材料、系统综合集成、计算机生产信息管理、虚拟制造、虚拟装配等等，最早都是从航空工业发展起来和推广到民用产业的。在国防工业领域，航空制造技术代表最高水平。美国波音777是CAD/CAM技术应用典范（1990年开始研制）。

有航空制造的经历，即使转到其他制造领域你将“举重若轻，游刃有余”B777-全球第一个全机数字样机特点效果100%数字化产品定义（三维模型）数字化预装配（装配仿真）全机数据管理设计更改和返工减少50%装配问题减少50～80%研制周期缩短50%以上

航空航天制造业处于落后，航空发动机制造尤其是短板。据中国业内权威专家估计，中美航空工业的总体差距至少有20年，而航空发动机落后“至少30年”。在复合材料领域，仅杜邦公司所积累的工艺数据就是我国的25倍以上；而针对涡扇航空发动机所做材料和工艺试验，我国不过相当于GE的5%。（3）中国的装备制造业正面临和经历转型升级（a）由制造大国向制造强国的提升量-质的提升凸显技术创新、产品创新的重要性。1978年4月4日，邓小平指出：“科研就是巨大的生产力，这在航空工业表现特别明显。”（b）IT与制造业的融合趋势中国制造2025版：由大变强的战略蓝图是“互联网+十大领域”，制造与信息技术深度融合。这十大领域是：数控机床、机器人、航空航天装备、海洋装备及船舶、轨道交通装备、新能源汽车、电力装备、新材料、生物医药及医疗器械、农业机械装备。世纪豪赌——雷军和董明珠之争背后【缘由】2013.12.12《中国经济年度人物评选获奖名单揭晓》仪式小米-格力模式的比较实体+实业营销年份格力小米2013年1200亿元316亿元（1870万部）2014年1400亿元（4212万台）743亿元（6112万部）2015年（预测）1600亿元1000亿元2018年（预测）3110亿元（实际1893亿）4725亿元（实际1803亿）格力销售额小米销售额格力成长率小米成长率3110亿4725亿2018年小米-格力业绩和发展预测对比

2016年小米遭遇滑铁卢，业绩不理想，销售额未公布，预估700～800亿之间。智能手机出货量5200万部。位居第九。

华为成为中国首家智能手机年销量超过1亿部的厂商。

雷军称：“2016年是失去的一年”。2016年底喊出口号：“第二次创业”2014-2016年小米的业绩2017年全球共出货14.724亿部智能手机，比2016年下降了0.1%。三星以3.173亿部排名榜首，市场份额21.6%；苹果2.158亿部，14.7%；华为1.531亿部，市占率10.4%；小米9240万部，市场占有率6.3%，入围5强。叱咤风云一时的vivo被小米挤到Others行列。2017年排名：三星、苹果、华为、OPPO、小米2012～2018年格力-小米营业额比较

——格力赢了小米，雷军赢了董大姐，都是赢家五年之内，差距缩小800亿元（2013-18年格力1200-1893亿，小米316-1803亿）BATJ中，阿里巴巴市值4771.94亿美元，腾讯41056.3亿港币，京东671.4亿美元，百度876.1亿美元。小米2018.7.9日上市（员工19000人，市值3683亿，股价下降50%）格力-小米之争都是赢家，实际是：

互联网+两种理解方式：（1）格力：传统实业主动+互联网（2）小米：互联网+其他实业拓展生态链

总之：现代制造要拥抱互联网13种数字工程师新职业1.3怎样学习《机械工程概论》？以项目（典型事例分析）为牵引的研究型学习1以航空（航天）应用为特色2注重形象教学，兴趣学习，以学为乐3概论非百科全书，是机械工程学科的入门、引言4围绕大作业展开专题研习活动51.4《机械工程》课程目标2014《舐犊情深》2013《绿化星球》2011《祈福荷灯》2005《登长城，点烽火》2003《征服太空》2002《攀登珠穆朗玛峰》机器人集锦1机器人集锦2机器人集锦3机器人集锦4十年回顾ABURoboCon历届成绩统计（十一届中五次勇夺冠军）届别年份主题CHINAROBOCONABUROBOCON冠军亚军冠军亚军一2002抢攀富士山中科大二队中科大一队越南中国二2003太空征服者北科大哈工程泰国一队泰国二队三2004鹊桥相会西科大北科大越南中国四2005登长城，燃圣火北科大哈工程日本中国五2006修建双子高塔西交大北科大越南泰国六2007华夏之光西交大北科大中国印尼七2008竞技“牛郎”西交大哈工大中国埃及八2009胜利鼓乐哈工大东北大学中国中国香港九2010辉煌金塔电子科大北科大中国越南十2011荷灯祈福华中科大国防科大泰国一队泰国二队十一2012平安大吉电子科大国防科大中国越南十二2013绿化星球电子科大国防科大日本越南十三2014舐犊情深太原工学院哈工大越南日本十四2015羽球双雄电子科大中石大越南中国香港十五2016清洁能源东北大学太原工学院马来西亚中国十六2017舞盘雅乐东北大学电子科大越南马来西亚老队员自主创业公司一览（150家的部分统计）创始人/ROBOCON年份公司名称/成立年份规模（员工人数）2017销售额（RMB）汪滔/2005大疆公司（深圳）/20078000180亿周伟等3人/2007乐行天下2003.5亿鲜麟波等/2004需要智能术公司（武汉）/2009604000万宋辉、赵明名等慧拓科技公司（成都）/201020020000万胡天链/吴建/04福德公司（绵阳）/2010603000万李科凌阳科技公司（绵阳）/201140董国胜/2002北京科普斯特公司/2005903000万郑健等6个小青年曙创公司（成都）/2011205000万于欣龙奥松公司/2009361500万刘正勇/2004欣奕华科技公司/201313010亿邱锐/19