机械工程学科概论课件

机械工程学科概论欢迎来到机械工程学科概论课程！本课程将带您深入了解机械工程学科，并介绍其发展历史、特点、应用领域以及相关基础知识机械工程学科概述定义目标机械工程是研究和应用机械原理、机械设计、机械制造、机械控机械工程旨在利用科学原理，通过设计、制造、分析和改进机械制等技术，以创造、改进和使用机器及相关系统的工程学科系统，解决现实世界中的工程问题机械工程学科的发展历程古代现代从原始工具的制造开始，人类不断探索和发展机械技术，奠定了机械工程电子技术和计算机技术的应用，促进了机械工程向着自动化、智能化方向的基础发展123工业革命蒸汽机和内燃机的发明，推动了机械工程的快速发展，标志着工业时代的到来机械工程学科的特点综合性实践性创新性机械工程涉及物理、数学、材料科学、机械工程需要将理论知识应用于实际问机械工程不断追求新技术、新材料、新计算机科学等多个学科领域题，并通过实验验证和改进工艺，以满足不断变化的社会需求机械工程学科的分支机械设计机器人工程设计和制造机器、设备、工具等机械设计、制造和控制机器人系统，用于产品自动化生产和服务汽车工程航空航天工程研究和应用汽车设计、制造、测试和设计、制造和运行飞机、航天器等航维护等技术空航天产品机械工程学科的应用领域制造业机械工程在制造业中应用广泛，包括汽车、航空航天、电子、能源等领域医疗机械工程在医疗领域也有着重要的应用，例如人工器官、医疗设备等农业机械工程在农业领域也发挥着重要作用，例如农机、灌溉设备等建筑机械工程在建筑领域也得到应用，例如工程机械、起重机等工程图纸与制图基础图纸1视图2正投影、侧投影、俯视图尺寸标注3尺寸线、尺寸数字、尺寸界线公差配合4公差带、配合方式、配合精度机械制图基本原理投影法1将物体投射到投影面上的方法视图2根据投影原理得到的物体的图像尺寸标注3标注物体的大小和形状公差配合4确定零件尺寸允许的偏差范围正投影与视图32正投影视图将物体投射到投影面上的方法根据投影原理得到的物体的图像尺寸标注尺寸线尺寸数字尺寸界线用来标注尺寸的线段标注尺寸的数值用来界定尺寸范围的线段公差与配合公差带配合方式允许尺寸偏差的范围不同零件之间尺寸的配合关系配合精度配合的精度等级机械零件的种类与特点轴齿轮轴承用于支撑旋转零件的部件用于传递运动和动力的部件用于支撑转动或移动部件的部件常用机械零件的作用和特性齿轮轴承用于传递运动和动力的部件用于支撑转动或移动部件的部件弹簧用于储存和释放能量的部件常见机械元件的选用与计算需求分析1确定元件的功能、尺寸和性能要求元件选择2根据需求分析选择合适的元件类型参数计算3根据元件的特性和负载进行参数计算轴系与轴承轴系由轴、轴承和连接件组成的系统轴承用于支撑转动或移动部件的部件联接件与传动件联接件1螺纹联接2螺纹连接件键联接3键连接件传动件4传动轴、齿轮、链轮、皮带轮材料力学基础应力1物体内部的内力应变2物体在外力作用下的变形强度3材料抵抗破坏的能力刚度4材料抵抗变形的能力应力与变形分析12应力分析变形分析计算物体内部的应力分布计算物体在外力作用下的变形薄壁构件与厚壁构件薄壁构件厚壁构件壁厚远小于其他尺寸的构件壁厚与其他尺寸相当的构件机械结构强度计算材料强度结构强度材料抵抗破坏的能力结构抵抗破坏的能力安全系数用来保证结构安全的设计参数疲劳与可靠性设计疲劳可靠性在重复载荷作用下材料的破坏机械产品在规定条件下完成规定功能的能力机械设计基础设计方法设计参数机械设计的基本方法和流程机械设计中需要确定的参数失效模式机械设计中常见的失效模式机械设计方法与流程需求分析1确定设计目标、功能和性能要求概念设计2生成多个设计方案，并进行初步评估详细设计3对选定的方案进行详细设计，确定所有参数机械设计参数的确定材料选择根据设计要求选择合适的材料尺寸确定根据功能和性能要求确定零件尺寸公差配合确定零件之间尺寸的配合关系机械设计中的失效模式失效模式1疲劳2在重复载荷作用下材料的破坏断裂3材料在应力作用下的断裂塑性变形4材料在应力作用下的永久变形机械设计案例分析案例介绍1介绍一个具体的机械设计案例设计过程2分析设计过程，包括需求分析、概念设计、详细设计等结果分析3分析设计结果，包括性能指标、成本效益等机械制造基础12加工工艺加工设备机械加工的基本工艺流程机械加工常用的设备3加工精度机械加工的精度要求机械加工工艺与设备车削铣削钻削用车刀在旋转工件上切削金属用铣刀在工件上切削金属用钻头在工件上钻孔焊接与连接技术焊接连接用热量或压力将两个金属工件熔合在一起将两个金属工件用其他方式连接在一起表面处理与装配表面处理装配对金属表面进行处理，以提高其性能将多个零件组合成一个完整的机器质量检验与控制质量检验质量控制对产品质量进行检验，确保符合要求对生产过程进行控制，确保产品质量机械系统分析与模拟系统分析1对机械系统进行分析，了解其工作原理和性能系统模拟2使用计算机软件模拟机械系统的工作过程机械系统建模与仿真系统建模建立机械系统的数学模型系统仿真使用计算机软件对系统模型进行仿真机械系统的动力学分析动力学分析1运动分析2分析机械系统的运动规律力分析3分析机械系统中各部件的受力情况机械系统的优化设计性能优化1优化机械系统的性能指标，例如效率、精度、可靠性等成本优化2降低机械系统的制造成本结构优化3优化机械系统的结构，例如减轻重量、提高强度等结论与展望机械工程学科作为现代科技的重要组成部分，在未来将继续发展，并与其他学科交叉融合，不断创造新的技术和产品，为人类社会进步做出更大的贡献。