機(jī)械工業(yè)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用

1、1-0 引言1-1 機(jī)械工業(yè)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用1-2 機(jī)器的基本組成要素1-3 本課程的內(nèi)容、性質(zhì)與任務(wù)1-4 認(rèn)識(shí)機(jī)器 當(dāng)今社會(huì)高度的物質(zhì)文明是以近代機(jī)械工業(yè)的飛速發(fā)展為基礎(chǔ)建立起來(lái)的，人類生活的不斷改善也與機(jī)械工業(yè)的發(fā)展緊密相連。 機(jī)械是人類用以轉(zhuǎn)換能量和借以減輕體力勞動(dòng)、提機(jī)械是人類用以轉(zhuǎn)換能量和借以減輕體力勞動(dòng)、提高生產(chǎn)率的主要工具高生產(chǎn)率的主要工具。 機(jī)械工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱工業(yè)之一。機(jī)械工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱工業(yè)之一。 機(jī)械機(jī)械工業(yè)工業(yè)是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標(biāo)志是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 五千年前已開始使用簡(jiǎn)單的紡織機(jī)械；西漢時(shí)應(yīng)用輪系傳動(dòng)原理制成了指南車和記里鼓車（西漢

2、時(shí)應(yīng)用輪系傳動(dòng)原理制成了指南車和記里鼓車（這兩種車這兩種車相繼失傳相繼失傳 ）；指南車和記里鼓車是現(xiàn)代車輛上離合器和計(jì)程儀的先指南車和記里鼓車是現(xiàn)代車輛上離合器和計(jì)程儀的先驅(qū)，體現(xiàn)了驅(qū)，體現(xiàn)了20002000年前我國(guó)機(jī)械制造的高度水平，是我國(guó)古代科學(xué)技年前我國(guó)機(jī)械制造的高度水平，是我國(guó)古代科學(xué)技術(shù)的卓越成就術(shù)的卓越成就. .東漢張衡發(fā)明的候風(fēng)地動(dòng)儀是世界上第一臺(tái)地震儀。東漢張衡發(fā)明的候風(fēng)地動(dòng)儀是世界上第一臺(tái)地震儀。目前許多機(jī)械中仍在采用的青銅軸瓦和金屬人字圓柱齒輪，在目前許多機(jī)械中仍在采用的青銅軸瓦和金屬人字圓柱齒輪，在我國(guó)東漢年代的文物中都可以找到它們的原始形態(tài)。我國(guó)東漢年代的文物中都可以找

3、到它們的原始形態(tài)。 我國(guó)古代在機(jī)械研我國(guó)古代在機(jī)械研制方面有許多杰出制方面有許多杰出的發(fā)明創(chuàng)造。的發(fā)明創(chuàng)造。18世紀(jì)初以蒸汽機(jī)的出現(xiàn)為代表產(chǎn)生了第一次產(chǎn)業(yè)革命，人們開始設(shè)計(jì)制造各種各樣的機(jī)械，例如紡織機(jī)、火車、汽輪船。哈格里沃斯發(fā)明的哈格里沃斯發(fā)明的“珍妮紡紗機(jī)珍妮紡紗機(jī)”法國(guó)陸軍技術(shù)軍官古諾發(fā)明了世界上法國(guó)陸軍技術(shù)軍官古諾發(fā)明了世界上第一輛蒸汽動(dòng)力車第一輛蒸汽動(dòng)力車19世紀(jì)到20世紀(jì)初的第二次產(chǎn)業(yè)革命，隨著內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)，促進(jìn)了汽車、飛機(jī)等運(yùn)輸工具的出現(xiàn)和發(fā)展。1898年問(wèn)世的年問(wèn)世的“雷諾雷諾”牌汽車牌汽車“圣路易斯精神圣路易斯精神”號(hào)飛機(jī)號(hào)飛機(jī)1927年美國(guó)人林德伯格駕駛著它完成了人年美國(guó)

4、人林德伯格駕駛著它完成了人類首次不著陸飛越大西洋的壯舉。類首次不著陸飛越大西洋的壯舉。20世紀(jì)中后期，以機(jī)電一體化技術(shù)為代表，在機(jī)器人，航空航天，海洋艦船等領(lǐng)域開發(fā)出了眾多高新機(jī)械產(chǎn)品，如火箭、衛(wèi)星、宇宙飛船、空間站、航空母艦、深海探測(cè)器等國(guó)際太空站國(guó)際太空站航天飛機(jī)正在利用機(jī)械臂施放哈航天飛機(jī)正在利用機(jī)械臂施放哈勃空間望遠(yuǎn)鏡勃空間望遠(yuǎn)鏡展望剛剛到來(lái)的21世紀(jì)，智能機(jī)械、微型機(jī)構(gòu)、仿生機(jī)械的蓬勃發(fā)展，將促進(jìn)材料、信息、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化等領(lǐng)域的交叉與融合，進(jìn)一步豐富和發(fā)展機(jī)械基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)。用光刻技術(shù)做成的微米尺寸的微機(jī)械用光刻技術(shù)做成的微米尺寸的微機(jī)械蜘蛛形探雷機(jī)器人蜘蛛形探雷機(jī)器人機(jī)械科學(xué)與

5、技術(shù)發(fā)展或許是我們限定思維所難以展望的，但人們?cè)跈C(jī)械創(chuàng)新的漫漫征程中所積累的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)為我們提供了認(rèn)識(shí)和改造客觀世界的基礎(chǔ)。各行各業(yè)的機(jī)器組成有沒有共同的特點(diǎn)？各行各業(yè)的機(jī)器組成有沒有共同的特點(diǎn)？ 能否進(jìn)行總結(jié)？能否進(jìn)行總結(jié)？其共同特征或者共同之處在何處？其共同特征或者共同之處在何處？ 能否進(jìn)行專門研究？能否進(jìn)行專門研究？機(jī)器的基本組成要素 一臺(tái)機(jī)器的機(jī)械系統(tǒng)總是由一些機(jī)構(gòu)組成的，每個(gè)機(jī)構(gòu)又是由若干零件組 成的。機(jī)器的基本組成要素就是機(jī)械零件。有些零件是在各種機(jī)器中常用 的， 稱之為通用零件；在特定的機(jī)器中才用到的，稱之為專用零件。 通用零件包括：齒輪、鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)

6、； 軸、聯(lián)軸器、離合器；滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承； 螺栓、鍵、花鍵、銷；鉚、焊、膠結(jié)構(gòu)件；彈簧、機(jī)架、箱體等。 專用零件例如：葉片、曲軸、槍栓等。 部件：為完成同一使命，在結(jié)構(gòu)上組合在一起并協(xié)同工作的一組零件。如 減速器、離合器、聯(lián)軸器。 1.2 本課程的內(nèi)容 本課程的主要內(nèi)容是：學(xué)習(xí)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)； 學(xué)習(xí)通用零件的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法。 本課程中“設(shè)計(jì)”的含義是指機(jī)械裝置的實(shí)體設(shè)計(jì)，涉及零件的應(yīng)力、強(qiáng)度 的分析計(jì)算，材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，考慮加工工藝性、標(biāo)準(zhǔn)化以及經(jīng)濟(jì) 性、環(huán)境保護(hù)等。 機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)果的表現(xiàn)形式為：機(jī)械工程圖、說(shuō)明書和計(jì)算機(jī)程序。 本課程所涉及的先修課程有：金屬材料學(xué)：選材問(wèn)題

7、，非金屬材料，金屬材料及熱處理。工程制圖：工程語(yǔ)言，設(shè)計(jì)的圖形表達(dá)。機(jī)械制造基礎(chǔ)：冷加工工藝，熱加工工藝。公差配合與技術(shù)測(cè)量：解決精度設(shè)計(jì)問(wèn)題。理論力學(xué)：解決力分析與動(dòng)力計(jì)算。材料力學(xué)：解決強(qiáng)度分析問(wèn)題。機(jī)械原理：解決機(jī)械的方案設(shè)計(jì)。1.3 1.3 本課程的地位和目的本課程的地位和目的機(jī)械設(shè)計(jì)課程的地位機(jī)械設(shè)計(jì)課程的地位1. 機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械類各專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。2. 與一般的基礎(chǔ)課比更接近工程實(shí)際。3. 與專業(yè)課比具有更寬的研究面和更廣的適應(yīng)性。學(xué)習(xí)本課程的目的學(xué)習(xí)本課程的目的1. 為學(xué)習(xí)機(jī)械類有關(guān)專業(yè)課打好理論基礎(chǔ)。2. 為機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)3. 為現(xiàn)有機(jī)械的合理使用

8、和革新改造打基礎(chǔ)。本課程的幾個(gè)特點(diǎn) 涉及面廣 要求多強(qiáng)度、剛度、壽命、工藝、重量、安全、經(jīng)濟(jì)性。 門類多各類機(jī)械零件，各有特點(diǎn)，設(shè)計(jì)方法各異。 公式多計(jì)算多，有解析式、半解析式、經(jīng)驗(yàn)的、半經(jīng)驗(yàn)的及定義式。 圖表多結(jié)構(gòu)圖、分析圖、原理圖、示意圖、曲線圖、標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗(yàn)數(shù)表。 實(shí)踐性強(qiáng)不僅讀懂書就行，要多聯(lián)系實(shí)際，要注重實(shí)踐性環(huán)節(jié)。n 設(shè)計(jì)問(wèn)題的答案不唯一。從方案到尺寸，要注意發(fā)展求異思維。1.4 本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法 學(xué)習(xí)方法a 抓住本課程的精髓：設(shè)計(jì)主線 工況及受力分析失效分析確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則計(jì)算尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。b 多方位思維：強(qiáng)度設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析（降低成本）同時(shí)進(jìn)行。注意處理好幾個(gè)關(guān)系

9、零件的設(shè)計(jì)與選用 零件設(shè)計(jì)的兩個(gè)主要途徑。 設(shè)計(jì)計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)決非只是計(jì)算，同學(xué)更應(yīng)重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)。 性能要求與經(jīng)濟(jì)性 永遠(yuǎn)是一對(duì)矛盾，應(yīng)學(xué)會(huì)合理地解決這一對(duì)矛盾。 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)與理論設(shè)計(jì) 二者均重要，前者是后者的基礎(chǔ)。 具體的設(shè)計(jì)方法與一般的設(shè)計(jì)能力 前者是學(xué)習(xí)的形式，后者是學(xué)習(xí)的目的。 注重設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力的培育。 1.名稱: 指南車和記里鼓車 2.主題詞或關(guān)鍵詞: 中國(guó)科技之最 3.指南車和記里鼓車的發(fā)明，標(biāo)志著我國(guó)古代對(duì)齒輪系統(tǒng)的應(yīng)用在當(dāng)時(shí)世界上居于領(lǐng)先地位。 4.據(jù)史料記載，指南車和記里鼓車至少在2000年前就已經(jīng)出現(xiàn)了。當(dāng)時(shí)一些帝王把它們作為出行時(shí)的儀仗。后來(lái)，這兩種車相繼

10、失傳。以后東漢的張衡、三國(guó)時(shí)代的馬鈞、南北朝的祖沖之等許多名家巧匠競(jìng)相研制，所以從三國(guó)時(shí)代開始，歷代史書差不多都有關(guān)于指南車和記里鼓車的記載，但均比較簡(jiǎn)略。直到宋代，宋史才詳細(xì)記載了它們的內(nèi)部齒輪構(gòu)造。 5.指南車是一種雙輪獨(dú)轅車，車上立一個(gè)伸臂南指的木人。在行進(jìn)的時(shí)候，不管車向東或向西轉(zhuǎn)彎，木人始終伸臂指向南方。這種情況，是由于指南車運(yùn)用了齒輪系或聯(lián)或斷自動(dòng)離合的巧妙設(shè)計(jì)。指南車的車箱當(dāng)中有一個(gè)大齒輪，這個(gè)大齒輪的軸向上伸出，軸上立一個(gè)木人，大齒輪轉(zhuǎn)多少度，軸上的木人也轉(zhuǎn)多少度。車輛向正南方向行駛時(shí)，傳動(dòng)齒輪和木人下面的大齒輪是分離的，伸臂南指的木人不受車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的影響。而當(dāng)車輛偏離正南方向，

11、向左（向東）轉(zhuǎn)彎時(shí)，車轅前端向左移動(dòng)，后端則向右（向西）移動(dòng)，于是將右側(cè)傳動(dòng)齒輪放落，和木人下面的大齒輪相接觸，使右側(cè)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)能帶動(dòng)大齒輪向右轉(zhuǎn)動(dòng)，恰好抵消了車輛向左轉(zhuǎn)彎的影響，從而使木人手臂所指的方向保持不變，仍然指向南方。 6.這里需要說(shuō)明的是，指南車與指南針是兩回事。指南針是由于地球磁場(chǎng)的作用，針的一頭總是指著南方。而指南車則是利用機(jī)械傳動(dòng)的方法，使車上木人的手臂永遠(yuǎn)指向南方。 7.記里鼓車有一套減速齒輪系，始終與車輪同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，其最后一根軸在車行一里或十里時(shí)才回轉(zhuǎn)一周，再經(jīng)過(guò)傳動(dòng)機(jī)械，令木人擊鼓或擊鐲以記所行里程，記里鼓車的足輪（著地回轉(zhuǎn)行走的車腳輪）直徑6尺，轉(zhuǎn)一周車行18尺，足輪回轉(zhuǎn)100周，車行180丈，恰合一里之?dāng)?shù)。車上齒輪系中的立輪、下平輪、旋風(fēng)輪和中平輪等4個(gè)齒輪的齒數(shù)分別為18、54、3、100。車行一里，l0013/543/1001周，中平輪只轉(zhuǎn)一周。在中平輪的軸上，裝有一個(gè)起凸輪作用的撥子，撥動(dòng)木人的手臂，即可使木人擊鼓一次。若是再加上一個(gè)10齒的小平輪