機(jī)械工程概論

1、機(jī)械工程概論教材：教材： 機(jī)械工程概論機(jī)械工程概論主編：主編： 宗培言宗培言 叢東華叢東華 出版社：機(jī)械工業(yè)出版社出版出版社：機(jī)械工業(yè)出版社出版主要內(nèi)容主要內(nèi)容機(jī)械與機(jī)械工程機(jī)械與機(jī)械工程機(jī)械工程的應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)械工程的應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)械工業(yè)與制造業(yè)機(jī)械工業(yè)與制造業(yè)機(jī)械設(shè)計與現(xiàn)代設(shè)計方法機(jī)械設(shè)計與現(xiàn)代設(shè)計方法工程材料工程材料材料成型技術(shù)材料成型技術(shù)機(jī)械加工技術(shù)機(jī)械加工技術(shù)先進(jìn)加工技術(shù)先進(jìn)加工技術(shù)制造業(yè)先進(jìn)生產(chǎn)方式與管理模式制造業(yè)先進(jìn)生產(chǎn)方式與管理模式現(xiàn)代機(jī)械工程教育現(xiàn)代機(jī)械工程教育第一章第一章 機(jī)械與機(jī)械工程機(jī)械與機(jī)械工程機(jī)械的定義機(jī)械的定義“機(jī)械機(jī)械”一詞是機(jī)構(gòu)（一詞是機(jī)構(gòu)（mechanism）和機(jī)器

2、（）和機(jī)器（machine）的總稱。）的總稱。 兩個共同特征：兩個共同特征：1） 它們是一種人為的實物構(gòu)件的組合。它們是一種人為的實物構(gòu)件的組合。2） 它們各部分之間具有確定的相對運動。它們各部分之間具有確定的相對運動。 機(jī)器具備的第三個特征：機(jī)器具備的第三個特征： 能代替人類的勞動以完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能。能代替人類的勞動以完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能。 凡符合下述三項條件的，則定義為機(jī)械。凡符合下述三項條件的，則定義為機(jī)械。 它是物體的組合，假定力加到其各個部分也難以變形。它是物體的組合，假定力加到其各個部分也難以變形。 這些物體必須實現(xiàn)相互的、單一的、規(guī)定的運動。這些物體必須實現(xiàn)相

3、互的、單一的、規(guī)定的運動。 把施加的能量轉(zhuǎn)變?yōu)樽钣杏玫男问剑蜣D(zhuǎn)變?yōu)橛行У陌咽┘拥哪芰哭D(zhuǎn)變?yōu)樽钣杏玫男问剑蜣D(zhuǎn)變?yōu)橛行У?機(jī)械功。機(jī)械功。 日本對機(jī)械的定義：日本對機(jī)械的定義：（1）中國古代文獻(xiàn)中）中國古代文獻(xiàn)中“機(jī)械機(jī)械”一詞的涵義一詞的涵義 “機(jī)械機(jī)械” 一詞由一詞由“機(jī)機(jī)”與與“械械”兩個漢字組成。兩個漢字組成。 古代常以古代常以“機(jī)機(jī)”指弩上發(fā)箭的裝置，即弩機(jī)。指弩上發(fā)箭的裝置，即弩機(jī)。 莊子莊子齊物論齊物論：“其發(fā)若機(jī)括。其發(fā)若機(jī)括。”釋文釋文稱：稱：“機(jī)，弩牙；括，機(jī)，弩牙；括，箭括。箭括?！卑创搜詮堝蟀l(fā)箭，以括入機(jī)，機(jī)動則發(fā)。按此言張弩發(fā)箭，以括入機(jī)，機(jī)動則發(fā)。 “械械”在古代是

4、指器械、器物等實物。在古代是指器械、器物等實物。 莊子莊子天地天地載載“有械于此，一日浸百畦，用力甚寡而見功多。有械于此，一日浸百畦，用力甚寡而見功多?！?古代機(jī)械的概念：機(jī)械是能用力甚寡而見功多的器械。古代機(jī)械的概念：機(jī)械是能用力甚寡而見功多的器械。 （2）西方古今的機(jī)械概念）西方古今的機(jī)械概念美國羅伯特美國羅伯特歐布林（歐布林（ Robert Obrien）機(jī)器機(jī)器： 英文的英文的“machine”（機(jī)械）一詞來源于希臘文（機(jī)械）一詞來源于希臘文mechine及拉丁及拉丁文文mecina，兩者原意都指的是，兩者原意都指的是“巧妙的設(shè)計巧妙的設(shè)計”。 古羅馬的建筑師維特魯威（古羅馬的建筑師維

5、特魯威（Vitruvii）。他在其著作）。他在其著作建筑十建筑十書書（約成書于公元前（約成書于公元前3233年）給出了這樣的定義：年）給出了這樣的定義：“機(jī)械是機(jī)械是把木材結(jié)合起來的裝置，主要對于搬運重物發(fā)揮效力。把木材結(jié)合起來的裝置，主要對于搬運重物發(fā)揮效力?！?亞歷山大利亞城的希羅（亞歷山大利亞城的希羅（Hero of Alexandria，公元，公元1世紀(jì)）世紀(jì)）最早討論了機(jī)械的基本要素，他認(rèn)為機(jī)械的要素有五類：輪與軸，最早討論了機(jī)械的基本要素，他認(rèn)為機(jī)械的要素有五類：輪與軸，杠桿，滑車，尖劈，螺旋。杠桿，滑車，尖劈，螺旋。 1724年，德國萊比錫的機(jī)械士廖波爾特（年，德國萊比錫的機(jī)械士

6、廖波爾特（Leopold）給出）給出的定義是：的定義是：“機(jī)械或工具是一種人造的設(shè)備，用它來產(chǎn)生有利的機(jī)械或工具是一種人造的設(shè)備，用它來產(chǎn)生有利的運動；同時在不能用其他方法節(jié)省時間和力量的地方，它能做到運動；同時在不能用其他方法節(jié)省時間和力量的地方，它能做到節(jié)省。節(jié)省?！?馬克思在馬克思在18611863年經(jīng)濟(jì)學(xué)手稿年經(jīng)濟(jì)學(xué)手稿討論了機(jī)器與工具的區(qū)討論了機(jī)器與工具的區(qū)別，他指出：別，他指出：“以上所述已經(jīng)對機(jī)器和工具有什么區(qū)別的問題以上所述已經(jīng)對機(jī)器和工具有什么區(qū)別的問題作出了回答。工具本身一旦由機(jī)械來推動，一旦由工人的工具作出了回答。工具本身一旦由機(jī)械來推動，一旦由工人的工具（它的生產(chǎn)率取決

7、于工人的技巧并需要他付出作為勞動過程的（它的生產(chǎn)率取決于工人的技巧并需要他付出作為勞動過程的媒介的勞動）變成機(jī)械的工具，媒介的勞動）變成機(jī)械的工具，機(jī)器就代替了工具。在這機(jī)器就代替了工具。在這種情況下，機(jī)械應(yīng)該達(dá)到這樣的發(fā)展程度：它既能從人或牲畜，種情況下，機(jī)械應(yīng)該達(dá)到這樣的發(fā)展程度：它既能從人或牲畜，簡言之，從任意動作的那些原動力獲得動力，也能從機(jī)械推動簡言之，從任意動作的那些原動力獲得動力，也能從機(jī)械推動的原動機(jī)獲得動力。的原動機(jī)獲得動力?！?馬克思在馬克思在資本論資本論中對充分發(fā)展了的機(jī)械給出了界定：中對充分發(fā)展了的機(jī)械給出了界定：“一一切已經(jīng)發(fā)展的機(jī)器，都由三個本質(zhì)上不同的部分切已經(jīng)發(fā)

8、展的機(jī)器，都由三個本質(zhì)上不同的部分發(fā)動機(jī)、傳動發(fā)動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和工具機(jī)械工作機(jī)構(gòu)成，發(fā)動機(jī)是整個機(jī)構(gòu)的動力。機(jī)構(gòu)和工具機(jī)械工作機(jī)構(gòu)成，發(fā)動機(jī)是整個機(jī)構(gòu)的動力。” 機(jī)械工程是以機(jī)構(gòu)和機(jī)器為基本對象的科學(xué)，各類和各種機(jī)械工程是以機(jī)構(gòu)和機(jī)器為基本對象的科學(xué)，各類和各種不同機(jī)械均屬機(jī)械工程技術(shù)的范疇。不同機(jī)械均屬機(jī)械工程技術(shù)的范疇。 機(jī)械工程就是以有關(guān)的自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)為理論基礎(chǔ)，機(jī)械工程就是以有關(guān)的自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合在生產(chǎn)實踐中積累的技術(shù)經(jīng)驗，研究和解決在開發(fā)設(shè)計、結(jié)合在生產(chǎn)實踐中積累的技術(shù)經(jīng)驗，研究和解決在開發(fā)設(shè)計、制造、安裝、運用和修理各種機(jī)械中的理論和實際問題的一門制造、安裝

9、、運用和修理各種機(jī)械中的理論和實際問題的一門應(yīng)用學(xué)科。應(yīng)用學(xué)科。 5、研制和提供各種機(jī)械武器。、研制和提供各種機(jī)械武器。 現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：1、研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械、研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械2、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械3、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械4、研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機(jī)械、研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機(jī)械機(jī)械機(jī)械：工：工業(yè)業(yè)之母之母紡織工業(yè)紡織工業(yè) 鞋業(yè)制造鞋業(yè)制造衣衣:成衣工成衣工業(yè)業(yè)食食:食品工食品工業(yè)業(yè)包包裝裝工工業(yè)業(yè)住住:施工施工機(jī)械機(jī)械搬搬運機(jī)械運機(jī)械飛

10、機(jī)飛機(jī)輪輪船船汽汽車車火車火車自行車自行車信息信息:電腦電腦,光電設(shè)備光電設(shè)備休休閑閑: :運動器材運動器材模擬器模擬器醫(yī)療醫(yī)療生物晶片生物晶片生活生活輔助設(shè)備輔助設(shè)備醫(yī)療手術(shù)設(shè)備醫(yī)療手術(shù)設(shè)備行行:機(jī)械工程的技術(shù)：機(jī)械工程的技術(shù)：機(jī)構(gòu)設(shè)計控制技術(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計熱流技術(shù)振噪技術(shù)切削技術(shù)熱處理技術(shù)制造技術(shù)測量技術(shù)動力技術(shù)焊接技術(shù)鑄造技術(shù)模具技術(shù)CAD/CAM/CAE工工廠廠管理管理/ /品品質(zhì)質(zhì)工程工程電電子子/ /電機(jī)電機(jī)技技術(shù)術(shù)光光學(xué)學(xué)/ /電電磁磁技技術(shù)術(shù)化化學(xué)學(xué)/ /化工化工技技術(shù)術(shù)生生醫(yī)醫(yī)技技術(shù)術(shù)信息信息科技科技材料材料技技術(shù)術(shù)機(jī)械工程的工作內(nèi)容機(jī)械工程的工作內(nèi)容建立和發(fā)展機(jī)械工程的工程理論基

11、礎(chǔ)建立和發(fā)展機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ) 研究、設(shè)計和生產(chǎn)新的機(jī)械產(chǎn)品以及改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和新研究、設(shè)計和生產(chǎn)新的機(jī)械產(chǎn)品以及改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和新一代機(jī)械產(chǎn)品。一代機(jī)械產(chǎn)品。 機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)：機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)： 生產(chǎn)設(shè)施；生產(chǎn)計劃；制造工藝；工模具；勞動定額和材生產(chǎn)設(shè)施；生產(chǎn)計劃；制造工藝；工模具；勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。有效的控制。 企業(yè)的經(jīng)營和管理企業(yè)的經(jīng)營和管理: 研究產(chǎn)生的環(huán)境污染和自然資源過度耗費方面的問題，及研究產(chǎn)生的環(huán)境污染和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。其處理措施。

12、機(jī)械工程分類機(jī)械工程分類按工作原理：可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、往復(fù)機(jī)械、仿生按工作原理：可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、往復(fù)機(jī)械、仿生 機(jī)械等。機(jī)械等。 按功能：可分為動力機(jī)械、物料搬運機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按功能：可分為動力機(jī)械、物料搬運機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)：可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械、運按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)：可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械、運 輸機(jī)械和化工機(jī)械等；輸機(jī)械和化工機(jī)械等；它包含了人類的主要技術(shù)活動：它包含了人類的主要技術(shù)活動：（1）發(fā)明與革新；）發(fā)明與革新；（2）設(shè)計與測試；）設(shè)計與測試；（3）制造（加工與制作）制造（加工與制作）（4）使用與維修。）使用與維修。 各種機(jī)械的

13、發(fā)明、設(shè)計、加工與制造以及使用與維修均屬各種機(jī)械的發(fā)明、設(shè)計、加工與制造以及使用與維修均屬機(jī)械工程技術(shù)的范疇。機(jī)械工程技術(shù)的范疇。 三、機(jī)械工程的發(fā)展三、機(jī)械工程的發(fā)展1、動力技術(shù)的發(fā)展、動力技術(shù)的發(fā)展2、機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展、機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展公元公元1 11818世紀(jì)，用水力、風(fēng)力和熱空氣推動機(jī)械。世紀(jì)，用水力、風(fēng)力和熱空氣推動機(jī)械。1818世紀(jì)末蒸汽機(jī)問世世紀(jì)末蒸汽機(jī)問世 19世紀(jì)末發(fā)明內(nèi)燃機(jī)及電動機(jī)世紀(jì)末發(fā)明內(nèi)燃機(jī)及電動機(jī)19世紀(jì)末至世紀(jì)末至20世紀(jì)初，汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣式發(fā)動機(jī)、世紀(jì)初，汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣式發(fā)動機(jī)、 火箭發(fā)動機(jī)的發(fā)明火箭發(fā)動機(jī)的發(fā)明 18世紀(jì)車床由木結(jié)構(gòu)改為金屬

14、結(jié)構(gòu)世紀(jì)車床由木結(jié)構(gòu)改為金屬結(jié)構(gòu) 19世紀(jì)發(fā)展了零件的互換性世紀(jì)發(fā)展了零件的互換性 19世紀(jì)下半葉，新的工具材料和新的動力來源裝備機(jī)床。世紀(jì)下半葉，新的工具材料和新的動力來源裝備機(jī)床。 進(jìn)入進(jìn)入20世紀(jì)后，汽車和飛機(jī)工業(yè)，促進(jìn)了機(jī)械制造技術(shù)向世紀(jì)后，汽車和飛機(jī)工業(yè)，促進(jìn)了機(jī)械制造技術(shù)向 高精度、大型化、專用化和自動化的方向繼續(xù)發(fā)展。高精度、大型化、專用化和自動化的方向繼續(xù)發(fā)展。3、機(jī)械工程基礎(chǔ)理論的發(fā)展、機(jī)械工程基礎(chǔ)理論的發(fā)展 任何機(jī)械的誕生及發(fā)明都是以一定的自然科學(xué)為基礎(chǔ)任何機(jī)械的誕生及發(fā)明都是以一定的自然科學(xué)為基礎(chǔ),物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)即使機(jī)械工程的理論基礎(chǔ)。物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)即使機(jī)械工程的理論基礎(chǔ)。蒸汽機(jī)蒸汽機(jī)法國人羅沙提出四沖程循環(huán)的基本原理法國人羅沙提出四沖程循環(huán)的基本原理內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)英國人英國人J.布萊克比熱容和潛熱理論布萊克比熱容和潛熱理論 齒齒 輪輪1733年法國數(shù)學(xué)家卡米的齒廓嚙合基本定律年法國數(shù)學(xué)家卡米的齒廓嚙合基本定律 設(shè)計計算精度設(shè)計計算精度材料強(qiáng)度材料強(qiáng)度力學(xué)力學(xué):材料力學(xué)、斷裂力學(xué)、壽命計算等材料力學(xué)、斷