机械基础 绪论
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《机械基础》绪论部分的五个概念汇总
《机械基础》绪论部分的五个概念汇总名称定义分类组成部分区别联系机械人为制造的、可以用来加速或加力的机器或机构。
1、加速机械：2、加力机械：都是人为的实物（构件）组合体（即实体），各运动实体间具有确定的相对运动（即其中某一构件运动一定时，其余各构件的运动就随之确定）。
如果不考虑做功和能量转换，只从结构和运动的观点来看，机构和机器之间其实是没有什么区别的，为了简化，有时也用“机械”作为“机构”和“机器”的总称。
①零件——制造单元；②构件——运动单元；③机构——传递、转变运动形式；④机器——利用机械能做功或实现能量转换。
①零件组成构件；②构件组成机构；③机构组成机器；④机构和机器合称机械。
机器根据使用要求设计制造的、一种执行机械运动的装置．．，用来传递或变换能量、物料和信息，以便代替或减轻体力或脑力劳动，从而改善劳动条件，提高生产效率。
1、变换能量的机器：2、变换物料的机器：3、变换信息的机器：1、动力部分：也叫动力装置，是机器的原动部分，它把其他形式的能量转变成机械能，以驱动机器各部件运动。
2、传动部分：也叫传动装置，是将原动机的运动和力传递给执行部分的中间环节。
3、执行部分：也叫工作机构，是直接完成机器工作任务的终端装置，其结构形式取决于机器的用途。
4、控制部分：也叫操纵机构，是人机交互的部分，用于显示和反映机器的运行位置和状态，控制机器各部分的正常运行和工作。
机构只能传递、变换运动和力，或实现某种特殊的运动形式。
而机器不仅具有机构的全部功能，还能利用机械能做功或实现能量转换。
机构具有确定．．相对运动的构件组合．．．．，用来传递运动和力的构件系统．．．．。
1、平面连杆机构2、凸轮机构3、变速机构4、换向机构5、间歇机构构件机构中的运动．．单元体．．．，可以是单个零件，也可以是由若干零件刚．性．连接的整体．．。
1、按构件的运动状态分：①固定构件：又称机架，用于支撑运动构件。
如发动机气缸等。
②运动构件：能相对于固定构件运动的构件。
《机械基础绪论》课件
复合材料
1 2
玻璃纤维增强塑料（GFRP）
由玻璃纤维和有机高分子材料复合而成，具有轻 质、高强度、耐腐蚀等特点。
碳纤维增强金属（CFRP）
由碳纤维和金属复合而成，具有高强度、高刚性 、轻质等特点。
3
陶瓷基复合材料（CMC）
由陶瓷纤维和有机高分子材料复合而成，具有高 强度、高耐磨性、耐高温等特点。
04
非金属材料
陶瓷材料
具有高硬度、高耐磨性、高化学稳定性等特点，常用于制造密封件 、刀具等。
高分子材料
如塑料、橡胶等，具有轻质、高弹性、绝缘性好等特点，常用于制 造减震件、密封件等。
复合材料
由两种或两种以上材料组成，具有各组成材料的优点，如玻璃纤维增 强塑料、碳纤维增强金属等，广泛应用于航空航天、汽车等领域。
焊接技术
总结词
通过熔融两个或多个金属接头，然后冷却固化，以将金 属连接在一起的技术。
详细描述
焊接技术是一种通过熔融两个或多个金属接头，然后冷 却固化，将金属连接在一起的技术。焊接过程中，需要 将两个或多个金属接头加热至熔融状态，然后通过填充 材料或焊接电流将它们连接在一起。焊接技术具有连接 强度高、密封性好等优点，但也有一些缺点，如容易产 生焊接缺陷和应力集中。
06
机械工程与环境保护
机械制造中的环境保护问题
机械制造过程中产生 的废气、废水、废渣 等污染物对环境的影 响。
机械制造过程中对自 然资源的过度开采和 破坏问题。
机械制造过程中能源 消耗和能源浪费问题 。
绿色设计与制造技术
绿色设计
采用环保材料，减少材料消耗，优化产品设计， 降低能耗和排放。
清洁生产
05
机械设计方法
传统设计方法
机械设计基础第1章 绪论
1.1.2 机械中的构件、零件和部件 1. 构件 机构是由构件组成的，构件在机构中具有独立的运动特性， 在机械中形成一个运动整体。如图1-2（a）所示的内燃机是由 活塞、连杆、曲轴和汽缸等构件构成的一个典型的曲柄滑块机 构，其中，原动件活塞作直线往复运动，通过连杆带动曲轴作 连续转动。
2. 机械零件 机械零件 机械都是由机械零件组成的。 机械都是由机械零件组成的 。 机械零件是指机械中每一个 单独加工的单元体，例如图1-1所示的曲轴 所示的曲轴。 单独加工的单元体，例如图 所示的曲轴。构件可以是单一的 机械零件，也可以是若干机械零件的刚性组合。例如图1-2(b)所 机械零件，也可以是若干机械零件的刚性组合。例如图 所 示的连杆，它是由连杆体、连杆盖、 示的连杆 ， 它是由连杆体 、 连杆盖 、 螺栓和螺母等零件组合而 成的。这些零件之间没有相对运动，是一个运动整体， 成的 。 这些零件之间没有相对运动 ， 是一个运动整体 ， 故属一 个构件。因此，构件是运动的单元，零件是制造单元。 个构件。因此，构件是运动的单元，零件是制造单元。 随着机械的功能和类型的日益增多， 随着机械的功能和类型的日益增多 ， 作为组成机械的最基 本单元的零件更是多种多样。 本单元的零件更是多种多样。 通常将机械零件分为通用机械零 件和专用机械零件两大类。 件和专用机械零件两大类。
1.3 机械零件的材料选择
1.3.1 使用要求 按强度条件设计的零件，当其尺寸和重量都受限制时，应 选用强度较高的材料； 按刚度条件设计的零件，应选用弹性模 量较大的材料；若零件表面接触应力较高(如齿轮)，应选用可 以进行表面强化处理的材料(如调质钢、渗碳钢)。此外，对容 易磨损的零件(如蜗轮)，应选用耐磨性好的材料；对滑动摩擦 下工作的零件(如滑动轴承)，应选用减摩性好的材料；对高温 下工作的零件，应选用耐热材料；对腐蚀性介质中工作的零件， 应选用耐腐蚀材料。
云天ppt课件-中职《机械基础》绪论
普通低合金钢：重要工程用钢（建筑、锅炉、大型船舶）
合金钢： 合金渗碳钢 （低碳）20Cr MnTi ,合金调质钢（中碳）40Cr
工
合金弹簧钢 （高碳）60Si2Mn 滚动轴承钢 （专用）GCr15
程
含C%在4.3 %附近的铁碳合金。
材
铸铁 灰口铸铁：HT20
料
球墨铸铁QT1400-15、可锻铸铁
有色金属
含C%在4.3 %附近的铁碳合金，抗压强度好、抗拉强度差，韧性差，铸造性好。
灰口铸铁：HT100、HT150、HT200、HT350
铸
低牌号：用于机床、箱体不受力的复杂零件
铁
高牌号：用于受力不大的复杂零件
球墨铸铁、可锻铸铁。 QT1400－15
第二节 机械零件的材料、结构和承载能力
P.3
一、零件的常用材料及选用
第三节 机械零件的摩擦、磨损和润滑
P.8
一、机械中的摩擦
摩擦类别：
摩擦 分类
静摩擦 动摩擦
滑动摩擦
干摩擦 边界摩擦 混合摩擦
流体摩擦
滚动摩擦（弹性流体动力润滑）
第三节 机械零件的摩擦、磨损和润滑
P.8
一、机械中的摩擦
1. 干摩擦 摩擦副不加润滑剂时的摩擦。干摩擦时，摩擦面直接接触，摩擦系数大，磨 损发热严重，应设法避免。
实际转矩
第二节 机械零件的材料、结构和承载能力
P.5
四、零件的强度
2. 应力 应力：材料单位横截面上的内力。单位：N/m2 是衡量零件受力的重要参数。
应力的形式：静应力 循环应力
第二节 机械零件的材料、结构和承载能力
P.6
四、零件的强度
3. 强度 强度类型：静强度与疲劳强度；体积强度与表面 强度。 静强度：在静应力作用下的材料抵抗断裂或可塑性变形的能力。
机械基础【完整版】
机械基础
目录
• 第1章 绪论 • 第2章 杆件的静力分析 • 第3章 直杆的基本变形 • 第4章 工程材料 • 第5章 连接 • 第6章 机构 • 第7章 机械传动
• 第8章 支承零部件 • 第9章 机械的节能环
保与安全防护 • 第10章 机械零件的精度 • 第11章 液压与气压传动
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分析的基本知识, 会判断直杆的基本变形；具备机械 工程常用材料的种类、牌号、性能的基本知识, 会正 确选用材料；熟悉常用机构的结构和特性, 掌握主要 机械零部件的工作原理、结构和特点, 初步掌握其选 用的方法；能够分析和处理一般机械运行中发生的 问题, 具备维护一般机械的能力。具备获取、处理和 表达技术信息, 执行国家标准, 使用技术资料的能力； 能够运用所学知识和技能参加机械小发明、小制作 等实践活动, 尝试对简单机械进行维修和改进；了解 机械的节能环保与安全防护知识, 具备改善润滑、降 低能耗、减小噪声等方面的基本能力；养成自主学 习的习惯, 具备良好的职业道德和职业情感, 提高适 应职业变化的能力。
• 杆件在力作用下处于平衡的问题 • 直杆轴向拉伸与压缩时的应力分析及强度计算, 连
接件的剪切与挤压, 圆轴扭转, 直梁弯曲等 • 选择工程材料 • 键连接、销、螺纹等连接 • 常用的机构、传动 • 轴、滑动轴承、滚动轴承等 • 机械润滑、密封、环保与安全防护等
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1.1 课程的内容、性质、任务和基本要求
·17 ·
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2.1 力的概念与基本性质 • 2.1.2 静力学基本公理 • 公理1（二力平衡公理）
• 作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分 条件是: 这两个力大小相等，方向相反，作用在同一直 线上。
目录
• 第1章 绪论 • 第2章 杆件的静力分析 • 第3章 直杆的基本变形 • 第4章 工程材料 • 第5章 连接 • 第6章 机构 • 第7章 机械传动
• 第8章 支承零部件 • 第9章 机械的节能环
保与安全防护 • 第10章 机械零件的精度 • 第11章 液压与气压传动
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分析的基本知识, 会判断直杆的基本变形；具备机械 工程常用材料的种类、牌号、性能的基本知识, 会正 确选用材料；熟悉常用机构的结构和特性, 掌握主要 机械零部件的工作原理、结构和特点, 初步掌握其选 用的方法；能够分析和处理一般机械运行中发生的 问题, 具备维护一般机械的能力。具备获取、处理和 表达技术信息, 执行国家标准, 使用技术资料的能力； 能够运用所学知识和技能参加机械小发明、小制作 等实践活动, 尝试对简单机械进行维修和改进；了解 机械的节能环保与安全防护知识, 具备改善润滑、降 低能耗、减小噪声等方面的基本能力；养成自主学 习的习惯, 具备良好的职业道德和职业情感, 提高适 应职业变化的能力。
• 杆件在力作用下处于平衡的问题 • 直杆轴向拉伸与压缩时的应力分析及强度计算, 连
接件的剪切与挤压, 圆轴扭转, 直梁弯曲等 • 选择工程材料 • 键连接、销、螺纹等连接 • 常用的机构、传动 • 轴、滑动轴承、滚动轴承等 • 机械润滑、密封、环保与安全防护等
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1.1 课程的内容、性质、任务和基本要求
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2.1 力的概念与基本性质 • 2.1.2 静力学基本公理 • 公理1（二力平衡公理）
• 作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分 条件是: 这两个力大小相等，方向相反，作用在同一直 线上。
机械设计基础-绪论
机械设计的重要性
机械设计保证了设备的可靠运行、高效工作和安全操作，提高生产力和竞争 力，满足市场需求。
机械设计的基本原则
• 功能设计 • 可制造性 • 材料选择 • 结构设计 • 电气与控制集成
机械设计的基本流程
1
需求分析
明确用户的需求和功能要求，进行调研和需求分析。
2
方案设计
制定多个方案，进行评估和优化，选择最佳设计方案。
经济成本
机械设计需要在满足需求的前提下降低生产成本 和维护成本。
在工程领域的应用
汽车工业
机械设计应用于汽车的发动机、底盘、悬挂系统等 各个方面。
航空航天
机械设计用于飞机、导弹、卫星等航空航天领域的 设备与部件。
工业机械
机械设计涵盖了各类工厂和设备中的传动、输送、 加工等机械系统。
机器人技术
机械设计在机器人领域中负责关节、结构、传感器 以及执行器的设计。
3
详细设计
进行更细节的设计，包括零部件选型、绘图和计算等。
4
制造
根据设计图纸完成设备和部件的制实验和测试，验证设计的性能和可靠性。
机械设计的挑战和难点
1 复杂性
机械设计需要解决复杂问题，涉及多学科的知识和技能。
2 创新性
机械设计需要不断创新和改进，以适应不断变化的需求和技术。
机械设计基础-绪论
机械设计是将工程知识与经验应用到机械设备与零部件的创造、改进和完善 过程。
机械设计的定义
精确度与可靠性
机械设计的目标是通过精确的计算和测试来确保 设备的可靠性和精度。
安全与环保
机械设计要考虑工作环境和操作员的安全，并遵 守环境保护准则。
功能与效率
机械设计需要满足设备的功能需求，并最大化效 率，减少能源消耗。
机械基础1
第一讲 绪论
机械
是减轻或替代体力劳动、提高生产效 率的辅助工具，是机器和机构的总称。 但是在研究机构的运动和受力的情况 时，机器和机构没有区别。 具有以下功能的实物组合体（系统）： （1）是许多构件的组合。 （2）各构件间具有确定的相对运动。 （3）能完成有用机械功或转换机械能。
零件——机器中不可拆的最小单元体。
若机构的原动件数目小于机构的自由 度数时，机构运动不确定；若机构的原动 件数目大于机构的自由度数时，机构将在 强度最薄弱处破坏。 因此，机械设计时必须考虑其机构是 否满足机构具有确定运动的条件。
一个作平面运动的自由构件有3个自 由度，当构件与构件用运动副联接后，构 件之间某些运动将受到限制，自由度将减 少。 若一个平面机构中有n个活动构件， 在未用运动副联接前，应有3n个自由度。 当用PL个低副和PH个高副联成机构后， 共引入了（2PL+PH）个约束，即减少了 （2PL+PH）个自由度。用F表示机构的自 由度数，则： F = 3n - 2PL - PH
抽水唧筒中， 手柄摇杆1、连 杆2、活塞杆3为 活动件，唧水筒 4为固定件。其 中1与2、2与3 和1与4分别在A、 B、C处构成转 机构简图 抽水唧筒 动副；3与4在A 处构成移动副 该机构的活动件数n=3、低副数PL=4、高副 数PH=0，则自由度数F = 3×3 − 2×4 − 0 = 1
活动件数 n = 2
凸轮副
齿轮副
高副的构件间的联接是点或线接触，接 触压强较大，易磨损，故使用寿命较短。
组成机构的构件通常可分为三类： • 运动副中用来支承活动构件的构件称为 固定件（机架）； • 运动规律已知（由外界输入）的活动构 件称为原动件； • 随原动件的运动而运动的其余活动构件 称为从动件。
机械
是减轻或替代体力劳动、提高生产效 率的辅助工具，是机器和机构的总称。 但是在研究机构的运动和受力的情况 时，机器和机构没有区别。 具有以下功能的实物组合体（系统）： （1）是许多构件的组合。 （2）各构件间具有确定的相对运动。 （3）能完成有用机械功或转换机械能。
零件——机器中不可拆的最小单元体。
若机构的原动件数目小于机构的自由 度数时，机构运动不确定；若机构的原动 件数目大于机构的自由度数时，机构将在 强度最薄弱处破坏。 因此，机械设计时必须考虑其机构是 否满足机构具有确定运动的条件。
一个作平面运动的自由构件有3个自 由度，当构件与构件用运动副联接后，构 件之间某些运动将受到限制，自由度将减 少。 若一个平面机构中有n个活动构件， 在未用运动副联接前，应有3n个自由度。 当用PL个低副和PH个高副联成机构后， 共引入了（2PL+PH）个约束，即减少了 （2PL+PH）个自由度。用F表示机构的自 由度数，则： F = 3n - 2PL - PH
抽水唧筒中， 手柄摇杆1、连 杆2、活塞杆3为 活动件，唧水筒 4为固定件。其 中1与2、2与3 和1与4分别在A、 B、C处构成转 机构简图 抽水唧筒 动副；3与4在A 处构成移动副 该机构的活动件数n=3、低副数PL=4、高副 数PH=0，则自由度数F = 3×3 − 2×4 − 0 = 1
活动件数 n = 2
凸轮副
齿轮副
高副的构件间的联接是点或线接触，接 触压强较大，易磨损，故使用寿命较短。
组成机构的构件通常可分为三类： • 运动副中用来支承活动构件的构件称为 固定件（机架）； • 运动规律已知（由外界输入）的活动构 件称为原动件； • 随原动件的运动而运动的其余活动构件 称为从动件。
机械基础第1章_绪论_高职高专教材
立装配的组合体称为部件，如联轴器、减速器等。
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高职高专“十一五”规划教材
1.2 本课程的性质、内容和任务
1.2.1 本课程的性质 本课程是一门理论性和实践性很强的专业技术基础课，
是后续专业课程学习或解决工程实践问题的必备基础，是机 械类和近机械类专业的主干基础课程。 1.2.2 本课程的内容和任务 1.常用机构——平面连杆机构，凸轮机构及步进运动机构等。 2.机件联接——键、销联接、螺纹联接。 3.机械传动——螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆 传动、轮系及减速器。 4.轴系零、部件——轴、轴承、联轴器及离合器。
任何机械都经历了：简单→复杂的发 展过程。以起重机为例：
斜面→杠杠→起重轱辘→滑轮组→手 动（电动）葫芦→现代起重机（包括：龙 门吊、汽车吊、鹤式吊、卷扬机、叉车、 电梯－电脑控制）。
7
高职高专“十一五”规划教材
随着机械的发展，“机械”的含义也在发生着变 化，有关机械的知识也在逐步地完善。
GB/T10853-1989《机器理论与机构学术语》 中规定的定义为：机器是执行机械运动的装置，用 来变换或传递能量，物料，信息。机构是用来传递 运动和力的，有一个构件为机架的，用构件间能够 相对运动的连接方式组成的构件系统。
机器的种类繁多，其结构、性能和用途也各不相 同，但从组成、运动和功能关系上分析，机器均具有 一些共同的特征。
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高职高专“十一五”规划教材
如图所示为南方125摩托车发动机，
它是由配气凸轮轴1、配气链轮对2、
排气门3、进气门4、活塞5、左机体6、
磁电机7、气缸体8、连杆9、曲轴10、
离合器11、变速齿轮组12、右机体13、
高职高专“十一五”规划教材
第1章 绪 论
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二、本课程的内容、性质和任务
3、课程的任务
（1）了解机械常用工程材料和热处理的基本知识。 （2）掌握物体的受力分析与平衡条件，能解决实际工作中有关 静力学分析的具体问题。 （3）掌握构件承载能力的计算方法及提高构件承载能力的措施。
（4）熟悉常用机构的结构特点，工作原理及应用，初步具有分 析和设计常用机构的能力。 （5）掌握通用零件的类型、工作原理、特点、应用及简单计
绪论
一、机器的组成与相关概念 二、本课程的内容、性质和任务 三、本课程械研制方面杰出的发明创造
回顾机械发展的历史，从杠杆、斜面、滑轮 到起重机、汽车、拖拉机、内燃机、缝纫机、洗 衣机及机械手、机器人等，都说明机械的进步,标 志着生产力不断向前发展。
机械的发展程度无疑是国家工业水平的重要 标志之一。
一、机器的组成与相关概念
3、机器的相关概念 （1）机构
只能传递运动和力的具有一定约束的物体系统。
（2）机构与机器的比较
1)机构的主要功能是传递运动和力，而机器的主要功能除传 递运动和力外，还能完成能量、物料和信息的变换与传递.
2)机构是机器的重要组成部分，机器包括一个或多个机构。
3)从构成和运动的观点看，机器与机构并无区别。在工程 上，通常以“机械”一词作为机器与机构的总称。
捣米机
水排鼓风机
特种武器观测侦察探测系统
一、机器的组成与相关概念
2、机器的组成及定义
任何一种机器都是为实 现某种功能而设计制造的。
（1）实例
图示为单缸内燃 机(Internal combustion engine) ，由活塞1、连 杆2、曲轴3、齿轮4与 5、凸轮6、顶杆7及气 缸体8等所组成。
二、本课程的内容、性质和任务
1、课程的内容 （1）机械常用工程材料及钢的热处理； （2）平面机构的静力分析； （3）构件承载能力分析； （4）常用机构及传动设计； （5）通用零件设计。
二、本课程的内容、性质和任务
2、课程的性质
本门课程是一门专业技术基础课，是工程 技术人员的必修课。它综合运用高等数学、机 械制图、金属工艺学、金属材料及热处理、互 换性原理与技术测量等课程的基本知识，去解 决常用机构通用零部件设计等问题。在培养非 机械类工程技术人才掌握机械的基本知识方面 起着重要作用，是不可缺少的课程。
3、机器的相关概念 (3)构件 机构中的运动单元。可以是一个零件；也可以由 若干个无相对运动的零件组成（即固定连接）
右图中： 1-连杆体 2-螺栓 3-连杆盖 4-螺母
典型构件—连杆
3、机器的相关概念
(4)零件 机械中不可拆的制造单元。
零件
通用零件：机械中普遍使用的零件。 如螺栓、齿轮轴、弹簧等
图示为颚式 破碎机，主要由 机架1、偏心轴2 、动颚3、肘板4 、皮带轮5、定颚 6等组成。
2、机器的组成及定义
（2）机器组成的共同特征 1）都是人为实体的组合； 2）各实体之间具有确定的相对运动； 3）可以实现能量转换或完成有用的机械功。
（3）机器的定义
是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、 物料与信息，以代替或减轻人的体力和脑力劳动。
本章结束！ 谢谢大家！
算。并具有运用和分析简单传动装置的能力。 （6）具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。
三、本课程的学习方法
学习本课程时，必须在学习方法上有所转变： 1. 应多看一些实物、模型，仔细观察机械的工作和运
动情况，对各种机构有直观印象。 2. 学习时，一方面要搞清基本概念，基本原理以及机
构分析的基本方法，另一方面注意这些原理和方法 在机械工程上实际应用的范围和条件。 3. 做适量的习题也是学好本课程的重要环节。 4. 实验课是加深基本概念理解和培养基本技能的重要 环节，认真操作。
专用零件：仅在某些专门行业中才用 到的零件。如内燃机的活 塞、曲轴，汽轮机的叶片， 机床的床身等。
通用零件—齿轮
专用零件—活塞
专用零件—整体式曲轴
3、机器的相关概念 (5)部件 一套协同工作且完成共同任务的零件组合。
部件
通用部件 如减速器、滚动轴承和 联轴器等
专用部件 如汽车转向器等
通用部件—减速器