机械工程基础讲解
机械工程的基础概念和应用
机械工程的基础概念和应用机械工程是一门涉及设计、制造和运用物质和能量转化的原理和方法的工程学科。
本文将介绍机械工程的基础概念和应用，并探讨其在现代社会中的重要性。
一、基础概念1. 机械工程定义：机械工程是一门研究物体静力学和动力学原理，在此基础上设计、制造和维护机械系统的工程学科。
2. 机械系统：机械系统由多个相互作用的机械部件组成，可以完成某种能量或运动的转换。
机械系统的组成包括传动装置、机械结构和执行机构等。
3. 静力学和动力学：静力学研究物体在平衡状态下受力和力的平衡关系，而动力学研究物体在运动状态下的力学性质和运动规律。
4. 机械零件：机械零件是机械系统的组成部分，包括轴、齿轮、轮毂等。
不同的机械零件完成不同的功能，如传递力量、传递运动、固定位置等。
5. 机械设计：机械设计是研究机械系统和机械零件的设计原理和方法，以实现机械系统的性能要求和功能。
二、应用领域1. 制造业：机械工程在制造业中占据重要地位。
通过机械工程技术，可以设计、制造和改进各种机械设备和工艺，提高生产效率和质量。
2. 交通运输：机械工程应用于汽车、船舶、飞机等交通工具的设计和制造。
通过机械工程技术的不断发展，交通工具的性能得到了大幅提升。
3. 能源领域：机械工程在能源领域中的应用主要包括发电机组、风力发电设备、太阳能设备等的设计和制造。
4. 环境工程：机械工程在环境工程中的应用主要包括废水处理设备、废气处理设备等的设计、制造和维护。
5. 医疗领域：机械工程技术在医疗设备的设计和制造中扮演着重要角色。
通过机械工程的应用，可以改善医疗设备的性能和功能，提高医疗水平。
三、重要性1. 促进经济发展：机械工程在制造业和其他相关领域的应用，推动了经济的快速发展。
2. 提高生产效率：通过机械工程技术的应用，可以实现生产过程的自动化和智能化，大幅提高生产效率。
3. 保障生活品质：机械工程在交通运输、医疗设备等领域的应用，提高了人们的生活质量。
大一机械工程基础知识点
大一机械工程基础知识点机械工程是一门涉及设计、制造和维护机械系统的学科。
作为大一机械工程学生，了解并掌握一些基础知识点是非常重要的。
本文将介绍一些大一机械工程的基础知识点，帮助你更好地理解和学习这门学科。
1. 机械工程概论机械工程是工程学的重要分支之一，它涉及设计、制造和控制机械系统。
机械工程师需要了解材料力学、热力学、流体力学等相关学科，为工程问题提供有效的解决方案。
2. 基本机械元件机械工程中常见的基本机械元件包括轴、轮、齿轮、轴承等。
轴是用来传递力和扭矩的机械元件，轮是带有齿的圆盘，齿轮用于传递力和运动，轴承用于支撑旋转轴。
3. 机械力学机械力学是机械工程中最基础和重要的学科。
它包括静力学和动力学两个部分。
静力学研究物体处于平衡状态下的力学性质，动力学研究物体在运动状态下的力学性质。
4. 流体力学流体力学是研究流体在静态和动态条件下的运动规律的学科。
机械工程师需要了解流体的流动特性，以设计和分析流体传动系统，如液压和气动系统。
5. 热力学热力学是研究热能转化和能量传递的学科。
机械工程师需要了解热力学的基本原理，以设计和分析热力系统，如发动机和热交换器。
6. 材料力学材料力学研究材料的力学性质，如强度、刚度和塑性等。
机械工程师需要了解不同材料的性质，以选择合适的材料并设计结构以满足特定的要求。
7. 机械设计基础机械设计是机械工程中最核心的任务之一。
机械工程师需要了解机械设计的基本原理和方法，包括设计流程、工程制图、尺寸与公差、装配等。
8. 自动控制原理自动控制原理是研究如何设计和分析控制系统的学科。
机械工程师需要了解自动控制的基本原理，以设计和分析机械系统的控制部分。
9. CAD/CAM技术CAD（计算机辅助设计）和CAM（计算机辅助制造）技术在机械工程中得到广泛应用。
机械工程师需要掌握CAD/CAM软件的使用，以完成机械设计和制造的工作。
10. 制造工艺基础制造工艺是指将设计好的产品转化为实际产品的方法和过程。
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单元一 静力学基础
2. 常见的几种类型的约束 柔绳、链条、胶带构成的约束
F1
F
F1
F2 A
F2 G
单元一 静力学基础
胶带构成的约束
单元一 静力学基础
链条构成的约束
单元一
光滑接触面约束
静力学基础
公法线
F
F
C
FA A
FC
FB B
公切面
F
F
单元一 静力学基础
公切线 公法线
F
光滑接触面约束实例
单元一 静力学基础
单元一 静力学基础
1.2 静力学公理 公理1(二力平衡公理)
要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，必须 也只需这两个力大小相等、方向相反、沿同一直 线作用。
公理2(加减平衡力系公理)
可以在作用于刚体的任何一个力系上加上或去 掉几个互成平衡的力，而不改变原力系对刚体的 作用。
单元一 静力学基础
推论(力在刚体上的可传性)
光滑接触面约束动画
单元一 静力学基础
光滑圆柱铰链约束
A B
F A
B
单元一 静力学基础
光滑圆柱铰链约束实例
单元一 静力学基础
光滑圆柱铰链约束实例
Fy Fx
向心轴承
单元一 静力学基础
光滑圆柱铰链约束 固定铰链支座
F
Fy
Fx
单元一
光滑圆柱铰链约束 活动铰链支座
静力学基础
F F
单元一 静力学基础
单元一 静力学基础
力的定义
力是物体相互间的机械作用，其作用结果使物 体的形状和运动状态发生改变。
外效应——改变物体运动状态的效应。 力的效应
内效应——引起物体变形的效应。
机械工程学基本知识
机械工程学基本知识一、机器的基本组成1、机器的基本组成要素在一台现代化的机器中，常会包含着机械、电气、液压、气动、润滑、冷却、信号、控制、监测等系统的部分或全部，但是机器的主体仍为机械系统。
无论分解哪一台机器，它的机械系统总是由一些机构组成；每个机构又是由许多零件组成。
所以，机器的基本组成要素就是机械零件（也就是制造装配的单元）。
通用零件—在各种机器中经常都能用到的零件，如螺钉、螺母、齿轮、链轮等等机械零件专用零件—在特定类型的机器中才能用到的零件，如涡轮机的叶片、飞机的螺旋桨、往复式活塞内燃机的曲轴等等任何机器的性能，都是建立在它的主要零件的性能或某些关键零件的综合性能的基本之上的。
比如我们公司的成型机，其主要性能在于转轮、压棒、压轮以及模具等等之间的配合，只有这些零件的性能得到保证，我们才能保证整机的综合性能，才能确保机台的精密度（暂不考虑人的因素）。
2、机器的基本组成部分一部完整的机器的组成如下图所示：原动机部分：驱动整部机器以完成预定功能的动力源（简单的一个原动机，复杂的有好几个，现代使用的为电动机或热力机，如我们的成型机，切割机都用电动机）执行部分：完成机器预定功能的组成部分。
（如成型机的模具压制成型功能，切割机的砂轮的切割功能等等）传动部分：完成把原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。
例如把旋转运动变为直线运动，高转速变为低转速，小转矩变为大转矩，把转轮的轴线转过90度（应用涡轮涡杆）。
以上三部分只是机器的三个基本部分，随着机器功能越来越复杂，对机器的精确度要求也就越来越高，如只有以上三个部分，使用起来就会遇到很大的困难，所以，我们还会在机器上不同程度地增加其它部分，如控制系统和辅助系统。
例如新成型机的报数系统。
以新成型机为例，电动机是成型机的原动机；涡杆涡轮组成传动部分；模具及上下滚轮组成执行部分；控制面板上的启动、停止、调速器等等组成控制系统；速度表、电表、产品记数器等组成显示系统；照明灯及仪表盘灯组成照明系统；报数警报器及安全感应器组成信号系统等。
机械工程师基础知识点
机械工程师基础知识点1.机械工程基础知识2.机械设计机械工程师需要掌握机械设计的基本原理和方法。
他们需要了解材料的性质和工艺，以及如何根据产品的使用需求设计合适的部件。
机械工程师还需要了解各种机械元件的结构和工作原理，包括齿轮、轴承、传动装置和液压装置等。
在设计过程中，机械工程师需要应用CAD和CAM等计算机辅助设计和制造软件。
3.流体力学机械工程师需要了解流体力学的基本原理和应用。
他们需要掌握液体和气体的流动特性，包括流速、压力、粘度和阻力等。
机械工程师还需要了解各种流体力学装置的原理和设计方法，以便设计和制造能够满足流体传输需求的设备和系统。
4.热力学和热传导机械工程师需要了解热力学和热传导的基本原理和应用。
热力学是研究热能转换和热平衡的学科，而热传导是研究热量在物体中传递的学科。
机械工程师需要了解如何计算和预测热力系统的性能，并设计和选择合适的散热设备和材料。
5.自动控制和机器人技术机械工程师需要了解自动控制和机器人技术的基本原理和应用。
自动控制是研究如何实现系统自动化和控制的学科，而机器人技术是研究如何设计和制造能够代替人类执行工作的机器人的学科。
机械工程师需要了解这些技术的基本原理，并能够应用于机械设备和流程的自动化控制和优化。
6.制造工艺和工程经济学机械工程师需要了解制造工艺和工程经济学的基本原理和应用。
制造工艺是研究如何通过加工和成型将原材料转化为最终产品的学科，而工程经济学是研究如何在设计和制造过程中进行成本分析和效益评估的学科。
机械工程师需要了解不同的制造工艺和材料选择，以及如何进行成本和效益的分析和评估。
以上是机械工程师基础知识点的简要介绍。
机械工程师需要掌握这些基础知识，以便在工作中能够独立进行设计、制造、安装和维护等工作。
此外，机械工程师还需要具备一定的沟通和团队合作能力，以便与其他工程师和技术人员进行交流和协作。
机械工程机械原理基础知识
机械工程机械原理基础知识机械工程涉及了广泛的机械原理基础知识，这些知识对于从事机械设计、制造和维护的工程师来说至关重要。
本文将介绍一些机械工程的基础知识，帮助读者理解机械原理的基本原理和应用。
一、力学基础知识力学是机械工程的基础学科，其研究对象是物体力学性质及其运动状态。
力学包括静力学和动力学两个方面。
1. 静力学静力学是研究物体在静止状态下的力学性质。
其中最重要的概念是力、力的合成与分解、力矩和力的平衡条件等。
2. 动力学动力学是研究物体在运动状态下的力学性质。
主要包括速度、加速度、质量、力和牛顿三定律等内容。
二、材料力学机械工程中常用的材料有金属、塑料、复合材料等，了解材料力学是理解机械工程原理的关键。
1. 弹性力学弹性力学研究材料在受力作用下的形变特性。
材料的弹性模量是评估材料弹性特性的重要指标，常用的材料测试方法有拉伸试验和弯曲试验等。
2. 破坏力学破坏力学研究材料在受力过程中的破坏行为。
常见的破坏形式有拉伸破坏、剪切破坏和压缩破坏等。
三、机械元件机械元件是机械工程中的基本构件，其作用是传递、控制和转换力和运动。
1. 轴系轴系是机械传动中常用的一种机械元件。
常见的轴系有直线轴系、平面轴系等，其作用是实现旋转运动的传递。
2. 连接件连接件用于连接机械元件，包括螺栓、螺母、销子等。
正确的选择和使用连接件对于机械装配的可靠性和稳定性至关重要。
四、机械传动机械传动是机械工程中非常重要的一个方面，其作用是传递动力和运动。
1. 齿轮传动齿轮是机械传动中常见的一种元件，可实现两个轴的平行转动。
根据齿轮的不同组合形式，可实现速度变换和转矩变换。
2. 带传动带传动是一种常见的传动形式，包括平带传动和齿形带传动。
带传动简单、使用方便，广泛应用于机械工程中。
五、机械系统动力学机械系统动力学研究机械系统的动态特性，主要包括振动与稳定性分析。
1. 振动机械系统中的振动是一个重要的问题，它会影响机械系统的工作性能和寿命。
机械工程基础
• 装配图以表达工作原理，装配关系为主， 力求做到表达正确、完整、清晰和简练。
• 需很好地掌握国家标准所规定的各种表 达方法和视图方案的选择问题。
• 画图时先选主视图，再考虑其它视图， 然后再综合分析确定一组图形。
机械工程基础
2. 工程中常用机构的基本类型
1）全转动副四杆机构的基本型 2）含有一个移动副四杆机构的基本型 3）含有两个移动副四杆机构的基本型 4）圆柱齿轮传动机构的基本型 5）锥齿轮传动机构的基本型 6）蜗杆传动机构的基本型 7）内啮合行星齿轮传动机构的基本型 8）直动从动件平面凸轮机构的基本型
机械工程基础
二、传动系统
传动系统－ 将原动机输出的动力和运动传递给执行系统的中间装置。
分 类（按工作原理）： 机械传动、液压传动、气压传动和电－磁传动四类。
主要功能： 1.传递运动 2.变速 3.按工作要求改变运动规律 4.传递动力 5.实现由一个或多个原动机驱动若干个相同或不相同速度的驱动装置等
机械工程基础
三、执行系统
执行系统－直接用来完成各种工艺动作或生产过程的装置，也称 为工作机。
执行系统一般置于机械系统末端，直接与作业对象接触，是整 个机械系统的输出部分。
机械执行系统根据加工工艺要求进行设计，直接体现机械系统的功 能要求。执行系统的运动设计是机械系统设计的关键之一。
机械工程基础
四、辅助－控制系统
定轴转动
摆臂移动 凸轮
直动螺旋 到摆动的 转换
2.2.3 机、电、液机构组合的运动及控制
一、机、液机构组合的运动形态 1．机、液机构组合的基本型
机械工程基础
2．机、液机构组合的常见运动形式
固定液压缸式机构
机械工程基础
《机械基础》知识点总结
《机械基础》知识点总结一、机械基础概述机械基础是机械工程的基础科学之一，它主要研究机械工程中的基本原理和基础知识。
机械基础包括机械工程基础知识、机械设计基础知识、机械制造基础知识、机械加工基础知识等。
掌握机械基础知识，有助于深入学习机械工程相关专业知识，提高机械设计、制造、加工等方面的能力。
二、机械工程基础知识1.力学力学是机械工程的基础学科，它主要研究物体的运动和静力学问题。
力学包括静力学、动力学等方面。
其中，静力学主要研究物体在静止状态下的力学问题，如物体受力平衡和受力分析等。
动力学主要研究物体在运动状态下的力学问题，如物体的速度、加速度、动量等。
2.材料力学材料力学是机械工程中一个重要的领域，它主要研究各种工程材料的性能和力学性能。
材料力学包括材料的力学性能、材料的应力应变关系、材料的强度、材料的疲劳和断裂等方面。
3.工程热力学工程热力学是机械工程领域中一个重要的学科，它主要研究能量的转换和利用。
工程热力学包括热力学基本概念、热力学第一定律、热力学第二定律、热力学循环等方面。
4.流体力学流体力学是机械工程中的一个重要领域，它主要研究流体的力学性质和流体运动规律。
流体力学包括流体的性质、牛顿流体和非牛顿流体、流体的静力学和动力学性质等方面。
5.机械振动机械振动是机械工程中一个重要的学科，它主要研究机械系统的振动运动规律。
机械振动包括机械振动的基本原理、机械振动的稳定性、机械振动的抑制和控制等方面。
三、机械设计基础知识1.机械结构设计机械结构设计是机械工程中一个重要的领域，它主要研究机械结构的设计原理和方法。
机械结构设计包括机械结构设计的基本原理、机械结构设计的计算方法、机械结构设计的优化方法等方面。
2.机械传动设计机械传动是机械工程中的一个重要领域，它主要研究机械运动传动原理和方法。
机械传动设计包括机械传动的基本原理、机械传动的结构形式、机械传动的计算方法等方面。
3.机械零部件设计机械零部件设计是机械工程中一个重要的学科，它主要研究各种机械零部件的设计原理和方法。
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2.1 机械系统及其功能与组成 2.2 机器的结构 2.3 工程材料 2.4 零件的种类及表面组成 2.5 零件的互换性与公差
2.1 机械系统及其功能与组成
2.1.1 机械系统
机械系统是由若干零部件根据一定的功能要求和结构形 式组成的有机整体。
机械系统方案设计是根据客观需求，确定预定目标，经 过规划、构思、设想、分析和决策，建立能满足预定目标的 技术系统的活动。
机器的基本功能结构 机构(Mechanism)—实现运动的传递与转换的系统。 一台机器可能是由一种机构组成，也可能是由若干种机 构组成，它们按一定的规律相互协调配合，通过有序的运动 和动力的传递与转换来完成预期的功能。
机器的特征 ⑴ 人为的实物组合体。 ⑵ 各实体之间具有确定的相对运动。 ⑶ 能够完成能量、物料、信息的传递与转换。 机构的概念及功能 机构—两个以上的构件通过可动联接形成的构件系统， 各构件之间具有确定的相对运动。 ● 可按预期的规律实现运动和力的传递与转换。 ● 能将一个或几个构件的给定运动，转变成其他构件所需 的确定运动。
2．直线移动的换向与控制
(1)改变电机转向来实现往复的直线移动
1.以几何特征分 类
2．按以连接特征 为主的分类
主要以两个或
多个基本机构组合 时的连接方式为特 征。
图3-1 组合机构
机构的组合模式
1．串联组合模式 2．并联组合模式 3．反馈组合模式 4．运载机构 5．时序组合机构
图2-2 串联组合机构
2.2.2 机械运动形态与变换
一、连续转动到连续转动的运动变换与实现机构 1．齿轮传动机构
摆动式液压缸机构
3．机、液机构的控制系统 (1)手动控制 (2)机动控制 (3)微机控制 二、电磁机构
三、机电组合机构
2.2.4 机械运动与控制
一、机械运动的换向与控制 1.旋转运动的换向与控制
(1)改变电机转向
(2)限位开关换向
(3)介轮换向
倒挡
(4)棘轮换向
(5)摩擦轮换向
(6)自身换向机构
机械执行系统根据加工工艺要求进行设计，直接体现机械系统的功 能要求。执行系统的运动设计是机械系统设计的关键之一。
四、辅助－控制系统
辅助－控制系统 —— 保证机械系统各组成部分协调运行，准确 可靠地完成整机功能的装置。
辅助－控制系统常由各种机械、液压、气动、电气、工业微机等 控制装置组成。
2.2 机器的结构
机构的特征 ⑴ 人为的实物组合体。 ⑵ 各实体之间具有确定的相对运动。 从结构和运动的观点来看，机构和机器没有区别。
2.1.3 机器的组成
现代机械系统的组成：
一、动力系统
为机械系统正常工作提供动力源、实现能量转换的原动机（或动力 机）及其配套装置。
大多数原动机采用电动机。
二、传动系统
传动系统－ 将原动机输出的动力和运动传递给执行系统的中间装置。
机械系统的优劣最终体现在整体功能上。因此，设计时 应考虑整个系统的布局和运行，确定各子系统的性能和它们 之间的联系，使整个系统获得理想的功能效果。
2.1.2 机器的功能与性能
机器的概念与功能 机器(Machine)是执行机械运动的装置，用来转换或传 递能量(Energy)、物料(Materials)或信息(Information)。 机器的分类 力能机器 工作(或工艺)机器 信息机器
六、直线移动转换为定轴转动或往复摆动的运动变换 与实现机构
连续转动 连续转动 连续转动 连续转动 直线移动 直线移动
连续转动
齿轮传动 摩擦轮 瞬心线 连杆机构 （部分） 带传动 链传动 绳索传动 液力传动 钢丝软轴 万象联轴 器
步进转动
棘轮机构 槽轮机构 不完全齿 轮
分度凸轮
往复摆动
曲柄摇杆 曲柄摇块 摆动导杆 摆动从动 件凸轮
2．摩擦轮传动机构
3．瞬心线机构
4．连杆机构
5．带传动机构
6．链传动机构 7ຫໍສະໝຸດ 绳索传动机构 8．液力传动 9. 钢丝软轴
10.万向联轴器
二、连续转动到步进转动的运动变换与实现机 构
三、连续转动到往复摆动的运动变换与实现机 构
四、连续转动到往复直线移动的运动变换与实现机 构
五、直线移动转换为直线移动的运动变换与实现机 构
9）摆动从动件平面凸轮机构的基本型 10）直动从动件圆柱凸轮机构的基本型 11）摆动从动件圆柱凸轮机构的基本型 12）带传动机构的基本型 13）链传动机构的基本型 14）液压、气压传动机构的基本型 15）螺旋传动机构的基本型 16）电磁传动机构的基本型 17）间歇运动机构的基本型
3.机构的组合 机构的组合类别与 分类的特征有关
2.2.1 机器的功能与结构的关系
1.机器的表达 装配图是用来表达部件或机 器的一种图样，是进行设计、装 配、检验、安装、调试和维修时 所必需的技术文件。
• 装配图以表达工作原理，装配关系为主， 力求做到表达正确、完整、清晰和简练。
• 需很好地掌握国家标准所规定的各种表 达方法和视图方案的选择问题。
直线移动
曲柄滑块 正弦机构 直动从动 件凸轮
齿轮齿条 螺旋传动
直线移动
液压油缸 双滑块 斜面机构 移动凸轮
定轴转动
摆臂移动 凸轮
直动螺旋 到摆动的 转换
2.2.3 机、电、液机构组合的运动及控制
一、机、液机构组合的运动形态 1．机、液机构组合的基本型
2．机、液机构组合的常见运动形式
固定液压缸式机构
分 类（按工作原理）： 机械传动、液压传动、气压传动和电－磁传动四类。
主要功能： 1.传递运动 2.变速 3.按工作要求改变运动规律 4.传递动力 5.实现由一个或多个原动机驱动若干个相同或不相同速度的驱动装置等
三、执行系统
执行系统－直接用来完成各种工艺动作或生产过程的装置，也称 为工作机。
执行系统一般置于机械系统末端，直接与作业对象接触，是整 个机械系统的输出部分。
• 画图时先选主视图，再考虑其它视图， 然后再综合分析确定一组图形。
2. 工程中常用机构的基本类型
1）全转动副四杆机构的基本型 2）含有一个移动副四杆机构的基本型 3）含有两个移动副四杆机构的基本型 4）圆柱齿轮传动机构的基本型 5）锥齿轮传动机构的基本型 6）蜗杆传动机构的基本型 7）内啮合行星齿轮传动机构的基本型 8）直动从动件平面凸轮机构的基本型