機械工業(yè)在現(xiàn)代化建設中的作用

1、1-0 引言1-1 機械工業(yè)在現(xiàn)代化建設中的作用1-2 機器的基本組成要素1-3 本課程的內(nèi)容、性質(zhì)與任務1-4 認識機器 當今社會高度的物質(zhì)文明是以近代機械工業(yè)的飛速發(fā)展為基礎建立起來的，人類生活的不斷改善也與機械工業(yè)的發(fā)展緊密相連。 機械是人類用以轉(zhuǎn)換能量和借以減輕體力勞動、提機械是人類用以轉(zhuǎn)換能量和借以減輕體力勞動、提高生產(chǎn)率的主要工具高生產(chǎn)率的主要工具。 機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱工業(yè)之一。機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱工業(yè)之一。 機械機械工業(yè)工業(yè)是社會生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標志是社會生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標志。 五千年前已開始使用簡單的紡織機械；西漢時應用輪系傳動原理制成了指南車和記里鼓車（西漢

2、時應用輪系傳動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程儀的先指南車和記里鼓車是現(xiàn)代車輛上離合器和計程儀的先驅(qū)，體現(xiàn)了驅(qū)，體現(xiàn)了20002000年前我國機械制造的高度水平，是我國古代科學技年前我國機械制造的高度水平，是我國古代科學技術的卓越成就術的卓越成就. .東漢張衡發(fā)明的候風地動儀是世界上第一臺地震儀。東漢張衡發(fā)明的候風地動儀是世界上第一臺地震儀。目前許多機械中仍在采用的青銅軸瓦和金屬人字圓柱齒輪，在目前許多機械中仍在采用的青銅軸瓦和金屬人字圓柱齒輪，在我國東漢年代的文物中都可以找到它們的原始形態(tài)。我國東漢年代的文物中都可以找

3、到它們的原始形態(tài)。 我國古代在機械研我國古代在機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世紀初以蒸汽機的出現(xiàn)為代表產(chǎn)生了第一次產(chǎn)業(yè)革命，人們開始設計制造各種各樣的機械，例如紡織機、火車、汽輪船。哈格里沃斯發(fā)明的哈格里沃斯發(fā)明的“珍妮紡紗機珍妮紡紗機”法國陸軍技術軍官古諾發(fā)明了世界上法國陸軍技術軍官古諾發(fā)明了世界上第一輛蒸汽動力車第一輛蒸汽動力車19世紀到20世紀初的第二次產(chǎn)業(yè)革命，隨著內(nèi)燃機的出現(xiàn)，促進了汽車、飛機等運輸工具的出現(xiàn)和發(fā)展。1898年問世的年問世的“雷諾雷諾”牌汽車牌汽車“圣路易斯精神圣路易斯精神”號飛機號飛機1927年美國人林德伯格駕駛著它完成了人年美國

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世紀中后期，以機電一體化技術為代表，在機器人，航空航天，海洋艦船等領域開發(fā)出了眾多高新機械產(chǎn)品，如火箭、衛(wèi)星、宇宙飛船、空間站、航空母艦、深海探測器等國際太空站國際太空站航天飛機正在利用機械臂施放哈航天飛機正在利用機械臂施放哈勃空間望遠鏡勃空間望遠鏡展望剛剛到來的21世紀，智能機械、微型機構(gòu)、仿生機械的蓬勃發(fā)展，將促進材料、信息、計算機技術、自動化等領域的交叉與融合，進一步豐富和發(fā)展機械基礎學科知識。用光刻技術做成的微米尺寸的微機械用光刻技術做成的微米尺寸的微機械蜘蛛形探雷機器人蜘蛛形探雷機器人機械科學與

5、技術發(fā)展或許是我們限定思維所難以展望的，但人們在機械創(chuàng)新的漫漫征程中所積累的機械設計基礎知識為我們提供了認識和改造客觀世界的基礎。各行各業(yè)的機器組成有沒有共同的特點？各行各業(yè)的機器組成有沒有共同的特點？ 能否進行總結(jié)？能否進行總結(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？ 能否進行專門研究？能否進行專門研究？機器的基本組成要素 一臺機器的機械系統(tǒng)總是由一些機構(gòu)組成的，每個機構(gòu)又是由若干零件組 成的。機器的基本組成要素就是機械零件。有些零件是在各種機器中常用 的， 稱之為通用零件；在特定的機器中才用到的，稱之為專用零件。 通用零件包括：齒輪、鏈傳動、帶傳動、蝸桿傳動、螺旋傳動

6、； 軸、聯(lián)軸器、離合器；滾動軸承、滑動軸承； 螺栓、鍵、花鍵、銷；鉚、焊、膠結(jié)構(gòu)件；彈簧、機架、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：學習機械系統(tǒng)設計的基礎知識； 學習通用零件的設計理論和設計方法。 本課程中“設計”的含義是指機械裝置的實體設計，涉及零件的應力、強度 的分析計算，材料的選擇、結(jié)構(gòu)設計，考慮加工工藝性、標準化以及經(jīng)濟 性、環(huán)境保護等。 機械設計結(jié)果的表現(xiàn)形式為：機械工程圖、說明書和計算機程序。 本課程所涉及的先修課程有：金屬材料學：選材問題

7、，非金屬材料，金屬材料及熱處理。工程制圖：工程語言，設計的圖形表達。機械制造基礎：冷加工工藝，熱加工工藝。公差配合與技術測量：解決精度設計問題。理論力學：解決力分析與動力計算。材料力學：解決強度分析問題。機械原理：解決機械的方案設計。1.3 1.3 本課程的地位和目的本課程的地位和目的機械設計課程的地位機械設計課程的地位1. 機械設計是機械類各專業(yè)的一門主干技術基礎課程。2. 與一般的基礎課比更接近工程實際。3. 與專業(yè)課比具有更寬的研究面和更廣的適應性。學習本課程的目的學習本課程的目的1. 為學習機械類有關專業(yè)課打好理論基礎。2. 為機械產(chǎn)品的創(chuàng)新設計打下良好的基礎3. 為現(xiàn)有機械的合理使用

8、和革新改造打基礎。本課程的幾個特點 涉及面廣 要求多強度、剛度、壽命、工藝、重量、安全、經(jīng)濟性。 門類多各類機械零件，各有特點，設計方法各異。 公式多計算多，有解析式、半解析式、經(jīng)驗的、半經(jīng)驗的及定義式。 圖表多結(jié)構(gòu)圖、分析圖、原理圖、示意圖、曲線圖、標準、經(jīng)驗數(shù)表。 實踐性強不僅讀懂書就行，要多聯(lián)系實際，要注重實踐性環(huán)節(jié)。n 設計問題的答案不唯一。從方案到尺寸，要注意發(fā)展求異思維。1.4 本課程的特點和學習方法 學習方法a 抓住本課程的精髓：設計主線 工況及受力分析失效分析確定設計準則計算尺寸結(jié)構(gòu)設計。b 多方位思維：強度設計、結(jié)構(gòu)設計、技術經(jīng)濟分析（降低成本）同時進行。注意處理好幾個關系

9、零件的設計與選用 零件設計的兩個主要途徑。 設計計算與結(jié)構(gòu)設計 設計決非只是計算，同學更應重視結(jié)構(gòu)設計的學習。 性能要求與經(jīng)濟性 永遠是一對矛盾，應學會合理地解決這一對矛盾。 經(jīng)驗設計與理論設計 二者均重要，前者是后者的基礎。 具體的設計方法與一般的設計能力 前者是學習的形式，后者是學習的目的。 注重設計能力和創(chuàng)新能力的培育。 1.名稱: 指南車和記里鼓車 2.主題詞或關鍵詞: 中國科技之最 3.指南車和記里鼓車的發(fā)明，標志著我國古代對齒輪系統(tǒng)的應用在當時世界上居于領先地位。 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。當時一些帝王把它們作為出行時的儀仗。后來，這兩種車相繼

10、失傳。以后東漢的張衡、三國時代的馬鈞、南北朝的祖沖之等許多名家巧匠競相研制，所以從三國時代開始，歷代史書差不多都有關于指南車和記里鼓車的記載，但均比較簡略。直到宋代，宋史才詳細記載了它們的內(nèi)部齒輪構(gòu)造。 5.指南車是一種雙輪獨轅車，車上立一個伸臂南指的木人。在行進的時候，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，是由于指南車運用了齒輪系或聯(lián)或斷自動離合的巧妙設計。指南車的車箱當中有一個大齒輪，這個大齒輪的軸向上伸出，軸上立一個木人，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，傳動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)動的影響。而當車輛偏離正南方向，

11、向左（向東）轉(zhuǎn)彎時，車轅前端向左移動，后端則向右（向西）移動，于是將右側(cè)傳動齒輪放落，和木人下面的大齒輪相接觸，使右側(cè)車輪的轉(zhuǎn)動能帶動大齒輪向右轉(zhuǎn)動，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.這里需要說明的是，指南車與指南針是兩回事。指南針是由于地球磁場的作用，針的一頭總是指著南方。而指南車則是利用機械傳動的方法，使車上木人的手臂永遠指向南方。 7.記里鼓車有一套減速齒輪系，始終與車輪同時轉(zhuǎn)動，其最后一根軸在車行一里或十里時才回轉(zhuǎn)一周，再經(jīng)過傳動機械，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，恰合一里之數(shù)。車上齒輪系中的立輪、下平輪、旋風輪和中平輪等4個齒輪的齒數(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，裝有一個起凸輪作用的撥子，撥動木人的手臂，即可使木人擊鼓一次。若是再加上一個10齒的小平輪