机械工程概论第2版教学课件

机械工程概论第2版第一章机械与机械工程第二章机械工程的应用领域第三章机械工业与制造业第四章机械设计及现代设计方法第五章工程材料第六章材料成形技术第七章机械制造技术第八章先进制造技术第九章先进制造模式第一章机械与机械工程第一节社会生产与机械第二节机械工程概况第三节21世纪的机械工程第一节社会生产与机械1)都是人类制造的实体组合。2)其组成件之间有确定的相对运动和力的传递。3)进行机械能的转换或机械能的利用。第二节机械工程概况一、机械工程的服务领域1)研制和提供能量转换机械，包括将热能、化学能、原子能、电能、流体压力能和天然机械能转换为适合于应用的机械能的各种动力机械，以及将机械能转换为所需要的其他能量(电能、热能、流体压力能、势能等)的能量转换机械。2)研制和提供用以生产各种产品的机械，包括应用于第一产业的农、林、牧、渔业机械和矿山机械，以及应用于第二产业的各种重工业机械和轻工业机械。3)研制和提供从事各种服务的机械，包括交通运输机械，物料搬运机械，办公机械，医疗器械，通风、采暖和空调设备，除尘、净化、消声等环境保护设备等。第二节机械工程概况4)研制和提供家庭和个人生活中应用的机械，如洗衣机、冰箱、钟表、照相机、运动器械等。5)研制和提供各种机械武器。二、机械工程的工作内容1)建立和发展可以实际地和直接地应用于机械工程的工程理论基础。2)研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要。3)机械产品的生产。4)机械制造企业的经营和管理。5)机械产品的应用。第二节机械工程概况6)研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染和自然资源过度耗费方面的问题及其处理措施。三、机械工程的发展1.动力机械的发展2.机械加工技术的发展1)不断提高机床的加工速度和精度，减少对手工技艺的依赖。2)发展少无切削加工工艺。3)提高成形加工、切削加工和装配的机械化和自动化程度，自动化从机械控制的自动化发展到电气控制的自动化和计算机程序控制的完全自动化，直至无人车间和无人工厂。第二节机械工程概况4)利用数字控制机床、加工中心、成组技术等，发展柔性加工系统，使中小批量、多品种生产的生产效率接近于大量生产的水平。5)研究和改进难加工的新型金属和非金属材料的成形和切削加工技术。3.机械工程基础理论的发展1)在材料强度方面，从早期按静强度除以安全系数(考虑一切不精确性和分散性因素的经验系数)的粗糙计算，提高到考虑材料的疲劳(19世纪后半期)；从一律按材料的无限疲劳寿命进行设计，改为按照实际要求的寿命进行有限寿命设计(20世纪前半期)；从认为材料原则上不能有裂纹,发展到以断裂力学理论为依据,考虑裂纹材料的强度和寿命。第二节机械工程概况2)在机械结构的力学分析方面，从应用经验公式和简化的力学分析来确定各种受力和力矩，发展到应用复杂的力学分析和数学计算方法。第三节21世纪的机械工程一、机械工程与人类的生存环境二、机械工程与人工智能三、机械工程的专业化和综合化思考题1.机械在人类发展历史中起到哪些作用？2.机械的共同特征是什么？3.机械工程的服务领域有哪些？4.机械工程的工作内容有哪些？5.人工智能是如何促进机械工程的发展的？6.21世纪机械工程研究的重点领域有哪些？7.如何辩证地看待机械工程的专业化和综合化？第二章机械工程的应用领域第一节农业机械第二节林业机械第三节矿山机械第四节冶金机械第五节动力机械第六节化工机械第七节纺织机械第八节工程机械第九节汽车第一节农业机械一、农业机械发展简史二、农业机械的类型1.农用动力机械2.农田建设机械(1)铧式开沟机铧式开沟机工作部件是带有犁铧式切土部件的开沟犁体，由拖拉机牵引，一次行程即可完成开沟作业，生产率较高，但牵引阻力大，须与大功率拖拉机配套，适用于较小沟渠的开挖作业。(2)旋转开沟机旋转开沟机用旋转的铣抛盘铣切并抛掷土壤，可与中等功率的拖拉机配套使用，经一次或多次行程完成开沟作业。第一节农业机械(3)鼠道犁鼠道犁工作部件为类似炮弹形的锥端圆柱体，带有立柱和牵引装置，由拖拉机牵引在农田中开挖排水暗渠。(4)铲抛机铲抛机由挖土铲将土铲起后送往抛土部件，带抛土板的旋转圆盘式或向上倾斜的环形胶带式抛土部件将土壤向一侧横向抛掷，抛土距离可达15～18m，可用于修筑梯田和开挖沟渠等土方运移作业。(5)水井钻机水井钻机有回转式、冲击式和复合式3大类。3.土壤耕作机械图2-1悬挂六铧犁1—犁架2—耕宽调整装置3—调节手柄4—悬挂架5—悬挂轴6—犁体第一节农业机械(1)铧式犁铧式犁是土壤耕作最常用的机具。(2)圆盘犁圆盘犁的工作部件是与铅垂面约成20°倾角，而与前进方向成40°～50°偏角的凹面圆盘。(3)凿式犁凿式犁的工作部件是1～3列带刚性铲柱的凿形松土铲，适用于干旱、多石和水土流失严重地区土壤的基本耕作。(4)旋耕机工作部件旋耕刀滚是在一根水平横轴上按多线螺纹均匀配置的一组切土刀片，由拖拉机动力输出轴通过传动装置驱动，旋转切土和碎土，一次作业即可达到种床准备要求。4.表土耕作机械(1)圆盘耙圆盘耙由成组排列的凹面圆盘配置而成。第一节农业机械(2)钉齿耙钉齿耙工作部件为等距、间隔配置在耙架上的若干排钉齿，可用于松碎耕地后的土壤、破碎雨后地表形成的硬壳和作物苗期除草等作业。(3)水田耙水田耙由圆盘耙组、缺口圆盘耙组、星形耙组和轧滚等工作部件前后配置而成，用于水田耕翻后的碎土、平整作业。(4)镇压器镇压器用于耙后或播种后的表层碎土和压实作业，工作部件为镇压轮。(5)中耕机中耕机用于作物生长期间的松土、除草、开沟和培土等作业，常用的工作部件有除草铲、松土铲、通用铲和培土器等。(6)联合耕作机械联合耕作机械能一次完成土壤的基本耕作和表土耕作——耕地和耙地。第一节农业机械5.种植和施肥机械图2-2联合播种机1—开沟施肥2—清除泥块3、5—填压4—开播种沟6—覆土7、8—施粒状杀虫剂9—施粒状除莠剂10—喷雾第一节农业机械(1)播种机播种机种植的对象是作物的种子或制成丸粒状的包衣种子。(2)栽种机栽种机种植的对象是马铃薯、甘薯和葱头等作物的种块和甘蔗的种段等。(3)秧苗栽植机秧苗栽植机的种植对象是水稻、棉花、烟草、蔬菜、果树和花卉等作物的秧苗和带营养或带土的秧苗。图2-3机动水稻插秧机1—发动机2—主离合器手柄3—变速手柄4—牵引架5—移箱器6—送秧器7—分插轮8—环行滑道9—栽插机架10—秧爪11—运输尾轮12—秧箱13—秧篮14—船板15—深浅调整手柄16—传动轴17—驱动轮18—主传动箱第一节农业机械(4)施肥机械施肥机械用以在田间施放各种化学肥料(颗粒肥、液肥)、厩肥、粪肥和堆肥等，主要用于在耕地前施放基肥，而种肥和追肥一般分别由附装在播种机和中耕机上的施肥装置施放。6.植物保护机械(1)喷雾机具喷雾机具用于将液体或粉状药剂的水溶液以雾滴状喷洒到防治目标上，主要分喷雾器、弥雾机和超低量喷雾器3类。(2)喷粉机具喷粉机具用风扇气流将粉状药剂通过喷管和喷头吹送到防治目标上，常用的有手动背负式和胸挂式喷粉器、担架式动力喷粉机以及拖拉机悬挂式喷粉机等。第一节农业机械(3)烟雾机烟雾机是利用液体燃料燃烧时产生的高温气流或内燃机排出的废气，使油剂农药挥发、热裂成直径小于50μm的微粒，随高温气流喷出形成烟雾悬浮在空中并沉降到防治目标上，适用于果园、仓库和温室内的病虫害防治。7.农田排灌机械(1)水泵水泵由电动机、内燃机或风力机等驱动，有离心泵、轴流泵、混流泵、活塞泵、隔膜泵、深井泵和潜水电泵等多种类型。(2)喷灌设备喷灌设备用水泵将水加压(或利用高位水源的落差)通过管道和喷头喷洒到空中，分散成均匀的细小水滴，呈雨状沉降到地面和作物上。第一节农业机械(3)滴灌设备滴灌设备能使低压水通过地下或地面管道，从安装在管道上的滴头持续而小量地向作物需水部位滴落，耗水量比喷灌设备小，常用于果园、苗圃和温室内的灌溉。8.作物收获机械(1)谷物联合收获机谷物联合收获机由收割台、输送装置、脱粒装置、分离装置、清选装置、粮箱和传动装置等组成。图2-􀰊4全喂入式谷物联合收获机1—切割器2—抖动板3—风扇4—谷粒螺旋推进器5—筛子6—杂余螺旋推运器7—抛扔器8—尾筛9—集草车10—滑板11—逐稿器12—粮箱13—逐稿轮14—脱粒滚筒15—凹板16—倾斜输送器17—收割台螺旋推运器第一节农业机械(2)采棉机采棉机用旋转的带齿摘锭，将绽开棉桃中的带籽纤维抓带出来并靠气流送入棉箱。9.农产品加工机械(1)粮食加工机械粮食加工机械按工艺流程分为两大类：一类用于将稻谷、高粱、粟等原粮脱壳去皮，碾制成成品米；另一类用于将小麦、玉米、大麦、荞麦和莜麦等原粮去掉皮层和胚芽，研磨成成品粉。(2)油料加工机械制油工艺主要分压榨法、浸出法等。第一节农业机械(3)饲料加工机械饲料加工机械主要包括：加工各种粗、精饲料的饲料粉碎机、锄草机和青饲料切碎机；配制混合饲料的饲料混合机；将粉状饲料制成颗粒状的饲料压粒机；处理秸秆饲料的茎秆调制机；用于加工薯类和瓜菜等多汁饲料的洗涤机、切片机、刨丝机、打浆机、菜泥机和饲料蒸煮器等。三、农业机械发展趋势1)继续向大型、宽幅、高速和高生产率方向发展，并在实现机械化的基础上继续向自动化过渡。2)发展联合作业机械，使一台机器在一个工作行程内，同时完成两种或多种作业项目。3)产品系列化、标准化和通用化，可以满足各种不同农业条件的需要，生产批量易于提高，产品成本易于降低，维修也较方便。第二节林业机械一、林业机械发展简史二、林业机械的类型1.营林机械(1)振动采种机振动采种机是用振动方法采种的机械。(2)割灌机割灌机是造林和抚育幼林用的机械，可用于林地清理、幼林抚育、次生林抚育与间伐、割灌木、割草和伐小径木，是小型轻便机械。1)侧挂式割灌机。2)背负式割灌机。(3)挖坑机挖坑机是山地和丘陵地区造林整地的主要设备，分为拖拉机悬挂式和手提式。1)拖拉机悬挂式挖坑机。第二节林业机械图2-5拖拉机悬挂式挖坑机a)后悬挂b)后悬挂侧置式1—提升杆2—下拉杆3—万向传动轴4—上拉杆5—减速器6—钻头7—接盘8—升降液压缸2)手提式挖坑机。第二节林业机械(4)作床机、插条机和起苗机作床机、插条机和起苗机是主要用于苗圃育苗的机械。1)作床机。2)插条机。3)起苗机。(5)植树机植树机是机械化植树造林的主要设备，多与拖拉机配套使用。1)连续开沟式和间断开沟式植树机。2)选择挖坑式植树机。(6)幼林抚育机和立木修枝机幼林抚育机又称幼林除草机，驱动方式有拖拉机悬挂式、牵引式和手扶自走式，其工作部件为铲刀、圆盘刀或旋耕刀。第二节林业机械(7)烟雾机烟雾机是一种保护林木的小型机械，用于防治病虫害,多为手提式或背负式,由燃烧系统、冷却系统、燃油系统、空气供给系统、药剂供给系统和起动系统组成。2.木材生产切削机械(1)油锯油锯是以汽油机为动力的手持式链锯,用于伐木、打枝和造材。(2)伐区作业联合机伐区作业联合机是用于伐区作业(伐木、打枝、归堆、集材和短途运材等)的多工序机器。1)伐木归堆机。2)打枝造材机。3.林业起重输送机械1)固定式绞盘机。第二节林业机械2)自行式绞盘机。第三节矿山机械一、采矿机械1.采掘机械(1)钻孔机械钻孔机械可分为凿岩机和钻机两类，钻机又有露天钻机和井下钻机之分。1)凿岩机。2)露天钻机。3)井下钻机。(2)掘进机械掘进机械是利用刀具的轴向压力和回转力对岩面的碾压作用，直接破碎矿岩的成巷或成井机械设备。1)天井钻机。2)竖井钻机。3)平巷掘进机。第三节矿山机械2.采煤机械1)双滚筒采煤机。2)液压自移支架。3.石油钻采机械(1)陆地石油钻采机械陆地石油钻采机械按开采工序分为钻井机械、采油机械、修井机械和维持油井高产的压裂、酸化机械。1)钻井机械。2)采油机械。3)修井机械。4)压裂、酸化机械。(2)海洋石油钻采机械海洋石油钻采机械与陆地石油钻采机械相似，分为钻井装置和采油系统。第三节矿山机械1)海洋钻井装置。2)海洋采油系统。二、选矿机械1.破碎机械2.粉磨机械3.筛分机械4.分选(选别)机械(1)重力选矿机重