《jix機(jī)械基礎(chǔ)》課件

《jix機(jī)械基礎(chǔ)》課程簡介本課程介紹機(jī)械工程的基礎(chǔ)知識和應(yīng)用，涵蓋運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計等核心內(nèi)容。課程體系及學(xué)習(xí)目標(biāo)11.機(jī)械基礎(chǔ)概述介紹機(jī)械工程的基本概念，如機(jī)械運(yùn)動、力學(xué)原理和工程材料等。22.機(jī)械零件深入講解常見機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用，例如軸、軸承、齒輪等。33.機(jī)械傳動分析不同類型的機(jī)械傳動方式，如齒輪傳動、帶傳動和鏈傳動等。44.機(jī)械設(shè)計學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計的基本原理和方法，掌握機(jī)械設(shè)計的基本步驟和流程。機(jī)械基礎(chǔ)概述工程應(yīng)用機(jī)械基礎(chǔ)是機(jī)械工程的基礎(chǔ)學(xué)科，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如汽車、航空、制造業(yè)等。生產(chǎn)力提升機(jī)械基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)有助于理解和掌握機(jī)械設(shè)備的工作原理，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。技術(shù)創(chuàng)新機(jī)械基礎(chǔ)知識的掌握是進(jìn)行機(jī)械設(shè)計、制造、維護(hù)和改進(jìn)的基礎(chǔ)，為技術(shù)創(chuàng)新提供理論支撐?；A(chǔ)力學(xué)知識回顧牛頓運(yùn)動定律描述物體運(yùn)動規(guī)律，包括牛頓第一定律、牛頓第二定律、牛頓第三定律。功和能功是力對物體做的功，能量是物體做功的能力。能量守恒定律能量守恒定律指出能量不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。動量和動量守恒定律動量是物體運(yùn)動狀態(tài)的度量，動量守恒定律指出系統(tǒng)的總動量保持不變。力的概念和分類力的概念力是物體之間的相互作用。力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)，也可以改變物體的形狀。力的分類按力的性質(zhì)可以分為：重力、彈力、摩擦力、浮力、磁力、電磁力等。力的合成和分解1平行四邊形法則兩個力的合成，可利用平行四邊形法則。2三角形法則力的合成，可用三角形法則表示。3正交分解法將力分解成兩個互相垂直的分力。力的合成和分解是力的基本運(yùn)算，應(yīng)用廣泛。例如，求合力、分析力在不同方向的效應(yīng)等。力的平衡條件合力為零當(dāng)作用在物體上的所有力的合力為零時，物體處于平衡狀態(tài)。靜止?fàn)顟B(tài)當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時，它可能處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可能以恒定速度運(yùn)動。勻速直線運(yùn)動如果物體處于平衡狀態(tài)，并且以恒定速度沿直線運(yùn)動，則它處于動態(tài)平衡狀態(tài)。簡單機(jī)械及其用途杠桿杠桿是一種簡單的機(jī)械裝置，它可以將作用在一點(diǎn)上的力放大或改變方向。例如，撬棍、剪刀和鑷子都是杠桿的應(yīng)用。輪軸輪軸是一種由輪和軸組成的簡單機(jī)械裝置。它可以用來將作用在輪上的力傳遞到軸上，或?qū)⒆饔迷谳S上的力傳遞到輪上。例如，手柄、風(fēng)車和汽車方向盤都是輪軸的應(yīng)用。斜面斜面是一種傾斜的平面，它可以將作用在物體上的力分解成兩個分力，一個垂直于斜面，另一個平行于斜面。例如，斜坡、樓梯和螺旋槳都是斜面的應(yīng)用?；喕喪且环N帶有輪的簡單機(jī)械裝置，它可以用來改變力的方向或?qū)⒘Ψ糯?。例如，起重機(jī)、吊車和井架都是滑輪的應(yīng)用。杠桿原理與應(yīng)用定義杠桿是一種簡單的機(jī)械，它由一根可以繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的剛性桿組成。固定點(diǎn)稱為支點(diǎn)，作用在杠桿上的力稱為動力，杠桿克服的阻力稱為阻力。原理杠桿原理是指杠桿的平衡條件，即動力臂乘以動力等于阻力臂乘以阻力。動力臂是支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離，阻力臂是支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離。應(yīng)用杠桿廣泛應(yīng)用于日常生活和生產(chǎn)中，例如剪刀、鉗子、撬棍、扳手、天平等。分類杠桿根據(jù)支點(diǎn)、動力點(diǎn)和阻力點(diǎn)的位置關(guān)系，可以分為三種類型：省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿。輪軸機(jī)構(gòu)及應(yīng)用1輪軸機(jī)構(gòu)輪軸機(jī)構(gòu)由輪和軸構(gòu)成，它們通過固定連接，一起旋轉(zhuǎn)傳遞運(yùn)動和力。輪的半徑大于軸的半徑通過輪施加力，帶動軸旋轉(zhuǎn)2應(yīng)用輪軸機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于機(jī)械和日常生活中。方向盤卷揚(yáng)機(jī)門把手3原理輪軸機(jī)構(gòu)的原理是杠桿原理，其機(jī)械效率取決于輪和軸的半徑比。斜面原理與應(yīng)用斜面是一種簡單機(jī)械，可以將較小的力用于克服較大的阻力。1降低阻力減少所需克服的重力分量2改變作用方向使施力更符合人體力學(xué)3提高效率減少摩擦力，提高工作效率常見的斜面應(yīng)用包括斜坡、樓梯、斜面車道、楔子等。斜面的傾斜角度越大，其機(jī)械效率越低。楔子原理與應(yīng)用1楔子的定義楔子是一種簡單的機(jī)械，它利用兩個傾斜的表面來將物體分開或?qū)⑽矬w固定在一起。楔子通常由金屬或木材制成，并被用作工具，如斧頭、釘子和刀。2楔子的工作原理當(dāng)楔子被錘擊或推動時，它會將物體分成兩部分，或?qū)⑽矬w固定在一起。楔子的效率取決于它的形狀、尺寸和材料。3楔子的應(yīng)用楔子在許多行業(yè)都有應(yīng)用，包括建筑、木工、金屬加工和農(nóng)業(yè)。它可以用來切割木材、拆解金屬結(jié)構(gòu)、將木材固定在一起等等。螺旋原理與應(yīng)用螺旋的定義螺旋是一種將線繞著圓柱體或圓錐體作等距的傾斜運(yùn)動所形成的軌跡，呈現(xiàn)為曲線。螺旋原理應(yīng)用螺旋原理廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械，例如螺絲、螺母、螺旋槳、螺旋鉆等。螺旋的優(yōu)勢螺旋結(jié)構(gòu)具有自鎖性，可以實(shí)現(xiàn)有效傳遞扭矩和提升重物，并能夠?qū)崿F(xiàn)精確的移動和控制。螺旋的種類常見的螺旋種類包括圓柱螺旋、圓錐螺旋，根據(jù)螺距和旋向的不同，螺旋可以分為多種類型。齒輪傳動原理齒輪傳動原理利用齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)運(yùn)動和動力的傳遞。傳動比齒輪傳動比決定了轉(zhuǎn)速和扭矩的轉(zhuǎn)換。摩擦齒輪嚙合產(chǎn)生的摩擦力會導(dǎo)致能量損失。效率齒輪傳動效率取決于齒輪的質(zhì)量和潤滑狀況。齒輪系的傳動比齒輪系的傳動比是指輸入軸轉(zhuǎn)速與輸出軸轉(zhuǎn)速之比。傳動比的數(shù)值反映了齒輪系增速或減速的程度。傳動比大于1減速傳動傳動比小于1增速傳動齒輪的幾何參數(shù)1模數(shù)模數(shù)是齒輪的基本參數(shù)，表示齒輪尺寸大小，決定齒輪的強(qiáng)度和承載能力。2齒數(shù)齒數(shù)表示齒輪上齒的個數(shù)，直接影響齒輪的傳動比和轉(zhuǎn)速比。3齒頂高齒頂高決定齒輪的齒頂圓直徑，影響齒輪的嚙合間隙和傳動精度。4齒根高齒根高決定齒輪的齒根圓直徑，影響齒輪的強(qiáng)度和抗彎性能。齒輪嚙合原理齒輪嚙合過程兩個齒輪嚙合時，齒廓互相接觸，傳遞運(yùn)動和扭矩。齒廓接觸點(diǎn)稱為嚙合點(diǎn)。嚙合線嚙合線是齒廓上兩個接觸點(diǎn)連線，它是齒輪嚙合區(qū)域的中心線，反映了嚙合過程中的運(yùn)動關(guān)系。壓力角壓力角是嚙合線與齒廓切線之間的夾角，它決定了齒輪傳遞力的方向和大小。嚙合模塊嚙合模塊是齒輪嚙合過程中齒廓接觸的長度，它決定了齒輪嚙合的穩(wěn)定性和傳遞扭矩的效率。帶傳動原理與應(yīng)用帶傳動原理帶傳動利用帶的摩擦力傳遞運(yùn)動和動力。它具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、緩沖能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。帶傳動一般采用橡膠帶，能有效地傳遞運(yùn)動和動力，并且能夠緩沖沖擊和振動，延長機(jī)械壽命。鏈傳動原理與應(yīng)用鏈傳動的特點(diǎn)鏈傳動是一種利用鏈條傳遞動力的機(jī)構(gòu)，它可以實(shí)現(xiàn)較大傳動比，承受較大的載荷，并能克服帶傳動的滑移現(xiàn)象。鏈傳動的應(yīng)用鏈傳動廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械傳動系統(tǒng)，例如汽車、摩托車、自行車、工程機(jī)械等，并根據(jù)不同的應(yīng)用場景選擇不同的鏈條類型。鏈傳動結(jié)構(gòu)鏈傳動機(jī)構(gòu)主要由鏈條、鏈輪、張緊裝置等組成，鏈條通過鏈輪的嚙合實(shí)現(xiàn)動力的傳遞。軸承的分類與選擇滾動軸承滾珠軸承滾針軸承圓柱滾子軸承調(diào)心滾子軸承滑動軸承徑向滑動軸承推力滑動軸承選擇因素考慮軸承的承載能力、速度、尺寸、精度和成本等因素。軸承的工作原理11.滾動軸承通過滾動體（球或滾子）來減少摩擦力，降低運(yùn)動阻力，提高運(yùn)行效率。22.滑動軸承依靠潤滑油來降低摩擦系數(shù)，實(shí)現(xiàn)低摩擦力的相對運(yùn)動，適用于承受較大的載荷和較低的轉(zhuǎn)速。33.摩擦力降低軸承通過滾動或滑動的方式，將摩擦力轉(zhuǎn)化為更小的滾動阻力或液壓阻力，從而減少能量損耗，延長機(jī)械壽命?；瑒虞S承的設(shè)計滑動軸承的設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，需要考慮多種因素，例如軸承材料、潤滑方式、負(fù)載條件、工作環(huán)境等。1確定軸承類型根據(jù)負(fù)載、速度、工作環(huán)境等因素選擇合適的軸承類型。2選擇軸承材料根據(jù)負(fù)載、速度、溫度等因素選擇合適的軸承材料，例如青銅、巴氏合金等。3設(shè)計軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計軸承結(jié)構(gòu)，例如軸承尺寸、形狀、潤滑孔等。4進(jìn)行強(qiáng)度校核根據(jù)負(fù)載和工作環(huán)境進(jìn)行強(qiáng)度校核，確保軸承能夠承受工作負(fù)載。5潤滑方式選擇合適的潤滑方式，例如油潤滑、脂潤滑等?；瑒虞S承的設(shè)計需要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況，充分考慮各個因素，才能設(shè)計出性能可靠、使用壽命長的軸承。滾動軸承的選用軸承的類型滾動軸承主要分為深溝球軸承、圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承和調(diào)心滾子軸承。深溝球軸承適用于承受徑向載荷和輕微軸向載荷，而圓錐滾子軸承則適用于承受徑向載荷和較大的軸向載荷。圓柱滾子軸承適用于承受較重的徑向載荷，而調(diào)心滾子軸承則適用于承受徑向載荷和軸向載荷。載荷大小選用滾動軸承時，需根據(jù)軸承所承受的載荷大小進(jìn)行選擇。對于輕載荷的應(yīng)用，可選用深溝球軸承或圓柱滾子軸承；而對于重載荷的應(yīng)用，則需要選用圓錐滾子軸承或調(diào)心滾子軸承。此外，軸承的尺寸、轉(zhuǎn)速、溫度等因素也需要綜合考慮。使用環(huán)境不同類型的滾動軸承適用于不同的使用環(huán)境。例如，深溝球軸承適用于高溫、高濕環(huán)境，而圓錐滾子軸承則更適用于低溫環(huán)境。在選擇滾動軸承時，應(yīng)根據(jù)具體的使用環(huán)境進(jìn)行選擇。選用建議建議使用專業(yè)的軸承選用軟件或咨詢專業(yè)人士進(jìn)行選擇。這有助于確保選擇合適的軸承，延長軸承的使用壽命，并提高機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率和可靠性。聯(lián)軸器的作用和種類連接軸聯(lián)軸器用于連接兩根旋轉(zhuǎn)軸，并允許兩軸間相對轉(zhuǎn)動或平移，傳遞轉(zhuǎn)矩和動力。種類根據(jù)結(jié)構(gòu)和用途，聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器、彈性聯(lián)軸器、液力聯(lián)軸器等，每種聯(lián)軸器都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和適用范圍。常見聯(lián)軸器的特點(diǎn)剛性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，易于安裝。適用于軸線對中性較好、工作條件較輕的場合。彈性聯(lián)軸器具有緩沖減振、補(bǔ)償軸線偏差等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。適用于軸線對中性偏差較大、工作條件較為惡劣的場合。彈性聯(lián)軸器的應(yīng)用11.緩沖沖擊彈性聯(lián)軸器可以緩沖來自發(fā)動機(jī)或傳動系統(tǒng)的沖擊和振動。22.補(bǔ)償偏差可以補(bǔ)償軸線之間的輕微偏差，避免軸承過早磨損。33.降低噪聲彈性元件能吸收振動，降低機(jī)械傳動過程中的噪聲。44.延長壽命緩沖沖擊和振動，減少傳動系統(tǒng)部件的磨損，延長使用壽命。剛性聯(lián)軸器的應(yīng)用精確傳動適用于要求高精度傳動，無間隙，無滑動的應(yīng)用場景。傳動效率高由于沒有間隙，傳動效率高，適用于需要高功率輸出的場合。結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝和維護(hù)，成本較低。液壓傳動原理利用液壓液壓傳動是利用液體的壓力來傳遞能量的。傳遞能量液壓傳動系統(tǒng)中，液體被壓縮并傳遞壓力，從而傳遞能量。運(yùn)動控制液壓傳動可以實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動控制，例如速度、方向和力量。廣泛應(yīng)用廣泛應(yīng)用于各種工程機(jī)械、工業(yè)設(shè)備、汽車等領(lǐng)域。液壓系統(tǒng)的組成動力源液壓系統(tǒng)的心臟，提供液壓能量，通常由液壓泵組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，例如液壓缸和液壓馬達(dá)?？刂葡到y(tǒng)控制液壓油的流量、壓力和方向，包括閥門、傳感器和控制器。輔助元件包括油箱、過濾器、冷卻器等，用于儲存、過濾和冷卻液壓油。液壓泵的種類與特點(diǎn)齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，適用于低壓系統(tǒng)。柱塞泵工作壓力高、效率高，廣泛應(yīng)用于各種液壓系統(tǒng)。螺旋泵流