机械工程基础 教学课件 作者 曹志锡 第一章 绪 论.ppt

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1、第一章绪论人类通过长期的生产和生活实践创造和发明了各种机械，用以减轻人的体力劳动，提高生产效率，保证产品质量，完成各种复杂工作。早在古代，人类就知道了利用杠杆、滚子、绞盘等简单机械从事建筑和运输工作。远在五千年前，人们就使用了简单的纺织机械。早在夏朝时人类就发明了车子。在晋朝时的连机碓和水碾上，人们就应用了凸轮原理。在西汉时的指南车和记里鼓车上，人们就应用了轮系。随着生产发展的需要，人们设计制造了汽车、采掘机、机床、洗衣机等各式各样的机器，在现代生产和生活中发挥着巨大作用。机器已成为人类生产和生活中不可缺少的工具，同时也是社会生产力发展的重要标志。第一

2、章绪论机械在带来高效、快捷和便利的同时，也产生一定的负效应，可能给人类带来一些伤害。这主要是指机械在制造、使用、维护保养过程中可能发生的各种危险，这些危险，不仅造成机械本身的损坏，而且有可能给使用者带来的人身伤害，对周围环境造成污染或生态破坏。从机械的生命周期来看，机械的危害主要发生在机械制造和使用过程中。第一章绪论1）机械制造过程中的危害机械及其零部件在制造、使用涉及多种材料和物质，包括机械自身的各种材料、加工原材料、中间或最终产品、添加物、润滑剂、清洗剂，以及与工作介质或环境介质反应的生成物及废弃物，这些材料和物质不可避免会使用对操作者有伤害和对环

3、境有污染的毒害物，例如粉尘、有毒物、辐射、放射性、腐蚀等，因此，机械不但对操作者会可能造成化学伤害，而且对周围的环境也可能造成污染。第一章绪论机械制造过程中的危害属于机械制造行业的安全生产问题，由于机械可以分为化工机械、农业机械、矿山机械、工程机械等，因此，出现针对某些行业的机械安全，如化工机械安全、农业机械安全、矿山机械安全、工程机械安全，等等。但就机械制造的一般过程而言，任何行业机械的制造过程，尽管工艺流程不同，但不外是铸造、锻造、金属切削、焊接以及热处理等工艺过程，其中金属切削有车、铣、磨、刨、镗等工序，同时在机械的制造过程的加工设备有传统的车床

4、、铣床、磨床、镗床等，也有现代的数控加工中心、激光加工设备、电火花加工设备等大型设备，在机械制造过程的除了需要使用金属材料、工程塑料等工程材料之外，还需要使用除锈剂、氧气、乙炔气体等多种危险化学品。所以，在机械制造过程中存在许多安全生产问题。第一章绪论2）机械使用过程的危害同样，尽管各个行业使用的机械种类、特性各异，但一般来讲，机械在运输、装拆、调试、工作运行等状况时，对使用者的人身伤害主要有卷入、碾压、挤压、剪切、撞击、缠绕、戳扎、刺伤、摩擦、磨损、跌落、飞出物打击、高压流体喷射等机械危害，还有触电、噪声、高温、辐射等非机械性危害。这里还必须指出的是

5、，由于机械的工作状况不同，其危险程度也是有很大的差别。如锅炉、压力容器、起重机械、电梯、客运索道等特种设备的危险性就比普通机械大得多。机械的危害还包括机械本身产生的危害，主要有机械性危害和化学性危害。前者为构成机械的实体在机械力的作用下而产生的严重磨损、过大变形甚至断裂；后者主要是指机械实体在化学物质作用下而产生的腐蚀。第一章绪论第一节机械的组成一、机器和机构机械是什么？机械是机器和机构的总称。机器的类型很多，在日常生活和生产中，我们都接触过许多机器，例如洗衣机、发电机、内燃机、机床、汽车、起重机等。虽然各种机器的用途、性能和构造各不相同，但都存在着以

6、下三个共同特征：1）机器都是由多个实体组合而成的。例如图1-1所示的单缸内燃机，它是由汽缸体、活塞、连杆、曲轴等构件组合而成的。2）各构件之间具有确定的相对运动。如图1-1，单缸内燃机中活塞相对气缸体作往复运动，曲轴相对气缸体作相对转动。3）能进行能量转换（如内燃机把热能转换为机械能），或完成有效机械功（如起重机提升重物）。第一章绪论图1-1单缸四冲程内燃机第一章绪论凡同时具有上述三个特征的机械称为机器；仅具有上述前两个特征的机械称为机构。可见，机构乃是用以实现某种确定运动的构件组合体；而机器则是用来完成机械功或转化机械能的机构。然而，从基本组成、运动

7、特性和受力状态等方面进行分析，机器和机构并没有区别，故一般常以机械作为机器和机构的统称。由于机器的特征包含着机构的特征，所以机器不能没有机构。一部完整的机器可以是一种机构，也可以是多种机构的组合。不同的机器也可能包括相同的主体机构，如蒸汽机、内燃机、冲床等机器的主体机构都是曲柄滑块机构。第一章绪论二、构件、零件和部件组成机构且相互间作确定运动的各个实体称为构件。构件可以是单一的整体，也可以是几个元件的组合体。为了便于制造和安装，可以使一个或几个元件组成一个构件。组成构件的元件称为零件，如图1-2所示的内燃机连杆构件就是由连杆体1、连杆盖3、螺栓2和螺母

8、4等几个零件组成的。故构件是运动的基本单元，零件是制造的基本单元。图1-2连杆构件的组成第一章