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1、工程训练与基础实验中心工程训练与基础实验中心EngineeringTrainingandBasicExperimentalCenter -机械工程与文化机械工程与文化Mechanicalengineeringandculture 主讲人：主讲人：工程文化概论v中国是世界上机械发展最早的国家之一。中国是世界上机械发展最早的国家之一。v中国的机械工程技术不但历史悠久，而且成就辉煌。中国的机械工程技术不但历史悠久，而且成就辉煌。v在动力的利用和机械结构的设计上都有自己的特色。在动力的利用和机械结构的设计上都有自己的特色。v不仅对中国的物质文化和社会经济的发展起到了重要的促进不仅对中国的物质文化和社会
2、经济的发展起到了重要的促进作用，而且对世界技术文明的进步做出重大贡献。作用，而且对世界技术文明的进步做出重大贡献。v机械是一个国家综合国力的标志之一。汉代文景之治 唐代贞观之治 清代康乾盛世v西汉王朝能够利用斜面、杠杆、滑轮、螺旋等较简单的常用机械外，能够制造辘轳、齿轮、机括、弩匣等精密机械。正是如此古中国制造了许多令人称奇的机械设备。v墨经记载：“公输子削木为鹊，三日不下”v渚宫旧事尝为木鸢，乘之以窥宋城。”文景之治文景之治v唐代已有筒车，从人力提水发展为水力提水。v清乾隆年间宫廷造办处曾制造大更钟，它依靠悬锤的重力驱动，并增添了精确的报更机构。v建造多个造船厂江南造船厂金陵造船厂武汉造船厂
3、康乾盛世康乾盛世v动力的变革动力的变革v材料的变革材料的变革v加工手段的变革加工手段的变革v生产模式的变革生产模式的变革一、机械的变革一、机械的变革蒸汽机无法实现小型化，所以在当时的工厂里采用集中驱动的方式。蒸汽机时代的纺织工厂蒸汽机时代的纺织工厂蒸汽机皮带天轴皮带生产机械 2皮带生产机械 1皮带生产机械 319世纪，第二次工业革命世纪，第二次工业革命电动机和内燃机发明电动机和内燃机发明为汽车、飞机的为汽车、飞机的出现提供了可能性。出现提供了可能性。电力代替了蒸汽。电力代替了蒸汽。集中驱动被抛弃了，集中驱动被抛弃了，每台机器都安装了独每台机器都安装了独立的电动机。立的电动机。莱莱特特兄兄弟弟1
4、903v远古时代，手工制作远古时代，手工制作;v18世纪末，早期世纪末，早期车床车床的雏形在英国问世的雏形在英国问世;v19世纪中叶世纪中叶,动力机床动力机床的已大体齐备；的已大体齐备；v19世纪末，世纪末，自动机床、大型机床自动机床、大型机床出现。出现。加工手段的变革加工手段的变革v20世纪初叶，机械制造进入了世纪初叶，机械制造进入了大批量生产大批量生产模式模式的时代。的时代。生产模式变革生产模式变革机器人的出现机器人的出现 随着随着计算机计算机和和伺服电机伺服电机的出现，的出现，机器人机器人作为现作为现代机器的代表走上了历史舞台。代机器的代表走上了历史舞台。工业机器人工业机器人 特种机器人
5、特种机器人 工业机器人：工业机器人：工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行。清洗飞机的机器人隧道凿岩的机器人几几 种种工业机器人工业机器人 特种机器人：除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种机器人总称。承担着许多由人的直接操作无法完成的工作。包括民用和军用两类水下扫雷机器人爬壁机器人几种几种特种机器人特种机器人 军用昆虫机器人爬缆索机器人3D打印打印v3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。v海军舰艇：2014年7月1日，美
6、国海军试验了利用3D打印等先进制造技术快速制造舰艇零件，希望借此提升执行任务速度并降低成本。v航天科技：2014年9月底，完成首台成像望远镜，所有元件基本全部通过3D打印技术制造。v医学领域：2014年8月，北京大学研究团队成功地为一名12岁男孩植入了3D打印脊椎，这属全球首例。v房屋建筑：房屋建筑：20142014年年8 8月，月，1010幢幢3D3D打印建筑在上海张打印建筑在上海张江高新青浦园区内交付使用，作为当地动迁工程江高新青浦园区内交付使用，作为当地动迁工程的办公用房。的办公用房。v汽车行业:2014年9月15日，第一辆3D打印汽车也终于面世。这辆汽车只有40个零部件，建造它花费了4
7、4个小时，最低售价1.1万英镑（约合人民币11万元）机器机器自动装卸机器自动装卸机器工业机器人工业机器人根据用途的不同，根据用途的不同，机器可分为机器可分为动力机器动力机器加工机器加工机器运输机器运输机器信息机器信息机器动力机器其用途是转换机械能。其用途是转换机械能。其他形式的能量其他形式的能量机械能机械能原动机原动机如蒸汽机、内燃机、电动机如蒸汽机、内燃机、电动机换能机换能机机械能机械能其他形式的能量其他形式的能量返回返回如空气压缩机如空气压缩机加工机器尺寸尺寸形状形状性质性质状态状态用来改变被用来改变被加工对象的加工对象的如如:加工机床加工机床轧钢机轧钢机纺织机纺织机包装机等。包装机等。运
8、输机器用来搬运物品和人。用来搬运物品和人。如汽车、飞机、起重机、运输机。如汽车、飞机、起重机、运输机。信息机器其功能是处理信息。其功能是处理信息。例如复印机、打印机、绘图机等。例如复印机、打印机、绘图机等。信息机器虽然也作机械运动，但其目的是处理信息，信息机器虽然也作机械运动，但其目的是处理信息，而不是完成有用的机械功，因而其所需的功率甚小。而不是完成有用的机械功，因而其所需的功率甚小。机构机构因此，可给出机构的如下定义：因此，可给出机构的如下定义：机构：机构：人为实物的组合体，人为实物的组合体，具有确定的机械运动，具有确定的机械运动，可以用来传递和转换运动。可以用来传递和转换运动。机器机器：
9、人为实物的组合体，人为实物的组合体，具有确定的机械运动，具有确定的机械运动，可以用来转换能量、可以用来转换能量、完成有用功完成有用功 或处理信息，或处理信息，以代替或减轻人的劳动。以代替或减轻人的劳动。在各种机械中广泛使用的一些机构称为常用机构在各种机械中广泛使用的一些机构称为常用机构如：如：带传动机构带传动机构 齿轮机构齿轮机构 凸轮机构凸轮机构 连杆机构、连杆机构、链传动机构链传动机构常用机构常用机构1 1、带传动机构带传动机构2 2、齿轮传动机构、齿轮传动机构咬合方式咬合方式3 3、凸轮机构、凸轮机构4 4、连杆传动机构、连杆传动机构5 5、链传动机构、链传动机构v机械工程v机械设计制造
10、及其自动化v材料成型及控制工程v机械电子工程v工业设计v过程装备与控制工程v车辆工程v汽车服务工程按照机械工程学分类按照机械工程学分类v机械设计 v机械制造 v机械电子传统机械学科主要包括的内容传统机械学科主要包括的内容v所谓设计就是将人们头脑中思考的物体变成实际所谓设计就是将人们头脑中思考的物体变成实际物体的过程中做出的全部信息数据的工作。物体的过程中做出的全部信息数据的工作。v设计的本质是革新和创新。需求是设计的动力源设计的本质是革新和创新。需求是设计的动力源泉。设计就是把各种先进技术成果转化为生产力泉。设计就是把各种先进技术成果转化为生产力的活动。的活动。1 1、机械设计、机械设计机械设
11、计的要求：机械设计的要求：有新意、能解决问题；会看、绘图纸，懂得各种符号的意义；能熟练应用各种设计软件；熟悉所设计产品的原理结构 2.机械零件制造机械零件制造 机械制造通常是指用机械的方法制造产品或制造机械产品两个范畴，是指获得产品形状、尺寸、位置的技巧、方法和程序。它通常包括零件的制造与机器的装配两部分。零件的制造通常分为冷加工和热加工两大类。冷加工和热加工的区别在于加工温度。加工时材料的温度在再结晶温度以上，就是热加工，在再结晶温度以下，就是冷加工，（比如说钢，再结晶温度为600多度）。根据加工后质量是否变化又分为：1）恒量法）恒量法 又称材料成形法、塑性加工法、变形法。2）减量法）减量法
12、 又称材料去除法、切削加工法、余量法。在材料去除法中，根据工件形态的变化过程和能源作用的形式，又可分为常规机械加工方法和特种加工方法两种类型。3）增量法）增量法 又称生长法或材料累加法。3 3、机电一体化技术及主要特征、机电一体化技术及主要特征 机电一体化是结合应用机械技术和电子技术于一体的产品。在以机械、电子技术为主的多学科相互渗透、相互结合的过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘学科。它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、传感与测试技术、电力电子技术、伺服驱动技术、系统总体技术等现代高新技术群体基础上的一种高新技术。特征：1、机械结构简单化2、提高了加工工艺的精度精度高、误差小，机械磨损及间隙配合等所引起的动作误差大大减小。3、工艺过程的柔性化4、操作自动化5、调整维修更方便