单元1 机器概述（课件）《机械基础》上好课（苏教版·凤凰职教）

《机械基础》（苏教版） 上好课—中职专业课 模块一 机械结构 单元1 机器概述 教学目标 知识目标 1. 掌握机器的定义、三大核心共同特征，能准确区分原动机与工作机； 2. 熟记机器的四大组成部分，明确各部分的功能及典型实例； 能力 目标 1. 能够结合生活、生产中的机械设备，准确划分其动力、传动、执行、控制四大组成部分； 2. 具备简单机械设备工作原理的分析能力，能独立辨析机器的能量转换形式； 情感 目标 1.激发学生对机械专业的学习兴趣和探索欲望，树立专业自信心； 2. 培养学生严谨的专业态度、逻辑思维能力和团队合作意识； 教学引入 教学引入 从清晨的电风扇，到工厂里搬运货物的机器人 · 起床后用电动牙刷、坐电梯、开汽车 · 教室里的投影仪、风扇、空调 · 工厂里数控机床、焊接机械臂、传送带 这些东西有什么共同之处？它们凭什么都被叫做"机器"？ 教学引入 "一块石头"和"一台机床"，差别到底在哪里？ 请同桌两人讨论 1 分钟： ① 石头会不会自己动？机床呢？ ② 机床动起来，是为了完成什么"有用的事"？ ③ 是谁把零件"拼"到一起、让它们按规矩动的？ 知识讲授：什么是机器？ 机器是人为实体（构件）的组合，各部分之间具有确定的相对运动，并能代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功或实现能量转换。 记住三个关键词：构件组合、确定相对运动、做功或能量转换。 知识讲授：三个共同特征 判断一台东西是不是机器，看这三条 1 由许多构件组合而成 2 各部分之间具有确定的相对运动 3 能完成有用机械功或实现能量转换，代替、减轻人的劳动 知识讲授：特征一 · 构件组合 机器不是整块铁，而是"拼"出来的 一台机器由许多构件（零件、部件）组装而成。 以汽车发动机为例：缸体、活塞、曲轴、气门、凸轮轴……几十上百个零件装配在一起，才能成为一台能运转的机器。 单个零件本身不是机器。 知识讲授：特征二 · 确定的相对运动 零件之间怎么动，是"定好规矩"的 构件之间不是乱晃，而是具有确定的相对运动。 如右图的带传动：电机带轮转多快，皮带、从动轮就跟着按固定关系转，运动轨迹和速比都是确定的、可预测的。 一堆散乱堆在一起的零件，没有确定运动，就不是机器。 知识讲授：特征三 · 做功与能量转换 机器要"干活"，或把能量换一种形式 机器的目的是：代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功，或实现能量转换。 · 发电机：把机械能 → 电能 · 金属切削机床：把毛坯切成需要的形状 · 运输车：把货物从甲地搬到乙地 知识讲授：机器在干什么 机器的本质：传递并变换能量、物料与信息 · 执行机械运动，把运动和力传递出去 · 变换与传递能量：如发电机、电动机 · 变换与传递物料：如机床、运输机 · 变换与传递信息：如计算机、打印机 知识讲授：分类 · 按用途分 机器分两大类：原动机 与 工作机 原动机（发动机）：把非机械能转换为机械能。 例：电动机（电→机械能）、内燃机（热→机械能）、空压机。 工作机：改变被加工物料的位置、形状、性能、尺寸或状态，依靠机械能做功。 例：车床、铣床、磨床、运输机。 知识讲授：举例 · 原动机 原动机：专门负责"产出动力" · 电动机：电能 → 机械能，应用最广 · 内燃机：燃油燃烧的热能 → 机械能，用于汽车、工程机械 · 空气压缩机：电动机带动活塞压缩空气，把机械能转化为气体压力能 它们都是"能量入口"，为后续工作机提供动力。 知识讲授：举例 · 工作机 工作机：直接改变工件的模样 · 车床：车削外圆、端面、螺纹 · 铣床：铣削平面、沟槽、曲面 · 磨床：高精度磨削加工 它们都属于金属切削机床，依靠机械能改变工件的尺寸、形状和表面质量。 知识讲授：四大组成部分 机器一般由四部分组成 控制系统（协调指挥） 动力部分 原动机 传动系统 传递运动与动力 执行部分 完成工作任务 动力 → 传动 → 执行，一条主线；控制系统在上方对三者进行调控与反馈。 知识讲授：组成之一 · 动力部分 动力部分：机器的"心脏" 它是机器动力的来源，把其他形式的能量转化为机械能输出。 常见：电动机、内燃机、空气压缩机。 没有动力部分，整台机器就是一堆不能动的零件。 知识讲授：组成之二 · 执行部分 执行部分：直接干活的"手" 它直接完成机器的工作任务，处在传动装置的终端。 · 洗衣机：波轮、滚筒 · 电风扇：风叶 · 机床：刀具、主轴 结构取决于机器用途，用途不同，执行部分长得完全不同。 知识讲授：组成之三 · 传动系统 传动系统：动力与执行之间的"桥梁" 它是中间传递环节，把动力部分的运动和动力传递给执行部分。 还能根据需要： · 改变转速大小 · 改变运动形式（旋转 ↔ 直线） · 改变动力传递方向 知识讲授：传动的四大类型 传动分四大类，记牢这四个词 机械传动：齿轮、带、链、螺旋等机械件 液压传动：靠受压液体传递动力 气动传动：靠压缩空气传递动力 电气传动：靠电动机等电气装置 知识讲授：机床常用机构 机床里最常见的六种机构 机床传动系统中常见的机构有： 　① 齿轮传动　② 螺旋传动 　③ 带传动　　④ 链传动 　⑤ 连杆机构　⑥ 凸轮机构 这六种名称必须能默写出来。 知识讲授：机构举例·带传动与链传动 靠皮带或链条，把动力"送"过去 带传动：靠皮带与带轮间的摩擦力传动，平稳、能缓冲，但有打滑。 链传动：靠链条与链轮啮合传动，传动比准确，适合中心距较大的场合。 知识讲授：机构举例 · 螺旋传动 螺旋传动：把旋转变成直线移动 由螺杆和螺母组成，把旋转运动转化为直线运动。 · 传动平稳、精度高、能自锁 · 常用于机床进给、工作台移动 右图为滚珠丝杠，是精密螺旋传动元件。 知识讲授：机构举例 · 连杆与凸轮 连杆与凸轮：实现特定的动作规律 连杆机构：用杆件铰接，实现摆动、升降等动作（如风扇摇头）。 凸轮机构：靠凸轮轮廓控制从动件，实现预期的间歇或规律运动（如发动机配气）。 知识讲授：组成之四 · 控制系统 控制系统：机器的"大脑" 它协调和控制动力、传动、执行三部分，让它们按预定动作协同运转。 · 简单机器：开关、旋钮 · 复杂机器：PLC、单片机、传感器闭环控制 没有控制，机器就无法按人的意愿工作。 知识讲授：案例分析一 · 摇头电风扇 拿最熟悉的电风扇，拆开看四大组成 电风扇天天用，它也是一台标准机器： · 动力部分：电机 · 传动部分：电机输出轴 · 执行部分：风叶 · 控制系统：电源开关、调速旋钮、摇头开关 知识讲授：电风扇的工作过程 开关一按，能量这样一路传递 ① 通电 → 电机把电能变成旋转的机械能 ② 输出轴把运动传给风叶 ③ 风叶旋转推动空气流动（做功） ④ 调速旋钮选定档位，摇头开关控制摆头 这就是"动力→传动→执行，控制协调"的完整闭环。 知识讲授：风扇摇头的秘密 风扇为什么能来回摆头？ 摇头装置内部由三种机构组成： 　· 平面四杆机构——实现往复摆动 　· 齿轮传动——减速增扭 　· 蜗杆传动——传递交叉轴运动 风扇负载小，部分零件用塑料；但运动接触部位必须润滑，以减小摩擦和磨损。 传动部分 知识讲授：摇头扇的工作原理 传动部分 知识讲授：案例分析二·简易工业机械手 工业机械手也是一台机器 它能代替人完成抓取、搬运、焊接等作业，动力来源多为电动机。 别看它长得复杂，拆开仍是那四大块： 动力（电机）→ 传动（臂杆、减速器）→ 执行（手部）→ 控制（可编程控制器）。 传动部分 知识讲授：机械手的三大组成 机械手 = 手部 + 运动机构 + 控制系统 · 手部：直接抓持工件或工具 · 运动机构：实现摆动、升降、伸缩等动作 · 控制系统：可编程，发出动作指令；接收传感器反馈信号，形成闭环控制 传动部分 知识讲授：润滑及其作用 润滑：在摩擦表面涂上润滑物质 目的是降低摩擦系数、减少磨损。润滑能： 　· 减小摩擦磨损　· 保护金属表面 　· 冲洗切屑　　　· 降温冷却 　· 防锈　　　　　· 缓冲冲击 　· 减振降噪　　　· 密封 最终保障机器长期、稳定、正常运转。 传动部分 知识讲授：机器创新的思路 一台新机器，是这样被发明出来的 1. 发现应用中的问题　2. 确定目标（用途、功能） 3. 开展调查与收集资料　4. 综合分析 5. 创新构思与设计　6. 方案比较与论证 7. 制造　8. 检测与试用　9. 投入应用 投入应用后还会发现新问题，于是回到第 1 步， 循环迭代、不断改良。 图：滚珠丝杠剖视示意——创新来自对机构的不断改进 传动部分 师生互动 任选身边一台机器，说出它的四大组成 可选：洗衣机、汽车、自行车、电梯、数控机床…… 请按这个句式回答： 它的动力是____，传动靠____，执行是____，控制是____。 传动部分 知识点背诵 1. 机器三大特征：构件组合、确定的相对运动、完成有用功或能量转换。 2. 机器四大组成：动力部分、传动系统、执行部分、控制系统。 3. 传动四大类型：机械、液压、气动、电气传动。 4. 机床常用六种机构：齿轮、螺旋、带、链、连杆、凸轮。 5. 原动机把非机械能变成机械能；工作机靠机械能改变物料。 单项选择题 1.一堆零件装配成机器后，区别于"散件"的根本标志是（　） A. 构件更多　 B. 有确定的相对运动　 C. 体积更大　 D. 颜色更亮 正确答案：B 一堆零散零件只是构件的集合；装配成为机器之后，零件之间能够形成确定的相对运动，这就是机器区别于一堆散件的根本标志。A、C、D 都只是外观、数量特点，不是本质区别。 课后练习 正确答案：B 原动机（发动机）：把非机械能转换成为机械能，作为动力来源。电动机将电能转换成机械能，属于原动机 课后练习 单项选择题 2. 下列设备中，属于原动机的是（　） A. 车床　 B. 电动机　 C. 机床工作台　 D. 电风扇风叶 单项选择题 3. 下列各项中，不属于机床常用机构的是（　） A. 齿轮传动　 B. 带传动　 C. 凸轮机构　 D. 液压传动 正确答案：D 液压传动属于传动的大类形式（机械、液压、气动、电气传动四类），不属于机床常用的机械机构 课后练习 1.机器由哪四部分组成？各起什么作用？ 课后练习 参考答案： ① 动力部分——机器动力的来源，如电动机、内燃机，把其他能量转为机械能； ② 传动系统——中间传递环节，把运动和动力传给执行部分，并可调速、换向； ③ 执行部分——直接完成工作任务，处于传动终端； ④ 控制系统——协调控制前三部分，使其按预定要求协同运转。 课堂小结 1. 基础作业：熟记本节课核心知识点，整理课堂笔记，默写机器三大特征、四大组成部分、润滑的核心作用。 2. 实践作业：选取生活中任意一种机器（洗衣机、切割机、水泵等），拆解分析其动力、传动、执行、控制四大组成部分，简要写出其工作原理。 课后作业 感谢观看 Lavf58.46.101 Lavf62.3.100 $