机电设备概论课件

绪论
学习目标
1）了解机电设备的发展史及机电设备进一步的发展趋势。

2）掌握本课程的主要内容和主要的学习任务。

你知道吗？
设备是指人们在生产和生活中所需的机械、装置和设施等物质资料的总称。

它可以长期使用，并能在使用中基本保持原有的实物形态。

机电设备则是指应用了机械、电子技术的设备。

我们通常所说的机械设备是机电设备中最重要的组成部分。

本章主要介绍机电设备发展的历史阶段和今后进一步发展的趋势，以及本课程主要的内容和主要的学习任务。

1.1机电设备的发展概述
在工业、农业、交通运输业、科研、国防以及人们的日常生产和生活中都在广泛使用各种机电设备。

例如，工业生产中使用的发电机、纺织机、各种机床等。

图1-1为工业生产中常见的机电设备。

a) b) c)
发电机纺织机
a) b) c)
常见机床
图1-1 工业生产中常见机电设备
农业生产中使用的拖拉机、联合收割机、悬耕机等,如图1-2所示。

拖拉机联合收割机悬耕机
图1-2 农业生产中常见机电设备
交通运输业中使用的汽车、火车、飞机等各种运输工具，如图1-3所示。

汽车火车飞机
图1-3 交通运输中时常见机电设备
人们在工作过程广泛使用的打印机、一体机等办公自动化设备，如图1-4所示。

打印机一体机
图1-4 办公常见机电设备
人们在日常生活中使用的空调、洗衣机等家用电器，如图1-5。

空调洗衣机
图1-5 日常生活中常见机电设备
在科学研究领域中使用的各种显微镜、光谱分析仪以及国防领域使用的火箭、坦克、军舰等都属于机电设备；
以上这些机电设备的广泛使用对于提高企业的产品质量、提高劳动生产率，减轻人们的劳动强度，提高人们的生活质量，巩固国防维护国家安全等起到了举足轻重的作用。

社会的发展要求机电设备与之同步发展，而随着机电设备的不断发展，又促进了新技术、新产业的不断出现和不断发展，同时也进一步促进了社会的不断进步和不断向前发展。

1.1.1机电设备的发展阶段
从机电设备发展进程来看，机电设备的发展和制造业的发展密不可分，大体上可以分为三个发展阶段。

1.早期的机械设备阶段
在早期的机械设备阶段，机械设备的动力源主要有人力、畜力以及蒸汽机，工作机构的结构相对比较简单，对设备的控制主要通过人脑来完成。

2.传统的机电设备阶段
在这一发展阶段，机电设备的动力源由普通的电动机来承担，工作机构的结构也比较复杂，尤其是机电设备的控制部分已经由功能多样的逻辑电路代替人脑来完成。

3.现代的机电设备阶段
现代机电设备是在传统机电设备的基础上，吸收了先进科学技术，在结构和工作原理上产生了质的飞跃，它是机械技术、微电子技术、信息处理技术、控制技术、软件工程技术等多种技术相互融合的产物。

1.1.2机电设备的发展趋势
当今，随着科学技术的迅速发展，通信技术、网络技术、光学技术等逐渐大量应用到机电设备的设计、生产、维修等领域，使机电设备逐渐向高效率、高精度、高智能和网络化等方向发展。

1.高效率
2.高精度
3.高智能
4.网络化
1.2 本课程主要内容和任务
机电设备广泛应用在国民经济的各个领域，已经成为促进社会发展，推动社会进步的重要物质基础。

了解机电设备原理、结构，能够正确操作、维护、维修、管理机电设备的技能型人才成为社会急需的人才，这就为中等职业学校机电技术应用专业的人才提供了广阔的施展才华的舞台，也为机电技术应用专业自身的发展提供前所未有的发展空间。

1.2.1本课程的主要内容
“机电设备概论”是中等职业学校机电技术应用专业的一门主干专业课。

该课程主要介绍了机电设备的基本知识，机电设备的构成，典型机电设备的应用及机电设备的管理和安全使用规范的相关知识，该课程是学生进一步学习其它专业课程和进行生产实习的准备课程。

1.2.2 本课程的主要任务
本课程的主要任务是使学生具备机电技术应用专业必需的机电设备基本知识，初步了解典型机电设备的基本原理、主要结构及其系统组成，了解典型机电设备的安装、调试、使用和维护过程，具备对典型机电设备构成的分析能力及常见故障现象的认识能力，树立机电设备的安全使用意识、科学的工作方法及良好的职业道德意识。

通过本课程的学习，使学生能够借助产品说明书查阅、分析设备功能、性能及主要技术参数，能分析设备的结构、机械传动系统，认识电气系统及控制系统，能认识典型机电设备的常见故障现象，能对典型机电设备进行常规的调整、维护、保养，能够安全正确使用机电设备。

课后作业
1-1填空题
1.机电设备从发展历程来看，大体上经历了----------、-----------、---------等三个阶段。

2.随着科学技术的发展，机电设备将向-----------、-----------、-----------、
---------等趋势发展。

1-2思考题
1.请说出你听过的、见过的、用过的机电设备的名称、主要用途、动力源。

2.请指出我们的家庭中有哪些机电设备，它们各有什么用途。

第2章机电设备的分类及应用
学习目标：
1) 掌握机电设备的分类。

2) 了解机电设备的应用。

本章主要介绍机电设备的分类方法及常见的类型，并以用途最为广泛的金属切削机床、起重设备，以及信息社会中应用越来越广泛的新型机电设备——办公自动化设备为例，介绍机电设备的相关基本知识。

2.1 机电设备的分类
2.1.1按机电设备的用途分类
1.产业类机电设备
a) b)
图2-1产业类机电设备
a)普通车床外形图
1－主轴箱 2－刀架 3－尾座 4－床身5－床脚 6－丝杠 7－光杠 8－操纵杠9－溜板箱 10－床脚 11－进给箱
12－交换齿轮箱
b)普通铣床外形图
1－立铣头 2－主轴 3－工作台4－床鞍 5－升降台
2.信息类机电设备
传真机打印机一体机（打印、复印、扫描）
图2-2信息类机电设备
3.民生类机电设备
洗衣机数码摄像机
图2-3民生类机电设备
2.1.2按国民经济行业分类
表2-1 机电设备的分类
类型设备举例
通用机械类机械制造设备（金属切削机床、锻压机械等）；起重设备（电动葫芦、各种起重机、电梯等）；农、林、牧、渔机械设备（如拖拉机、收割机等）；泵、风机、通风采暖设备；环境保护设备；木工设备；交通运输设备（铁道车辆、汽车、船舶等）等
通用电工类电站设备；工业锅炉；工业汽轮机；电机；电动工具；电气自动化控制装置；电炉；电焊机；电工专用设备；电工测试设备；日用电器（电冰箱、空调、微波炉、洗衣机等）等
通用、专用仪器仪表类自动化仪表，电工仪表，专业仪器仪表（气象仪器仪表、地震仪器仪表、教学仪器、医疗仪器等）；成分分析仪表；光学仪器；实验仪器及装置等
专用设备类矿山机械；建筑机械；石油冶冻设备；电影机械设备；照相设备；食品加工机械；服装加工机械；造纸机械；纺织机械；塑料加工机械；电子、通讯设备（雷达、电话机、电话交换机、传真机、广播电视发射设备、电视、VCD、DVD等）、印刷机械等
2.2 常用机电设备的分类、型号及主要用途
常用的机电设备广泛用于工业、农业、民生、国防等各个领域，种类众多，用途各异，下面仅介绍金属切削机床、起重设备和办公自动化设备的分类、型号及主要用途。

2.2.1金属切削机床
机械制造工业中的机器设备包括金属切削机床、锻造设备、铸造设备等，其中金属切削机床应用最为广泛。

1．金属切削机床的分类
金属切削机床（简称机床）的品种和规格繁多，对它们进行分类并编制制型号，可以方便地进行区别、使用和管理。

机床按照使用上的万能性程度，可以分为通用机床、专用机床、机床自动线。

其中，通用机床加工范围较广，在这类机床上可以加工多种零件的不同工序。

例如，普通车床、卧式镗床、铣床等，都属于通用机床。

专用机床是用来加工某一种（或几种）零件的特定工序的
机床，如组合机床、机床主轴箱的专用镗床等。

机床自动线则由通用机床或专用机床组成。

通用机床按工作原理分为11类，包括车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和其他机床。

表2-2 通用机床的类及分类代号
2．通用机床型号
(1)机床型号表示方法
注：①有“（）”的代号或数字，当无内容时，则不表示，若有内容则不带括号；
②有“○”符号者，为大写的汉语拼音字母；
③有“△”符号者，为阿拉伯数字；
(2)机床的类、组、系的划分及其代号位于型号首位的是金属切削机床的类，类代号用汉语拼音字母表示（见表2-2），如车床用C表示。

如果类中还有分类，那么在类代号前加阿拉伯数字表示分类代号，其中第一分类代号数字“1”省略，例如，磨床类分为M、2M、3M 三个分类。

机床的组代号和系代号用两位阿拉伯数字表示，前面的数字表示组代号，后面的数字表示系代号。

每类机床按主要布局及使用范围划分为10个组，用数字0～9表示，每组机床按
其主参数、主要结构及布局形式又分为若干个系。

机床类、组划分详见表1-3。

(3)机床的通用特性代号及结构特性代号
表2-4 机床通用特性代号
通用特性高精
度
精密自动
半自
动
数控
加工中心
（自动换刀）
仿形轻型
加重
型
简式
或经
济型
柔性
加工
单元
数显高速
代号G M Z B K H F Q C J R X S 读音高密自半控换仿轻重简柔显速
(4)机床主参数或设计顺序号、主轴数或第二主参数
(5)机床的重大改进顺序号
例如：型号为CA6140的机床含义为：
C----表示车床；
A----表示通用特性、结构特性代号；
6----组代号，表示落地及卧式；
1----系代号；
40---机床主参数代号的1/10（床身最大工件回转直径为400mm）
3．金属切削机床的技术性能与含义
为了能合理选择、正确使用和科学管理机床，必须很好地了解机床的技术性能和技术规格。

机床的技术性能是有关机床产品质量、加工范围、生产能力及经济性能的技术经济指标，包
括工艺范围、技术规格、加工精度和表面质量、生产效率、自动化程度、效率、精度保持性
及维修性能等。

(1)工艺范围
(2)技术规格
机床的技术规格可以从机床说明书中查得。

它是设备维修与管理部门在机床设备选型、准备机床的维修备件、设备管理的主要原始依据之一。

2.3 起重设备
汽车起重机履带起重机门式起重机
液压千斤顶塔式起重机桥式起重机
手动葫芦电动葫芦
图2-4常见起重设备
2.3.1 概述
1．起重设备的分类
2
图2-5起重设
龙
门
起
重
机
履
带
起
重
机起重设备
千斤顶葫
芦
绞
车
升
降
机
桥
式
类
型
起
重
机
运
行
臂
架
式
起
重
机
固
定
臂
架
式
起
重
机
齿条千斤顶齿条斤顶
手
动
葫
芦
电
动
葫
芦
电
动
绞
车
电
动
绞
车
货
物
升
降
机
电
梯
升
船
机
通
用
桥
式
起
重
机
装
卸
桥
缆
索
起
重
机
铁
路
起
重
机
汽
车
起
重
机
轮
胎
起
重
机
塔
式
起
重
机
门
座
起
重
机
浮
式
起
重
机
平
衡
吊
悬
臂
起
重
机
桅
杆
起
重
机螺
旋
千
斤
顶
图2-5起重机的分类
2．起重设备的基本参数
(1)额定起重量
(2)额定工作速度
(3)起升范围和起升高度
(4)跨度和幅度
(5)生产率
2.3.2 普通桥式起重机的主要组成装置
2-6 桥式起重机外观图
2.4* 办公自动化设备
办公室自动化是近年随着计算机科学发展而提出来的新概念。

办公室自动化英文原称Office Automation，缩写为 OA。

办公室自动化系统一般指实现办公室内事务性业务的自动化，而办公自动化则包括更广泛的意义，即包括网络化的大规模信息处理系统。

办公自动化没有统一的定义，凡是在传统的办公室中采用各种新技术、新机器、新设备从事办公业务，都属于办公自动化的领域。

通常办公室的业务，主要是进行大量文件的处理，起草文件、通知、各种业务文本，接受外来文件存档，查询本部门文件和外来文件，产生文件复件等等。

所以，采用计算机文字处理技术生产各种文档，存储各种文档，采用其它先进设备，如复印机、传真机等复制、传递文档，或者采用计算机网络技术传递文档，是办公室自动化的基本特征。

2.4.1办公自动化设备的分类
办公自动化设备的分类方法繁多，但基本上可以分为计算机类设备、通信类设备和办公用机电设备三大类。

1．计算机类设备
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
1-键盘 2-鼠标 3-光笔 4-扫描仪 5-话筒 6-显示器
7-喷墨打印机 8-激光打印机 9-绘图仪 10-硬盘 11-闪盘
12-移动硬盘 13-CD—ROM 14-DVD—ROM 15-电脑整机
图2-7 计算机类设备
2．通信类设备
1 2 3 4
1-程控交换机 2-数据收发器 3-调制解调器 4-按键式电话
图2-8 通信类设备
3.办公用机电设备
除了前面提到的两类设备之处，我们把其它的办公自动化设备都归纳为办公用机电设备。

这类设备最多，根据其功能大致分为：
(1) 信息复制设备，如复印机，一体化复印机，电子排版印刷系统等。

(2) 信息存储设备，如录音机，摄像机，数码照相机等。

(3) 其它辅助设备，如幻灯机，投影仪，碎纸机，装订机等。

如图2-9所示：
1 2 3 4 5
6 7 8 9
图2-9办公类机电设备
1-复印机 2-一体机 3-录音机 4-摄影机 5-数码照相机
6-幻灯机 7-投影仪 8-碎纸机 9-切纸机
2.4.2 打印机的常见类型及基本原理
打印机按工作原理的不同可分为击打式打印机和非击打式打印机两大系列
1．击打式打印机的工作原理及常见类型
（1）击打式系列的打印机的工作原理
利用机械原理，使字锤击打活字载体上的字符，或者使用打印钢针撞击色带和纸，打印出点阵组成的字符图形。

（2）击打式打印机常见类型及特点
我们在日常工作中用到的针式打印机就是击打式打印机具有代表性的一
种。

特点：其消耗品价格低廉，使用方便，缺点是打印速度慢、使用时噪声大，打印精度不高。

一般不适用于家庭用户。

2．非击打式系列的打印机的常见类型及工作原理
（1）非击打式打印机常见类型
非击打式打印机是指利用各种物理或化学的方法打印。

这类打字机的主要产品是喷墨打印机和激光打印机。

（2）非击打式系列的打印机的工作原理及特点
1）喷墨打印机：原理是用压力喷出墨水成像而成字，它可以用来打印一般文件，还可以打印彩色的图片，打印机购买成本低。

一般在几百元左右。

特点：其消耗品墨盒成本高昂，一个墨盒在几十到几百之间，通常用个四、五个墨盒的价钱就相当于一台打印机的价钱。

而一般一个墨盒只能打印二百、三百张文件。

有条件的家庭或是要求打印彩色图片的家庭可选用。

2）激光打印机:利用的是热转印原理，成字清晰、牢固，打印精度高，打印速度快，使用简单，故障率低。

不过，第一次购买打印机的成本稍高。

激光打印机又可以分为黑白激光打印机和彩色激光打印机两大类。

针式打印机从商务办公领域的淡出，为黑白激光打印机成为企业信息化建设的首选创造了很好的机会，然而，它却又处在了喷墨打印机和多功能一体机的两面夹击中。

精美的打印质量、低廉的打印成本、优异的工作效率以及极高的打印负荷是黑白激光打印机最为突出的特点，这也决定了它依然会是当今办公打印市场的主流。

尽管黑白激光打印机的价格相对喷墨打印机要高，功能也比多功能一体机少，可是从单页打印成本以及打印速度等方面来看，它具有绝对的优势，仍然会是追求效率的商务办公人士的首选。

随着Internet的发展，未来的黑白激光打印机将不再是一种简单的具有打印功能的独立外设产品,而将逐步发展成一种游在网络中的智能化、自动化的文件处理输出终端设备。

过去的彩色激光打印机由于一直是面对专业领域，成本方面彩色激光打印机的整机和耗材价格也均不菲，到目前为止彩色激光打印机其主机与耗材都是很多用户最终舍激光而求喷墨的主要原因。

但其打印色彩表现逼真、安全稳定、打印速度快、寿命长、总体拥有成本较低等特点，相信随着彩色激光打印机技术的发展和价格的下降，会有更多的企业用户选择彩色激光打印机。

2.4.3 传真机的常见类型及基本原理
1．传真机的分类
目前市场上常见的传真机可以分为四大类：（1）热敏纸传真机（也称为卷筒纸传真机）；（2）热转印式普通纸传真机；（3）激光式普通纸传真机（也称为激光一体机）；（4）喷墨式普通纸传真机（也称为喷墨一体机）。

而市场上最常见的就是热敏纸传真机和喷墨/激光一体机。

2．工作原理
传真机的工作原理很简单，即先扫描即将需要发送的文件并转化为一系列黑白点信息，该信息再转化为声频信号并通过传统电话线进行传送。

接收方的传真机"听到"信号后，会将相应的点信息打印出来，这样，接收方就会收到一份原发送文件的复印件。

但是四种传真机在接收到信号后的打印方式是不同的，他们的工作原理的区别也基本上在这些方面。

3．传真机的使用方法
如果是对方要发传真给你，拿起话筒后按传真/复印/输入(一般是绿色的)，然后放下电话，对方收到传真信号后就会传真给你的了！
如果是你要发传真比别人的，你首先打电话叫对方比个传真信号，听到哔哔……声后按自己传真机的传真/复印/输入这个按钮(也可以不挂上电话)就可以发传真了。

2.4.4 复印机的常见类型及基本原理
复印机是从书写、绘制或印刷的原稿得到等倍、放大或缩小的复印品的设备（见图2-9、1）。

复印机复印的速度快，操作简便，与传统的铅字印刷、蜡纸油印、胶印等的主要区别是无需经过其他制版等中间手段，而能直接从原稿获得复印品。

复印份数不多时较为经济。

复印机的类型
按工作原理，复印机可分为光化学复印、热敏复印和静电复印三类。

静电复印是现在应用最广泛的复印技术。

静电复印机的工作原理
静电复印是现在应用最广泛的复印技术，它是用硒、氧化锌、硫化镉和有机光导体等作为光敏材料，在暗处充上电荷接受原稿图像曝光，形成静电潜像，再经显影、转印和定影等过程而成。

复印技术的发展很快，光导材料的性能不断提高，品种日益增多；复印机在控制性能方面不断改进，多数机器能自动和手动进纸，有些还能自动双面复印；复印机的应用范围日益扩大，各种新技术的不断采用，使它已逐渐超出单纯按原样复制文件和图纸的范围。

现在的复印机已经与现代通信技术、电子计算机和激光技术等结合起来，成为信息网络中的一个重要组成部分。

在近距或远距的数据传输过程中可作为读取和记录信息的终端机，是现代办公自动化中不可缺少的环节。

课后作业
2-1填空题
1、机电设备按照用途可分为-------------、-------------------和-------------三类；
2、机电设备按照国家标准的分类方法分类，将机电设备分为--------------、
---------------、------------------和-------------四大类；
3、按照起重设备所具有的机构分为-----------------和--------------两大类；
4、起重设备的基本参数有-----------、------------、--------------、
--------------、----------等；
起重设备的组成装置主要有--------------、-------------、-------------、
-------------；
普通桥式起重机一般主要由------------、-----------------和----------------三部分组成；
7、办公自动化设备通常分--------------、-----------------和----------------三大类；
8、打印机按照工作原理不同可以分为-----------和-----------两类；
9、传真机可以分为--------------、---------------、-----------------、
--------------四类；
10、复印机按照工作原理不同可以分为-------------、--------------、
------------------、------------------四类；
2-2 连线题
1、将左边的机床名称与右边的拼音字母连接起来。

车床 G
钻床 Y
镗床 B
磨床 C
齿轮加工机床 S
螺纹加工机床 X
铣床 L
刨插床 Z
拉床 T
锯床 M
2、将左边的机电设备名称与右边对应的机电设备的类型连接起来
拖拉机通用电工类
印刷机械通用、专用仪器仪表类
电动机通用机械类
拉伸实验机专用设备类
2-3 请说出你在单位有哪些机床，它们的型号如何？
第3章机电设备的构成
学习目标：
1）动力源的类型、特点及选择原则。

任何机电设备都是由设备的本体和设备的功能实现部分组成的。

设备的本体是设备的基础部分，对设备其它部分起到连接、固定和承载的作用，将设备构成一个整体。

设备的机体、壳体、支架、外观装饰都属于设备的本体。

对于设备的本体，除了要求符合美观实用的要求外，更重要的是要满足质量、刚度、工作精度、工作稳定性等方面的要求。

传统机电设备的功能实现部分一般可以分为原动部分、传动部分、工作部分。

原动部分是设备的动力来源，如机电设备中的电动机。

工作部分是完成预定功能的终端部分，如普通车床的主轴、拖析，升降机的平台，洗衣机的波轮等等。

传动部分则是中间环节，负责把原动部分的运动和动力传递给工作部分，一般通过机械传动和液压、气压传动来实现。

现代机电设备已经渗透到人类生产和生活领域的各个方面，技术越来越先进，功能越来越强大，它们的构成也发生了很大的变化，对原动部分和工作部分提出了新的要求，传动部分在很大程度上实现了机、电、液一体化。

现代机电设备的功能实现部分不仅有原动部分、传动部分、工作部分，还有包括自动检测技术、自动控制技术的控制系统。

机电设备的各个组成部分相辅相成，密不可分的。

但对于每一组成部分来讲，又有着本身的工作特点和结构形式。

熟悉机电设备的基本构成，有助于我们深入、系统地分析机电设备的结构特点、工作原理，进而正确地使用、维护和维修机电设备。

本章将从动力源、传动装置、检测与传感装置、控制系统等方面来分析机电设备的基本构成。

3.1 动力源
3.1.1 动力源的类型
我们知道任何机电设备的工作都离不开动力。

电能、风能、热能、化学能等都可以作为机电设备的动力。

机电设备中最常见的动力源是电动机。

在现代机电设备中，电动机已经不单纯是能量的提供者，它在自动控制系统中还具有检测、反馈、执行等方面的作用。

电动机广泛用于各种机械加工设备、农业机械、家用电器等各种机电设备中。

电动机的输出功率有百万分之几瓦到一千兆瓦以上，转速有数天一转到每分钟几十万转，品种和规格。