機械設計論文1.doc

班級： 姓名： 學號： 世界機械發(fā)展史機械是機器和機構的總稱，各種機構都是用來傳遞與變換運動和力的可動裝置。至于機器都是則是根據(jù)某種使用要求而設計的執(zhí)行機械運動的裝置，可用來變換或傳遞能量，物料和信息。機械是人類生產(chǎn)和生活的基本要素之一，是人類物質文明最重要的組成部分。機械的發(fā)明是人類區(qū)別其他動物的一項主要標志，人類自從用機械代替簡單工具，便使手和足的“延長”在更大的程度得到了發(fā)展，而經(jīng)過三次工業(yè)革命的洗禮，機械的飛速發(fā)展，更是使人類達到前所未有的境地，可以說，世界機械的發(fā)展史，就是人類超越自我，探索未知領域的發(fā)展史。1.世界機械發(fā)展的三個階段世界機械的發(fā)展與人類文明發(fā)展史緊密相連，根據(jù)人類文明發(fā)展，世界機械的發(fā)展史可分為三個階段：從公元前7000年城市文明的出現(xiàn)到公元十七世紀末為機械起源和古代機械發(fā)展階段，從十八世紀到二十世紀初為近代機械發(fā)展階段，由二十世紀初到現(xiàn)在，為現(xiàn)代機械發(fā)展階段。每一個階段的機械都有各自的特色，都曾使得人類社會飛速發(fā)展，且?guī)砣祟惿鐣|的改變。下面就按時間來分，從三個階段來敘述世界機械的發(fā)展史。1.1機械起源和古代機械發(fā)展階段據(jù)世界考古學家發(fā)現(xiàn)，公元前7000年，在巴勒斯坦地區(qū)猶太人建立杰里科城，城市文明首次出現(xiàn)在地球上，最早的機械車輪或許是此時誕生的。車輪是人類的重要發(fā)明之一，正是由于車輪的誕生，才使車成為人類的重要運輸工具，也開始變得更加實用，當今世界的七大奇跡之一，埃及的金字塔，便是攻進入青銅時代的埃及巴達里人發(fā)明的搬運重物的工具如滾子，撬棒和滑撬等之后慢慢建立起來的。公元前3000年，美索不達米亞人和埃及人開始普及青銅器，此后一系列的青銅工具如銅刀，馬車，兩輪戰(zhàn)車等等得到廣泛的應用。此后隨著各種材料的發(fā)現(xiàn)與使用，機械的種類愈加豐富。到公元前600年，學者希羅著書闡明關于五種簡單機械：杠桿，尖劈，滑輪，輪與軸，螺紋推動重物的理論。這是已知的最早的機械理論書籍，機械的設計從而開始有了理論的指導，機械的多樣性和實用性，合理性得到了進一步的發(fā)展。公元前513年，希臘羅馬地區(qū)的木工工具有了很大的改進，處木工常用的成套工具如斧，弓形鋸，弓形鉆，鏟外，還發(fā)展了球形鉆，能拔鐵釘?shù)难蚪清N，伐木用的雙人鋸等。此時，長軸車床和腳踏車床已開始廣泛使用，用來制造家具和車輪輻條。腳踏車床一直延用到中世紀，為近代車床的發(fā)展奠定了基礎。此后，隨著人類對不同材料的成功開采與使用以及如阿基米德原理，靜止液體中壓力傳遞的基本定律等理論的產(chǎn)生，機械開始簡單走向復雜化。1698年，英國的薩弗里制成第一臺實用的用于礦井抽水的蒸汽機“礦工之友”，開創(chuàng)了機械的原動力創(chuàng)新先河。1.2近代機械發(fā)展階段十七世紀初期，英國的牛頓提出對流換熱的牛頓冷卻定律;紐科門發(fā)明大氣活塞式蒸汽機，取代了薩弗里的蒸汽機，功率可達六馬力;德國的華佗海特先后發(fā)明酒精溫度計和水銀溫度計，并創(chuàng)立了以水的冰點為32度，沸點為212度，中間分為180度的華氏溫標；法國的卡米提出齒輪嚙合基本定律；瑞士的丹尼爾.伯努利建立無粘性流體的能力方程伯努利方程；歐拉建立粘性流體的運動方程歐拉方程；英國的哈格里夫斯基發(fā)明豎式，多釘，手工操作的珍妮紡紗機。1769年，英國的瓦特取得帶有獨立的實用凝汽器專利，從而完成蒸汽機的發(fā)明，人類進入了“蒸汽時代”。1774年，英國的威爾金森發(fā)明較精密炮筒鏜床，這是第一臺真正的機床加工機器的機器，它成功地用于加工汽缸體，使瓦特蒸汽機得以投入運行。自此機械的原動力開始以煤炭為主，強大的動力帶來了一系列需要大推動力機械的誕生：汽車，割穗機，鐵船1799年，法國的蒙日發(fā)表畫法幾何一書，使畫法幾何成為機械制圖的投影理論基礎。在接下來的一個世紀左右，隨著材料力學，彈性力學，流體力學，機械力學，疲勞力學，疲勞強度理論，驗應力分析方法等理論與方法的提出與完善，各種制造機械的機械如龍門刨床，臥式銑床，木工圓鋸機等得發(fā)明，給機械的發(fā)展注入了催化劑。1834年，第一臺使用電動機誕生，電動機進入了實用化階段，人類進入“電力時代”。1838年，俄國的雅可比用蓄電池給直流電動機供電以驅動快艇，這是首次使用電力傳動裝置。1847年，世界上最早的機械工程學術團體英國工程師學會成立。1860年，法國的額努瓦制成第一臺實用的煤氣機（也是第一臺內燃機）。1862年和1865年先后造出中國第一臺蒸汽機和第一臺木質蒸汽機船“黃鵲”號。1889年，第一屆國際計量大會首次正式定義“米”為：“在零攝氏度，保存在國際計量局的鉑銥米尺的兩中間刻線間的距離”。世界從此有了更加統(tǒng)一的尺寸。1.3現(xiàn)代機械發(fā)展階段1917年11月7日，當俄國“十月革命”的大旗插在資本政府上面時，人類歷史發(fā)生了轉折，現(xiàn)代史開幕了。二十世紀初期，為了繼續(xù)滿足資本主義的瘋狂擴張，人們更加注意生產(chǎn)效率的提高及大批量生產(chǎn)的實現(xiàn)。泰勒，一個原先為美國費拉德爾菲爾機械工廠的工人，經(jīng)過對工作時間的研究，改進了塞茲發(fā)明的車床，發(fā)明了高速鋼，極大地提供了金屬的切割速度，隨后又發(fā)明了一種計算尺，使得一個技術熟練的一流機械技師憑十幾年的長期經(jīng)驗方能完成的生產(chǎn)量，一下子提高了二倍。為了實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，從十九世紀開始，人們就開始探索，首先的大批量生產(chǎn)主要用于軍事領域，人們采取了互換式的生產(chǎn)方法，其后，各種新式互換機床也應運而生，在制造機床的同時，為了保證機床的精確度，千分尺等一大批測量器具和螺紋被設計制造出來。在對管理模式的研究下，機械制造開始走向自動化，例如，辛辛提那公司制造的液壓式平面磨床，就是具有自動循環(huán)的系統(tǒng)，而在米爾沃爾基的工廠，鉆床實現(xiàn)了自動化，部件的安裝或平移，鉆頭的轉動及進給，工作臺的移動等動作均是自動化進行的。隨著電子科技的發(fā)展，機械的自動化程度越來越高。1952年，美國帕森斯公司制造了第一臺數(shù)字控制機床，1962年，美國本敵克公司首先在數(shù)控銑床上實現(xiàn)最佳適應控制（ACO）。1967年，美國的?？怂故紫忍岢鰴C構最優(yōu)化的概念。英國莫林斯公司根據(jù)威廉森提出的柔性制造系統(tǒng)的基本概念研制出“系統(tǒng)24”。1976年，日本發(fā)那科公司首次展出由4臺加工中心和1臺工業(yè)機器人組成的柔性制造單元。而這一時期，最重要的發(fā)明無疑是電腦，電腦的出現(xiàn)并運用到生產(chǎn)中，使機械生產(chǎn)效率，精確度提高到了一個前所未有的高度。2.世界機械發(fā)展未來的趨勢人類自從用機械代替簡單工具，使手足的“延長”在更大程度上得到了發(fā)展，但是，人還是以頭腦為其獨有的特征，為了使頭腦的功能得以延伸，因而產(chǎn)生了控制理論，計算機科學，人工技能和信息科學?，F(xiàn)代的機器，已經(jīng)遠遠不再是馬克思時代定義的“原動機+傳動機+工作機”，而是已經(jīng)會“自行思考”。隨著各種技術的發(fā)展，未來的機械將會更加智能化，機械的發(fā)展，將是計算機控制下的機械。計算機不是僅僅用來做計算的機械，而且它起著頭腦的作用，不論什么機械，都將發(fā)展成為機械人。3.對世界機械發(fā)展背后世界的思考在機械飛速發(fā)展之下，自然環(huán)境受到了嚴重的破壞，空氣污染，固體廢棄物污染，海洋污染，聚氯乙烯（PCB）