機(jī)械工程概論

機(jī)械工程概論班級(jí)：XX—X姓名：XXX學(xué)號(hào):XX機(jī)械工程概論課是一門專題介紹機(jī)械工程學(xué)科領(lǐng)域科學(xué)、技術(shù)、工程等問題的科目，旨在展示機(jī)械工程學(xué)科所涵蓋的主要內(nèi)容及其對人類社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步所起的重要推動(dòng)作用，并介紹了機(jī)械工程的最新發(fā)展，讓我們了解到機(jī)械工程科技人員所需的專業(yè)知識(shí)和技能及其擇業(yè)范圍。機(jī)械工程的發(fā)展是從人類制造工具開始，從制造簡單工具演進(jìn)到制造由多個(gè)零件、部件組成的現(xiàn)代機(jī)械，經(jīng)歷了漫長的過程。人類從石器時(shí)代進(jìn)入青銅時(shí)代，再進(jìn)而到鐵器時(shí)代，用以吹旺爐火的鼓風(fēng)器的發(fā)展起了重要作用。18世紀(jì)后期，蒸汽機(jī)的應(yīng)用推廣使得機(jī)械發(fā)展又更進(jìn)一步。同時(shí)，制作機(jī)械的主要材料逐漸從木材改用更為堅(jiān)韌，但難以用手工加工的金屬。機(jī)械制造工業(yè)開始形成，并在幾十年中成為一個(gè)重要產(chǎn)業(yè)。機(jī)械工程通過不斷擴(kuò)大的實(shí)踐，從分散性的、主要依賴個(gè)人才智和手藝的一種技藝，逐漸發(fā)展成為一門有理論指導(dǎo)的、系統(tǒng)的和獨(dú)立的工程技術(shù)。機(jī)械工程是促成18?19世紀(jì)的工業(yè)革命，以及資本主義機(jī)械大生產(chǎn)的主要技術(shù)因素。動(dòng)力是發(fā)展機(jī)械生產(chǎn)的重要因素。17世紀(jì)后期，隨著各種現(xiàn)實(shí)的需求，各種應(yīng)用機(jī)械得以改進(jìn)和發(fā)展。之后，18世紀(jì)初出現(xiàn)了紐可門的大氣式蒸汽機(jī)，用以驅(qū)動(dòng)礦井排水泵。但是這種蒸汽機(jī)的燃料消耗率很高，基本上只應(yīng)用于煤礦。但隨著瓦特發(fā)明了有分開的冷凝器的蒸汽機(jī)和提供回轉(zhuǎn)動(dòng)力的蒸汽機(jī)，降低了燃料消耗率，擴(kuò)大了蒸汽機(jī)的應(yīng)用范圍。蒸汽機(jī)的發(fā)明和發(fā)展，使礦業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)、鐵路和航運(yùn)都得以機(jī)械動(dòng)力化。蒸汽機(jī)幾乎是19世紀(jì)唯一的動(dòng)力源，但蒸汽機(jī)及其鍋爐、凝汽器、冷卻水系統(tǒng)等體積龐大、笨重，應(yīng)用很不方便。19世紀(jì)末，電力供應(yīng)系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)開始發(fā)展和推廣。19世紀(jì)后期發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)經(jīng)過逐年改進(jìn)，成為輕而小、效率高、易于操縱、并可隨時(shí)啟動(dòng)的原動(dòng)機(jī)。它先被用以驅(qū)動(dòng)沒有電力供應(yīng)的陸上工作機(jī)械，以后又用于汽車、移動(dòng)機(jī)械和輪船。20世紀(jì)初，電動(dòng)機(jī)已在工業(yè)生產(chǎn)中取代了蒸汽機(jī)，成為驅(qū)動(dòng)各種工作機(jī)械的基本動(dòng)力。生產(chǎn)的機(jī)械化已離不開電氣化，而電氣化則通過機(jī)械化才對生產(chǎn)發(fā)揮作用。內(nèi)燃機(jī)和以后發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，是飛機(jī)、航天器等成功發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)因素之一。工業(yè)革命以前，機(jī)械大都是木結(jié)構(gòu)的，由木工用手工制成。金屬（主要是銅、鐵）僅用以制造儀器、鎖、鐘表、泵和木結(jié)構(gòu)機(jī)械上的小型零件。金屬加工主要靠機(jī)匠的精工細(xì)作，以達(dá)到需要的精度。蒸汽機(jī)動(dòng)力裝置的推廣，以及隨之出現(xiàn)的礦山、冶金、輪船、機(jī)車等大型機(jī)械的發(fā)展，需要成形加工和切削加工的金屬零件越來越多，越來越大，要求的精度也越來越高。應(yīng)用的金屬材料從銅、鐵發(fā)展到以鋼為主。機(jī)械加工包括鍛造、鍛壓、鈑金工、焊接、熱處理等技術(shù)及其裝備，以及切削加工技術(shù)和機(jī)床、刀具、量具等，得到迅速發(fā)展，保證了各產(chǎn)業(yè)發(fā)展生產(chǎn)所需的機(jī)械裝備的供應(yīng)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品的需求猛增。生產(chǎn)批量的增大和精密加工技術(shù)的進(jìn)展，促進(jìn)了大量生產(chǎn)方法的形成，如零件互換性生產(chǎn)、專業(yè)分工和協(xié)作、流水加工線和流水裝配線等。簡單的互換性零件和專業(yè)分工協(xié)作生產(chǎn)，在古代就已出現(xiàn)。在機(jī)械工程中，互換性最早體現(xiàn)在莫茨利于1797年利用其創(chuàng)制的螺紋車床所生產(chǎn)的螺栓和螺帽。同時(shí)期，美國工程師惠特尼用互換性生產(chǎn)方法生產(chǎn)火槍，顯示了互換性的可行性和優(yōu)越性。這種生產(chǎn)方法在美國逐漸推廣，形成了所謂“美國生產(chǎn)方法”。20世紀(jì)初期，福特在汽車制造上又創(chuàng)造了流水裝配線。大量生產(chǎn)技術(shù)加上泰勒在19世紀(jì)末創(chuàng)立的科學(xué)管理方法，使汽車和其他大批量生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率很快達(dá)到了過去無法想象的高度。20世紀(jì)中、后期，機(jī)械加工的主要特點(diǎn)是：不斷提高機(jī)床的加工速度和精度，減少對手工技藝的依賴；提高成形加工、切削加工和裝配的機(jī)械化和自動(dòng)化程度；利用數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)等，發(fā)展柔性加工系統(tǒng)，使中小批量、多品種生產(chǎn)的生產(chǎn)效率提高到近于大量生產(chǎn)的水平；研究和改進(jìn)難加工的新型金屬和非金屬材料的成形和切削加工技術(shù)。早期的機(jī)械工程只運(yùn)用簡單的理論概念，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行工作。設(shè)計(jì)計(jì)算多依靠經(jīng)驗(yàn)公式；為保證安全，都偏于保守，結(jié)果制成的機(jī)械笨重而龐大，成本高，生產(chǎn)率低，能量消耗很大。從18世紀(jì)起，新理論的不斷誕生，以及數(shù)學(xué)方法的發(fā)展，使設(shè)計(jì)計(jì)算的精確度不斷的提高。進(jìn)入20世紀(jì)，出現(xiàn)各種實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析方法，人們已能用實(shí)驗(yàn)方法測出模型和實(shí)物上各部位的應(yīng)力。20世紀(jì)后半葉，有限元法和電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，使得對復(fù)雜的機(jī)械及其零件、構(gòu)件進(jìn)行力、力矩、應(yīng)力等的分析和計(jì)算成為可能。對于掌握有充分的實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)資料的機(jī)械或其元件，已經(jīng)可以運(yùn)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)，按照要求的可靠度，科學(xué)地進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)。概括說來，現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域。分別是研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械，研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械，研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械，研制和提供家庭和個(gè)人生活中應(yīng)用的機(jī)械，研制和提供各種機(jī)械武器。機(jī)械的是在不斷地應(yīng)用中才得以發(fā)展和創(chuàng)新，在每一領(lǐng)域中機(jī)械都以不同的形式體現(xiàn)出其應(yīng)用的價(jià)值。機(jī)械工程學(xué)科的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機(jī)械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，無不需要機(jī)械工程的服務(wù)。按其工作性質(zhì)的不同機(jī)械工程的工作內(nèi)容可分為建立和發(fā)展可以實(shí)際的直接的應(yīng)用于機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ)，研究、設(shè)計(jì)和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營管理，機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用，研究機(jī)械產(chǎn)品在制造過程中所遇到的問題及其處理措施。其所涉及的學(xué)科領(lǐng)域主要有研究力和運(yùn)動(dòng)的工程力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料性能及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究在外力作用下應(yīng)力、應(yīng)變等的材料力學(xué)；研究熱能產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的燃燒學(xué)、傳熱學(xué)和熱力學(xué)；研究摩擦、磨損和潤滑的摩擦學(xué)；研究機(jī)械中各構(gòu)件間相對運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)學(xué)；研究有獨(dú)立功能的機(jī)械元件工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和計(jì)算的機(jī)械原理和機(jī)械零件學(xué)；研究金屬和非金屬成形，以及切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)。19世紀(jì)下半葉，機(jī)械工程成為一門獨(dú)立學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)總量的增長，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。分解趨勢在20世紀(jì)中期達(dá)到最高峰。由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非一個(gè)人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識(shí)過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對外界條件變化（如新技術(shù)、新材料和新產(chǎn)品的出現(xiàn)、材料與半成品的供應(yīng)及價(jià)格變化等）的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識(shí)過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時(shí)配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此，從20世紀(jì)中、后期開始，機(jī)械工程又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地關(guān)注基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。作為一門機(jī)械專業(yè)的導(dǎo)入學(xué)科，機(jī)械工程學(xué)科站在一個(gè)全局的角度向我們?nèi)娴恼故玖藱C(jī)械專業(yè)的課程內(nèi)容以及課程配置，讓機(jī)械類學(xué)生對自己所學(xué)專業(yè)有了一個(gè)系統(tǒng)的了解，明確了其之后所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容和目標(biāo)。這也應(yīng)該是這門課程的主要任務(wù)之一。機(jī)械的發(fā)展是一個(gè)不斷探索，不斷創(chuàng)新的過程。每個(gè)人都很難將一件事做的很全，所以對于機(jī)械之后的發(fā)展之路，當(dāng)然更需要更多的機(jī)械學(xué)子深入其中，探索其中所蘊(yùn)含的未知定理。這個(gè)過程是漫長的，所以就需要未來的學(xué)