機(jī)械工程導(dǎo)論-基于智能制造（第2版）第1章 緒論

機(jī)械工程概論為何要學(xué)機(jī)械工程概論？第1章緒論

第1章緒論□1.1機(jī)械與機(jī)械工程1.1.1機(jī)械有關(guān)的基本概念1.1.2機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域及工作內(nèi)容□1.2機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展1.2.1世界機(jī)械發(fā)展簡史1.2.2中國機(jī)械發(fā)展簡史1.2.3機(jī)械工程發(fā)展展望□1.3機(jī)械工程導(dǎo)論課程的基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求1.3.1機(jī)械工程學(xué)科簡介1.3.2本課程的基本內(nèi)容1.3.3本課程的學(xué)習(xí)要求與方法1.1.1機(jī)械有關(guān)的基本概念

1.1.1.1機(jī)器與機(jī)構(gòu)1.機(jī)器馬克思定義所有機(jī)器都是由三部分組成的：一是原動機(jī)，如汽車的發(fā)動機(jī)；二是工作部分，如汽車的車輪；三是傳動部分，如汽車的變速箱。

盡管機(jī)器種類成百上千，但其組成必然包括這三部分，包含這三個部分才可以構(gòu)成機(jī)器，三者缺一不可。

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機(jī)械與機(jī)械工程1.1.1機(jī)械有關(guān)的基本概念

1.1.1.1機(jī)器與機(jī)構(gòu)1.機(jī)器隨著機(jī)器自動化的不斷提高，控制部分的重要性也日益增大。。。

因此控制系統(tǒng)成為機(jī)器中一個不可或缺的重要組成部分。

所以，現(xiàn)代的機(jī)器應(yīng)該是由原動機(jī)（動力部分）、傳動部分、工作部分和控制部分四個部分組成。

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機(jī)械與機(jī)械工程

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機(jī)械與機(jī)械工程1.1.1機(jī)械有關(guān)的基本概念

1.1.1.1機(jī)器與機(jī)構(gòu)

2.機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)是指各組成部分間具有一定的相對運(yùn)動，能夠傳遞動力或?qū)崿F(xiàn)某種特定運(yùn)動的裝置。根據(jù)其組成部分的不同可將機(jī)構(gòu)可分為：純機(jī)械式機(jī)構(gòu)、液動機(jī)構(gòu)和氣動機(jī)構(gòu)等。

圖1.1液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D1-杠桿；2-泵體；3-小活塞；4、10-油腔；5-單向閥；6-油箱；7-單向閥；8-放油閥；9-油管；11-活塞；12-缸體

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機(jī)械與機(jī)械工程1.1.1機(jī)械有關(guān)的基本概念

1.1.1.1機(jī)器與機(jī)構(gòu)

3.機(jī)器與機(jī)構(gòu)的關(guān)系

機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成的，機(jī)構(gòu)是由構(gòu)件組成的，而構(gòu)件是由零件組成的。圖1.2為活塞式發(fā)動機(jī)簡圖。作為機(jī)器的發(fā)動機(jī)，是由活塞2、連桿3和曲軸4組成的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、由主動輪5、從動輪6組成的齒輪機(jī)構(gòu)以及由凸輪軸7和頂桿8組成的凸輪機(jī)構(gòu)三個機(jī)構(gòu)組成的；

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機(jī)械與機(jī)械工程1.1.1機(jī)械有關(guān)的基本概念

1.1.1.2機(jī)械1.機(jī)械的定義

機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的統(tǒng)稱，是將已有的機(jī)械能或非機(jī)械能轉(zhuǎn)換成便于利用的機(jī)械能，將機(jī)械能變換為某種非機(jī)械能或通過機(jī)械能來完成特定工作的裝備和器具。第一類機(jī)械包括風(fēng)力機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動機(jī)、等，統(tǒng)稱為動力機(jī)械；第二類機(jī)械包括發(fā)電機(jī)、壓縮機(jī)等，統(tǒng)稱為能量變換機(jī)械；第三類機(jī)械包括制冷裝置、粉碎機(jī)械、物料搬運(yùn)機(jī)械等，稱為工作機(jī)械。

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機(jī)械與機(jī)械工程1.1.1機(jī)械有關(guān)的基本概念

1.1.1.2機(jī)械1.機(jī)械的特征

共同特征是：①均為人類制造的實體組合；②組成件間有確定的運(yùn)動和力傳遞，③進(jìn)行機(jī)械能的轉(zhuǎn)換或機(jī)械能的利用。此外，還有一些裝置或器械（eg:壓力容器），其組成件之間不存在相對運(yùn)動，或者不存在機(jī)械能的轉(zhuǎn)換與利用，但由于他們是通過機(jī)械加工而制成的產(chǎn)品，因此也屬于機(jī)械范疇。

機(jī)械是現(xiàn)代社會進(jìn)行生產(chǎn)和服務(wù)的五大要素（人、資金、能量、材料和機(jī)械）之一，并且能量和材料的生產(chǎn)離不開機(jī)械的參與。

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機(jī)械與機(jī)械工程

1.1.1機(jī)械有關(guān)的基本概念

1.1.1.3機(jī)械工程

機(jī)械工程是以相關(guān)的自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合生產(chǎn)實踐中積累的技術(shù)經(jīng)驗，研究和解決開發(fā)、設(shè)計、制造、安裝、運(yùn)用和修理各種機(jī)械過程中的遇到的理論和實際問題的一門應(yīng)用學(xué)科。

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機(jī)械與機(jī)械工程1.1.2機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域及工作內(nèi)容

1.1.2.1機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域

機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機(jī)械、工具以及能源和材料生產(chǎn)的部門，都離不開機(jī)械工程的服務(wù)，概括地說，現(xiàn)代機(jī)械工程包含五大服務(wù)領(lǐng)域。（1）研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械；

（2）研制和提供用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械；（3）研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械；（4）研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機(jī)械；（5）研制和提供各種機(jī)械武器。

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機(jī)械與機(jī)械工程1.1.2機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域及工作內(nèi)容

1.1.2.2機(jī)械工程的工作內(nèi)容

1.建立和發(fā)展機(jī)械工程設(shè)計的新理論和新方法；2.研究、設(shè)計新產(chǎn)品；3.研究新材料；4.升級傳統(tǒng)制造技術(shù)，發(fā)展新型制造技術(shù)，提高制造水平；5.研究機(jī)械產(chǎn)品的制造過程，提高制造精度和生產(chǎn)效率；6.加強(qiáng)機(jī)械產(chǎn)品的使用、維護(hù)與管理；7.研究機(jī)械產(chǎn)品的人機(jī)工程學(xué)；8.研究機(jī)械產(chǎn)品與能源及環(huán)境保護(hù)的關(guān)系。

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展1.1.2世界機(jī)械發(fā)展簡史

從遠(yuǎn)古到現(xiàn)代社會，機(jī)械產(chǎn)品由簡單到復(fù)雜，由低級幼稚到高級智能的不斷進(jìn)步與發(fā)展，其間經(jīng)歷了悠久而漫長的發(fā)展過程。1.2.1.1最初的石器與簡單機(jī)械的出現(xiàn)（60萬年前～1300年）60萬年前的石器時代，已打造石矛、石斧等工具用于砍削和狩獵；10萬年前，原始人發(fā)明了鉆木取火的器械，見圖1.3；1萬年前土耳其人打磨制成了刀劍，開創(chuàng)了人類金屬加工的先河；公元前7千年前出現(xiàn)的紡紗桿（錘），被公認(rèn)為是紡織機(jī)械的鼻祖；

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展

1.2.1.1最初的石器與簡單機(jī)械的出現(xiàn)（60萬年前～1300年）公元前1190年希臘人制造的行走特洛伊木馬，實際上就是一個復(fù)雜的機(jī)械；公元前236年前后，希臘著名科學(xué)家阿基米德在他所著的書中，提到一種螺旋式升水泵，用于抽水灌田，見圖1.4。公元650年波斯制造的以風(fēng)力作為動力來代替人力的機(jī)械裝置--風(fēng)車，如圖1.5所示。

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展

1.2.1.2印刷術(shù)與思想的傳播時期（1301年～1780年）公元13世紀(jì)之前，因為沒有印刷機(jī)，書、圖是手繪的，不可能大量復(fù)制，人類文化的交流比較困難；約公元700年左右的隋代時期，世界上最早的印刷術(shù)在中國誕生，即在木板上雕字的雕版印刷；到了宋代時期，雕版印刷工畢昇發(fā)明了活字印刷術(shù)，既經(jīng)濟(jì)，又省力，而且在很大程度上加快了印刷速度，為人類社會發(fā)展史上的一次重大革命；公元15世紀(jì)中葉，最初的印刷機(jī)（如圖1.6）被一位德國五金匠登堡成功地發(fā)明，即將活字印刷術(shù)、紙張，加上油墨和壓榨機(jī)的機(jī)構(gòu)結(jié)合起來。

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展

1.2.1.2印刷術(shù)與思想的傳播時期（1301年～1780年）時鐘方面：在歐洲的時鐘問世數(shù)百年之前，中國就已經(jīng)發(fā)明并制造了機(jī)械時鐘，最初制造時鐘的目的僅為記載皇位繼承人的出生時刻；17世紀(jì)以前的機(jī)械時鐘，精確程度卻很難令人滿意，其誤差可達(dá)每天1小時多；1656年，第一臺有實用價值的擺鐘被荷蘭數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家惠更斯設(shè)計并制造出，其誤差僅為每天5分鐘，這在當(dāng)時已經(jīng)是相當(dāng)精確的計時器了。武器方面：1550年德國人發(fā)明了轉(zhuǎn)輪扳機(jī)槍支，如圖1.7，其有三個轉(zhuǎn)輪，可以連續(xù)發(fā)射三發(fā)子彈，為以后機(jī)關(guān)槍的發(fā)明設(shè)計打下了基礎(chǔ)。在武器方面，對于機(jī)械制造的工藝有更高的要求，特別是用于戰(zhàn)爭的武器，并不是簡單的純機(jī)械，而是機(jī)械與化工等其他學(xué)科的綜合，可見，各種學(xué)科綜合應(yīng)用的機(jī)械已經(jīng)開始問世了。

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展

1.2.1.2印刷術(shù)與思想的傳播時期（1301年～1780年）紡織機(jī)械：在中國山東臨沂金雀山西漢帛畫和漢畫石像上出現(xiàn)了最早的紡車圖。這證明了中國是最早應(yīng)用簡單紡織機(jī)械的國家；黃道婆，我國宋末元初的偉大發(fā)明家，經(jīng)她改革的棉紡車的紡紗錠子就多達(dá)32枚，成為當(dāng)時世界上最先進(jìn)的紡織機(jī)械；1764年，英國人哈格里夫斯發(fā)明一種自動紡紗機(jī)叫珍妮紡紗機(jī)見圖1.8,紡織機(jī)械取得了前所未有的進(jìn)步,該紡紗機(jī)可使一個工人同時紡出8個卷軸的線。1771年在德比郡阿克萊在珍妮紡紗機(jī)的基礎(chǔ)上，加上了通過水利轉(zhuǎn)化為動力的裝置,組裝了阿克萊水利紡紗機(jī)，從前傳統(tǒng)的一家一戶變?yōu)楣と思性谝粋€車間進(jìn)行生產(chǎn)，標(biāo)志著社會大生產(chǎn)的開始。

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展

1.2.1.3蒸汽機(jī)與歐洲工業(yè)革命（1781年～1869年）交通機(jī)械：18世紀(jì)中葉以前，機(jī)械動力的方式幾乎都是人力、畜力、風(fēng)力和水力，動力機(jī)械是當(dāng)時歷史發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；瓦特的旋轉(zhuǎn)式蒸汽機(jī)（如圖1.9所示）的問世，使人類歷史發(fā)生翻天覆地的變化；1830年9月15日名為“火箭號”的蒸汽式機(jī)車，由斯蒂芬遜駕駛，正式用于載客運(yùn)輸；1839年由蘇格蘭鐵匠麥克米倫發(fā)明并制造了第一輛依靠人的自身力量驅(qū)動的自行車，這種車加上了直連于驅(qū)動輪（當(dāng)時為前輪）上的一幅腳蹬，騎車人不必再費(fèi)力蹬地前行，通過直接踩動腳蹬的方式使車輪前進(jìn)，見圖1.11。

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1.2.1.3蒸汽機(jī)與歐洲工業(yè)革命（1781年～1869年）縫紉機(jī)械：英國人遜德在1790年制造了第一臺供縫紉鞋用的單線鏈?zhǔn)骄€跡手搖縫紉機(jī)，如圖1.12所示，成為最早使用機(jī)器代替手工縫紉的人；該縫紉機(jī)是用木材做機(jī)體，具體活動的零部件是用金屬制造的，機(jī)臂的前端固定有能上下垂直運(yùn)動的機(jī)針，并配有能水平送料的工作臺。

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1.2.1.3蒸汽機(jī)與歐洲工業(yè)革命（1781年～1869年）農(nóng)業(yè)機(jī)械：1826年，蘇格蘭人貝爾發(fā)明制造可以代替人勞動的機(jī)械收割機(jī)；5年后，美國農(nóng)場主之子麥可密克也制造出一種不同形式的收割機(jī)，如圖1.13所示，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了新的改革，為農(nóng)業(yè)機(jī)械化奠定了基礎(chǔ)。畜牧機(jī)械：1830年英國人巴丁制造了第一臺割草機(jī)（如圖1.14），取代了園丁們的長柄大鐮刀，大大提高了割草的效率，使畜牧業(yè)得以更快地發(fā)展。起重機(jī)械：1853年美國人奧迪斯在紐約的世博會上當(dāng)眾表演砍斷攬繩后升降機(jī)并無危險，這才使升降機(jī)（電梯）被廣泛接受，見圖1.15。自此在較高的建筑物中安裝安全的電梯便逐漸成為順理成章的事。

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展

1.2.1.3蒸汽機(jī)與歐洲工業(yè)革命（1781年～1869年）飛行機(jī)械：1852年，英國飛行先驅(qū)凱萊發(fā)明制造了足以承載一個人的滑翔機(jī)；1891年，德國人利林塔爾制造出了一架可控制的滑翔機(jī)，機(jī)翼通過帆布制成蝙蝠形狀，最高飛到350米，此次創(chuàng)造為以后的滑翔機(jī)和動力飛機(jī)開創(chuàng)了良好地開端。1903年，美國奧維爾·萊特和威爾伯·萊特兄弟的動力飛機(jī)被成功的制造出來。其主要采用了機(jī)械傳動中常用的鏈傳動形式，將發(fā)動機(jī)的動力傳到兩個螺旋槳推進(jìn)器，雙層機(jī)翼可增加浮力。

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展

1.2.1.3蒸汽機(jī)與歐洲工業(yè)革命（1781年～1869年）交通機(jī)械：1859年，法國人勒努瓦設(shè)計制造了第一臺內(nèi)燃機(jī)，如圖1.16。主要由煤氣和空氣的混合氣作為燃料，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，成本大為降低，特別適合用作交通工具上的動力裝置；1885年11月，德國人戴姆勒制成了世界上“第一輛摩托車”，如圖1.17。戴姆勒的內(nèi)燃機(jī)以汽油為原料，其結(jié)構(gòu)更緊湊、效率更高；1885年，德國人本茨設(shè)計并制造了以汽油機(jī)為動力的三輪汽車，其速度為13千米/小時。此后，他又設(shè)計制造了四輪汽車，如圖1.18所示。使汽車制造業(yè)得以飛速發(fā)展。

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展

1.2.1.4電與現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)時期（1870年～1946年）交通機(jī)械：1800年，伏特構(gòu)成了人類歷史上第一個可以產(chǎn)生電流的電池。伏特電池雖然不是一種機(jī)械，但卻為新的一類機(jī)械——電力機(jī)械奠定了基礎(chǔ)；1821年，英國科學(xué)家法拉第借助于電池這一直流電源，為發(fā)動機(jī)原理以及以后的電動機(jī)、發(fā)電機(jī)的發(fā)明奠定了基礎(chǔ)；1879年在柏林首次出現(xiàn)了將電力作為動力的交通運(yùn)輸機(jī)械，那是一輛在橢圓形軌道上靈活行駛的電氣列車，在后來的發(fā)展中逐漸取代了蒸汽機(jī)車。在這一歷史時期，機(jī)械產(chǎn)品在各個方面都得到運(yùn)用，電和機(jī)的結(jié)合越來越緊密。

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展

1.2.1.5晶體管、集成電路、數(shù)字化技術(shù)與信息時代（1947年至今）1947年，晶體管產(chǎn)生，在從那以后的40年間，具有各種功能的晶體管幾乎完全代替了原先的玻璃電子管，大大縮小了電子產(chǎn)品的體積，可靠性顯著提高；1987年，功能更強(qiáng)大、體積更小的集成電路問世，一塊如拇指大的集成電路可包含幾百萬只晶體管。20世紀(jì)80年代末期的數(shù)字化壓縮技術(shù)實用以后，信息技術(shù)如神話般飛速地發(fā)展，信息時代終于到來了。而這一切，都離不開機(jī)械，都是以機(jī)械工程和電子技術(shù)相結(jié)合的機(jī)電一體化技術(shù)為基礎(chǔ)的。

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展

1.2.1.5晶體管、集成電路、數(shù)字化技術(shù)與信息時代（1947年至今）20世紀(jì)90年代新崛起的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使人可以看到虛擬的（或真實的）立體圖像；將虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于機(jī)械設(shè)計與制造中，可以使設(shè)計者在產(chǎn)品的設(shè)計階段，就能夠從各個方向直觀的觀察到產(chǎn)品的外觀，甚至還可以虛擬地操作使用這個產(chǎn)品。圖1.19是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的典型應(yīng)用。

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展

1.2.1.5晶體管、集成電路、數(shù)字化技術(shù)與信息時代（1947年至今）人們發(fā)現(xiàn)了一種對電磁波只吸收而不反射的高分子材料，用這種材料制造的“隱形”戰(zhàn)機(jī)不會被雷達(dá)觀察到，從而提高了實際戰(zhàn)斗力；第一架隱形飛機(jī)是1981年生產(chǎn)的洛克希德F-117A型戰(zhàn)斗機(jī)。如圖1.20所示，這種飛機(jī)的形狀也有助于避開雷達(dá)電磁波的探察。美在2012年F－22戰(zhàn)機(jī)

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展1.2.2中國機(jī)械發(fā)展簡史

1.2.2.1石器、骨器、鐵器時代中國猿人早在40～50萬年前就已經(jīng)能夠打造并使用石器了；在5、6千前的新石器時代，西安半坡遺址出土的各種重要的石器、骨器的制造更加精致；公元前4千年，我們的祖先發(fā)明了銅器與鐵器，歷史進(jìn)入了開始使用金屬工具的重要階段。

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展1.2.2中國機(jī)械發(fā)展簡史

1.2.2.2簡單機(jī)械的發(fā)明和創(chuàng)造公元前2698年～公元前2599年之間，我國利用杠桿原理制造度量衡器；后來將杠桿用于灌溉和揚(yáng)水。如圖1.21即為《天工開物》中記載的用于汲水的桔槔。公元前1100年左右，周代初年的史官史佚發(fā)明了轆轤，普遍的應(yīng)用于汲水，見圖1.22；公元前500年的墨經(jīng)還有關(guān)于對滑車和斜面所做的力學(xué)實驗以及用滑車制造戰(zhàn)爭用的云梯和用于打井的記載；元代王楨農(nóng)書里記載的榨油機(jī)，成功地利用尖劈能夠產(chǎn)生巨大壓力這一力學(xué)原理用于榨油如圖1.23。

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展1.2.2中國機(jī)械發(fā)展簡史

1.2.2.3簡單機(jī)械的發(fā)展和提高在1千年前（在元代王楨農(nóng)書上已有記載）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)就已應(yīng)用在當(dāng)時的軋yà棉機(jī)上，如圖1.24所示；當(dāng)踏動杠桿3時，通過連桿2帶動曲柄，使十字形木架1作回轉(zhuǎn)運(yùn)動，完成軋棉，十字形木架在運(yùn)動中又起到慣性輪的作用。

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展1.2.2中國機(jī)械發(fā)展簡史

1.2.2.3簡單機(jī)械的發(fā)展和提高世界上最早記載的車是我國在軒轅黃帝時代（公元前2698年～公元前2499年）發(fā)明的當(dāng)時用畜力作為車輛的動力；在1276年所制天文儀器上已成功地應(yīng)用滾動軸承；中國的車輛發(fā)明之后，又巧妙地將車輪傳上來的運(yùn)動用作其他機(jī)械產(chǎn)品的動力，如后來的指南車（如圖1.25）、計里鼓、磨車等；車輛和滾動軸承的發(fā)明是中國對機(jī)械設(shè)計與制造方面的突出貢獻(xiàn)，它們一直有效地應(yīng)用至今。

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展1.2.2中國機(jī)械發(fā)展簡史

1.2.2.3簡單機(jī)械的發(fā)展和提高在公元前后就發(fā)明了水力回轉(zhuǎn)輪，以水的流動帶動回轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運(yùn)動，再通過圖1.26中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，將回轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)榍昂筮\(yùn)動；祖沖之（429～500年）設(shè)計并制造的“車船”，將劃船的槳替換為輪子圓周插有多個槳葉，將船速提高到原來的幾倍以上；圖1.27即為一種帶有輪槳、直槳和風(fēng)帆多種方式驅(qū)動的戰(zhàn)船。

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1.2.2.3簡單機(jī)械的發(fā)展和提高齒輪傳動是機(jī)械傳動中最為重要的部分之一；最早的齒輪應(yīng)用在公元前221年～公元前207年的秦朝，青銅棘齒輪；在元朝前后應(yīng)用錐齒輪傳動，如圖1.28，利用畜力和水力的機(jī)構(gòu)中，使用了和錐齒輪相似的傳動機(jī)構(gòu)，可以在相互垂直的兩軸之間傳遞力和運(yùn)動；晉代杜預(yù)發(fā)明了更復(fù)雜的齒輪傳動系統(tǒng)—使用畜力作為動力帶動一個主軸的轉(zhuǎn)動，再使用多組齒輪傳動如圖1.29所示。

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1.2.2.3簡單機(jī)械的發(fā)展和提高帶傳動的最早應(yīng)用也在中國；從漢代壁畫上的紡車圖，如圖1.30，以繩索等為“帶”的傳動原理確實是最早的帶傳動應(yīng)用；南北朝時期（公元4、5世紀(jì)）出現(xiàn)了更省力快捷的腳踏三錠紡車；宋末元初（約公元13世紀(jì)）的紡織女工黃道婆改進(jìn)后的紡車已經(jīng)達(dá)到非常先進(jìn)的水平；宋代更是有以水力驅(qū)動的紡車，大多為“帶”傳動，而西方最早應(yīng)用的帶傳動是在1430年，那是一個由帶傳動水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的石磨。

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1.2.2.4古代機(jī)械工業(yè)的衰退明朝（約公元14世紀(jì)）之后，中國依舊處于封建文明之中，中國古代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展受制于長期的閉關(guān)鎖國政策和重文輕工的科舉制度等社會背景，而在同時期西方以英國、法國為代表已經(jīng)開始發(fā)展自然科學(xué)，興辦具有理工科大學(xué)、培養(yǎng)專業(yè)人才。到公元15世紀(jì)前后，西方的機(jī)械科學(xué)研究及使用已超過中國。尤其是在英國工業(yè)革命（公元17世紀(jì)）后，西方各國的機(jī)械工業(yè)已大大領(lǐng)先中國，因此出現(xiàn)了1840年鴉片戰(zhàn)爭期間的冷兵器對熱兵器，大刀長矛對洋槍洋炮的巨大武器落后，直接使得清末民初各種喪權(quán)辱國等行為的產(chǎn)生。

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1.2.2.5現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的振興改革開放之后，我國調(diào)整了機(jī)械工業(yè)的發(fā)展方針，漸漸建設(shè)起獨(dú)立自主的設(shè)計研究平臺，機(jī)械工業(yè)得以快速發(fā)展，其中，在大型裝備制造領(lǐng)域主要表現(xiàn)在：（1）電力設(shè)備方面，相關(guān)技術(shù)水平和產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到世界前列，如100萬千瓦級超臨界、超超臨界火力發(fā)電機(jī)組；（2）礦山冶金設(shè)備方面，可獨(dú)立設(shè)計提供年產(chǎn)1000萬噸級鋼鐵企業(yè)使用常規(guī)流程的全套設(shè)備；（3）石化通用設(shè)備方面，30萬噸/年合成氨設(shè)備已實現(xiàn)國產(chǎn)化；石油鉆機(jī)，已經(jīng)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平，并由陸上鉆機(jī)向海上鉆機(jī)領(lǐng)域拓展；

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1.2.2.5現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的振興（4）汽車行業(yè)方面，2016年中國汽車產(chǎn)銷量穩(wěn)居世界第一；與此同時，中國新能源汽車生產(chǎn)51.7萬輛，銷售50.7萬輛；（5）大型施工機(jī)械方面，4000噸級履帶式起重機(jī)、7500噸大型全回轉(zhuǎn)起重機(jī)等特大型工程機(jī)械研制完成；（6）農(nóng)業(yè)機(jī)械方面，180馬力大型拖拉機(jī)已研制成功，油菜、牧草和甘蔗等收獲灌溉相關(guān)作業(yè)機(jī)具研究也都取得重大進(jìn)展；

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1.2.2.5現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的振興（7）工作母機(jī)方面，大型多軸、高精度、快速數(shù)控機(jī)床以及與之相應(yīng)配套的數(shù)控操作系統(tǒng)和多功能配件發(fā)展極快，如五軸聯(lián)動龍門加工機(jī)床、七軸聯(lián)動重型立式車銑復(fù)合加工機(jī)床；（8）大型鑄鍛件方面，關(guān)鍵鑄件制造水平得到進(jìn)一步提升，精度、及內(nèi)在品質(zhì)等指標(biāo)達(dá)到了國際一流水平；如AP1000核島主設(shè)備大鍛件。我國機(jī)械工業(yè)規(guī)模已連續(xù)多年穩(wěn)居世界第一，但大而不強(qiáng)，還存在自主創(chuàng)新能力薄弱、共性技術(shù)支撐體系不健全、核心技術(shù)與關(guān)鍵零部件對外依存度高、服務(wù)型制造發(fā)展滯后、產(chǎn)能過剩矛盾凸顯、市場環(huán)境不優(yōu)等問題。

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機(jī)械工程發(fā)展與社會發(fā)展

1.2.3機(jī)械工程發(fā)展展望機(jī)械工程在21世紀(jì)發(fā)展趨勢將體現(xiàn)在以下幾個主要方面：（1）結(jié)合智能化設(shè)計理念與先進(jìn)加工制造工藝，將使未來機(jī)械制品更加完美；（2）以可再生能源、甚至廢棄物作為能源為代表的綠色動力機(jī)械將會出現(xiàn)并使用；（3）載人航空航天技術(shù)將進(jìn)一步成熟；（4）無人技術(shù)不斷發(fā)展，無人加工車間，無人機(jī)和無人駕駛汽車都將在特定場合大量應(yīng)用，并且操作手段更加簡單先進(jìn)，智能自動化程度更加突出；（5）可遠(yuǎn)程操作、高智能化控制的智能機(jī)械家電等為民用服務(wù)的機(jī)械技術(shù)將更加先進(jìn)；（6）微型機(jī)械將廣泛應(yīng)用，甚至出現(xiàn)微小型衛(wèi)星和飛行器用于特殊場合；（7）能耗低、污染少、強(qiáng)度高、可回收的綠色新型機(jī)械將會取代以往機(jī)械。最后，隨著工業(yè)4.0、中國智造2025計劃的推動，未來的機(jī)械在材料、設(shè)計、加工、