機(jī)械發(fā)展史課件

簡單機(jī)械（一）

最原始的簡單機(jī)械，可以追溯到埃及金字塔的建造時(shí)期，工人利用“滾子木”，滑輪，杠桿，斜面等簡單機(jī)械將一塊塊巨石搬運(yùn)到高處，建造出了令世界矚目的建筑奇觀。指南車，又稱司南車，是中國古代用來指示方向的一種機(jī)械裝置。它利用差速齒輪原理，它與指南針利用地磁效應(yīng)不同，它是利用齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，由車上木人指示方向。不論車子轉(zhuǎn)向何方，木人的手始終指向南方，“車雖回運(yùn)而手常指南”。

流水可以使輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在輪的周圍安裝上葉片，使流水沖擊這些葉片，就可以使輪子轉(zhuǎn)動(dòng)起來；古人主要用水車進(jìn)行灌溉、磨面。風(fēng)車

2000多年前，中國、巴比倫、波斯等國就已利用古老的風(fēng)車提水灌溉、碾磨谷物。12世紀(jì)以后，風(fēng)車在歐洲迅速發(fā)展，通過風(fēng)車（風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)）利用風(fēng)能提水、供暖、制冷、航運(yùn)、發(fā)電等。

風(fēng)車是一種利用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的帶有可調(diào)節(jié)的葉片或梯級(jí)橫木的輪子所產(chǎn)生的能量來運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械裝置。簡單的風(fēng)車由帶有風(fēng)蓬的風(fēng)輪、支架及傳動(dòng)裝置等構(gòu)成；風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速和功率，可以根據(jù)風(fēng)力的大小，適當(dāng)改變風(fēng)蓬的數(shù)目或受風(fēng)面積來調(diào)整；在風(fēng)向改變時(shí)，必須搬動(dòng)前支架使風(fēng)輪面向風(fēng)；完備的風(fēng)車帶有自動(dòng)調(diào)速和迎風(fēng)裝置等。具備發(fā)電用途的風(fēng)車又稱為風(fēng)力發(fā)電機(jī)。簡單機(jī)械（二）

水車轆轤

利用輪軸原理制成的井上汲水的起重裝置。它是從杠桿原理演變而來的汲水裝置。井上豎立井架，上裝可用手柄搖轉(zhuǎn)的軸，軸上繞繩索，繩索一端系水桶。搖轉(zhuǎn)手柄，使水桶一起一落，提取井水。早在公元前一千一百多年前中國已經(jīng)發(fā)明了轆轤。到春秋時(shí)期，轆轤就已經(jīng)流行。

沙漏也叫做沙鐘，應(yīng)用顆粒均勻的砂粒從容器中漏出的量來計(jì)量時(shí)刻的計(jì)時(shí)工具。西方發(fā)現(xiàn)最早的沙漏大約在公元1100年，比我國的沙漏出現(xiàn)要晚。

簡單機(jī)械（三）

沙漏

蒸汽機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的往復(fù)式動(dòng)力機(jī)械。它曾經(jīng)是世界上最重要的原動(dòng)機(jī)，后來才逐漸讓位于內(nèi)燃機(jī)和汽輪機(jī)等。瓦特被稱為現(xiàn)代蒸汽機(jī)之父，從1765到1790的25年里，他進(jìn)行了一系列發(fā)明，比如分離式冷凝器、汽缸外設(shè)置絕熱層、用油潤滑活塞、行星式齒輪、平行運(yùn)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)、離心式調(diào)速器、節(jié)氣閥、壓力計(jì)等等，使蒸汽機(jī)的效率提高到原來紐科門機(jī)的3倍多，最終發(fā)明出了現(xiàn)代意義上的蒸汽機(jī)。第一次工業(yè)革命（一）工業(yè)革命，是一場以機(jī)器取代人力，以大規(guī)模工廠化取代個(gè)體手工生產(chǎn)的科技革命，同時(shí)又是資本主義由手工作坊向機(jī)器大工業(yè)過渡的階段。工業(yè)革命結(jié)束了人類依靠人力和畜力進(jìn)行生產(chǎn)、生活的歷史，其影響涉及人類社會(huì)的各個(gè)方面，把人類推向了嶄新的蒸汽時(shí)代！其間產(chǎn)生了許多令人矚目的科技成果，如：瓦特的蒸汽機(jī)，史蒂芬遜的蒸汽機(jī)車，莫茲萊的螺紋切削機(jī)床。第一次工業(yè)革命（二）

史蒂芬遜在前人創(chuàng)造的機(jī)車模型的基礎(chǔ)上，將瓦特發(fā)明的蒸汽機(jī)用于交通運(yùn)輸。經(jīng)過多次試驗(yàn)，在1814年制造出了一臺(tái)能夠?qū)嵱玫恼羝麢C(jī)車。這臺(tái)機(jī)車能牽引30噸，解決了火車經(jīng)常脫軌的問題。l825年世界上第一臺(tái)客貨運(yùn)蒸汽機(jī)車“旅行號(hào)”終于誕生了，“旅行號(hào)”的試車成功開辟了陸上運(yùn)輸?shù)男录o(jì)元。1829年，史蒂芬遜又研制成功了“火箭號(hào)”新機(jī)車，最高時(shí)速46公里。從此，火車就正式被使用于交通運(yùn)輸事業(yè)。

莫茲利被稱為現(xiàn)代機(jī)床之父，他于1797年制成第一臺(tái)螺紋切削車床，它帶有絲桿和光桿，采用滑動(dòng)刀架——莫氏刀架和導(dǎo)軌，可車削不同螺距的螺紋。此后，莫茲利又不斷地對(duì)車床加以改進(jìn)。他在1800年制造的車床，用堅(jiān)實(shí)的鑄鐵床身代替了三角鐵棒機(jī)架，用惰輪配合交換齒輪對(duì)，代替了更換不同螺距的絲杠來車削不同螺距的螺紋。這是現(xiàn)代車床的原型，對(duì)英國工業(yè)革命具有重要意義。第二次工業(yè)革命

1870年以后，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，各種新技術(shù)、新發(fā)明層出不窮，并被迅速應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，大大促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。這就是第二次工業(yè)革命。當(dāng)時(shí)，科學(xué)技術(shù)的突出發(fā)展主要表現(xiàn)在三個(gè)方面，即電力的廣泛應(yīng)用、內(nèi)燃機(jī)和新交通工具的創(chuàng)制、新通訊手段的發(fā)明。第二次工業(yè)革命的主要成果如右圖所示。

1885年意大利科學(xué)家法拉第提出的旋轉(zhuǎn)磁場原理，對(duì)交流電機(jī)的發(fā)展有重要的意義。80年代末90年代初，三相異步電動(dòng)機(jī)誕生，這種型式的電動(dòng)機(jī)至今仍在使用。1891年以后，較為經(jīng)濟(jì)、可靠的三相制交流電得以推廣，電力工業(yè)的發(fā)展進(jìn)入新階段。發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)（一）第二次工業(yè)革命以電力的廣泛應(yīng)用為顯著特征，在電力的使用中，發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)是相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)重要組成部分。發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；電動(dòng)機(jī)則相反，是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。發(fā)電機(jī)原理的基礎(chǔ)是1819年丹麥人奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流的磁效應(yīng)現(xiàn)象。1866年德國人西門子制成了自激式的直流發(fā)電機(jī)。到70年代，發(fā)電機(jī)終于可以投入實(shí)際運(yùn)行。1882年，法國學(xué)者德普勒發(fā)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離送電的方法；同年，美國發(fā)明家愛迪生在紐約建立了美國第一個(gè)火力發(fā)電站，把輸電線聯(lián)接成網(wǎng)絡(luò)。

電動(dòng)機(jī)的原理是基于電流的磁效應(yīng)。奧斯特發(fā)現(xiàn)：任何通有電流的導(dǎo)線，都可以在其周圍產(chǎn)生磁場的現(xiàn)象，稱為電流的磁效應(yīng).

發(fā)電機(jī)的原理是基于英國科學(xué)家法拉第的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。電磁感應(yīng)是指放在變化磁通量中的導(dǎo)體，會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢。此電動(dòng)勢稱為感應(yīng)電動(dòng)勢或感生電動(dòng)勢，若將此導(dǎo)體閉合成一回路，則該電動(dòng)勢會(huì)驅(qū)使電子流動(dòng)，形成感應(yīng)電流。發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)（二）內(nèi)燃機(jī)及新型工具

1876年，德國人奧托制造出第一臺(tái)以煤氣為燃料的四沖程內(nèi)燃機(jī)，成為頗受歡迎的小型動(dòng)力機(jī)。1883年，德國工程師戴姆勒發(fā)明出以汽油為燃料的內(nèi)燃機(jī)，具有馬力大、重量輕、體積小、效率高等特點(diǎn)，可作為交通工具的發(fā)動(dòng)機(jī)。1885年，德國機(jī)械工程師卡爾·本茨制成第一輛汽車，本茨因此被稱為“汽車之父”。這種起動(dòng)方便的汽車有三個(gè)輪子，每分鐘的轉(zhuǎn)速約二百五十次，時(shí)速約十五千米，帶有一個(gè)用水冷卻的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，功率為3/4馬力，用電點(diǎn)燃。德國工程師狄塞爾于1897年發(fā)明了一種結(jié)構(gòu)更加簡單，燃料更加便宜的內(nèi)燃機(jī)──柴油機(jī)，這種柴油機(jī)非常適用于重型運(yùn)輸工具。

內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明和使用還推動(dòng)了石油開采業(yè)的發(fā)展，加速了石油化工工業(yè)的產(chǎn)生。隨著內(nèi)燃機(jī)的廣泛應(yīng)用，對(duì)燃料油的需求猛增，人們開始大量地開采和提煉石油，石油的產(chǎn)量迅速增長。通訊工具

第二次工業(yè)革命前，有線電報(bào)就已經(jīng)問世了。美國人莫爾斯1837年制成了一臺(tái)電磁式的電報(bào)機(jī)。第二次工業(yè)革命期間，通訊工具的應(yīng)用有了長足的進(jìn)步。在1876年美國費(fèi)城世界博覽會(huì)上，貝爾展示了當(dāng)時(shí)被稱為“遠(yuǎn)聽器”的電話，引起了轟動(dòng)。1899年，意大利科學(xué)家馬可尼利用赫茲電磁理論，制成了無線電報(bào)通訊設(shè)備，并在英法之間發(fā)報(bào)成功。世界大戰(zhàn)機(jī)械成果（一）

1903年美國萊特兄弟制造出第一架依靠自重進(jìn)行載人飛行的飛機(jī)——“飛行者”1號(hào)。

兩次世界大戰(zhàn)成為一系列新技術(shù)發(fā)展的催化劑。戰(zhàn)爭期間，發(fā)明不久的飛機(jī)受到一些國家的重視，很快進(jìn)入實(shí)用階段。軍用飛機(jī)在戰(zhàn)場上成為一支新軍。飛機(jī)的數(shù)量、種類也不斷增加，飛機(jī)的性能也得到了提升。在兩次世界大戰(zhàn)中，用于空戰(zhàn)的殲擊機(jī)、用于突擊地面目標(biāo)的轟炸機(jī)和用于支援部隊(duì)作戰(zhàn)的強(qiáng)擊機(jī)，以及用于偵察的飛機(jī)都出現(xiàn)了。

坦克

坦克是一種能用履帶行走的裝甲戰(zhàn)斗車輛，它集火力、保護(hù)性和機(jī)動(dòng)性于一身，主要用于和敵人的坦克和戰(zhàn)斗車輛作戰(zhàn)。坦克誕生于第一次世界大戰(zhàn)之中，在戰(zhàn)場上，尤其是在第二次世界大戰(zhàn)中出盡了風(fēng)頭。二戰(zhàn)以后的多次戰(zhàn)爭中，坦克同樣也是陸戰(zhàn)的主角，被稱為“陸戰(zhàn)之王”。

1915年英國人研制出了世界第一輛“小游民”坦克。

利用電磁波探測目標(biāo)的電子設(shè)備。發(fā)射電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。雷達(dá)在第二次世界大戰(zhàn)的推動(dòng)作用下，發(fā)展迅速。雷達(dá)世界大戰(zhàn)機(jī)械成果（二）

導(dǎo)彈自第二次世界大戰(zhàn)問世以來，受到各國普遍重視，得到很快發(fā)展。導(dǎo)彈的使用，使戰(zhàn)爭的突然性和破壞性增大，規(guī)模和范圍擴(kuò)大，進(jìn)程加快，從而改變了過去常規(guī)戰(zhàn)爭的時(shí)空觀念，給現(xiàn)代戰(zhàn)爭的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)帶來巨大而深遠(yuǎn)的影響。導(dǎo)彈技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高度集成，它的發(fā)展既依賴于科學(xué)與工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，同時(shí)又推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，因而導(dǎo)彈技術(shù)水平成為衡量一個(gè)國家軍事實(shí)力的重要標(biāo)志之一。

導(dǎo)彈是“導(dǎo)向性飛彈”的簡稱，是一種依靠制導(dǎo)系統(tǒng)來控制飛行軌跡的可以指定攻擊目標(biāo)，甚至追蹤目標(biāo)動(dòng)向的無人駕駛武器，其任務(wù)是把戰(zhàn)斗部裝藥在打擊目標(biāo)附近引爆并毀傷目標(biāo)，或在沒有戰(zhàn)斗部的情況下依靠自身動(dòng)能直接撞擊目標(biāo)，以達(dá)到毀傷效果。簡言之，導(dǎo)彈是依靠自身動(dòng)力裝置推進(jìn)，由制導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)引、控制其飛行路線，并導(dǎo)向目標(biāo)的武器。導(dǎo)彈世界大戰(zhàn)機(jī)械成果（三）

計(jì)算機(jī)

著名計(jì)算機(jī)科學(xué)家費(fèi)里德里克·布魯克說：人類文明迄今，除計(jì)算機(jī)技術(shù)外，沒有任何一門技術(shù)的性能價(jià)格比能在30年內(nèi)增長6個(gè)數(shù)量級(jí)。

現(xiàn)代科技革命（一）1946年2月14日，由美國軍方定制的世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)“電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)”在美國賓夕法尼亞大學(xué)問世了。人造衛(wèi)星

中國于1970年4月成功發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星“東方紅”1號(hào)。由遠(yuǎn)載火箭“長征”1號(hào)運(yùn)載升空。

蘇聯(lián)在1957年發(fā)射了人類首顆人造地球衛(wèi)星Sputnik-1，揭開了人類向太空進(jìn)軍的序幕，大大激發(fā)了世界各國研制和發(fā)射衛(wèi)星的熱情。

2011年11月，天宮一號(hào)與神舟八號(hào)飛船成功對(duì)接，2012年6月18日，神舟九號(hào)飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。

現(xiàn)代科技革命（二）信息技術(shù)

信息技術(shù)是用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱。它主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)和通信技術(shù)來設(shè)計(jì)、開發(fā)、安裝和實(shí)施信息系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。它也常被稱為信息和通信技術(shù)。主要包括傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)。

現(xiàn)代科技革命（三）

手機(jī)最早是美國科技巨頭摩托羅拉公司發(fā)明的。移動(dòng)電話，通常稱為手機(jī)，早期又有大哥大的俗稱，是可以在較廣范圍內(nèi)使用的便攜式電話終端。目前已發(fā)展至4G時(shí)代。

手機(jī)

電動(dòng)汽車是指以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車輛；組成部分包括：電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)等機(jī)械系統(tǒng)、完成既定任務(wù)的工作裝置等。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的核心，電動(dòng)汽車對(duì)環(huán)境影響較小，因而具有良好的市場前景?，F(xiàn)代科技革命（四）

微機(jī)電系統(tǒng)是指尺寸在幾厘米以下乃至更小的小型裝置，是一個(gè)獨(dú)立的智能系統(tǒng)，主要由傳感順、作動(dòng)器（執(zhí)行器）和微能源三大部分組成。它涉及物理學(xué)、化學(xué)、光學(xué)、醫(yī)學(xué)、電子工程、材料工程、機(jī)械工程、信息工程及生物工程等多種學(xué)科和工程技術(shù)，目前在系統(tǒng)生物技術(shù)的合成生物學(xué)與微流控技術(shù)等領(lǐng)域開拓了廣闊的用途。

數(shù)控機(jī)床是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制機(jī)械加工的現(xiàn)代機(jī)械裝備。它具有用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對(duì)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡和外設(shè)的操作時(shí)序邏輯控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入操作