機械工程導(dǎo)論第二講

1、機械工程學(xué)科(xuk)導(dǎo)論共三十頁2.1世界機械工程發(fā)展史2.2機械工程發(fā)展(fzhn)歷程中的偉大成就2.3機械工程(gngchng)的發(fā)展趨勢二、機械工程的發(fā)展共三十頁二、機械工程的發(fā)展(fzhn) 機械一詞來源于希臘語及拉丁文，原指巧妙的設(shè)計(shj)，作為近現(xiàn)代的概念可追溯到古羅馬時期?，F(xiàn)在通常解釋為利用力學(xué)原理組成的各種裝置。它能把力量和力從一個地方傳遞到另一個地方或改變能量和力的方式。 機械是機器和機構(gòu)的總稱。各種機構(gòu)都是用來傳遞與變換運動和力的可動的裝置。而機器則是根據(jù)某種要求來設(shè)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

2、類物質(zhì)文明最重要的組成部分。機械的定義共三十頁2.1世界機械工程發(fā)展史二、機械工程的發(fā)展(fzhn) 古代機械工程史是18世紀歐洲工業(yè)革命(gngygmng)之前人類創(chuàng)造和使用機械的歷史。 公元前4700年古埃及人首先進入青銅時代，開始使用輥（gun）子，翹棒和滑撬等機械。 公元前3000以前，人類已經(jīng)廣泛使用石制和骨制的工具。 公元前2800年中國中原地區(qū)出現(xiàn)原始木質(zhì)機械，用于耕地。世界各地的動力也由人力發(fā)展到畜力，水力和風(fēng)力。 公元前600年至400年，希臘的學(xué)者希羅提出關(guān)于5種簡單機械(輪與軸、杠桿、滑輪、尖劈、螺紋)推動重物的理論。此外，木工工具、長軸車床和腳踏車床開始廣泛應(yīng)用。 2.

3、1.1 古代機械工程共三十頁 公元前100年，古希臘人在手磨的基礎(chǔ)上發(fā)明了石輪磨，齒輪系和杠桿原理開始在歐洲使用。 1000-1500年，西歐開始使用煤冶煉生鐵，還出現(xiàn)了手搖鉆，曲柄連桿機構(gòu)原理已應(yīng)用(yngyng)于機械。加工機械方面出現(xiàn)了大輪盤的車床。 2.1.1 古代(gdi)機械工程共三十頁2.1世界機械工程發(fā)展史二、機械工程的發(fā)展(fzhn) 歐洲在16世紀進入了文藝復(fù)興時期，機械工程領(lǐng)域中的發(fā)明創(chuàng)造如雨后春筍，機械制造業(yè)空前發(fā)展。意大利的達芬奇設(shè)計了機器人、變速器、紡織機、泵、車床、銼刀制作機、自動鋸、螺紋加工機等大量機械，并畫了印刷機、鐘表、壓縮機、起重機、卷揚機、貨幣印刷機等大

4、量機械草圖。1760年，英國的哈格里沃斯改造了紡織機，使紡紗和織布開始(kish)分工。 1769年，在英國格拉斯哥大學(xué)工作的瓦特經(jīng)過十余年的努力和不斷改進，在愛丁堡造出第一臺蒸汽機，1780年，蒸汽機為工廠提供了強大的動力，成為動力之王。 1847年，在英國伯明翰成立了機械工程師學(xué)會。 2.1.2 近代機械工程共三十頁共三十頁 1873年，電動機成為機床的動力，開始了電力取代蒸汽動力的時代。 1897年，德國的狄賽爾發(fā)明了著名的狄賽爾內(nèi)燃機，解決了汽車、輪船等許多機器的動力源問題，機械工業(yè)發(fā)展進入一個新階段。 19世紀初，研究機械中機構(gòu)和運動(yndng)的機構(gòu)學(xué)第一次被列為高等工程學(xué)院的課

5、程。2.1.2近代(jndi)機械工程共三十頁狄賽爾內(nèi)燃機共三十頁2.1世界機械工程發(fā)展史二、機械工程的發(fā)展(fzhn)20世紀初，美國(mi u)開始研制并發(fā)展了銑床、轉(zhuǎn)塔車床、拉床、磨床以及自動車床，在制造機床的同時，為了保證精度，千分尺等一大批測量器具和螺紋被設(shè)計制造出來。隨著電子科技的發(fā)展，機械的自動化程度越來越高。1952年，美國帕森斯公司制成第一臺數(shù)字控制機床。1962年，美國本迪克斯公司首次在數(shù)控銑床上實現(xiàn)最佳適應(yīng)控制。1976年，日本發(fā)那科公司首次展出由4臺加工心和1臺工業(yè)機器人組成的柔性制造單元。此外，這個時期核技術(shù)、電子技術(shù)和航空航天技術(shù)開始迅速發(fā)展。20世紀70年代以后，

6、機械工程與電工、電子、冶金、化學(xué)、物理和激光等技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造出了許多新工藝、新材料和新產(chǎn)品，使機械產(chǎn)品精密化、高效化和制造過程中的自動化達到了前所未有的水平。 2.1.3 現(xiàn)代機械工程共三十頁2.2機械工程發(fā)展(fzhn)歷程中的偉大成就二、機械工程的發(fā)展(fzhn)汽車改變了人類的整個交通狀況，擁有汽車工業(yè)成了一個強大工業(yè)國家的標志。1769年，法國人居紐制造了世界上第一輛蒸汽驅(qū)動三輪汽車。1885年，德國工程師卡爾本茨在曼海姆制成了第一輛本茨專利機動車，該車為三輪汽車，采用了一臺兩沖程單缸0.9馬力的汽油機，具備了現(xiàn)代汽車的一些基本特點，如火花點火、水冷循環(huán)、鋼管車架、鋼板彈簧懸架、后輪

7、驅(qū)動前輪轉(zhuǎn)向和制動手把等。這就是世界上公認的第一輛現(xiàn)代汽車。 2.2.1 汽車本節(jié)將列舉6個具有一定代表性的實例共三十頁汽車(qch)之父卡爾本茨(其創(chuàng)建的本茨公司即為現(xiàn)在的奔馳公司）共三十頁1885年的本茨三輪(sn ln)汽車共三十頁2.2機械工程發(fā)展(fzhn)歷程中的偉大成就二、機械工程的發(fā)展(fzhn)2.2.2 阿波羅登月計劃 通過阿波羅登月計劃，美國建立和完善了龐大的航天工業(yè)和技術(shù)體系，有力地帶動和促進了一系列高新技術(shù)的快速發(fā)展：數(shù)據(jù)傳輸與通信、光學(xué)通信、高性能計算機、電子技術(shù)、自動控制、人工智能、遙科學(xué)、自動化加工、超高強度和耐高溫材料、醫(yī)藥和醫(yī)學(xué)、升空測控、大推力運載火箭等，

8、阿波羅的先進技術(shù)和深遠文化影響了整個20世紀。共三十頁阿波羅登月共三十頁2.2機械工程發(fā)展(fzhn)歷程中的偉大成就二、機械工程的發(fā)展(fzhn)2.2.3 發(fā)電 利用發(fā)電動力裝置將水能、石化燃料（煤、油、天然氣）的熱能、核能以及太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等轉(zhuǎn)換為電能的生產(chǎn)過程稱為發(fā)電。 20世紀經(jīng)濟和社會的重大變革，是因為電進入了家庭、工廠和商業(yè)。發(fā)電在電力工業(yè)中處于中心地位，決定著電力工業(yè)的規(guī)模，也影響到電力系統(tǒng)中輸電、變電、配電等各個環(huán)節(jié)的發(fā)展。 到20世紀80年代末，主要發(fā)電形式是火力發(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電，三者的發(fā)電量占全部發(fā)電量的99以上。共三十頁火力發(fā)電(hul fdin)

9、共三十頁水力發(fā)電(shu l f din)共三十頁核能(hnng)發(fā)電（核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進行發(fā)電）共三十頁2.2機械工程發(fā)展(fzhn)歷程中的偉大成就二、機械工程的發(fā)展(fzhn)2.2.4 農(nóng)業(yè)機械化 農(nóng)業(yè)機械化，是指運用先進適用的農(nóng)業(yè)機械裝備，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營條件，不斷提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)濟效益、生態(tài)效益的過程。實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化，可以節(jié)省勞動力，減輕勞動強度，提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率，增強克服自然災(zāi)害的能力。 其發(fā)展經(jīng)歷了三個階段: 半機械化階段，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上廣泛使用畜力牽引的簡單的農(nóng)業(yè)機械。 基本機械化階段，普遍采用拖拉機牽引的農(nóng)業(yè)機械。 綜合機械化階段，20世紀50年代以

10、后，廣泛地使用先進的農(nóng)業(yè)機器，由于電子 計算機等在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的增多，農(nóng)業(yè)機械化向自動化發(fā)展。 共三十頁耕地(gngd)共三十頁2.2機械工程發(fā)展(fzhn)歷程中的偉大成就二、機械工程的發(fā)展(fzhn)2.2.5 飛機 飛機，是由固定翼產(chǎn)生升力，由推進裝置產(chǎn)生推(拉)力，在大氣層中飛行的重于空氣的航空器。飛機的發(fā)明深刻改變和影響著人們的生活。 飛機是人類在20世紀所取得的最重大的科學(xué)技術(shù)成就之一，有人將它與電視和電腦并列為20世紀對人類影響最大的三大發(fā)明。 美國的萊特兄弟在1903年制造出了第一架依靠自身動力進行載人飛行的飛機“飛行者”1號，并且獲得試飛成功。共三十頁萊特兄弟(xingd)共三

11、十頁2.2機械工程發(fā)展(fzhn)歷程中的偉大成就二、機械工程的發(fā)展(fzhn)2.2.6 制冷 制冷，是使某一空間或物體的溫度降到低于周圍環(huán)境溫度，并保持在規(guī)定低溫狀態(tài)的一門科學(xué)技術(shù)，它隨著人們對低溫條件的要求和社會生產(chǎn)力的提高而不斷發(fā)展 。 現(xiàn)在，制冷技術(shù)幾乎已經(jīng)滲透到各個生產(chǎn)技術(shù)、科學(xué)研究領(lǐng)域，在改善人類的生活質(zhì)量方面發(fā)揮著巨大作用。 在人民生活中，家用冰箱、空調(diào)器的應(yīng)用日益增多。 制冷技術(shù)在商業(yè)上的應(yīng)用主要是對易腐食品進行冷加工、冷藏及冷藏運輸。 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，制冷應(yīng)用也很廣。如機械制造中，對鋼的低溫處理，使金 相組織內(nèi)部的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，改善鋼的性能。 在建筑工業(yè)中，用凍土法

12、挖掘土方，在挖掘礦井、隧道時，可采用凍土法使工 作面不坍塌，保證施工安全。共三十頁2.2.6 制冷(zhlng) 在農(nóng)業(yè)方面，對農(nóng)作物種子進行低溫處理，模擬陽光的日光型植物生長箱育秧 等均需要制冷技術(shù)。 在醫(yī)藥手術(shù)中，如心臟、外科、腫瘤、白內(nèi)障、扁桃腺的切除手術(shù)，皮膚和眼 球的移植手術(shù)及低濕麻醉等，均需要制冷技術(shù)。 此外，在微電子技術(shù)、光纖通信、能源、新型原材料、宇宙開發(fā)、生物工程技 術(shù)這些尖端科學(xué)領(lǐng)域(ln y)中，制冷技術(shù)也有重要的應(yīng)用。 共三十頁制冷(zhlng)原理共三十頁制冷(zhlng)設(shè)備共三十頁2.3 機械工程的發(fā)展趨勢二、機械工程的發(fā)展(fzhn) 未來機械工程科學(xué)發(fā)展(fz

13、hn)的總趨勢將是智能、數(shù)字化；交叉、綜合化；柔性、集成化；精密、 微型化；高效、清潔化。隨著科學(xué)技術(shù)的深入發(fā)展，降低能耗、保護環(huán)境、高精度、高性能的各類機械產(chǎn)品將不斷涌現(xiàn)，微型機械將會普及應(yīng)用。21世紀的機械發(fā)展方向主要表現(xiàn)在：以太陽能和核能為代表的沒有污染的動力機械將會投入使用，燃氫發(fā)動機驅(qū)動的汽車將會行駛在公路上。載人航天技術(shù)更加成熟，人類可以乘坐宇宙飛船登陸火星、月球和其他星球，甚至可以實現(xiàn)太空旅行和其他星球居住。高精度、高效率的自動機床、加工中心更加普及，CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)更加完善，機械制造業(yè)將擺脫傳統(tǒng)的設(shè)計、制作觀念。 共三十頁 微型機械將會應(yīng)用到醫(yī)療和軍事(jnsh)領(lǐng)域，人工智能機械將會大量出現(xiàn)。 綠色機械將會取代傳統(tǒng)機械，設(shè)計方法智能化，大量工程設(shè)計軟件取代人工設(shè)計與計算過程。 民用生活機械進入家庭，非金屬材料和復(fù)合材料在機器中的應(yīng)用日益廣泛。未來的機械在能源、材料、加工制作、操縱與控制等都會發(fā)生很大變革。共三十頁內(nèi)容摘要機械工程學(xué)科導(dǎo)論。1873年，電動機成為機床的動力，開始了電力取代蒸汽動力的時代。1897年，德國的狄賽爾發(fā)明了著名的狄賽爾內(nèi)燃機，解決了汽車、輪船等許多機器的動力源問題，機械工業(yè)發(fā)展進入一個新階段。