機械工程概論

機械工程概論班級：XX—X姓名：XXX學號:XX機械工程概論課是一門專題介紹機械工程學科領(lǐng)域科學、技術(shù)、工程等問題的科目，旨在展示機械工程學科所涵蓋的主要內(nèi)容及其對人類社會發(fā)展與進步所起的重要推動作用，并介紹了機械工程的最新發(fā)展，讓我們了解到機械工程科技人員所需的專業(yè)知識和技能及其擇業(yè)范圍。機械工程的發(fā)展是從人類制造工具開始，從制造簡單工具演進到制造由多個零件、部件組成的現(xiàn)代機械，經(jīng)歷了漫長的過程。人類從石器時代進入青銅時代，再進而到鐵器時代，用以吹旺爐火的鼓風器的發(fā)展起了重要作用。18世紀后期，蒸汽機的應(yīng)用推廣使得機械發(fā)展又更進一步。同時，制作機械的主要材料逐漸從木材改用更為堅韌，但難以用手工加工的金屬。機械制造工業(yè)開始形成，并在幾十年中成為一個重要產(chǎn)業(yè)。機械工程通過不斷擴大的實踐，從分散性的、主要依賴個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的、系統(tǒng)的和獨立的工程技術(shù)。機械工程是促成18?19世紀的工業(yè)革命，以及資本主義機械大生產(chǎn)的主要技術(shù)因素。動力是發(fā)展機械生產(chǎn)的重要因素。17世紀后期，隨著各種現(xiàn)實的需求，各種應(yīng)用機械得以改進和發(fā)展。之后，18世紀初出現(xiàn)了紐可門的大氣式蒸汽機，用以驅(qū)動礦井排水泵。但是這種蒸汽機的燃料消耗率很高，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和提供回轉(zhuǎn)動力的蒸汽機，降低了燃料消耗率，擴大了蒸汽機的應(yīng)用范圍。蒸汽機的發(fā)明和發(fā)展，使礦業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)、鐵路和航運都得以機械動力化。蒸汽機幾乎是19世紀唯一的動力源，但蒸汽機及其鍋爐、凝汽器、冷卻水系統(tǒng)等體積龐大、笨重，應(yīng)用很不方便。19世紀末，電力供應(yīng)系統(tǒng)和電動機開始發(fā)展和推廣。19世紀后期發(fā)明的內(nèi)燃機經(jīng)過逐年改進，成為輕而小、效率高、易于操縱、并可隨時啟動的原動機。它先被用以驅(qū)動沒有電力供應(yīng)的陸上工作機械，以后又用于汽車、移動機械和輪船。20世紀初，電動機已在工業(yè)生產(chǎn)中取代了蒸汽機，成為驅(qū)動各種工作機械的基本動力。生產(chǎn)的機械化已離不開電氣化，而電氣化則通過機械化才對生產(chǎn)發(fā)揮作用。內(nèi)燃機和以后發(fā)明的燃氣輪機、噴氣發(fā)動機的發(fā)展，是飛機、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)機械上的小型零件。金屬加工主要靠機匠的精工細作，以達到需要的精度。蒸汽機動力裝置的推廣，以及隨之出現(xiàn)的礦山、冶金、輪船、機車等大型機械的發(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)所需的機械裝備的供應(yīng)。社會經(jīng)濟的發(fā)展，對機械產(chǎn)品的需求猛增。生產(chǎn)批量的增大和精密加工技術(shù)的進展，促進了大量生產(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世紀末創(chuàng)立的科學管理方法，使汽車和其他大批量生產(chǎn)的機械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率很快達到了過去無法想象的高度。20世紀中、后期，機械加工的主要特點是：不斷提高機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械化和自動化程度；利用數(shù)控機床、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)。早期的機械工程只運用簡單的理論概念，結(jié)合實踐經(jīng)驗進行工作。設(shè)計計算多依靠經(jīng)驗公式；為保證安全，都偏于保守，結(jié)果制成的機械笨重而龐大，成本高，生產(chǎn)率低，能量消耗很大。從18世紀起，新理論的不斷誕生，以及數(shù)學方法的發(fā)展，使設(shè)計計算的精確度不斷的提高。進入20世紀，出現(xiàn)各種實驗應(yīng)力分析方法，人們已能用實驗方法測出模型和實物上各部位的應(yīng)力。20世紀后半葉，有限元法和電子計算機的廣泛應(yīng)用，使得對復雜的機械及其零件、構(gòu)件進行力、力矩、應(yīng)力等的分析和計算成為可能。對于掌握有充分的實踐或?qū)嶒炠Y料的機械或其元件，已經(jīng)可以運用統(tǒng)計技術(shù)，按照要求的可靠度，科學地進行機械設(shè)計。概括說來，現(xiàn)代機械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域。分別是研制和提供能量轉(zhuǎn)換機械，研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機械，研制和提供從事各種服務(wù)的機械，研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機械，研制和提供各種機械武器。機械的是在不斷地應(yīng)用中才得以發(fā)展和創(chuàng)新，在每一領(lǐng)域中機械都以不同的形式體現(xiàn)出其應(yīng)用的價值。機械工程學科的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，無不需要機械工程的服務(wù)。按其工作性質(zhì)的不同機械工程的工作內(nèi)容可分為建立和發(fā)展可以實際的直接的應(yīng)用于機械工程的工程理論基礎(chǔ)，研究、設(shè)計和發(fā)展新的機械產(chǎn)品，機械產(chǎn)品的生產(chǎn)，機械制造企業(yè)的經(jīng)營管理，機械產(chǎn)品的應(yīng)用，研究機械產(chǎn)品在制造過程中所遇到的問題及其處理措施。其所涉及的學科領(lǐng)域主要有研究力和運動的工程力學和流體力學；研究金屬和非金屬材料性能及其應(yīng)用的工程材料學；研究在外力作用下應(yīng)力、應(yīng)變等的材料力學；研究熱能產(chǎn)生、傳導和轉(zhuǎn)換的燃燒學、傳熱學和熱力學；研究摩擦、磨損和潤滑的摩擦學；研究機械中各構(gòu)件間相對運動的機構(gòu)學；研究有獨立功能的機械元件工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計和計算的機械原理和機械零件學；研究金屬和非金屬成形，以及切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學。19世紀下半葉，機械工程成為一門獨立學科。進入20世紀，隨著機械工程技術(shù)的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學科。分解趨勢在20世紀中期達到最高峰。由于機械工程的知識總量已擴大到遠非一個人所能全部掌握，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過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學提高。因此，從20世紀中、后期開始，機械工程又出現(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，合并分化過細的專業(yè)。作為一門機械專業(yè)的導入學科，機械工程學科站在一個全局的角度向我們?nèi)娴恼故玖藱C械專業(yè)的課程內(nèi)容以及課程配置，讓機械類學生對自己所學專業(yè)有了一個系統(tǒng)的了解，明確了其之后所要學習的內(nèi)容和目標。這也應(yīng)該是這門課程的主要任務(wù)之一。機械的發(fā)展是一個不斷探索，不斷創(chuàng)新的過程。每個人都很難將一件事做的很全，所以對于機械之后的發(fā)展之路，當然更需要更多的機械學子深入其中，探索其中所蘊含的未知定理。這個過程是漫長的，所以就需要未來的學