㈠ 機械的發展簡史
人類成為「現代人」的標志就是製造工具。石器時代的各種石斧、石錘和木質、皮質的簡單粗糙的工具是後來出現的機械的先驅。從製造簡單工具演進到製造由多個零件、部件組成的現代機械,經歷了漫長的過程。
幾千年前,人類已創制了用於穀物脫殼和粉碎的臼和磨,用來提水的桔槔和轆轤,裝有輪子的車,航行於江河的船及槳、櫓、舵等。所用的動力,從人自身的體力,發展到利用畜力、水力和風力。所用材料從天然的石、木、土、皮革,發展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷,製造陶瓷器皿的陶車,已是具有動力、傳動和工作三個部分的完整機械。
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展起了重要作用。有足夠強大的鼓風器,才能使冶金爐獲得足夠高的爐溫,才能從礦石中煉得金屬。古埃及第十八王朝勒克米爾(Rekhmir,約公元前1450年)已有用以冶鑄用的罐狀鼓風器。在中國,公元前1000~前900年有了冶鑄用的鼓風器,並逐漸從人力鼓風發展到畜力和水力鼓風。
15~16世紀以前,機械工程發展緩慢。但在以千年計的實踐中,在機械發展方面還是積累了相當多的經驗和技術知識,成為後來機械工程發展的重要潛力。17世紀以後,資本主義在英、法和西歐諸國出現,商品生產開始成為社會的中心問題。
18世紀後期,蒸汽機的應用從采礦業推廣到紡織、麵粉、冶金等行業。製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。機械製造工業開始形成,並在幾十年中成為一個重要產業。
機械工程通過不斷擴大的實踐,從分散性的、主要依賴匠師們個人才智和手藝的一種技藝,逐漸發展成為一門有理論指導的、系統的和獨立的工程技術。機械工程是促成18~19世紀的工業革命,以及資本主義機械大生產的主要技術因素。
動力是發展生產的重要因素。17世紀後期,隨著各種機械的改進和發展,隨著煤和金屬礦石的需要量的逐年增加,人們感到依靠人力和畜力不能將生產提高到一個新的階段。
在英國,紡織、磨粉等產業越來越多地將工場設在河邊,利用水輪來驅動工作機械。但當時的煤礦、錫礦、銅礦等礦井中的地下水,仍只能用大量畜力來提升和排除。在這樣的生產需要下,18世紀初出現了紐科門的大氣式蒸汽機,用以驅動礦井排水泵。但是這種蒸汽機的燃料消耗率很高,基本上只應用於煤礦。
1765年,瓦特發明了有分開的冷凝器的蒸汽機,降低了燃料消耗率。1781年瓦特又創制出提供回轉動力的蒸汽機,擴大了蒸汽機的應用范圍。蒸汽機的發明和發展,使礦業和工業生產、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、冷卻水系統等體積龐大、笨重,應用很不方便。
19世紀末,電力供應系統和電動機開始發展和推廣。20世紀初,電動機已在工業生產中取代了蒸汽機,成為驅動各種工作機械的基本動力。生產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發揮作用。
發電站初期應用蒸汽機為原動力。20世紀初期,出現了高效率、高轉速、大功率的汽輪機,也出現了適應各種水利資源的水輪機,促進了電力供應系統的蓬勃發展。
19世紀後期發明的內燃機經過逐年改進,成為輕而小、效率高、易於操縱、並可隨時啟動的原動機。它先被用以驅動沒有電力供應的陸上工作機械,以後又用於汽車、移動機械和輪船,到20世紀中期開始用於鐵路機車。蒸汽機在汽輪機和內燃機的排擠下,已不再是重要的動力機械。內燃機和以後發明的燃氣輪機、噴氣發動機的發展,是飛機、航天器等成功發展的基礎技術因素之一。
工業革命以前,機械大都是木結構的,由木工用手工製成。金屬(主要是銅、鐵)僅用以製造儀器、鎖、鍾表、泵和木結構機械上的小型零件。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,以及隨之出現的礦山、冶金、輪船、機車等大型機械的發展,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。應用的金屬材料從銅、鐵發展到以鋼為主。
機械加工包括鍛造、鍛壓、鈑金工、焊接、熱處理等技術及其裝備,以及切削加工技術和機床、刀具、量具等,得到迅速發展,保證了各產業發展生產所需的機械裝備的供應。
社會經濟的發展,對機械產品的需求猛增。生產批量的增大和精密加工技術的進展,促進了大量生產方法的形成,如零件互換性生產、專業分工和協作、流水加工線和流水裝配線等。
簡單的互換性零件和專業分工協作生產,在古代就已出現。在機械工程中,互換性最早體現在莫茨利於1797年利用其創制的螺紋車床所生產的螺栓和螺帽。同時期,美國工程師惠特尼用互換性生產方法生產火槍,顯示了互換性的可行性和優越性。這種生產方法在美國逐漸推廣,形成了所謂「美國生產方法」。 20世紀初期,福特在汽車製造上又創造了流水裝配線。大量生產技術加上泰勒在19世紀末創立的科學管理方法,使汽車和其他大批量生產的機械產品的生產效率很快達到了過去無法想像的高度。
20世紀中、後期,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;利用數控機床、加工中心、成組技術等,發展柔性加工系統,使中小批量、多品種生產的生產效率提高到近於大量生產的水平;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。
18世紀以前,機械匠師全憑經驗、直覺和手藝進行機械製作,與科學幾乎不發生聯系。到18~19世紀,在新興的資本主義經濟的促進下,掌握科學知識的人士開始注意生產,而直接進行生產的匠師則開始學習科學文化知識,他們之間的交流和互相啟發取得很大的成果。在這個過程中,逐漸形成一整套圍繞機械工程的基礎理論。
動力機械最先與當時的先進科學相結合。蒸汽機的發明人薩弗里、瓦特,應用了物理學家帕潘和布萊克的理論;在蒸汽機實踐的基礎上,物理學家卡諾、蘭金和開爾文建立起一門新的科學——熱力學。內燃機的理論基礎是法國的羅沙在1862年創立的;1876年奧托應用羅沙的理論,徹底改進了他原來創造的粗陋笨重、雜訊大、熱效率低的內燃機而奠定了內燃機的地位。其他如汽輪機、燃氣輪機、水輪機等都在理論指導下得到發展,而理論也在實踐中得到改進和提高。
早在公元前,中國已在指南車上應用復雜的齒輪系統,在被中香爐中應用了能永保水平位置的十字轉架等機件。古希臘已有圓柱齒輪、圓錐齒輪和蝸桿傳動的記載。但是,關於齒輪傳動瞬時速比與齒形的關系和齒形曲線的選擇,直到17世紀之後方有理論闡述。
手搖把和踏板機構是曲柄連桿機構的先驅,在各文明古國都有悠久歷史,但是曲柄連桿機構的形式、運動和動力的確切分析和綜合,則是近代機構學的成就。機構學作為一個專門學科,遲至19世紀初才首次列入高等工程學院的課程。通過理論研究,人們方能精確地分析各種機構,包括復雜的空間連桿機構的運動,並進而能按需要綜合出新的機構。
機械工程的工作對象是動態的機械,它的工作情況會發生很大的變化。這種變化有時是隨機而不可預見;實際應用的材料也不完全均勻,可能存有各種缺陷;加工精度有一定的偏差等等。
與以靜態結構為工作對象的土木工程相比,機械工程中各種問題更難以用理論精確解決。因此,早期的機械工程只運用簡單的理論概念,結合實踐經驗進行工作。設計計算多依靠經驗公式;為保證安全,都偏於保守,結果製成的機械笨重而龐大、成本高、生產率低、能量消耗很大。
從18世紀起,新理論的不斷誕生,以及數學方法的發展,使設計計算的精確度不斷的提高。進入20世紀,出現各種實驗應力分析方法,人們已能用實驗方法測出模型和實物上各部位的應力。
20世紀後半葉,有限元法和電子計算機的廣泛應用,使得對復雜的機械及其零件、構件進行力、力矩、應力等的分析和計算成為可能。對於掌握有充分的實踐或實驗資料的機械或其元件,已經可以運用統計技術,按照要求的可靠度,科學地進行機械設計。

㈡ 中國古代機械發明創造史是什麼
在中華民族五千年的文明史中,我國古代勞動人民在機械工程領域中的發明創造尤為突出。絕大部分的發明創造是源於生存、生活以及生產的需要,一些發明創造是戰爭的需要,還有一些發明創造是為了探索科學技術的需要。五十萬年前,中國猿人學會了製作尖劈狀石器。在我國的周口店古猿人遺址處,發現了60°~75°刃角的用作砍伐的石器。二十萬年前,生活在我國四川資陽地區的古猿人學會了製作骨針、骨錐等骨器。一萬五千年前,古人類學會了用骨、角、牙、蚌殼等製作形狀復雜的器械,並學會了磨製技術。五千年前,古人類進入新石器時代。在西安的半坡遺址中,發現了大量製造技術較高的各種重要的骨器。四千年前,古人類發現了金屬,並學會了冶煉技術。我國進入了金屬時代。不久,又發明了由銅錫合金組成的青銅器。金屬器械逐步取代了石制和骨制器械。兩千年前,又發現了鐵金屬,並掌握了冶煉技術和製造技術。早在春秋時代我國就已進入了鐵器時代。各種復雜的工具和簡單機械相繼發明出來,機械工程在我國迅速發展。
從我國古代發明創造的演變過程,可以知道:任何一種機械的發明都經歷了由粗到精、逐步完善與發展的過程。例如,加工穀粒的機械(圖2-2),最初是把穀粒放在一塊大石上,用手拿一塊較小的石塊往復搓動,再吹去糠皮以得到米;第二步發明了杵臼;第三步發明了腳踏碓,利用人體的一部分重力工作;第四步發明了利用人力和畜力工作的磨和碾;第五步發明了利用風力和水力工作的磨和碾,這不但實現了連續的工作,節省了人力,提高了效率,而且學會了使用自然力,完成了由工具到機械的演變過程。

圖2-2加工穀粒工具的演變在兵器領域中,由彈弓發展為弓箭,又發展為弩箭;發明火葯後,由人力的弓箭發展為火箭,直到發展為皺形的飛彈和皺形的兩級火箭。這些在我國古代戰爭中,有大量的實戰記載。
我國古代的機械發明、使用與發展,遠遠領先於世界水平。但由於長期的封建統治,限制了生產力和科學技術的發展。最近四五百年中,我國在機械工程領域的發展已落後於西方強國。新中國成立後,在短短的十幾年裡,我國人民把只能做小量修理和裝配工作的機械工業發展為能夠生產汽車、火車、輪船、金屬切削機床、大型發電機等許多機械設備的機械工業,特別是改革開放以來,機械工業的發展更為迅速,與發達國家的差距正在縮小,有些產品已領先世界水平。
過去的幾千年中,中華民族在機械工程領域中的發明創造有著極其輝煌的成就。不但發明的數量多,質量也高,發明的時間也早。我們過去的歷史是光榮的。為使中華民族再度輝煌,我們的任務也是艱巨的。在過去的年代裡,機械的發明與使用繁榮了人類社會,促進了人類文明的發展。在高科技迅速發展的今天,機械的種類更加繁多,性能更加先進。機械手,機器人,機、光、電、液一體化的智能型機械,辦公自動化機械等大量先進的、科技含量高的機械正在改變人類的生活與工作。希望有志於機械工程專業的青年,繼承我們祖先的光榮傳統,發明創造出更多、更好的新機械,為把我國建設成一個偉大的社會主義強國而奮斗。
除了眾所周知的造紙術、印刷術、指南針、火葯這四大發明之外,中國古代在機械工程領域的發明與創造也是非常輝煌的。由於古代中國長期處於封建社會狀態,科學技術的發展比較緩慢。秦漢以前,對各種發明創造比較重視,這期間的成果較多。據《周禮考工》記載:智者創物,巧者述之,守之世,謂之工,百工之事皆聖人之作也。但也有不同意見。《老子》上說:民多利器,國家滋昏。人多技巧,奇物滋起。絕巧棄利,盜賊無有。自秦漢以後,除對農業生產有利的發明創造之外,其他發明一般都會受到輕視,甚至因發明創造而獲罪。據《明史》卷二十五記載:明太祖平元,司天監進水晶刻漏,中設二木偶人,能按時自擊錚鼓。太祖以其無益而碎之。由於統治者的偏見,極大影響了古代勞動人民創造能力的發展。
另外,我國古代不重視對所發明器械的繪圖工作,有不少發明創造因為沒有繪圖的幫助,很難看明白。而真正有所發明創造的人或自己不會用文字記載,或由於社會的不重視而沒有記載,這些都影響了我國古代科學技術的進步。盡管如此,我國古代的科學技術仍然領先於世界,無愧於一個偉大的文明古國的稱號。以下對我國在各時期的典型發明進行簡要說明。
㈢ 中國機械發展史
中國是世界上機械發展最早的國家之一。中國的機械工程技術不但歷史悠久,而且成就十分輝煌,不僅對中國的物質文化和社會經濟的發展起到了重要的促進作用,而且對世界技術文明的進步做出了重大貢獻。 中國機械發展史可分為六個時期:①形成和積累時期,從遠古到西周時期。②迅速發展和成熟時期,從春秋時期到東漢末年。⑧全面發展和鼎盛時期,從三國時期到元代中期。④緩慢發展時期,從元代後期到清代中期。⑤轉變時期,從清代中後期到解放前的發展時期。⑥復興時期,解放後的發展時期。每個時期又可分為不同的發展階段。
(一) 傳統機械的形成和積累時期
這一時期是中國機械發展的第一個時期,石器的使用標志著這一時期的開始。這是一個十分漫長的時期,經歷了三個發展階段。
第一個階段相當於舊石器時代。這一階段的工具主要用石料和木料製作,同時也有一些骨制工具。在工藝方面以石器打制工藝為主,主要是經過敲擊和初步修整使石塊成石器。這一階段後期出現了磨製的石器,使工具的形狀趨於合理。當時的石器工具的種類有砍砸器、刮削器、石錘、尖狀器、石球、石矛和石鏃等,這時出現的其他材料的工具有木捧和磨製的骨針等。弓箭的出現表明這時的機械技術已有了一定的水平。
第二個階段相當於新石器時代。這一階段在石器製造方面以磨製工藝為主,同時對石器的製造有了一套完整的工藝過程。對石器的選擇、切割、磨製和鑽孔等都有了一定的要求。這一階段出現了大量的生產工具、如錛、斧、鏟、鑿、磨盤、磨棒、杵臼、鑽、網墜、紡輪、犁、刀、鋤、耘田器等。工具的種類不但有所增加,而且出現了不少專用工具。這時還出現了原始紡織機、制陶轉輪等較復雜的機械,反映了這一階段機械的發展水平有了顯著的提高。
第三個階段大約從新石器時代末期到西周時期。從動力方面看,這一階段已經開始使用畜力和風力作為原動力。古車和風帆的出現標志著新的動力出現。商代已經開始用牛來耕地。這一階段已廣泛使用犁來耕地。農業機械的種類更多,還出現了桔槔、轆轤等復合機械工具。在舊石器時代就已出現銅器,但沒有大量使用。商代青銅工具和器械開始得到較廣泛的應用,到西周時期,青銅冶鑄技術達到了高潮。青銅器的出現標志著一種新的機械技術和製造工藝的誕生。青銅冶鑄工藝在這一階段經歷了由低級到高級逐漸成熟的過程。從使用單面范和雙面范製作小件器物,發展到用多塊范、芯組成的復合范製作大型器件。商中期已廣泛使用分鑄法等先進工藝。這一階段後期,陶范熔鑄技術得到了進一步的發展。
總的來看,這一時期在動力方面由只利用人力發展為人力、畜力等並用。在材料方面由以石質材料為主發展為以木、銅質材料為主。在結構方面由簡單工具發展為復合工具和較為復雜的機械。在原理方面從杠桿、尖劈等原理的利用發展為對慣性、摩擦、彈性和重力等原理的利用。在製造工藝方面經歷了由石器製造工藝向銅器和其他機械工藝的轉變。這些情況說明在這一時期中國傳統機械技術已經形成並有了一定的發展。
(二) 傳統機械的迅速發展和成熟時期
從春秋時期開始,我國傳統機械的發展進入了一個新的時期。這一時期鐵器開始得到使用,使古代機械在材料方面取得了重大突破。鋼鐵技術的產生和發展為製造高效生產工具提供了條件。隨著鋼鐵技術的產生、鑄造、鍛造和柔化處理等機械熱加工技術在這一時期得到了迅速發展。從春秋時期開始,就已用生鐵來鑄造多種機械,特別是農業機械。這一時期鍛造工藝有了新的發展,許多工具都是用鍛造方法製成的。戰國早期就已出現鑄鐵柔化處理技術,到東漢末期,大多數鑄造的機械工具都經過了柔化處理。
在動力方面,這一時期除使用前面的動力外,開始利用水力為機械的原動力,出現了一些水力機械。在結構原理方面也有新的突破。在不少機械上出現了齒輪機構、凸輪機構和曲柄連桿機構等復雜的傳動機構。水排、水碓、指南車以及渾天儀、地動儀等機械的出現反映了這一時期的機械在結構原理方面已經達到了相當高的水平。
這一時期的農業機械發展很快,出現了三腳樓這樣的重要播種機械。還發明了高效糧食加工機械—風扇車。磨、碓等穀物加工機械都已出現,並有了很大的發展。東漢時期還出現了用了齒輪傳動的連磨和用水力推動的槽碓和水碓。西漢時期已有犁壁出現,到東漢時期犁的結構已經基本定型。在紡織機械方面出現了手搖紡車、布機和提花機等重要機械。這一時期的造船技術已比較發達,櫓、舵、帆等部件逐漸完善了起來,並且能夠製造大型的樓船和戰船。
在這一時期,生產過程中的機械繫統有了很大的變化。許多機械已用自然力代替人力作為原動力。對機械的操作開始由直接操作向間接操作轉變。動力和運動的傳輸開始由機械本身來完成。對機械的控制開始由人的直接控制向間接控制發展。水排、水碓和馬排等機械具備了機器的基本組成要素,都已具有原動機、傳動機
㈣ 我國的機械工程的歷史是什麼
石器時代的各種石斧、石錘、木質和皮質的簡單粗糙的工具是後來出現的機械的先驅。從製造簡單工具演進到製造由多個零件、部件組成的現代機械,經歷了漫長的過程。在很多人心目中,中華傳統文化似乎缺乏對科學技術的應用,事實上,從公元6世紀到15世紀,中國一直是世界上科學技術最為發達的國家。除了對人類社會發展產生了巨大影響的四大發明之外,很多古代機械發明也為人類社會的現代化進程提供了必要的條件。我國有關機械設計製造技術方面的文獻記載主要有:先秦時期《考工記》、元代王禎所著《農書》、明朝宋應星編著的《天工開物》,分別見圖1-1中的(a)、(b)、(c)。

圖1-1中國早期機械設計製造文獻《考工記》,又名《冬官考工記》,是我國現存最早的手工藝技術文獻,成書於先秦時期,漢代對其進行整理和編校,並作為儒家經典文籍之一,收錄在《十三經》的《周禮》之中。《考工記》記述了我國先秦時期的許多重大科技成就,在中國科技史、中國文化乃至世界文化史上都佔有重要地位。
元代王禎所著《農書》是一部重要的古代農業科學著作。書中繪制了各種農具與農業機械圖譜281幅並加以說明,內容約佔全書的五分之四。該書不但編入了較復雜的農業機械,而且對有些已經失傳的古代農具也繪出復原圖,是對我國古農具記載最完備的著作。
1634—1637年,明朝宋應星編著了《天工開物》,記錄了許多先進的工藝技術和科學創見。書中記述的許多生產技術一直沿用到近代。《天工開物》是世界上第一部關於農業和手工業生產的綜合性著作,它對中國古代的各項技術進行了全面系統的總結,構成了一個完整的科學技術體系,被歐洲學者稱為「技術的網路全書」。作為中華科技文明的集大成者,《天工開物》對世界科技發展產生了重大影響,截至1989年,該書在全世界發行了16個版本,印刷了38次之多。但該書在我國曾失傳三百餘年,直到1926年才由日本傳回翻印本。
《奇器圖說》由德國傳教士鄧玉函(Johann Terrenz)口譯、明代王徵筆述繪圖,發行於1627年,是第一部系統地以中文介紹西方機械技術的專著,對明清時期我國的機械發展產生了重大影響,見圖1-1(d)。
人類成為「現代人」的標志是製造工具,人類發展的歷史證明,社會生產創造著人類的社會物質文明,推動了人類社會的發展。據統計,發達國家60%~70%的財富來源於製造業生產的產品。而製造業的主要支柱是機械。機械製造業的水平基本可以代表一個國家的科學技術水平和綜合國力。
㈤ 機械工程發展簡史是什麼
在人類歷史的長河中,發生了五次決定人類命運的大革命。第一次革命發生在大約二百萬年前,人類學會了使用最簡單的機械——天然工具;第二次革命發生在大約五十萬年前,人類發現並使用了火;第三次革命發生在大約一萬五千年前,人類開始了農耕和畜牧,並大量使用簡單的機械如圖2-1所示;第四次革命發生在1750年到1850年之間,蒸汽機的發明導致了一場工業革命,在此期間,奠定了現代工業的基礎;計算機的發明導致了一場現代工業革命,也就是第五次革命。計算機正在改變人類傳統的生活方式和工作方式。人類的生存、生活、工作與機械密切相關。衣服是由紡織機織成布,然後用縫紉機製成的;糧食是用機械播種、收割、加工的;樓房是用機械蓋的;電是用機械發出的;汽車、火車、飛機是機械,同時也是由機械製造的。
圖2-1早期工具為了更好地了解現代機械,發明創造出新機械,了解機械的發明創造史是有必要的。古代由於自然條件的突然變化,生活在樹上的類人猿被迫到陸地上覓食,為了和各種野獸抗爭,他們學會了用天然的木棍和石塊保衛自己,並用之獵取食物。通過使用天然工具,鍛煉了他們的大腦和手指,並逐步通過敲擊石塊和磨製,學會了製造和使用簡單的木製、石制工具,從事各種勞動。可以這樣認為,發明並使用這些最簡單工具的創舉,是類人猿進化為人類的一個決定性因素。在以後漫長的歲月里,人類發現了火,並學會了鑽木取火,使人類的生活質量有了很大提高。學會了把磨尖的石塊安裝在木棍上等更進一步的工具製造,加速了人類的進化過程。公元前四千年左右,人類又發現了金屬,學會了冶煉技術,各類工具的使用得到了迅速發展。
㈥ 機械工程的發展歷史
人類最先利用的材料是自然材料:石頭、木頭、泥土、獸皮
發明火以後,可以使用陶器和瓷器
青銅是金屬材料的最早使用
煉鐵和煉鋼豐富和發展了機械材料,鋼鐵是機械材料的主要材料
提高鋼鐵等金屬材料的使用性能和加工性能是19世紀20世紀21世紀材料專家的主要研究內容
非金屬材料,如高分子材料和現代陶瓷是21世紀材料工作者的研究目標。
研究機械工程材料史,既有文化意義歷史意義,也可以指導材料工作者研究行為
㈦ 我國工程機械發現史分為幾個時期,每個時期各有什麼特點
中國工程機械行業是隨著新中國的建立、成長而發展起來的。在解放初期,我國的工程機械除了從舊社會由美國善後救濟總署遺留下來的一些破舊的美式機械和若干小型維修工廠外,可以說是「一窮二白」。
六十年的風風雨雨伴隨著共和國的前進步伐,中國的工程機械發展到今天已經成為我國機械行業一個重要的支柱產業,在國內市場中,國產工程機械行業已經成為主力,進口設備一統天下的局面已經結束,國際市場的開拓發展迅速,近幾年來每年的出口金額以60%的速度在增長。60年的變遷正可謂是翻天覆地。
回顧我國工程機械60年的發展歷史,大體上可以分為四個階段。建國後的最初十年,國家百廢待興,工程機械沒有列入國家發展的重點,以使用、修理和配件生產為主,除了少量地生產一些簡易、小型的工程機械外,可以說基本上沒有自己的工程機械製造業。上世紀的五十年代末至六十年代初我國開始步入了工程機械行業形成和發展的起始階段,在這一階段中一批原來的修理企業開始研發工程機械產品,成為新中國第一批工程機械的骨幹企業。1961年一機部成立了工程機械專業局,負責全國工程機械的發展和規劃工作,從此我國工程機械進入了有計劃的發展階段。在這一時期工程機械行業一些重要的專業研究所,如一機部的天津工程機械研究所、建工部的建築機械研究所、交通部交通科學研究院的築機專業研究室等相繼建立,為我國工程機械的發展提供了科學研究和設計開發的基地。同樣也在這一時期,唐山鐵道學院、同濟大學、西安公路學院、北京水電學院等成為第一批設立工程機械專業的高等學校,為新中國培養了第一批工程機械的專業人才。當時的中國正處在西方國家嚴密封鎖之中,技術信息十分閉塞,我國工程機械技術人員是在十分艱苦的條件下進行研究和開發工作的,那時的產品設計連樣機也無法提供,技術人員往往只是憑著幾張照片或看到的機器外貌,琢磨著進行設計。有一件事,至今還深刻地留在我的腦海中,記得大約是1964年左右英國第一次在中國舉辦工業展覽會,會上展出了一台履帶推土機Challenger33(挑戰者33型),其新型的外貌引起了轟動,業內的人士競相去北京展覽會觀看、拍照。展覽結束後,這台設備賣給了中國,被送到宣化工程機械廠進行測繪,這大概是開創了我國引進大型工程機械進行測繪、仿製的先河。以後我國第一台大馬力推土機T-180也是在測繪小松D-80推土機上開始的。因此,可以說從六十年代中期到70年代中期是我國工程機械發展歷史上經歷的測繪仿製階段。1966年開始的文化大革命為共和國的發展帶來了深重的災難,工程機械行業同樣不能倖免於難,只是由於本行業的一些有責任性科技人員的堅持努力仍然研製開發了一些新產品,但是從整個行業來看基本上處在緩慢停滯的階段。進入80年代後在十一屆三中全會改革、開放路線的指引下,我國工程機械行業又恢復了蓬勃發展的活力。在此期間對我國工程機械行業影響最大的是國家提出了「引進、消化、吸收」的產業政策。從上世紀80年代中期到90年代中期,徐州工程機械廠、山東推土機總廠、西安築路機械廠等一大批骨幹企業在工程機械行業的各個領域內引進了國外的先進產品和技術,改善了生產條件,建立了規模化的生產體系,在產品的數量、品種、質量方面大大縮短了與國外先進水平的差距,使我國的工程機械行業在整體技術水平上踏上了一個新的台階,奠定了我國工程機械行業向現代化發展的基礎。
在共和國迎來六十周年華誕而進入新世紀之際,我國工程機械行業的發展正處在一個重要的轉折時期。一方面國家基礎設施的建設在國家擴大內需政策的帶動下,大大刺激了國內工程機械市場的發展,另一方面國外企業的進入、國內企業的擴張,使我國的工程機械行業面臨著日益激烈的競爭局面。我國工程機械行業經過數十年的發展已經有了一定的基礎和實力,但同時也存在著一些亟待解決的深層次問題,諸如產品技術的雷同;盲目發展、低水平重復導致價格上的惡性競爭;市場競爭缺乏誠信原則;沒有同行之間的磋商和引導機制;在政策、法律對知識產權的保護力度不夠等等。解決這些問題的唯一出路就是加強自主創新,進入廿一世紀後國家提出了建立創新國家、創新社會的戰略決策。在國家政策的引導下,近些年來國內工程機械企業在對技術創新的認識、技術創新的資金投入、研發基地和手段的建設上都有了很大的進步。我國工程機械行業正進入一個從主要復制他人技術過渡到自主創新的新時期。技術創新尤其是原創性的技術創新是要付出艱苦勞動和巨大努力的,在新的歷史時期,我國的工程機械行業要創立起世界一流水平的中國品牌,真正成為一個有競爭力的夥伴而屹立於世界同行之中,就需要我國的工程機械企業和科技人員付出比前人更為艱巨的努力。正如馬克思所說「在科學上沒有平坦的大道,只有不畏艱險沿著陡峭的山路攀登的人,才有希望到達光輝的頂點」。現在,解放前就從事工程機械技術工作的老一輩專家都已仙逝,上世紀五、六十年代奮戰在工程機械行業第一線的同仁們也已大都退出歷史舞台,我們寄希望於新一代的工程機械行業的同仁們,你們任重而道遠,努力吧,中國工程機械行業新的輝煌將在你們手中鑄成。(
㈧ 機械設計與製造的歷史
機械設計的發展史按時間來分,可分為三個階段,分別是:從古代社會到17世紀為機械設計起源和古代機械設計階段,由17世紀至第二次世界大戰結束為近代機械設計,第二次世界大戰結束直到現在為現代設計階段。如果按其內容來分,可分為:直覺設計階段,經驗設計階段和理論設計階段。兩種劃分是一一對應的,是從不同角度來劃分機械設計的發展史。每一個階段在設計理論,方法和製造工藝方面都有明顯的特色。下面就按時間來劃分,把機械設計發展史劃分為三個階段來論述。
1.1 機械設計起源和古代機械設計
我國近代的考古發現證明了一些傳說和記載。在浙江餘姚河姆渡,河南鄭裴李崗等遺址中都發現了七八千年以前製造相當精緻的農具如石鏟等。我國古代經書中,對於古代使用,製造機械的情況有許多記載。《周易》「系辭下」中有「黃帝,堯,舜氏作,刳木為舟,剡木為楫,剡楫之力以濟不通」,「服牛乘馬,引以致遠」,「斷木為杵,掘地為舀」。由此可見,在4000多年以前,我國古代已經發明了車,船,農具和許多生活用具。在《周易》第47卦「困」的卦辭中有「困於金車」,金車指用銅裝飾起來的豪華馬車。清代學者章誠說「六經皆史」,在我國古代文獻中隨處可以見機械產品與人民生活密切的聯系,在我國春秋戰國時代的著作《道德經》中有「三十輻共一轂,像日月也」的說法,而在秦陵發掘出來的二號銅車馬,車融會貫通就有30個車輻。雖然據統計,當時的車每個車輪用30個輪輻,但是對輪輻的數目已經有了一定的規則。此外,我國古代在武器,紡織機械,農具,船舶等方面也有許多發明,到秦漢時期(公元前221至公元220年)我國機械設計和製造已經達到相當高的技術水平,在當時世界上處於領選地位,在世界機械工程史上佔有十分重要的位置。
在我國古代,機械發明,設計者與製造者是統一的。有許多著名的人物,他們的成果代表了當時我國的機械的設計水平。唐代的時侯我國與許多國家開展了經濟,文華和科學技術的交流,與東南亞,南亞,阿拉伯,非洲東海岸貿易頻繁,對中國和世界其它的一些國家有很大的影響。由於貿易的發展,要求商品增加,從而改進生產設備,使機械設計有了很大的發展,造紙,紡織,農業,礦業,陶瓷,印染,兵器等都有了新的進展,機械設計水平也提高了一大步,宋代沈括的著作《夢溪筆談》記載了當時的許多科學成就,反映了當時的科學水平。
世界其它的國家也有不少機械的成果。但這些設計多是憑設計者的經驗完成的缺乏必要的,有一定精度的理論的計算。
1.2 近代機械設計
17世紀歐洲的航海,紡織,鍾表等工業的興起,提出了許多技術部題,1644年英國組成了「哲學學院」,德國成立了實驗研究會和柏林學會,1666年,法國,義大利也成立了研究機構。在這些機構中工作的義大利人伽里略(1564~1642)發表了自由落體定律,慣性定律,拋物體運動,還進行過梁的彎曲實驗;英國人牛頓提出了到家動的三大定律,1688年,他提出了計算流體黏度阻力的公式,奠定了古典力學的基礎;英國人虎克建立了在一定范圍內彈性體的應力 - 應變成正比的虎克定律;1705年伯努力提出了梁彎曲的微分方程式,在古典力學的基礎上建立和發展了近代機械設計的理論(也稱常規機械設計理論),為18世紀產業革命中機械工業的迅速發展提供了有力的技術理論支持; 1764年英國人瓦特發明了蒸氣機,為紡織,采礦,冶煉,船舶,食品,鐵路等工業提供了強大的動力,推動了多種行業對機械的需求,使機械工業得到迅速的發展,而機械化使生產力迅速提高,進入了產業革命時代。這一時期,對機械設計提出了很多的要求,各種機械的載荷,速度,尺寸都有很大的提高,因此機械設計理論也在古典力學的基礎上迅速發展。材料力學,彈性力學,流體力學,機械力學。疲勞力學,疲勞強度理論,實驗應力分析方法等都取得了大量的成果,建立了自己的學科體系。
在1854年德國學者勞萊克斯發表了著作《機械製造中的設計學》把過去溶在力學中的機械設計學獨立出來,建立了以力學和製造為基礎的新科學體系,由此放生了「機構學」,「機械零件設計」,成為機械設計中的基本的內容。在這一基礎上,機械設計學得到了很快的發展。在疲勞強度,接觸應力,斷裂力學,高溫蠕變,流體動力潤滑,齒輪接觸疲勞強度計算,彎曲疲勞強度計算,滾動軸承強度理論等方面都取得了大量的成果,新工藝,新材科的,新結構的不斷涌現沒什麼械設計的水平也取得了很大的發展。機器的尺寸減少,速度增加,性能提高,機械設計的計算方法和數據積累也相應有了很大的發展,反映了時代的特色。
1.3 現代機械設計
第二次世界大戰以後,作為機械設計的理論基礎的機械學繼續以更加迅猛的速度發展,摩擦學,可靠性分析,機械優化設計,有限元計算,尤其是計算機在機械設計中迅速推廣,使機械設計的速度和質量都有大幅的提高。在機械中廣泛運用計算機和自動化程度的提高,使現代的具有明顯的特色。因此,機械設計在理論,內容和方法方面與過去相比都有了劃時代的發展。而國際市場的激烈競爭,是現代機械設計的方法和發展的催化劑。世界各國逐漸認識到產品市場競爭對各國經濟發展的重要作用。在產品競爭中,德國臨於印有「MADE IN USA」的美國產品充斥德國市場,計劃努力恢復德國產品的信譽,使「MADE IN GERMANY」風靡世界,提出了「關鍵在於設計」(Der Engpass ist die Knostrution)的口號。日本雖然在某尖端科學研究方面走在了一些國家的後面,但是,在產品設計的方面發展很快,迅速擺脫了二次世界大戰以前「東洋貨不好」的印象,大量生產各國市場上需要的產品,取得了巨大的經濟效益。美國,英國也逐漸認識到產品設計的重要性,美國提出了「為競爭的優勢而設計」(Designing for Compentitive Advance)的口號,有人說「21世紀將是設計的世紀」。因些,機械產品設計在這一時期獲得了空前的發展。機械設計目前已經不宜作為機械學的一個分支,而應該認為是與機械學並立的一門技術科學了。
現代機械設計方法的特徵是,它具有自己的學科體系和專門的內容。其核心技術有3個方面:
(1)以產品的「功能」作為機械計的核心目標。美國麥爾斯提出了「顧客購買的不是產品的本身,而是產品所具有的功能」,明解地說明了「功能」是產品的本質和靈魂。這一原理的提出大大地解放了設計師的思想,為了實現某一功能,可以採用各種不同的原理和結構。我們可以從近年來的計時裝置,文件復制設備,通訊方法等方面的飛速發展看出,設計師的聰明才智得到了空前的發揮,多方面的滿足了社會的需要。
(2)「人機學」的形成和發展。機械的工作往往與人是不可分的,如汽車,飛機有些操縱的信號要靠人輸入。必須考慮操縱者的反映速度和能力限制,還必須考慮操縱者和乘客的傳舒適性。如有一些武器設計者已經考慮使用者中,雖然磊部分是作右手方便的,但是習慣於用左手的(稱為左利手或左撇子)也佔有一定的百分率。雖然許多產品已經向自動化發展,許多民用產品對使用者的拔術要求日益降低(俗稱 「傻瓜化」)。但是機械產品競畢竟是為了人類設計的。考慮「人機學」是提高產品的競爭能力的重要方面。實際上「傻瓜化」就是當前處理人機問題的一個重要的途徑。
(3)建立系統的「工業設計」學科體系。工業設計是設計者使產品在外觀,色彩,形狀,尺寸比例等方面的合理設計,使產品與人,環境更協調,以得到更好的使用效果與況爭力。
㈨ 機械工程及自動化的發展歷史
石器時代人類製造和使用的各種石斧、石錘和木質、皮質的簡單工具是後來出現的機械的先驅。幾千年前,人類已創制了用於穀物脫殼和粉碎的臼和磨,用於提水的桔槔和轆轤,裝有輪子的車,航行於江河的船及槳、櫓、舵等。所用的動力由人力發展到畜力、風力和水力。所用材料由天然的石、木、土、皮革等發展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷。製造陶瓷器皿的陶車,已是具有動力、傳動和工作3個部分的完整機械 。鼓風器對人類社會發展起了重要作用。強大的鼓風器使冶金爐獲得足夠高的爐溫,得從礦石中煉取金屬。西周時期,中國就已有了冶鑄用的鼓風器。15~16世紀以前,機械工程發展緩慢。17世紀以後,資本主義商品經濟在英、法等國迅速發展,許多人致力於改進各產業所需要的工作機械和研製新的動力機械——蒸汽機。18世紀後期,蒸汽機的應用從采礦業推廣到紡織、麵粉和冶金等行業。製作機械的主要材料逐漸從木材改為金屬。機械製造工業開始形成,並逐漸成為重要產業。機械工程從分散性的、主要依賴匠師個人才智和手藝的技藝發展成為有理論指導的、系統的和獨立的工程技術。機械工程是促成18~19世紀的工業革命和資本主義機械大生產的主要技術因素。 18世紀以前,機械匠師全憑個人經驗、直覺和手藝進行機械製作,與科學幾乎無關。直到18~19世紀才逐漸形成圍繞機械工程的基礎理論。動力機械最先與科學相結合,如蒸汽機的發明人T.薩弗里和瓦特應用物理學家D.帕潘和J.布萊克的理論,物理學家S.卡諾、W.J.M.蘭金和開爾文在蒸汽機實踐的基礎上建立起一門新的學科——熱力學等。19世紀初,研究機械中機構結構和運動等的機構學第一次列為高等工程學院(巴黎的工藝學院)的課程。從19世紀後半期起已開始設計計算考慮材料的疲勞。隨後斷裂力學、實驗應力分析、有限元法、數理統計、電子計算機等相繼被用在設計計算中。

㈩ 機械工程的發展歷史
17世紀以後,資本主義商品經濟在英、法等國迅速發展,許多人致力於改進各產業所需要的工作機械和研製新的動力機械——蒸汽機。製作機械的主要材料逐漸從木材改為金屬。機械製造工業開始形成,並逐漸成為重要產業。機械工程從分散性的、主要依賴匠師個人才智和手藝的技藝發展成為有理論指導的、系統的和獨立的工程技術。機械工程是促成18~19世紀的工業革命和資本主義機械大生產的主要技術因素。
工程技術的發展在提高人類物質文明和生活水平的同時,也對自然環境起了破壞作用。20世紀中期以來,暴露出來的嚴重問題有兩個方面:資源(其中最嚴重的是能源)的大量消耗和環境的嚴重污染。能源方面,在改進核裂變動力裝置、發展太陽能、地熱、潮汐能、海水溫差能等,可以減少對非再生的化石能源的依賴。從長遠的觀點看,核聚變是很有希望的和幾乎無窮盡的未來能源。以核物理學將來的成就為基礎,機械工程與其他工程技術一起,在21世紀中完成核聚變動力裝置的開發和推廣可能徹底解決世界的能源問題。使用這種新能源可同時消除對大氣的二氧化碳污染。
地殼中和海水中的金屬礦藏的蘊藏量極為豐富。只要改進采礦和選礦的工藝和提高采、選礦機械的性能,以降低可以經濟利用的礦石品位,並充分回收金屬廢料,在有足夠的能量供應的條件下,金屬材料資源不愁匱乏。在煤、石油、天然氣等不再被大量地用作燃料而主要作為合成材料的原料之後,非金屬材料的供應也可得到長遠的保證。
化學工程、冶金工程等生產流程中所產生的廢氣、廢水等環境污染源,通過改進流程、增加凈化機械和設施並提高其凈化效率,在技術上是能夠加以消除的。
機械工程一向以增加生產、提高勞動生產率、提高生產的經濟性,即以提高人類的利益為目標來研製和發展新的機械產品。在未來的時代,新產品的研製將以降低資源消耗,發展潔凈的再生能源,治理、減輕以至消除環境污染作為超經濟的目標任務。