1. 机械及机械工程的定义是什么
我国是世界上最早给机械下定义的国家。公元前5世纪,春秋时代的子贡就给机械下了定义:机械是能使人用力寡而成功多的器械。后来的韩非子也有类似的定义:舟车机械之利,用力少,致功大,则入多。而最早给机械下定义的欧洲人是公元前1世纪的一个名为维特鲁威的古罗马建筑师(Vitruvius),他的定义是:机械是由木材制造且具有相互联系的几部分所组成的一个系统,它具有强大的推动物体的力量。直到公元1724年,德国的一位机械师Leopold给机械作出了比较接近现代的定义:机械是一种人造的设备,用来产生有利的运动,在不能用其他方法节省时间和力量的地方,它能做到节省。Leopold提出了机械的运动、时间与省力的概念。
经过多年的完善与发展,人们将机械定义成为机器与机构的总称,把执行机械运动、用来变换或传递能量、物料与信息的装置称为机器;把用来变换或传递运动与动力的、用运动副连接的、且有一个构件为机架的构件系统称为机构。这使机械的定义更加科学化。机械就是将已有的机械能或非机械能转换成便于利用的机械能,以及将机械能变换为某种非机械能或用机械能来做一定工作的装备或器具。前一类机械包括风力机、水轮机、汽轮机、内燃机、电动机、气动马达、液压马达等,统称为动力机械;第二类机械包括发电机、热泵、液压泵、压缩机等,这些机械统称为能量变换机械;第三类机械是利用人、畜或动力机械所提供的机械能以改变工作对象(原料、工件或工作介质)的物理状态、性质、结构、形状、位置等的机械,例如,制冷装置、造纸机械、粉碎机械、物料搬运机械等,这类机械统称为工作机械。各种机械的共同特征是:都是人类制造的实体组合;其组成件之间有确定的相对运动和力的传递;能够进行机械能的转换或机械能的利用。机械是现代社会进行生产和服务的五大要素(即人、资金、能量、材料和机械)之一,并且能量和材料的生产必须有机械的参与。
机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础,结合生产实践中积累的技术经验,研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的一门应用学科。
机械工业自18世纪英国的产业革命开始,经过三个世纪的发展,已经成为一个门类众多的工业部门。通常可划分为一般机械、电工和电子机械、运输机械、精密机械和金属制品五大行业。一般机械包括动力机械、拖拉机和农业机械、工程机械、矿山机械、金属加工机械、工业设备、通用机械、办公机械和服务机械等,是构成工业生产力的重要基础;电工和电子机械包括发电、输配电子设备和工业用电设备、电器、电线电缆、照明设备、电信设备、电子元件、电子计算机、电视机、收音机等,电是现代化社会不可缺少的二次能源,以计算机为基础的自动化技术肩负着改造传统生产方式的任务;运输机械包括汽车、铁路机车和车辆、船舶、飞机与航天设备等;精密机械包括科学仪器、计量仪器、光学器械和钟表等,仪器仪表是观察、测量客观对象,取得和处理信息的重要手段,现代科学和现代工业与之有着密不可分的关系;金属制品包括金属结构、容器、铸件、锻件、冲压件、紧固件等,也是机械工业不可缺少的基础部门之一。
2. 机械工程材料 课后答案

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3. 怎么判别机械工程生产中的重要问题
一、自动化技术在机械工程中应用的重要意义
首先,在机械工程中,生产加工是重要的操作环节,而自动化技术主要就是给生产加工提供便捷,给企业带来更多的经济效益。其次,增强企业的市场竞争力。在机械工程中,应用自动化技术调控整个生产流程,能够很好地保证生产成本和质量,从而在很大程度上缩短生产周期。目前,自动化技术在机械工程中的应用已经取得了明显的效果,随着社会的不断进步,其必然会普及到各行各业当中。其三,自动化技术本身是一种高新技术,融入到机械工程当中能够使企业的生产工艺发生很大的变化,可提高企业生产的整体运行效率。
二、机械工程自动化技术的现状及问题
1、机械工程自动化技术的现状
我国的机械自动化在自动化技术方面,还处于单子自动化、刚性自动化阶段。而工业发达国家自动化技术方面普遍实现了智能化、柔性化和集成化;在机械自动化的生产管理方面,我国的大多数企业依然采用传统的管理模式,而工业发达国家已经实现了计算机管理,并且在工业组织与管理生产模式方面不断进行着创新和升级;在人才管理方面,没有好的、适宜的人才管理机制,理论人才过多,不够全面性;在机械设计方面,我国还没有做到及时更新,设计水平也没有很大的提升;在工艺水平方面,我国的数控加工技术还多停留在精细加工等初级阶段,在复合加工手段的采用上尚未真正掌握,仍处于追赶阶段。
2、机械工程自动化技术存在的问题
自动化技术在我国的机械工程中存在着一些问题,例如缺乏相关技术人才,自动化技术相对落后,自动化技术的应用范围不够宽广等等。人才是发展进步的关键,我国大多数人只有知识理论而没有实践经验技术,对人才的管理培养不够合理、全面。要结合理论和实践经验,不断研究创新,才能提高实际自动化技术。自动化技术的进步将会大大推动我国现代机械制造产业的发展和进步,但是我国的自动化技术尤其是数控系统是传统的封闭式体系结构,必须提高水平,改变落后的状况我国的自动化技术应用的领域还不够广泛,缺乏自动化技术的科研投入和制定自动化技术的管理策略。
三、机械工程自动化存在问题的解决措施
1、认清机械自动化技术的前景
机械工程自动化技术的发展不是短时间就能取得长足进步的,其要从简单技术开始,循序渐进逐步发展到复杂技术。自动化技术的发展和应用,是摒弃传统的手工操作的过程,是将程序性的自动化技术推广和实施的关键。目前我国机械工程正在逐步完善自动化技术的应用,但是和世界发达国家仍然存在不小的差距。因此,要从根本上解决机械工程自动化技术应用较少的现状,必须要根据企业的生产活动需求和市场的发展趋势为依托,在各大院校中全面开展自动化教育,将利一学的、先进的自动化技术教授给更多的专业人才。生产企业也要不断加大利一技的收人支出,实现生产活动的自动化产业链。我国企业要根据自身的发展现状,将适合企业发展的自动化技术引人到生产中,充分利用信息化的平台,促进自动化技术在机械工程中的应用。
2、灵活运用机械工程的自动化技术
在制造业领域中,与发达国家还存在着一定的差别。没有达到高度自动化程度,计算机集成制造系统的应用并不广泛,基础技术储备不充分,应该尽量消化和吸收国外技术和成熟经验,根据自身的特点,通过技术突破壁垒,达成知识产权。现在在机械加工生产进程中,产生相对大量的部件,并且需要组装,以半自动为主。对于成品应该引入先进的设备,采用先进的机器设备,以实现高度自动化的加工,降低资源浪费,提高良好的经济性。对于单件小批量生产,应提倡成组技术人才,采取数控机床或加工中心的应用程序的正常发展。此外,自动化的应用不是不同的产品在不同行业中的简单复制,应该集重在于差异化和优化。技术信息、新材料等进一步的发展,将为我们带来更广阔的空间,以追赶和发挥的空间。新一代自动化技术在PC和开放式体系结构的发展,驱动装置朝向交流、数字化方向的发展。通信数字网络的发展,自动化系统的控制性能朝着智能化的方向发展。随着推进工业自动化进程,智能化将占据工业生产十分重要的地位。
3.运用先进的科学技术
在经济不断发展的过程中,我国的机械制造业也有了一定的发展,但是相较于那些发达国家,我国的机械化程度还不是很高。科学技术的发展给自动化技术的提升带来了很好地契机,我国的机械制造业之所以不是很发达,其原因之一就是没有很好地利用现有的科学技术条件,想要在短时间内提高我国的机械化整体水平,必须要借助科学的力量来实现。因此在发展先进机械自动化技术的时候,必须要积极应用先进的技术,然后将先进的科学技术应用到实际生产和工作之中。切实努力实现社会主义现代化建设,将开发先进创新技术作为机械自动化的重心,通过不断地学习创新,将科学技术与机械自动化技术合理的结合起来。
4、对于高技术人才的培养
只有加强对于高技术专业人才的培养,才能够真正实现机械工程自动化。而对于人才培养首先要从教育入手,因为人才都是通过适当教育才会产生,因此,加大对于教育投入力度才能够极大地提升对于高技术专业人才的培养力度。另外,我们要改变传统对于技术型人才的培养模式,要加强实践,让学生将所学到的理论知识和实践工作进行有效结合,努力做到“工学结合”,让学生在接受基本机械化理论教育的同时必须对机械化自动化技术实践工作有一定了解,并通过适当练习以达到熟练掌握机械操作技术的目的,最终培养出德育兼备的全能型技术人才。
5、制定明确的战略方向
实现机械工程自动化是一个长期的工程,不能盲目进行操作。自动化主要是机械工程自动控制取代传统人工操作,这个过程要保证万向和目标的明确,要针对我国具体情况制定针对性的措施对策。在加强自动化过程中,要积极引进国外先进技术,学习创新理念,从理论上不断丰富机械技术。要在教育过程中加大对自动化知识的普及,使市场和机械行业发展以此为重要导向。国家相关部门要通过大力度的资金政策支持,促进科学技术研究,实现机械自动化产业链的形成。在明确发展万向的同时,要始终以实际情况为基本参照标准,以保证符合多元化市场发展规律。
结束语
机械工程的发展应该紧跟智能化和自动化的科技步伐,要合理运用自动化技术,在提高机械工程效率、安全的前提下,提升机械工程整体的质量和品质。当前在机械工程自动化发展的过程中,要加强对机械工程设计、生产人员的自动化技术培训,鼓励机械工程参与者积极参与到自动化技术的应用与创新的实践中,在积累自动化技术更好应用于机械工程领域的同时,实现机械工程数字化、智能化、自动化方向的发展,取得机械工程行业整体综合效益的保证与提升。
4. 机械工程科学研究的内容包括几大分学科各分学科之间的相互关系又怎样
1.机械工程科学研究的内容包括机械学和机械制造学两大分学科。
机械学:对机械进行功能综内合并定量描述及控制容其性能的基础技术科学。
机械制造学:研究机械制造系统及过程手段的科学。
2.设计和制造是两个不可分割的统一体,设计为核心,制造为基础,二者缺一不可。反之可出现:用先进的设计技术设计出”质量很差的先进产品,或用先进的制造技术生产出”落后的高质量产品”,因此两者不能偏废.
5. 机械工程和机械电子工程是容易混淆的专业,它们有什么区别呢
从文本的了解而言,机械工程的外延性要大一些,包含机械结构设计、机械设备制造等许多具体内容。可以说机械设计及自动化和自动化技术是机械工程的一部分,机械工程则更广泛一些,但两者区别并不大。专业人士也表明,实际上这两个技术专业没什么实质的区别,叫机械工程仅仅由于有一些学校开设该专业的年代较早,领域环境浓厚,包含的专业方向较为广,会按照自己的优点培育人才。机械工程是纯机械设备,在专业课程内以机械设备为主导。相对性学科专一,课程内容较少。自然毕业之后学生就业方式窄一些。

机械电子工程技术专业别名机电一体化,是机械工程和自动化技术融合,是项目科学合理中的一个交叉学科技术专业,在机械设备制造、电子技术和计算机等专业的基本上确立起来的。它以机械设备,微电子技术,计算机技术技术性为三大支撑,还涉及到控制论和计算机科学。机械电子工程技术专业科学研究的是建筑工程设计问题,是将操纵、微电子技术及计算机专业行业的技术到机械结构和生产环节中。电子工程专业又被称为“弱电安装技术性”或“信息科技”技术专业。它包含电精确测量技术性、调节技术性及其电子信息技术。电子工程专业是电气系的一个子技术专业,是面对电子器件行业的水利学。 电子技术的应用技术包含了电动式机器设备及其应用了控制系统、精确测量技术性、调节技术性、电子信息技术,直到信息科技。 电子技术的关键研究领域为电路与系统、通讯、磁场与电磁学及其数字图像处理等。
6. 什么是机械,机械有什么特点
主要特点
①它们都是一种人的实物的组合;
②它们各部分之间具有确定的相对运动,即当其中一件的位置一定时,则其余各件的位置也就跟着确定了;
③在生产过程中它们能代替人类的劳动来完成有用的机械功(如刨床的刨削工件)或转换机械能(如发电机将机械能转换为电能及内燃机将热能转换为机械能)。
凡同时具备上列三个特征的便称为机器。
机器是由各种金属和非金属部件组装成的装置,消耗能源,可以运转、做功。用来代替人的劳动、进行能量变换、以及产生有用功。机器贯穿在人类历史的全过程中。但是近代真正意义上的“机器”,却是在西方工业革命后才逐步被发明出来。
零件、部件间有确定的相对运动,用来转换或利用机械能的机械。机器一般由零件、部件组成一个整体,或者由几个独立机器构成联合体。由两台或两台以上机器机械地联接在一起的机械设备称为机组。

(6)机械工程中的相是什么意思扩展阅读:
机械的种类繁多,可以按几个不同方面分为各种类别,如:
按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等;按服务的产业可则陵旦分为农业机械、矿山机械、纺织机械、包装机械等;按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。
中国机械行业的主要产品包括以下12类:
1 农业机械:拖拉机、播种机、收割机械等;
2 重型矿山机械:冶金机械、矿山机械、起重机械、装卸机械、工矿车辆、水泥设备等;
3 工程机械:叉车、铲土运输机械、压实机械、混凝土机械等;
4 石化通用机械:石油钻采机械、炼油机械、化工机械、泵、风机、阀门、气体压缩机、制冷空调机械、造纸机械、印刷机械、塑料加工机械、制药机械等;
5 电工机械:发电机械、变压器、、高低压开关、电线电缆、蓄电池、电焊机、家用电器等;
6 机床:金属切削机床、锻压机械、铸造机械、木工机械等;
7 汽车:载货汽车、公路客车、轿车、改装汽车、摩托车等;
8 仪器仪表:自动化仪表、电工仪器仪孙扰表、光学仪器、成分分析仪、汽车仪器仪表、电料装备、电教设备、照相机等;
9 基础机械:轴承、液压件、密封件、粉末冶金制品、标准紧固件、工业链条、齿轮、模具等;
10 包装机械:包装机、装箱机、输送机等;
11 环保机械:水污染防治设备、大气污染防治设备、固体废物处理设备等;
12 矿山机械:岩石分裂机、顶石机等。
机械工程就是以有关的自然科学和技术科学为理论基础,结合在生产实践中积累的技术经验,研究和解决在开发设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的理论和实际问题的一门应用学科。
各个工程领域的发展都要求机械工程有与之相适应的发展,都需要机械工程提供所必需的机械。某些机械的发明和完善,又会导致新的工程技术和新的产业的汪姿出现和发展。
例如大型动力机械的制造成功,促成了电力系统的建立;机车的发明导致了铁路工程和铁路事业的兴起;内燃机、燃气轮机、火箭发动机等的发明和进步,以及飞机和航天器的研制成功导致了航空、航天事业的兴起;高压设备的发展导致了许多新型合成化学工程的成功等等。
7. 机械的机械工程
机械工程(mechanical engineering):以有关的自然科学和技术科学为理论基础,结合生产实践中的技术经验,研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。机械是现代社会进行生产和服务的五大要素(人、资金、能源、材料和机械)之一,并参与能量和材料的生产。
机械工程的发展简史:
石器时代人类制造和使用的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单工具是后来出现的机械的先驱。几千年前,人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨,用于提水的桔槔和辘轳,装有轮子的车,航行于江河的船及桨、橹、舵等。所用的动力由人力发展到畜力、风力和水力。所用材料由天然的石、木、土、皮革等发展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷。制造陶瓷器皿的陶车,已是具有动力、传动和工作3个部分的完整机械。鼓风器对人类社会发展起了重要作用。强大的鼓风器使冶金炉获得足够高的炉温,得从矿石中炼取金属。西周时期,中国就已有了冶铸用的鼓风器。15~16世纪以前,机械工程发展缓慢。17世纪以后,资本主义商品经济在英、法等国迅速发展,许多人致力于改进各产业所需要的工作机械和研制新的动力机械——蒸汽机。18世纪后期,蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉和冶金等行业。制作机械的主要材料逐渐从木材改为金属。机械制造工业开始形成,并逐渐成为重要产业。机械工程从分散性的、主要依赖匠师个人才智和手艺的技艺发展成为有理论指导的、系统的和独立的工程技术。机械工程是促成18~19世纪的工业革命和资本主义机械大生产的主要技术因素。
动力机械的发展 17世纪后期,随着机械的改进,煤和金属矿石需求量的增加,只依靠人力和畜力已不能适应生产提高的要求,于是在18世纪初出现了T.纽科门的大气式蒸汽机,用以驱动矿井排水泵。1765年,J.瓦特发明了有分开凝汽器的蒸汽机,降低了燃料消耗率。1781年,瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机,扩大了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的发明和发展,促进矿业和工业生产、铁路和搬运机械动力化。几乎成为19世纪唯一的动力源。但蒸汽机及其锅炉、凝汽器和冷却水系统等体积庞大、笨重,应用不便。发电站初期应用蒸汽机为原动机;20世纪初,出现了高效率、高转速、大功率的汽轮机,也出现了适应各种水力资源的大、小功率的水轮机。19世纪后期发明的内燃机经过逐年改进,成为轻而小、效率高、易于操纵并可随时启动的原动机。内燃机最初用于驱动没有电力供应的陆上工作机械,以后又用于汽车、移动机械(如拖拉机、挖掘机械等)和轮船,20世纪中期开始用于铁路机车。内燃机和以后发明的燃气轮机和喷气发动机,还是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。
机械加工技术的发展:
工业革命以前,机械大都是由木工手工制成的木结构,金属(主要是钢和铁)仅用以制造仪器、钟表、锁、泵和木结构机械上的小型零件。金属加工主要靠机匠的精工细作以达到需要的精度。随着蒸汽机的广泛使用以及随之出现的矿山、冶金、轮船和机车等大型机械的发展,需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多,所用金属材料由铜、铁发展到以钢为主。机械加工(包括铸造、锻压、焊接、热处理等技术及其设备以及切削加工技术和机床、刀具、量具等)迅速发展,从而保证了发展生产所需要的各种机械装备供应。同时,随着生产批量的增大和精密加工技术的发展,也促进了大量生产方法(零件互换性生产、专业分工和协作、流水加工线和流水装配线等)的形成。
机械工程基础理论的发展:
18世纪以前,机械匠师全凭个人经验、直觉和手艺进行机械制作,与科学几乎无关。直到18~19世纪才逐渐形成围绕机械工程的基础理论。动力机械最先与科学相结合,如蒸汽机的发明人T.萨弗里和瓦特应用物理学家D.帕潘和J.布莱克的理论,物理学家S.卡诺、W.J.M.兰金和开尔文在蒸汽机实践的基础上建立起一门新的学科——热力学等。19世纪初,研究机械中机构结构和运动等的机构学第一次列为高等工程学院(巴黎的工艺学院)的课程。从19世纪后半期起已开始设计计算考虑材料的疲劳。随后断裂力学、实验应力分析、有限元法、数理统计、电子计算机等相继被用在设计计算中。
机械工程的服务领域:
机械工程的服务领域很广,凡使用机械、工具,以至能源和材料生产的部门,无不需要机械工程的服务。现代机械工程有5大服务领域:
1、研制和提供能量转换机械,包括将热能、化学能、原子能、电能、流体压力能和天然机械能转换为适合于应用的机械能的各种动力机械,以及将机械能转换为所需要的其他能量的能量变换机械;
2、研制和提供用以生产各种产品的机械,包括农、林、牧、渔业机械和矿山机械以及各种重工业机械和轻工业机械等;
3、研制和提供从事各种服务的机械,如物料搬运机械,交通运输机械,医疗机械,办公机械,通风、采暖和空调设备以及除尘、净化、消声等环境保护设备等;
4、研制和提供家庭和个人生活用的机械,如洗衣机、电冰箱、钟表、照相机、运动器械和娱乐器械等;
5、研制和提供各种机械武器。
机械工程的学科内容
机械工程的学科内容按工作性质可分为:
1、建立和发展可实际和直接应用于机械工程的工程理论基础。如工程力学、流体力学、工程材料学、材料力学、燃烧学、传热学、热力学、摩擦学、机构学、机械原理、机械零件、金属工艺学和非金属工艺学等;
2、研究、设计和发展新机械产品,改进现有机械产品和生产新一代机械产品,以适应当前和未来的需要;
3、机械产品的生产,如生产设施的规划和实现、生产计划的制订和生产调度、编制和贯彻制造工艺、设计和制造工艺装备、确定劳动定额和材料定额以及加工、装配、包装和检验等;
4、机械制造企业的经营和管理,如确定生产方式、产品销售以及生产运行管理等;
5、机械产品的应用,如选择、订购、验收、安装、调整、操作、维修和改造各产业所使用的机械产品和成套机械设备;
6、研究机械产品在制造和使用过程中所产生的环境污染和自然资源过度耗费问题及处理措施。
机械工程的学科分支:
机械按功能可分为动力机械、粉碎机械、交通运输机械和物料搬运机械等;
按服务的产业可分为农业机械、化工机械、矿山机械和纺织机械等;
按工作原理可分为热力机械、透平机械、仿生机械和流体机械等。
相同的工作原理,相同的功能或服务于同一产业的机械有相同的问题和特点,因此机械工程就有几种不同的分支学科体系。另外,全部机械在研究、开发、设计、制造、运用过程中,要经过若干工作性质不同的阶段.
这些分支学科系统互相交叉、互相重叠,使机械工程可能分化成上百个分支学科。例如按功能分的动力机械,与按工作原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力装置、核动力装置,内燃机、燃气轮机,以及按行业分的中心电站设备、工业动力装置、铁路机车、船舶轮机工程、汽车工程等有复杂的交叉和重叠关系。船用汽轮机是动力机械,也是热力机械、流体机械和透平机械,属于船舶动力装置、蒸汽动力装置,也可能属于核动力装置。而驱动时钟用的发条和重锤装置也是动力机械,但不是热力机械、流体机械、透平机械或往复机械。其他分支之间也有类似的重叠、交叉关系。但实用价值不大。
展望:
机械工业是为国民经济提供装备的基础工业,将随着科学技术的发展而产生变化。
机械工程以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来研制和发展新的机械产品。在未来的时代,新产品的研制将以降低资源消耗,发展洁净的再生能源,治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。
机械可以完成人用双手和双目,以及双足、双耳直接完成和不能直接完成的工作,而且完成得更快、更好。现代机械工程创造出越来越精巧和越来越复杂的机械和机械装置,使过去的许多幻想成为现实。
人类已能上游天空和宇宙,下潜大洋深层,远窥百亿光年,近察细胞和分子。新兴的电子计算机硬、软件科学使人类开始有了加强,并部分代替人脑的科技手段,这就是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的影响,而在未来年代它还将不断地创造出人们无法想象的奇迹。
人类智慧的增长并不减少双手的作用,相反地却要求手作更多、更精巧、更复杂的工作,从而更促进手的功能。手的实践反过来又促进人脑的智慧。在人类的整个进化过程中,以及在每个人的成长过程中,脑与手是互相促进和平行进化的。
人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系,其区别仅在于人工智能的硬件还需要利用机械制造出来。过去,各种机械离不开人的操作和控制,其反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限制,人工智能将会消除了这个限制。计算机科学与机械工程之间的互相促进,平行前进,将使机械工程在更高的层次上开始新的一轮大发展。
19世纪时,机械工程的知识总量还很有限,在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科,被称为民用工程,19世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。进入20世纪,随着机械工程技术的发展和知识总量的增长,机械工程开始分解,陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在20世纪中期,即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。
由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握,不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局,并且缩小技术交流的范围,阻碍新技术的出现和技术整体的进步,对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭,考虑问题过专,在协同工作时配合协调困难,也不利于继续自学提高。因此自20世纪中、后期开始,又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理论,拓宽专业领域,合并分化过细的专业。
综合-专业分化-再综合的反复循环,是知识发展的合理的和必经的过程。不同专业的专家们各具有精湛的专业知识,又具有足够的综合知识来认识、理解其他学科的问题和工程整体的面貌,才能形成互相协同工作的有力集体。
综合与专业是多层次的。在机械工程内部有综合与专业的矛盾;在全面的工程技术中也同样有综合和专业问题。在人类的全部知识中,包括社会科学、自然科学和工程技术,也有处于更高一层、更宏观的综合与专业问题。
机电一体化:
机电一体化技术和机电一体化产品的统称,是在机电产品中引入微电子元器件和技术之后形成的。机电一体化技术又称机械微电子技术,是机械工程、微电子技术、信息处理技术等多种技术融合成的一种系统技术。机电一体化产品是运用机电一体化技术设计、生产的一种带有软、硬件系统的多功能的单机或成套装置,通常由机械本体、微电子装置、传感器和执行机构等组成。机电一体化技术涉及的学科有机械工程(如机构学、机械加工和精密技术等)、电工与电子技术(如电磁学、计算机技术和电子电路等)、共性技术(如系统技术、控制技术和传感器技术等)。机电一体化产品主要有商品生产用(如机器人、自动生产线和工厂等)、商品流通用(如数控包装机械及系统、微机控制交通运输机具和数控工程机械设备等)、商品贮存销售用(如自动仓库、自动称量和销售及现金处理系统等)、社会服务性(如自动化办公机械和医疗及环保等自动化设施等)和家庭、科研、农林牧渔、航空航天及国防等用的机电一体化产品。机电一体化使机械工业的技术结构、产品结构、功能和构成、生产方式和管理体系等发生巨大变化。
日本企业界在1970年左右最早提出“机电一体化技术”这一概念,当时他们取名为“Mechatronics”,即结合应用机械技术和电子技术于一体。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展,总体分解成相互关联的若干成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术,正向光机电一体化技术(Opto-mechatronics)(Opto-mechatronics)(Opto-mechatronics)方向发展,应用范围愈来愈广。
机电一体化技术具体包括以下内容:
1、机械技术:机械技术是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其它高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上的变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中,经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术,同时其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
2、系统技术:系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术,从出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,它是实现系统各部分有机连接的保证。
3、自动控制技术:其范围很广,在控制理论指导下,进行系统设计,设计后的系统仿真,现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。
4、传感检测技术:传感检测技术是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验,它是机电一体化系统达到高水平的保证。
5、伺服传动技术:包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
机电一体化系统组成:
1、机械本体:机械本体包括机架、机械连接、机械传动等,它是机电一体化的基础,起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。与纯粹的机械产品相比,机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强,这就要求机械本体在机械结构、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面能够与之相适应,具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点。
2、检测传感部分:检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路,其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化,并将信息传递给电子控制单元,电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。
3、电子控制单元:电子控制单元又称和节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的地进行。
4、执行器:执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件,通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。
5、动力源:动力源是机电一体化产品能量供应部分,其作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能,以电能为主。
机械工程与人类生存环境:
工程技术的发展在提高人类物质文明和生活水平的同时,也对自然环境起破坏作用。20世纪中期以来,最突出的问题是资源,尤其是能源的大量消耗和对环境的污染。未来,机械新产品的研制将以降低资源耗费,发展纯净的再生能源,治理、减轻以至消除环境污染作为重要任务。
机械工程专业化和综合化:
19世纪下半叶,机械工程成为一门独立学科。分解趋势在20世纪中期(第二次世界大战结束前后)达到最高峰。由于机械工程的知识总量已扩大到远非一个人所能全部掌握,不能统观和统筹稍大规模工程的全貌和全局,并且缩小技术交流的范围,阻碍新技术的出现和技术整体的进步,对外界条件变化(如新技术、新材料和新产品的出现、材料与半成品的供应及价格变化等)的适应能力很差。因此,从20世纪中、后期开始,机械工程又出现了综合的趋势。人们更多地关注基础理论,拓宽专业领域,合并分化过细的专业。
