什么是机械和中国机械史

⑴ 机械的发展简史

人类成为“现代人”的标志就是制造工具。石器时代的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单粗糙的工具是后来出现的机械的先驱。从制造简单工具演进到制造由多个零件、部件组成的现代机械，经历了漫长的过程。
几千年前，人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨，用来提水的桔槔和辘轳，装有轮子的车，航行于江河的船及桨、橹、舵等。所用的动力，从人自身的体力，发展到利用畜力、水力和风力。所用材料从天然的石、木、土、皮革，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、传动和工作三个部分的完整机械。
人类从石器时代进入青铜时代，再进而到铁器时代，用以吹旺炉火的鼓风器的发展起了重要作用。有足够强大的鼓风器，才能使冶金炉获得足够高的炉温，才能从矿石中炼得金属。古埃及第十八王朝勒克米尔（Rekhmir,约公元前1450年）已有用以冶铸用的罐状鼓风器。在中国，公元前1000～前900年有了冶铸用的鼓风器，并逐渐从人力鼓风发展到畜力和水力鼓风。
15～16世纪以前，机械工程发展缓慢。但在以千年计的实践中，在机械发展方面还是积累了相当多的经验和技术知识，成为后来机械工程发展的重要潜力。17世纪以后，资本主义在英、法和西欧诸国出现，商品生产开始成为社会的中心问题。
18世纪后期，蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉、冶金等行业。制作机械的主要材料逐渐从木材改用更为坚韧，但难以用手工加工的金属。机械制造工业开始形成，并在几十年中成为一个重要产业。
机械工程通过不断扩大的实践，从分散性的、主要依赖匠师们个人才智和手艺的一种技艺，逐渐发展成为一门有理论指导的、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，以及资本主义机械大生产的主要技术因素。
动力是发展生产的重要因素。17世纪后期，随着各种机械的改进和发展，随着煤和金属矿石的需要量的逐年增加，人们感到依靠人力和畜力不能将生产提高到一个新的阶段。
在英国，纺织、磨粉等产业越来越多地将工场设在河边，利用水轮来驱动工作机械。但当时的煤矿、锡矿、铜矿等矿井中的地下水，仍只能用大量畜力来提升和排除。在这样的生产需要下，18世纪初出现了纽科门的大气式蒸汽机，用以驱动矿井排水泵。但是这种蒸汽机的燃料消耗率很高，基本上只应用于煤矿。
1765年，瓦特发明了有分开的冷凝器的蒸汽机，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，使矿业和工业生产、铁路和航运都得以机械动力化。蒸汽机几乎是19世纪唯一的动力源，但蒸汽机及其锅炉、凝汽器、冷却水系统等体积庞大、笨重，应用很不方便。
19世纪末，电力供应系统和电动机开始发展和推广。20世纪初，电动机已在工业生产中取代了蒸汽机，成为驱动各种工作机械的基本动力。生产的机械化已离不开电气化，而电气化则通过机械化才对生产发挥作用。
发电站初期应用蒸汽机为原动力。20世纪初期，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利资源的水轮机，促进了电力供应系统的蓬勃发展。
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。它先被用以驱动没有电力供应的陆上工作机械，以后又用于汽车、移动机械和轮船，到20世纪中期开始用于铁路机车。蒸汽机在汽轮机和内燃机的排挤下，已不再是重要的动力机械。内燃机和以后发明的燃气轮机、喷气发动机的发展，是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。
工业革命以前，机械大都是木结构的，由木工用手工制成。金属(主要是铜、铁)仅用以制造仪器、锁、钟表、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。蒸汽机动力装置的推广，以及随之出现的矿山、冶金、轮船、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，越来越大，要求的精度也越来越高。应用的金属材料从铜、铁发展到以钢为主。
机械加工包括锻造、锻压、钣金工、焊接、热处理等技术及其装备，以及切削加工技术和机床、刀具、量具等，得到迅速发展，保证了各产业发展生产所需的机械装备的供应。
社会经济的发展，对机械产品的需求猛增。生产批量的增大和精密加工技术的进展，促进了大量生产方法的形成，如零件互换性生产、专业分工和协作、流水加工线和流水装配线等。
简单的互换性零件和专业分工协作生产，在古代就已出现。在机械工程中，互换性最早体现在莫茨利于1797年利用其创制的螺纹车床所生产的螺栓和螺帽。同时期，美国工程师惠特尼用互换性生产方法生产火枪，显示了互换性的可行性和优越性。这种生产方法在美国逐渐推广，形成了所谓“美国生产方法”。 20世纪初期，福特在汽车制造上又创造了流水装配线。大量生产技术加上泰勒在19世纪末创立的科学管理方法，使汽车和其他大批量生产的机械产品的生产效率很快达到了过去无法想象的高度。
20世纪中、后期，机械加工的主要特点是：不断提高机床的加工速度和精度，减少对手工技艺的依赖；提高成形加工、切削加工和装配的机械化和自动化程度；利用数控机床、加工中心、成组技术等，发展柔性加工系统，使中小批量、多品种生产的生产效率提高到近于大量生产的水平；研究和改进难加工的新型金属和非金属材料的成形和切削加工技术。
18世纪以前，机械匠师全凭经验、直觉和手艺进行机械制作，与科学几乎不发生联系。到18～19世纪，在新兴的资本主义经济的促进下，掌握科学知识的人士开始注意生产，而直接进行生产的匠师则开始学习科学文化知识，他们之间的交流和互相启发取得很大的成果。在这个过程中，逐渐形成一整套围绕机械工程的基础理论。
动力机械最先与当时的先进科学相结合。蒸汽机的发明人萨弗里、瓦特，应用了物理学家帕潘和布莱克的理论；在蒸汽机实践的基础上，物理学家卡诺、兰金和开尔文建立起一门新的科学——热力学。内燃机的理论基础是法国的罗沙在1862年创立的；1876年奥托应用罗沙的理论，彻底改进了他原来创造的粗陋笨重、噪声大、热效率低的内燃机而奠定了内燃机的地位。其他如汽轮机、燃气轮机、水轮机等都在理论指导下得到发展，而理论也在实践中得到改进和提高。
早在公元前，中国已在指南车上应用复杂的齿轮系统，在被中香炉中应用了能永保水平位置的十字转架等机件。古希腊已有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆传动的记载。但是，关于齿轮传动瞬时速比与齿形的关系和齿形曲线的选择，直到17世纪之后方有理论阐述。
手摇把和踏板机构是曲柄连杆机构的先驱，在各文明古国都有悠久历史，但是曲柄连杆机构的形式、运动和动力的确切分析和综合，则是近代机构学的成就。机构学作为一个专门学科，迟至19世纪初才首次列入高等工程学院的课程。通过理论研究，人们方能精确地分析各种机构，包括复杂的空间连杆机构的运动，并进而能按需要综合出新的机构。
机械工程的工作对象是动态的机械，它的工作情况会发生很大的变化。这种变化有时是随机而不可预见；实际应用的材料也不完全均匀，可能存有各种缺陷；加工精度有一定的偏差等等。
与以静态结构为工作对象的土木工程相比，机械工程中各种问题更难以用理论精确解决。因此，早期的机械工程只运用简单的理论概念，结合实践经验进行工作。设计计算多依靠经验公式；为保证安全，都偏于保守，结果制成的机械笨重而庞大、成本高、生产率低、能量消耗很大。
从18世纪起，新理论的不断诞生，以及数学方法的发展，使设计计算的精确度不断的提高。进入20世纪，出现各种实验应力分析方法，人们已能用实验方法测出模型和实物上各部位的应力。
20世纪后半叶，有限元法和电子计算机的广泛应用，使得对复杂的机械及其零件、构件进行力、力矩、应力等的分析和计算成为可能。对于掌握有充分的实践或实验资料的机械或其元件，已经可以运用统计技术，按照要求的可靠度，科学地进行机械设计。

⑵ 中国机械产业发展史

市政相比机电而言范围要广些，而且以后的发展方向要好一些！

⑶ 我国的机械工程的历史是什么

石器时代的各种石斧、石锤、木质和皮质的简单粗糙的工具是后来出现的机械的先驱。从制造简单工具演进到制造由多个零件、部件组成的现代机械，经历了漫长的过程。在很多人心目中，中华传统文化似乎缺乏对科学技术的应用，事实上，从公元6世纪到15世纪，中国一直是世界上科学技术最为发达的国家。除了对人类社会发展产生了巨大影响的四大发明之外，很多古代机械发明也为人类社会的现代化进程提供了必要的条件。我国有关机械设计制造技术方面的文献记载主要有：先秦时期《考工记》、元代王祯所著《农书》、明朝宋应星编著的《天工开物》，分别见图1-1中的（a）、（b）、（c）。

图1-1中国早期机械设计制造文献《考工记》，又名《冬官考工记》，是我国现存最早的手工艺技术文献，成书于先秦时期，汉代对其进行整理和编校，并作为儒家经典文籍之一，收录在《十三经》的《周礼》之中。《考工记》记述了我国先秦时期的许多重大科技成就，在中国科技史、中国文化乃至世界文化史上都占有重要地位。

元代王祯所著《农书》是一部重要的古代农业科学著作。书中绘制了各种农具与农业机械图谱281幅并加以说明，内容约占全书的五分之四。该书不但编入了较复杂的农业机械，而且对有些已经失传的古代农具也绘出复原图，是对我国古农具记载最完备的著作。

1634—1637年，明朝宋应星编著了《天工开物》，记录了许多先进的工艺技术和科学创见。书中记述的许多生产技术一直沿用到近代。《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作，它对中国古代的各项技术进行了全面系统的总结，构成了一个完整的科学技术体系，被欧洲学者称为“技术的网络全书”。作为中华科技文明的集大成者，《天工开物》对世界科技发展产生了重大影响，截至1989年，该书在全世界发行了16个版本，印刷了38次之多。但该书在我国曾失传三百余年，直到1926年才由日本传回翻印本。

《奇器图说》由德国传教士邓玉函（Johann Terrenz）口译、明代王徵笔述绘图，发行于1627年，是第一部系统地以中文介绍西方机械技术的专著，对明清时期我国的机械发展产生了重大影响，见图1-1（d）。

人类成为“现代人”的标志是制造工具，人类发展的历史证明，社会生产创造着人类的社会物质文明，推动了人类社会的发展。据统计，发达国家60%～70%的财富来源于制造业生产的产品。而制造业的主要支柱是机械。机械制造业的水平基本可以代表一个国家的科学技术水平和综合国力。

⑷ 中国机械发明创造简史是什么

机械始于工具，机械领域中绝大部分的发明创造是由于生存、生活的需要和生产中的需要，一些发明创造是战争的需要，还有一些发明创造是为了探索科学技术的需要。50万年前，中国猿人学会了制作石器。20万年前，生活在我国四川资阳地区的古猿人学会了制作骨针、骨锥等骨器。15000年前，古人类学会了用骨、角、牙、蚌壳等制作形状复杂的器械，并学会了磨制技术。5000年前，人类进入新石器时代。在西安的半坡遗址中，发现了大量的制造技术水平较高的各种重要的骨器。4000年前，人类发现了金属，并学会了冶炼技术，我国进入了金属时代。不久，又发明了由铜锡合金组成的青铜器，金属器械逐步取代了石制和骨制的器械。2000年前，又发现了铁金属，并掌握了冶炼技术和制造技术，我国在春秋时代就已进入了铁器时代。

1简单机械的发明创造

人类发明最早的机械主要有杠杆、滑车、斜面、螺旋等几大类。杠杆是发明最早且应用很普遍的一种简单机械。图1-1（a）是杠杆在锥井机上的应用，利用人的跳上跳下动作，使锥具上下工作。图1-1（b）是利用杠杆原理提水浇地。

图1-10古代火箭4机械传动领域的发明创造

随着人类的不断进步，古代人们已经开始利用绳索、链条和齿轮进行动力传递，使得各种工具的功能日趋强大，人的劳动强度得到了更进一步减轻，但其结构也逐渐变得复杂起来，在图1-11所示的木棉纺车中，双脚交替踏动摆杆时，大绳轮转动，再由一绳带动三个小绳轮高速转动。三个小绳轮上各装一锭，纺线人手持棉条，即可在锭子上纺出线来。如图1-12所示，记里鼓车是我国机械发明的代表作之一，其应用了复杂的齿轮轮系，根据车轮走过的距离折算成转过的圈数，再通过齿轮传动比计算得出准确的里程，每走过一段距离击鼓一次。

图1-11木棉纺车

图1-12记里鼓车

⑸ 古代机械史的中国的古代机械史

中国古代机械史(Ancient history of machinery in China)
中国是世界上机械发展最早的国家之一。中国古代在机械方面有许多发明创造，在动力的利用和机械结构的设计上都有自己的特色。许多专用机械的设计和应用，如指南车、地动仪和被中香炉等(见彩图[唐代银质被中香炉，1963年西安沙坡村出土。半球体香炉因受重力作][用,不论球壳如何滚转,炉口总是保持水平状态])，均有独到之处，古代金属冶铸技术发明时间较早，且技术精湛。如商周青铜器朴质雄浑,春秋青铜器纤细精巧,形成了中国古代青铜器的独特风格。已发现的中国最早的青铜器如甘肃东乡马家窑出土的铜刀，距今已有4800年左右。
春秋以前(公元前770年前)在中国大约40～50万年前就已出现加工粗糙的刮削器、砍砸器和三棱形尖状器等原始工具。4～5万年前出现磨制技术，许多石器已比较光滑,刃部也较锋利,并有单刃、双刃、凸刃、凹刃和圆刃之分。28000年前出现弓箭,这是机械方面最早的一项发明。公元前8000～前2800年期间出现了陶轮(制陶用转台)。农具大约出现在公元前6000～前5000年，除石斧石刀外，还有石锄、石铲、石镰、蚌镰、骨镰和骨耜。石斧和石刀上已有用硬质砂子磨削而成的.
夏代以前和夏代，先后出现了无辐条的辁和各种有辐条的车轮。殷商和西周时已有相当精致的两轮车(见中国古代车辆)。独木舟和筏等水上运输工具早就相继出现。新石器时代晚期，人们已能用石范和泥范铸造简陋的工具和武器。商殷时期，随着手工业生产的发展和技术水平的提高，形成了灿烂的青铜文化。青铜冶铸技术得到高度发展(见中国古代青铜冶铸技术)，青铜铸件司母戊方鼎重达875千克,春秋时期的青铜铸件曾侯乙尊盘已十分精细。春秋至汉魏时期(公元前770～公元265) 这一时期是中国古代机械开始较快发展的时期。
春秋时期铁器和生铁冶铸技术(见中国古代铸铁技术)开始出现。黑心可锻铸铁、白心可锻铸铁和锻钢的出现加速了由铜器向铁器的过渡。春秋中期以后发明了失蜡铸造法和低熔点合金铸焊技术。战国时期又有了叠铸和锚链铸造等工艺。西汉中期已炼出灰口铸铁，并出现了壁厚3～5毫米的薄壁铸铁件。铸铁热处理技术也有所发展。
春秋时期出现弩，控制射击的弩机已是比较灵巧的机械装置。到汉代，弩机的加工精度和表面光洁度已达到相当高的水平。汉弩有1石至10石等八种规格,这些规格的形成表明机械制造标准在汉代已初步确立。弩机上留下了作工、锻工、磨工等的名字(见弓和弩)。
战国时期流传的《考工记》是现存最早的手工艺专著，其中记有车轮的制造工艺。对弓的弹力、箭的射速和飞行的稳定性等都作了深入的探索。
汉代已有各类舰艇和大量的三四层舱室的楼船。有些舰船已装备了艉舵和高效率的推进工具橹。西汉时的被中香炉构造精巧，无论球体香炉如何滚动，其中心位置的半球形炉体都能经常保持水平状态。

⑹ 中国机械发展史及现状

中国是世界上机械发展最早的国家之一。中国的机械工程技术不但历史悠久，而且成就十分辉煌，不仅对中国的物质文化和社会经济的发展起到了重要的促进作用，而且对世界技术文明的进步做出了重大贡献.传统机械方面，我国在很长一段时期内都领先于世界。到了近代由于特别是从18世纪初到19世纪40年代，由于经济社会等诸多原因，我国的机械行业发展停滞不前，在这100多年的时间里正是西方资产阶级政治革命和产业革命时期，机械科学技术飞速发展，远远超过了中国的水平。这样，中国机械的发展水平与西方的差距急剧拉大，到十九世纪中期已经落后西方一百多年。 新中国建立后特别是近三十年来，我国的机械科学技术发展速度很快。向机械产品大型化，精密化、自动化和成套化的趋势发展。在有些方面已经达到或超过了世界先进水平。总的来说，就目前而言中国机械科学技术的成就是巨大的，发展速度之快，水平之高也是前所未有的。这一时期还没有结束，我国的机械科学技术还将向更高的水平发展。只要我们能够采取正确的方针、政策、用好科技发展规律并勇于创新，我国的机械工业和机械科技一定能够振兴，重新引领世界机械工业发展潮流。 虽然目前我国的机械技术取得了不小的成就，与世界先进的水平仍有不小差距，究其根本原因为制造技术不高；生产效率还比较低；工艺比较落后；整体设计水平及在资源共享方面仍有很大的提高空间。 是什么让我国的机械行业整体水平仍然出在比较低的阶段呢？我们不妨从以下方面进行分析： 一.就其总体而言先进的制造设备还没有普及，很多加工设备仍然是上世纪五.六十年代甚至是更早前出产的，这些设备不管在加工效率，加工精度都已经显得很落后，即使是有些设备经过改装但仍然是显得问题重重。 二.零件加工没有达到规模化，虽然我国已经有很多机械零件已经标准化，可以达到规模量产。但是仍然有许多非标的定制件只能单个生产，生产效率及加工成本非常的高. 三.加工水平非常低下也是影响我国机械行业发展的重要原因，几个人甚至一个人加几台破旧的设备就可以组成一个机械加工厂，这种家庭作坊式的加工方式完全依赖加工者的水平来生产，没有工艺，没有品质，没有效率。但是这种作坊工厂在我国依然普遍存在，这种生产出来的机械零件很难靠它去提升我国的机械设备加工，工艺水平。 四.加工工艺的编排的不合理同样造成生产效率，产品品质降低及加工成本的提高。甚至于很多加工厂根本在机械加工中根本就不编写加工工艺等必要的技术知道资料，完全考加工者经验来指导加工过程。 五.在机械设计方面也存在许多的问题，机械工程师在设计某一设备时，往往只考虑标准件和通用零部件的借用，而对于其他零部件则完全是根据自己的经验及所掌握的知识来确定，这就形成了一个设计孤岛问题，而事实上是可能其他地方刚好有一零件与自己需要的零件相同或相近，同时设计理念比自己的更先进，完全可以借用过来为我使用。如果能有这样一个平台可以使所有的非标的独立设计的零件的参数公布，设计师们可以通过该平台查找到合乎自己使用的非标件，如果借用的人多了，那么此非标件就可以当成一准标准件或通用件来使用，同样的那么这个零件的需求量就会多起来容易形成大批量的生产，相对的就能提高生产效率，品质和降低成本。更始最大程度上达到了资源的共享，也许就是这样越来越多的“标准件”就这样产生了。 综上所言，造成机械行业这种种问题的症结所在就是分散而毫无效率的生产规模，落后的机器设备，技术人才的严重不足，闭塞的信息交流。要解决以上问题那么就需要有一个整合的，交流的，展示的平台，在最大程度上的实现资源共享，解决行业孤岛问题，并以此达到整合，更大程度上的推进机械行业的快速发展。 加法资源网正是基于此战略高度而诞生的。“全参数化的、动态新增的、世界级的产品资源大全”，将至力于重点发展机械业，让更多的自制的非标准机械零配件转化为准标准化来提高推动机械业生产水平。加法资源网的设计构思带有一定的独创性，完全不同于其他信息交易网的建站思想，我们主要是以归类整理产品信息资源为主，为工程设计技术人员，企业生产决策者提供较全面的具有实际指导意义的信息。加法资源网简单看是一部动态的不断更新的工具手册，深入发展可以解决企业之间的信息孤岛问题，加快助进企业之间生产过程的半

⑺ 什么是机械

①利用力学原理组成的各种装置。杠杆、滑轮、机器以及枪炮等都是机械。
②比喻方式拘泥死板，没有变化；不是辩证的：工作方法太～。

机械（machine），源自于希腊语之mechine及拉丁文mecina，原指“巧妙的设计”，作为一般性的机械概念，可以追溯到古罗马时期，主要是为了区别与手工工具。现代中文之“机械”一词为机构为英语之（mechanism）和机器（machine）的总称。

机构的特征有：

机械是一种人为的实物构件的组合。
机械各部分之间具有确定的相对运动。
机器具备机构的特征外，还必须具备第三个特征即能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能，故机器能转换机械能或完成有用的机械功的机构。从结构和运动的观点来看，机构和机器并无区别泛称为机械。

机构和机器的定义来源于机械工程学，属于现代机械原理中的最基本的概念，中文机械的现代概念多源自日语之“机械”一词，日本的机械工程学对机械概念做如下定义（即符合下面三个特征称为机械machine）：

机械是物体的组合，假定力加到其各个部分也难以变形。
这些物体必须实现相互的、单一的、规定的运动。
把施加的能量转变为最有用的形式，或转变为有效的机械功。
(<<新华词典>>的解释)：一切具有确定的运动系统的机器和机构的总称。如机床·拖拉机等；呆板；不灵活。

1。通常的解释：

机械是简单的装置，它能够将能量、力从一个地方传递到另一个地方。它能改变物体的形状结构创造出新的物件.在生活中，我们周围有数不清的不同种类的机械在为我们工作。

机械的日常的理解是机械装置，也就是各种机器与器械。

2。重要性的解释：

从机械专业的角度来说：机械具有相当重要的基础地位。

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。

在马克思说到工业社会时候，说工业社会，尤其是大工业社会，即用机器生产机器的时代。

无论从生活中接触的各种物理的装置，如电灯 电话 电视机 冰箱 电梯等等都包含有机器的成分，或者包含在广义的机械之中，而从生产中来看，各种机床，自动化装备，飞机，轮船，神五，神六等等，都缺不了机械。

更不用说化工厂，电厂等。

所以，毫不夸张的说，机械是现代社会的一个基础。如果有人要说农业也是基础的话，也无可厚非，但是在现代的社会来说，机械做为整个工业和工程的基础，可以毫不夸张的认为也是社会一根大柱子。

任何现代产业和工程领域都需要应用机械，就是人们的日常生活，也越来越多地应用各种机械了，如汽车、自行车、钟表、照相机、洗衣机、冰箱、空调机、吸尘器，等等。

3。英语的解释：machine machine tool mechanical cad/cam/cae/capp/cims

4.相关的词汇：

机械工业 机器 机构 机械制造及其自动化 工作母机 优化设计 现代机械设计方法

机械设计 机构设计 有限元分析 反求工程

5。机械设计手册 中国机械设计大典 中国机械工程师学会 机械工程学报 华中科技大学

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。任何现代产业和工程领域都需要应用机械，就是人们的日常生活，也越来越多地应用各种机械了，如汽车、自行车、钟表、照相机、洗衣机、冰箱、空调机、吸尘器，等等。

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。

机械工程就是在各方面不断提高的需求的压力下获得发展动力，同时又从各个学科和技术的进步中得到改进和创新的能力。

机械工程的内容

机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，都需要机械工程的服务。概括说来，现代机械工程有五大服务领域：研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研制和提供各种机械武器。

不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同，主要有：

建立和发展机械工程的工程理论基础。例如，研究力和运动的工程力学和流体力学；研究金属和非金属材料的性能，及其应用的工程材料学；研究热能的产生、传导和转换的热力学；研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学；研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学等等。

研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要。

机械产品的生产，包括：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；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制。

机械制造企业的经营和管理。机械一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品。生产批量有单件和小批，也有中批、大批，直至大量生产。销售对象遍及全部产业和个人、家庭。而且销售量在社会经济状况的影响下，可能出现很大的波动。因此，机械制造企业的管理和经营特别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。

机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。

研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染，和自然资源过度耗费方面的问题，及其处理措施。这是现代机械工程的一项特别重要的任务，而且其重要性与日俱增。

机械工程分类

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；按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等；按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。

另外，机械在其研究、开发、设计、制造、运用等过程中都要经过几个工作性质不同的阶段。按这些不同阶段，机械工程又可划分为互相衔接、互相配合的几个分支系统，如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维修等。

这些按不同方面分成的多种分支学科系统互相交叉，互相重叠，从而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，它与按工作原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力机械、核动力装置、内燃机、燃气轮机，以及与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、汽车工程等都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，它属于船舶动力装置、蒸汽动力装置，可能也属于核动力装置等等。

分析这种复杂关系，研究机械工程最合理的分支系统，有一定的知识意义，但没有太大的实用价值。

机械工程的发展历程

人类成为“现代人”的标志就是制造工具。石器时代的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单粗糙的工具是后来出现的机械的先驱。从制造简单工具演进到制造由多个零件、部件组成的现代机械，经历了漫长的过程。

几千年前，人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨，用来提水的桔槔和辘轳，装有轮子的车，航行于江河的船及桨、橹、舵等。所用的动力，从人自身的体力，发展到利用畜力、水力和风力。所用材料从天然的石、木、土、皮革，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、传动和工作三个部分的完整机械。

人类从石器时代进入青铜时代，再进而到铁器时代，用以吹旺炉火的鼓风器的发展起了重要作用。有足够强大的鼓风器，才能使冶金炉获得足够高的炉温，才能从矿石中炼得金属。在中国，公元前1000～前900年就已有了冶铸用的鼓风器，并逐渐从人力鼓风发展到畜力和水力鼓风。

15～16世纪以前，机械工程发展缓慢。但在以千年计的实践中，在机械发展方面还是积累了相当多的经验和技术知识，成为后来机械工程发展的重要潜力。17世纪以后，资本主义在英、法和西欧诸国出现，商品生产开始成为社会的中心问题。

18世纪后期，蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉、冶金等行业。制作机械的主要材料逐渐从木材改用更为坚韧，但难以用手工加工的金属。机械制造工业开始形成，并在几十年中成为一个重要产业。

机械工程通过不断扩大的实践，从分散性的、主要依赖匠师们个人才智和手艺的一种技艺，逐渐发展成为一门有理论指导的、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，以及资本主义机械大生产的主要技术因素。

动力是发展生产的重要因素。17世纪后期，随着各种机械的改进和发展，随着煤和金属矿石的需要量的逐年增加，人们感到依靠人力和畜力不能将生产提高到一个新的阶段。

在英国，纺织、磨粉等产业越来越多地将工场设在河边，利用水轮来驱动工作机械。但当时的煤矿、锡矿、铜矿等矿井中的地下水，仍只能用大量畜力来提升和排除。在这样的生产需要下，18世纪初出现了纽科门的大气式蒸汽机，用以驱动矿井排水泵。但是这种蒸汽机的燃料消耗率很高，基本上只应用于煤矿。

1765年，瓦特发明了有分开的冷凝器的蒸汽机，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，使矿业和工业生产、铁路和航运都得以机械动力化。蒸汽机几乎是19世纪唯一的动力源，但蒸汽机及其锅炉、凝汽器、冷却水系统等体积庞大、笨重，应用很不方便。

19世纪末，电力供应系统和电动机开始发展和推广。20世纪初，电动机已在工业生产中取代了蒸汽机，成为驱动各种工作机械的基本动力。生产的机械化已离不开电气化，而电气化则通过机械化才对生产发挥作用。

发电站初期应用蒸汽机为原动力。20世纪初期，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利资源的水轮机，促进了电力供应系统的蓬勃发展。

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。它先被用以驱动没有电力供应的陆上工作机械，以后又用于汽车、移动机械和轮船，到20世纪中期开始用于铁路机车。蒸汽机在汽轮机和内燃机的排挤下，已不再是重要的动力机械。内燃机和以后发明的燃气轮机、喷气发动机的发展，是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。

工业革命以前，机械大都是木结构的，由木工用手工制成。金属(主要是铜、铁)仅用以制造仪器、锁、钟表、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。蒸汽机动力装置的推广，以及随之出现的矿山、冶金、轮船、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，越来越大，要求的精度也越来越高。应用的金属材料从铜、铁发展到以钢为主。

机械加工包括锻造、锻压、钣金工、焊接、热处理等技术及其装备，以及切削加工技术和机床、刀具、量具等，得到迅速发展，保证了各产业发展生产所需的机械装备的供应。

社会经济的发展，对机械产品的需求猛增。生产批量的增大和精密加工技术的进展，促进了大量生产方法的形成，如零件互换性生产、专业分工和协作、流水加工线和流水装配线等。

简单的互换性零件和专业分工协作生产，在古代就已出现。在机械工程中，互换性最早体现在莫茨利于1797年利用其创制的螺纹车床所生产的螺栓和螺帽。同时期，美国工程师惠特尼用互换性生产方法生产火枪，显示了互换性的可行性和优越性。这种生产方法在美国逐渐推广，形成了所谓“美国生产方法”。

20世纪初期，福特在汽车制造上又创造了流水装配线。大量生产技术加上泰勒在19世纪末创立的科学管理方法，使汽车和其他大批量生产的机械产品的生产效率很快达到了过去无法想象的高度。

20世纪中、后期，机械加工的主要特点是：不断提高机床的加工速度和精度，减少对手工技艺的依赖；提高成形加工、切削加工和装配的机械化和自动化程度；利用数控机床、加工中心、成组技术等，发展柔性加工系统，使中小批量、多品种生产的生产效率提高到近于大量生产的水平；研究和改进难加工的新型金属和非金属材料的成形和切削加工技术。

18世纪以前，机械匠师全凭经验、直觉和手艺进行机械制作，与科学几乎不发生联系。到18～19世纪，在新兴的资本主义经济的促进下，掌握科学知识的人士开始注意生产，而直接进行生产的匠师则开始学习科学文化知识，他们之间的交流和互相启发取得很大的成果。在这个过程中，逐渐形成一整套围绕机械工程的基础理论。

动力机械最先与当时的先进科学相结合。蒸汽机的发明人萨弗里、瓦特，应用了物理学家帕潘和布莱克的理论；在蒸汽机实践的基础上，物理学家卡诺、兰金和开尔文建立起一门新的科学——热力学。内燃机的理论基础是法国的罗沙在1862年创立的；1876年奥托应用罗沙的理论，彻底改进了他原来创造的粗陋笨重、噪声大、热效率低的内燃机而奠定了内燃机的地位。其他如汽轮机、燃气轮机、水轮机等都在理论指导下得到发展，而理论也在实践中得到改进和提高。

早在公元前，中国已在指南车上应用复杂的齿轮系统，在被中香炉中应用了能永保水平位置的十字转架等机件。古希腊已有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆传动的记载。但是，关于齿轮传动瞬时速比与齿形的关系和齿形曲线的选择，直到17世纪之后方有理论阐述。

手摇把和踏板机构是曲柄连杆机构的先驱，在各文明古国都有悠久历史，但是曲柄连杆机构的形式、运动和动力的确切分析和综合，则是近代机构学的成就。机构学作为一个专门学科，迟至19世纪初才首次列入高等工程学院(巴黎的工艺学院)的课程。通过理论研究，人们方能精确地分析各种机构，包括复杂的空间连杆机构的运动，并进而能按需要综合出新的机构。

机械工程的工作对象是动态的机械，它的工作情况会发生很大的变化。这种变化有时是随机而不可预见；实际应用的材料也不完全均匀，可能存有各种缺陷；加工精度有一定的偏差，等等。

与以静态结构为工作对象的土木工程相比，机械工程中各种问题更难以用理论精确解决。因此，早期的机械工程只运用简单的理论概念，结合实践经验进行工作。设计计算多依靠经验公式；为保证安全，都偏于保守，结果制成的机械笨重而庞大，成本高，生产率低，能量消耗很大。

从18世纪起，新理论的不断诞生，以及数学方法的发展，使设计计算的精确度不断的提高。进入20世纪，出现各种实验应力分析方法，人们已能用实验方法测出模型和实物上各部位的应力。

20世纪后半叶，有限元法和电子计算机的广泛应用，使得对复杂的机械及其零件、构件进行力、力矩、应力等的分析和计算成为可能。对于掌握有充分的实践或实验资料的机械或其元件，已经可以运用统计技术，按照要求的可靠度，科学地进行机械设计。

机械工程的发展展望

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。

人类现在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，一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，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。

⑻ 中国古代机械发明创造史是什么

在中华民族五千年的文明史中，我国古代劳动人民在机械工程领域中的发明创造尤为突出。绝大部分的发明创造是源于生存、生活以及生产的需要，一些发明创造是战争的需要，还有一些发明创造是为了探索科学技术的需要。五十万年前，中国猿人学会了制作尖劈状石器。在我国的周口店古猿人遗址处，发现了60°～75°刃角的用作砍伐的石器。二十万年前，生活在我国四川资阳地区的古猿人学会了制作骨针、骨锥等骨器。一万五千年前，古人类学会了用骨、角、牙、蚌壳等制作形状复杂的器械，并学会了磨制技术。五千年前，古人类进入新石器时代。在西安的半坡遗址中，发现了大量制造技术较高的各种重要的骨器。四千年前，古人类发现了金属，并学会了冶炼技术。我国进入了金属时代。不久，又发明了由铜锡合金组成的青铜器。金属器械逐步取代了石制和骨制器械。两千年前，又发现了铁金属，并掌握了冶炼技术和制造技术。早在春秋时代我国就已进入了铁器时代。各种复杂的工具和简单机械相继发明出来，机械工程在我国迅速发展。

从我国古代发明创造的演变过程，可以知道：任何一种机械的发明都经历了由粗到精、逐步完善与发展的过程。例如，加工谷粒的机械（图2-2），最初是把谷粒放在一块大石上，用手拿一块较小的石块往复搓动，再吹去糠皮以得到米；第二步发明了杵臼；第三步发明了脚踏碓，利用人体的一部分重力工作；第四步发明了利用人力和畜力工作的磨和碾；第五步发明了利用风力和水力工作的磨和碾，这不但实现了连续的工作，节省了人力，提高了效率，而且学会了使用自然力，完成了由工具到机械的演变过程。

图2-2加工谷粒工具的演变在兵器领域中，由弹弓发展为弓箭，又发展为弩箭；发明火药后，由人力的弓箭发展为火箭，直到发展为皱形的飞弹和皱形的两级火箭。这些在我国古代战争中，有大量的实战记载。

我国古代的机械发明、使用与发展，远远领先于世界水平。但由于长期的封建统治，限制了生产力和科学技术的发展。最近四五百年中，我国在机械工程领域的发展已落后于西方强国。新中国成立后，在短短的十几年里，我国人民把只能做小量修理和装配工作的机械工业发展为能够生产汽车、火车、轮船、金属切削机床、大型发电机等许多机械设备的机械工业，特别是改革开放以来，机械工业的发展更为迅速，与发达国家的差距正在缩小，有些产品已领先世界水平。

过去的几千年中，中华民族在机械工程领域中的发明创造有着极其辉煌的成就。不但发明的数量多，质量也高，发明的时间也早。我们过去的历史是光荣的。为使中华民族再度辉煌，我们的任务也是艰巨的。在过去的年代里，机械的发明与使用繁荣了人类社会，促进了人类文明的发展。在高科技迅速发展的今天，机械的种类更加繁多，性能更加先进。机械手，机器人，机、光、电、液一体化的智能型机械，办公自动化机械等大量先进的、科技含量高的机械正在改变人类的生活与工作。希望有志于机械工程专业的青年，继承我们祖先的光荣传统，发明创造出更多、更好的新机械，为把我国建设成一个伟大的社会主义强国而奋斗。

除了众所周知的造纸术、印刷术、指南针、火药这四大发明之外，中国古代在机械工程领域的发明与创造也是非常辉煌的。由于古代中国长期处于封建社会状态，科学技术的发展比较缓慢。秦汉以前，对各种发明创造比较重视，这期间的成果较多。据《周礼考工》记载：智者创物，巧者述之，守之世，谓之工，百工之事皆圣人之作也。但也有不同意见。《老子》上说：民多利器，国家滋昏。人多技巧，奇物滋起。绝巧弃利，盗贼无有。自秦汉以后，除对农业生产有利的发明创造之外，其他发明一般都会受到轻视，甚至因发明创造而获罪。据《明史》卷二十五记载：明太祖平元，司天监进水晶刻漏，中设二木偶人，能按时自击铮鼓。太祖以其无益而碎之。由于统治者的偏见，极大影响了古代劳动人民创造能力的发展。

另外，我国古代不重视对所发明器械的绘图工作，有不少发明创造因为没有绘图的帮助，很难看明白。而真正有所发明创造的人或自己不会用文字记载，或由于社会的不重视而没有记载，这些都影响了我国古代科学技术的进步。尽管如此，我国古代的科学技术仍然领先于世界，无愧于一个伟大的文明古国的称号。以下对我国在各时期的典型发明进行简要说明。