1機械設計發展史摘要：機械設計必須科學化，這就要求要科學地闡述客觀設計過程及其本質，分析與設計有關的領域及其單位。在這些基礎上，科學地安排設計過程，使用科學的方法和手段進行設計。同時也要求設計人員不僅有豐富的專業知識，而且還要掌握先進的設計理論知識、設計方法及設計手段，科學地進行機械設計工作，這樣才能更好的得到符合要求的產品。關鍵字：機械、機械設計、古代機械設計、近代機械設計、現代機械設計機械（machine），源自于希臘語之machine及拉丁文mecina，原指“巧妙的設計”，作為一般性的機械概念，可以追溯到古羅馬時期，主要是為了區別與手工工具。現代中文之“機械”一詞為機構為英語之（mechanism）和機器（machine）的總稱。機械是伴隨人類社會的不斷進步逐漸發展與完善的。從原始社會早期人類使用的諸如石斧、石刀等最簡單的工具，到杠桿、轆轤、人力腳踏水車、獸力汲水車等簡單工具，發展到較復雜的水力驅動、風力驅動的水碾和風車等較為復雜的機械。18世紀英國的工業革命以后，以蒸汽機、內燃機、電動機作為動力源的機械促進了制造業、運輸業的快速發展，人類開始進入現代化的文明社會。20世紀電子計算機的發明、自動控制技術、信息技術、傳感技術的有機結合，使機械進入完全現代化階段。機器人、數控機床、高速運載工具、重型機械及其大量先進機械設備加速了人類社會的繁榮和進步，人類可以遨游太空、登陸月球，可以探索遼闊的大海深處，可以在地面以下居住和通行，所有這一切都離不開機械，機械的發展已進入智能化階段。機械已經成為現代社會生產和服務的五大要素（人、資金、能量、材料、機械）之一。設計一詞的英語為Design,它源于拉丁語Designer,由De(記下）與Signare(符號，記號，圖形等）兩詞組成。因此，“設計的最初含義是將符號，記號，圖形之類高下來的意思。隨著生產的發展和科技的進步，設計的內涵不斷向深度和廣度發展，設計的含義愈來愈深刻和愈來愈先進。設計是人類改造自然的基本的活動之一，設計是復雜的思維過程，設計過程蘊含著創新和發明的機會。設計的目的是將預定的目標，經過一系列的規劃與分析決策產生一定的信息（文字，數據，圖形）形成設計，并通過制造，使設計成為產品，為人類的生活及工業的生產制造提供極大的方便，造福人類。機械設計的定義機械設計（machinedesign英文）：根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程。機械設計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能的最主要因素。由于各產業對機械的2性能要求不同而有許多專業性的機械設計，如紡織機械設計、農業機械設計、船舶設計、汽車設計、礦山機械設計、內燃機設計、機床設計、壓縮機設計、汽輪機設計、泵設計等專業性的機械設計分支學科。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，方法和制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。一、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。在浙江余姚河姆渡，河南鄭裴李崗等遺址中都發現了七八千年以前制造相當精致的農具如石鏟等。我國古代經書中，對于古代使用，制造機械的情況有許多記載。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。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）我國機械設計和制造已經達到相當高的技術水平，在當時世界上處于領選地位，在世界機械工程史上占有十分重要的位置。在我國古代，機械發明，設計者與制造者是統一的。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。由于貿易的發展，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。二、近代機械設計17世紀歐洲的航海，紡織，鐘表等工業的興起，提出了許多技術問題。英國人牛頓提出了運動的三大定律后，于1688年，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3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。隨著機械設計的快速發展，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么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。生產和實驗是人類社會賴以生存和發展的最基本的實踐活動，在這個活動過程中出現了歷史、社會和自然界現象等，如工具的變化、經濟波動、雷電轟鳴、天然放射性元素等。孤立地看，這些現象千奇百怪、貌似紊亂，但深入研究，人們發現客觀世界種種現象之間存在內在的和本質的必然聯系，如“水往低處流”，這只是一種現象的描述，這種描述至多只是為真正的科學研究奠定了一個基礎，還不能叫科學。只有當牛頓發現了“萬有引力定律”，并用這一定律來解釋“水往低處流”等自然現象的時候，才算真正進入了科學的大門。三、現代機械設計二戰以后，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。日本雖然在某尖端科學研究方面走在了一些國家的后面，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”(DesigningForCompetitiveAdvance)的口號，有人說“21世紀將是設計的世紀”。因此，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并立的一門技術科學了。結論：新中國建立后特別是近三十年來，我國的機械科學技術發展速度很快。向機械產品大型化，精密化、自動化和成套化的趨勢發展。在有些方面已經達到或超過了世界先進水平。總的來說，就目前而言中國機械科學技術的成就是巨大的，發展速度之快，水平之高也是前所未有的。這一時期還沒有結束，我國的機械科學技術還將向更高的水平發展。只要我們能夠采取正確的方針、政策、用好科技發展規律并勇于創新，我國的機械工業和機械科技一定能夠振興，重新引領世界機械工業發展潮流。4HistoryofmechanicaldesignAbstract:Themechanicaldesignmustbescientific,whichrequiresascientificexpositionoftheobjectivedesignprocessanditsnature,theanalysisofdesign-relatedareasandtheirunits.Scientificarrangementofthedesignprocessonthesebasis,theuseofscientificmethodsandmeanstocarryoutthedesign.Notonlyrequiresthedesignerisnotonlyawealthofexpertise,butalsotomasteradvancedknowledgeofdesigntheory,designmethodsanddesigntools,scientificandmechanicaldesignwork,soinordertobettermeettherequirements.Keyword:MechanicalMechanicaldesignAncientmechanicaldesignModernmechanicaldesignAdvancedmechanicaldesignMechanical(machine),derivedfromtheGreekofmachineandLatinofmecina,formerlyreferredtoascleverdesignasageneralmechanicalconceptcanbetracedbacktoRomantimes,mainlyinordertodistinguishfromthehandtools.ModernChinesemachineryfortheagencyforEnglish(mechanism)andthegeneraltermofmachine(machine).Themachineryisthegradualdevelopmentandimprovementanditalsoaccompaniedbythecontinuousprogressesofhumansociety.Fromtheprimitivesocietyofearlyhumanusesuchasaxes,knivesandothersimpletools,tothelever,pulley,humanfootwaterwheel,drawwatervehiclesofanimalpower,andothermorecomplexmachinery.20thcenturyinventionofthecomputer,automaticcontroltechnology,informationtechnology,theorganicintegrationofsensortechnology,sothatthemachineryintofullymodernstage.Robotics,CNCmachinetools,high-speeddeliveryvehicles,heavymachineryandthelargenumberofadvancedmachineryandequipmenttoacceleratetheprosperityandprogressofhumansociety,humanscantravelintospace,landingonthemoon,youcanexplorethevastdepthsofthesea,toliveandpassbelowthesurface,allofwhichcannotbeseparatedfromthemachinery,thedevelopmentofthemechanicalintotheintelligentstage.Themachineryhasbecomeamodernsociety,productionandserviceofthefiveelements(people,capital,energy,materials,machinery)one.DesignofthewordinEnglishfortheDesign,itcomesfromtheLatinDesigner,De(writedown)andSignare(symbols,signs,graphics,etc.)ofthewords.Therefore,theoriginalmeaningofdesignisahighdownthemeaningofsymbols,marks,graphicsandthelike.Withthedevelopmentofproductionandtheadvancementoftechnology,designcontenttokeepthedepthandbreadthofdevelopment,thedesignofmoreandmoreprofoundmeaning,andmoreandmoreadvanced.Designisoneofthebasicactivitiesofthehumantransformationofnature,designisacomplexthoughtprocess,thedesignprocesscontainsopportunitiesforinnovationandinvention.Designedtobetheintendedtarget,afteraseriesofplanningandanalysisofdecision-makinginformation(text,data,graphics)theformationofdesign,throughmanufacturing,designhasbecomeahumanlifeandindustrialmanufacturinggreatconvenienceforthebenefitofmankind.Thedefinitionofmechanicaldesignofthemechanicaldesign(machinedesigninEnglish):accordingtotherequirementsofthemechanicalworkingprinciple,structure,modeofmotion,forceandenergytransfermethod,variouspartsofthematerialandtheshapeandsize,lubricationmethods,ideas,analysisandcalculationandtranslatethemintospecificdescrip