機械工程概論第1章緒論2022/11/4機械工程概論第1章緒論機械工程概論第1章緒論2022/11/2機械工程概論第1章緒1

第1章緒論□1.4機械工業的地位□1.5我國機械制造業現狀□1.621世紀的機械工程機械工程概論第1章緒論第1章緒論□1.4機械工業的地位機械21.1機械的基本概況1.機構

機構是由兩個以上的構件通過活動連接以實現規定運動的組合體,其各組成部分之間具有一定的相對運動用來傳遞、轉換運動與動力,或實現某種特定的運動。2.機器機器是由一個或一個以上的機構組成,具有確定機械運動并完成一定有用工作過程的裝置。1.1.1機械的基本名詞機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況1.機構1.1.1機械的基本名詞機械31.1機械的基本概況圖1-1所示為內燃機機構,活塞2在氣缸1內做直線往復運動,通過連桿3帶動曲軸4做回轉運動,輸出動力,同時通過齒輪5、6帶動凸輪軸7旋轉,由凸輪軸7推動頂桿8做上下運動,開啟或關閉進、排氣門。圖1-1內燃機機構a)模型b)簡圖1—氣缸2—活塞3—連桿4—曲軸5、6—齒輪7—凸輪軸8—頂桿機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況圖1-1所示為內燃機機構,活塞2在氣41.1機械的基本概況3.機械機械是機構和機器的總稱。設計機械的目的是完成預定的機械運動及特定的動作。一般來說,每一種復雜機械都由三大部分組成:一是原動部分,它是機械動力的來源;二是工作部分,它處于傳動路線的終點,完成機械的預定動作;三是傳動部分,它是把原動機件的運動和功率傳遞給工作部分的中間環節。現代機械中又增加了第四個部分,即自動控制部分。機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況3.機械機械工程概論第1章緒論51.1機械的基本概況機械是由零件、構件和部件組成的。1)零件。零件分為兩類:一類是組成機械的不可拆的基本單元,也是機械制造過程中的單個制件,如齒輪、軸等;另一類則是專用零件,它僅適用于一定類型的機械中,并能表示此種機械的特點.2)構件。構件是在機構中組成機構彼此間具有一定相對運動關系的基本單元。3)部件。部件是機械的一部分,為可以完成同一功能而在結構上連接在一起、能協同工作的零件的組合體。機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況機械是由零件、構件和部件組成的。機械工61.1機械的基本概況如圖1-2所示,活塞連桿部件由17種零件組成,它的功能就是把活塞的往復運動通過連桿轉換為曲軸的旋轉運動。圖1-2活塞與連桿結構1—頂部2—環槽部3—裙部4—環岸5—環槽6—銷座7—加強筋8—卡環槽9—泄油孔與泄油槽10—活塞銷套11—連桿小頭12—連桿身13—連桿大頭14—連桿軸承15—連桿螺母16—連桿軸承蓋17—連桿螺栓機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況如圖1-2所示,活塞連桿部件由17種零71.1機械的基本概況兩個共同特征:1)它們是一種人為的實物構件的組合。2)它們各部分之間具有確定的相對運動。機器除了具備上述兩個特征外,還必須具備第三個特征:能代替人類完成有用的機械功或轉換機械能。所以,機器是能轉換機械能或完成有用機械功的機構。1.1.2機械的特征及種類機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況兩個共同特征:1.1.2機械的特征及81.1機械的基本概況機械的種類繁多,機械制造產品遍及人們的生活、生產、社會活動的方方面面。當今,機械幾乎已進入到人類活動的一切領域,從簡單小巧的剃須刀到復雜龐大的航天飛機,門類繁多、結構不同、用途各異。機械按功能,可分為動力機械、油料搬運機械、粉碎機械等;按服務的產業,可分為農業機械、礦山機械、紡織機械等;按工作原理,可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況機械的種類繁多,機械制造產品遍及人們的91.1機械的基本概況考慮到分類的科學性和普適性,以及科學原理應用于多個行業的共性,這里以“大工程”為背景,參照《中國大百科全書·機械工程卷》,采用混合分類法將機械進行分類。具體分類見表1-1。

表1-1機械的種類動力機械原動機熱力發動機(柴油機、汽油機、煤氣機)、燃汽輪機、風力機、水力機等二次動力機電動機、電動液壓機等工藝類機械機床車床、銑床、刨床、磨床、鉆床、鏜銑床、拉床、鋸床,以及特種加工機床:電火花、超聲波、激光束、離子束、電子束、爆炸成形、化學加工(光刻、照相制版)、擠壓成形等壓力加工機械鍛錘、壓力機、沖壓設備、軋機等鑄造焊接機械造型機、焊接機、切割機熱處理設備各種熱處理裝置及熱處理成套設備起重機械起重機、吊車等交通運輸機械汽車、無軌電車、摩托車、自行車、機車、船舶、輸送機、倉儲設備、裝卸機等化工機械化工反應設備(壓力容器等)、物料輸送設備(泵、壓縮機、通風機、鼓風機)、分離設備(各種塔設備)等機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況考慮到分類的科學性和普適性,以及科學101.1機械的基本概況產業機械農業機械耕作機械、水井鉆機、種植機械、收獲機械、植保機械、施肥機械、農田排灌機械、飼料加工機械、農產品加工機械等林業機械營林機械(挖坑機、作床機、插條機、越苗機、植樹機)、伐區作業聯合機、林業起重輸送機械等礦山機械采掘機械(采掘機械、掘進機械)、采煤機械、石油鉆采機械、選礦機械(破碎機械、粉磨機械、篩分機械、分選機械、脫水機械等)冶金機械煉鐵機械、煉鋼機械、軋鋼機械紡織機械紡織機械、織選機械、印染機械等工程機械推土機、挖土機等建筑機械混凝土機等食品機械糧食機械、調味品加工機械、蛋品加工機械、果蔬加工及保鮮機械、制糖機械、制鹽機械、罐頭機械、釀酒機械、飲料機械、乳制品加工機械、食品和冷凍食品加工機械、包裝機械、肉類加工機械等輕工機械煙草機械、印刷機械、飲食炊事機械、制革機械、文體用品機械、橡膠機械、塑料機械等其他機械信息機械(計算機、打印機、復印機、傳真機、繪圖機)、仿生機械、機器人等機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況產業機械農業機械耕作機械、水井鉆機、111.1機械的基本概況1.制造與制造業所謂制造,即為人類按照市場需求,運用主觀掌握的知識和技能,借助于手工或可以利用的客觀物質工具,采用有效的工藝方法和必要的能源,將原材料轉化為最終物質產品并投放市場的全過程。

制造業是指將制造資源,包括物料、設備、工具、資金、技術、信息和人力等,通過制造過程轉化為可供人們使用和消費的產品的行業。1.1.3制造業與機械工業機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況1.制造與制造業1.1.3制造業與機121.1機械的基本概況根據《國民經濟行業分類》(GB/T4754—2002)的規定,我國制造業分為農副食品加工業、食品制造業、飲料制造業等30個種類,見表1-2。代碼類別名稱代碼類別名稱13農副食品加工業18紡織服裝、鞋、帽制造業14食品制造業19皮革毛皮羽毛(絨)及其制品業15飲料制造業20木材加工及木竹藤棕草制品業16煙草制品業21家具制造業17紡織業22造紙及紙制品業表1-2我國制造業分類代碼類別名稱代碼類別名稱23印刷業和記錄媒介的復制33有色金屬冶煉及壓延加工業24文教體育用品制造業34金屬制品業25石油加工、煉焦及核燃料加工業35通用設備制造業26化學原料及化學制品制造業36專用設備制造業27醫藥制造業37交通運輸設備制造業28化學纖維制造業39電氣機械及器材制造業29橡膠制品業40通信設備、計算機及其他電子設備制造業30塑料制品業41儀器儀表及文化辦公用機械制造業31非金屬礦物制品業42工藝品及其他制造業32黑色金屬冶煉及壓延加工業43廢棄資源和廢舊材料回收加工業機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況根據《國民經濟行業分類》(GB/T4131.1機械的基本概況2.機械工業機械工業是指制造業中從事機械設備或機械裝置生產的行業,屬于制造業,是制造業的重要組成部分,它與制造業是分不開的,在很多方面往往將機械工業與制造業聯系在一起,甚至會把制造業的作用與機械工業的作用看成是一回事。機械工業在國民經濟中居主導地位,是工業體系的核心部門。它包括各種機械、工具、機床、儀器及儀表等行業,其作用是為國民經濟、國防建設以及科學技術的進步和發展提供先進的手段和裝備。人們通常把機械工業稱為國民經濟的裝備部門。機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況2.機械工業機械工程概論第1章緒論141.2機械工程的涵義機械工程以有關的自然科學和技術科學為其理論基礎,結合生產實踐中積累的實際經驗,研究和解決在開發、設計、制造、安裝、應用和維修各種機械中的全部理論和技術。它是以機構和機器為基本對象的科學,各類和各種不同機械均屬機械工程技術的范疇。從動態觀點看,機械工程又是一個技術過程。它包含了人類的主要技術活動:①發明與革新;②設計與測試;③制造(加工與制作);④使用與維修。因此,各種機械的發明、設計、加工與制造以及使用與維修均屬機械工程技術的范疇。機械工程概論第1章緒論1.2機械工程的涵義機械工程以有關的自然科學和技術科學為其151.2機械工程的涵義機械從構思到實現要經歷設計和制造兩個性質不同的階段。按照經歷的階段不同,機械工程科學包含機械學和機械制造兩大學科。機械學是對機械及其系統進行功能綜合并定量描述與控制其性能的基礎技術學科。機械學是把各種信息,經過人的思維和設計,加工成機械制造系統能接受的信息,輸入機械制造系統。機械工程概論第1章緒論1.2機械工程的涵義機械從構思到實現要經歷設計和制造兩個性161.2機械工程的涵義機械制造是研究制造系統、制造過程和制造方法的學科。制造過程就是按照給定的信息,利用向制造系統提供的能量,使材料改變成符合預想的機械產品及其系統的過程。圖1-3機械工程包括的內容機械工程概論第1章緒論1.2機械工程的涵義機械制造是研究制造系統、制造過程和制造171.2機械工程的涵義機械工程的工作內容基本相同,按其工作性質可分為以下六個方面:

1)建立和發展可以直接應用于機械工程的工程理論基礎。2)研究、設計和發展新的機械產品,不斷改進現有機械產品和生產新一代機械產品,以適應當前和將來的需要。3)機械產品的生產。4)機械制造企業的經營和管理。機械工程概論第1章緒論1.2機械工程的涵義機械工程的工作內容基本相同,按其工作性181.2機械工程的涵義5)機械產品的應用。

6)研究機械產品在制造過程中,尤其是在使用中所產生的環境污染和自然資源過度耗費方面的問題及其處理措施.一般認為,機械工程涵蓋的內容有:①機械設計工程學,主要解決做什么樣的機械的問題,包括機械設計理論、方法;②機械制造工程學,主要解決機械怎么做出來的問題,包括制造工藝、方法、自動化、管理等;③機械基礎學,主要解決機械的性能是怎么樣的問題,包括機構、強度、振動、壽命、摩擦等基礎理論。機械工程概論第1章緒論1.2機械工程的涵義5)機械產品的應用。機械工程概論第1191.3機械工程發展在人類歷史的發展中,發生了幾次決定人類命運的大轉折,被史學譽為大革命。第一次發生在大約200萬年前,由于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,它們學會了用木棍和石塊這些天然工具保衛自己,并用之獵取食物。使用天然工具,鍛煉了它們的大腦和手指。

1.3.1社會發展與機械工程機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展在人類歷史的發展中,發生了幾次決定人類201.3機械工程發展第二次發生在大約50萬年前,古猿人學會了制造和使用簡單的木制和石制工具,從事勞動,繼而發現了火,并學會了鉆木取火。燒熟的食物不僅好吃,且利于吸收,為提高他們的體力和智力創造了條件,進而使古猿人的生活質量有了改善和提高。使用工具,攜帶食物、甚至“抱兒帶女”都需要他們的前肢從支撐行走中解脫出來,于是他們從地上站立起來,開啟了從古猿到古人類的新紀元。

機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展第二次發生在大約50萬年前,古猿人學會211.3機械工程發展第三次發生在大約15000年前,古人類學會了制作和使用簡單的機械,開始了農耕與畜牧。此后,大約5000年前,古人類進入新石器時代。4000年前發現金屬,并學會了冶煉技術,金屬器械逐步取代了石制、骨制的器械。繼而約2000年前發現了鐵金屬,進入鐵器時代,各種復雜的工具和簡單機械相繼發明出來。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展第三次發生在大約15000年前,古人類學221.3機械工程發展第四次發生在1750年到1850年之間。1760年,瓦特經過十余年的努力和不斷改進,在愛丁堡制造出第一臺有實用價值的蒸汽機。1804年,英國人特萊維茨克發明并制造出第一臺蒸汽機車。1830年,在法國修筑了從圣亞田到里昂的鐵路。蒸汽機車與鐵路的普及,促進了西方工業生產的發展,促進了西方的機械文明,奠定了現代工業的基礎。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展第四次發生在1750年到1850年之間231.3機械工程發展第五次是計算機技術導致了一場現代工業革命。進入20世紀,計算機的發明與廣泛應用,改變了人類傳統的生活方式和工作方式。以集成電路為中心的微電子技術的廣泛應用,給社會生活和工業結構帶來了巨大的影響。機械工程與微處理機結合誕生了“機電一體化”的復合技術,使機械設備的結構、功能和制造技術等提高到了一個新的水平。機械工程學、微電子學和信息科學三者的有機結合,構成了一種優化技術,應用這種技術制造出來的機械產品結構簡單、輕巧、省力和高效率,并部分代替了人腦的功能,即實現了人工智能。機電一體化產品必將成為今后機械產品發展的主流。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展第五次是計算機技術導致了一場現代工業革241.3機械工程發展進入21世紀,計算機技術、信息技術、網絡技術以及由其帶動的相關科學的發展,推動了科學迅速前進,機械工程學也發生了極大變化,制造業發展的重要特性是向全球化、網絡化、虛擬化方向發展。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展進入21世紀,計算機技術、信息技術、網251.3機械工程發展關于機械工程發展史,在許多研究機械工程史的著作中將其分為三個階段:古代機械史、近代機械工程史和現代機械工程史。1.3.2.1古代機械史(ancienthistoryofmachinery,~1750年)機械始于工具。公元前3000年以前(史前期),人類已廣泛使用石制和骨制的工具。公元前600年~公元400年的古希臘和古羅馬稱為古典文化時期,這一時期木工工具有了很大改進,除木工常用的成套工具如斧、弓形鋸、弓形鉆、鏟和鑿外,還發展了球形鉆、能拔鐵釘的羊角錘、伐木用的雙人鋸等。1.3.2機械工程發展史機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展關于機械工程發展史,在許多研究機械工程261.3機械工程發展公元400年~1000年的歐洲地區,機械技術的發展因古希臘和古羅馬的古典文化的消沉而陷于長期停頓。公元1000年~1500年,隨著農業和手工業的發展,意、法、英等國相繼興辦大學,發展自然科學和人文科學,培養人才,同時又吸取了當時中國、阿拉伯和波斯帝國的先進科學技術,機械技術開始恢復和發展。表是1500年前開始制造的。重要的改進是用螺旋彈簧代替重物以產生動力,此外還加了棘輪機構。公元1500年~1750年,機械技術發展極為迅速。這一時期工具機也獲得不少成就:制造出水力輾軋機械和幾種機床,如齒輪切削機床、螺紋車床、小型腳踏砂輪磨床及研磨光學儀器鏡片的拋光機等。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展公元400年~1000年的歐洲地區,機械271.3機械工程發展在歐洲誕生了工程科學。許多科學家,如牛頓、伽利略、萊布尼茲、玻意耳和胡克等,為新科學奠定了多方面的理論基礎。為了鼓勵創造發明,意大利和英國分別在1474年和1561年建立了專利機構。17世紀60年代出現了科學學會,如英國皇家學會。英國于1665年開始出版科學報告會文獻。法國約于同時建立了法國科學院。俄、德兩國也分別于1725年和1770年建立了俄國科學院和柏林科學院。這些學術機構沖破了當時教會的禁錮,展開自由討論,交流學術觀點和實驗結果,因而促進了科學技術以及機械工程的發展。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展在歐洲誕生了工程科學。許多科學家,如牛281.3機械工程發展1.3.2.2近代機械工程史(modernhistoryofmechanicalengineering)在1750年~1900年這一近代歷史時期內,機械工程在世界范圍內出現了飛速的發展,并獲得了廣泛的應用。1847年,在英國伯明翰成立了機械工程師學會,機械工程作為工程技術的一個分支得到了正式的承認。后來在世界其他國家也陸續成立了機械工程的行業組織。工業革命是從出現機器和使用機器開始的。在工業革命中最主要的變革是:

1)用生產能力大和產品質量高的大機器取代手工工具和簡陋機械。2)用蒸汽機和內燃機等無生命動力取代人和牲畜的肌肉動力。3)用大型的集中的工廠生產系統取代分散的手工業作坊。在這期間,動力機械、生產機械和機械工程理論都獲得了飛速發展。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展1.3.2.2近代機械工程史(mod291.3機械工程發展機械工程的發展,在工業革命的進程中起著主干作用。如18世紀中葉以后,英國紡織機械的出現和使用,使紡紗和織布的生產技術迅速提高。蒸汽機的出現和推廣使用,不僅促進了當時煤產量的迅速增長,并且使煉鐵爐、鼓風機有了機器動力而使鐵產量成倍增長,煤和鐵的生產發展又推動各行各業的發展。蒸汽機用于交通運輸,出現了蒸汽機車、蒸汽輪船等,這反過來又促進了煤、鐵工業和其他工業的發展。汽輪機、內燃機和各種機床相繼出現。其中動力機械技術的突破,促進了各技術領域的突飛猛進。19世紀中期,內燃機問世。隨著發電機和電動機的發明,世界開始進入電氣時代。中心發電站迅速興起,大功率的高速汽輪機應運而生。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展機械工程的發展,在工業革命的進程中起著301.3機械工程發展1873年,電動機成為機床的動力,開始了電力取代蒸汽動力的時代。最初,電動機安裝在機床以外的一定距離處,通過帶傳動。后來把電動機直接安置在機床本身內部。19世紀末,已有少數機床使用兩臺或多臺電動機,分別驅動主軸和進給機構等。至此,被稱為“機械工業的心臟”的機床工業已初具規模。進入20世紀后,迅速發展的汽車工業和后來的飛機工業,又促進了機械制造技術向高精度、大型化、專用化和自動化的方向繼續發展。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展1873年,電動機成為機床的動力,開始311.3機械工程發展1.3.2.3現代機械工程史(ContemporaryHistoryofMechanicalEngineering)20世紀以來,世界機械工程的發展遠遠超過了上個世紀。尤其是第二次世界大戰以后,由于科學技術工作從個人活動走向社會化,科學技術的全面發展,特別是電子技術、核技術和航空航天技術與機械技術的結合,大大促進了機械工程的發展。第二次世界大戰前的40年,機械工程發展的主要特點是:繼承19世紀延續下來的傳統技術,并不斷改進、提高和擴大其應用范圍。美國人F.W.泰勒首創的科學管理制度,在20世紀初開始在一些國家廣泛推行,對機械工程的發展起了推動作用。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展1.3.2.3現代機械工程史(Con321.3機械工程發展第二次世界大戰以后的30年間,機械工程的發展特點是:除原有技術的改進和擴大應用外,與其他科技領域的廣泛結合和相互滲透明顯加深,形成了機械工程的許多新的分支,機械工程的領域空前擴大,發展速度加快。這個時期,核技術、電子技術、航空航天技術迅速發展。生產和科研工作的系統性、成套性、綜合性大大增強。機器的應用幾乎遍及所有的生產部門和科研部門,并深入到生活和服務部門。進入20世紀70年代以后,機械工程與電工、電子、冶金、化學、物理和激光等技術相結合,創造了許多新工藝、新材料和新產品,使機械產品實現了精密化、高效化和制造過程的自動化。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展第二次世界大戰以后的30年間,機械工程331.3機械工程發展中國的機械工程技術不但歷史悠久,而且成就十分輝煌,不僅對中國物質文明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作出了重大貢獻。中國機械工程在漫長的歷史進程中自然形成了中國機械史的幾個不同時期。從機械的動力、材料、設計、制造、應用和實際效能,以及當時對國家經濟所起的作用等來考慮,可以把中國機械史分為四個時期:簡單工具時期、古代機械時期、近代機械時期和現代機械時期,每個時期又可分為不同的發展階段。1.3.3中國機械工程發展機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展中國的機械工程技術不但歷史悠久,而且成就341.3機械工程發展1.簡單工具時期這一時期的時間大體相當于中國歷史上的原始社會,即石器時代。這一時期的時間很長,從云南元謀發掘出土的170萬年前的古人石制刮削器和尖狀器等,一直延續到大約4000多年前。其中,還可將其進一步分為兩個階段:粗制工具階段和精制工具階段。粗制工具階段相當于舊石器時代。精制工具階段大體相當于新石器時代。根據這一時期的工具,可看出當時人們已能在生產中利用杠桿、尖劈、慣性、彈力和熱脹冷縮等原理,生產知識逐漸豐富,加工能力不斷提高。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展1.簡單工具時期機械工程概論第1章緒論351.3機械工程發展2.古代機械時期這一時期大約從4000多年前直到19世紀40年代,相當于中國歷史上的奴隸社會和封建社會兩個時代。在此期間,中國古代機械經歷了一個“迅速發展—成熟—緩慢前進”的過程。1)迅速發展階段。古車的出現和廣泛應用可看作是這一時期開始的標志。接著一批古代機械相繼出現。古代機械的出現是中國機械發展的一次飛躍。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展2.古代機械時期機械工程概論第1章緒論361.3機械工程發展2)成熟階段。大約到秦漢時期,中國古代機械的發展已趨于成熟。金屬材料的冶煉、鑄造和鍛造水平都已很高,如利用水排和馬排鼓風提高了金屬冶煉的爐溫和質量;冶鐵技術發展很快,并創造了疊鑄技術,大大提高了鑄造生產率,鐵的應用更廣。此后,中國古代機械仍保持著這樣一個高的水平,繼續迅速發展。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展2)成熟階段。大約到秦漢時期,中國古代371.3機械工程發展

在從漢到宋的各代中,有十幾人研制過指南車。《宋史》中還保存有宋代指南車和記里鼓車內部構造及主要尺寸的記載,給中國機械史研究留下了重要的史料。這一階段還出現了一批杰出的科技人才,如張衡、馬鈞、祖沖之、燕肅、吳德仁、蘇頌和郭守敬等,他們都為中國古代機械的發展作出過重要貢獻。需要一提的是17世紀宋應星所著的《天工開物》,它總結了中國長期以來的生產經驗,成為一本百科全書式的著作,在科技史上占有重要的地位。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展在從漢到宋的各代中,有十幾人研制過指381.3機械工程發展

在這一階段,中國創造發明的古代機械種類多、水平高、價值大,處于世界領先的地位,其中一些如兵器、農機、冶金、紡織、陶瓷、造紙和印刷等技術還傳到國外,對許多國家文明產生過一定的影響。這是中國機械史上一個成果輝煌和地位重要的階段。遺憾的是相對這種古代機械繁榮局面而言,留下的史料則過于少了。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展在這一階段,中國創造發明的古代機械391.3機械工程發展3)緩慢前進階段。至明代,由于封建集權統治進一步加強,既限制了資本主義萌芽的發展,也阻礙了科學技術的前進。直到19世紀40年代的幾百年間,在與機械有關的范圍內,除兵器和造船方面有較為顯著的進展外,其他方面幾乎沒有出現過價值重大的發明。此時,西方機械科學技術水平已明顯超過中國。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展3)緩慢前進階段。至明代,由于封建集權401.3機械工程發展在此期間,外國傳教士為中國帶來西方先進的科學技術。當時出現的機械譯著如《遠西奇器圖說》和《自鳴鐘說》等,其所描述的機械已明顯超過中國古代機械的水平。然而,由于當時統治集團對西方科學技術的傳入采取錯誤的方針,致使其傳播范圍很小。除在天文和數學方面有一定影響外,就機械方面而言,當時西方科學技術幾乎沒有對中國產生明顯的影響和實際的效益。從雍正到道光的一百多年間,清朝更采取閉關自守的政策,幾乎斷絕了西方科學技術的傳入,中國機械科學技術與西方的差距越來越大。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展在此期間,外國傳教士為中國帶來西方先進411.3機械工程發展3.近代機械時期1840年的鴉片戰爭打破了清朝閉關自守政策的堡壘,隨之開始了中國機械史上的近代機械時期。當時,清朝統治集團中出現了洋務派,興起了洋務運動。同時,西方一些發達的資本主義國家瘋狂推行經濟侵略和軍事侵略政策,近代科學技術和近代機械也隨同外國勢力一起涌入中國。19世紀后期還出現了一批民族資產階級創辦的企業。至此,中國機械的面貌改觀,近代機械工業在中國出現。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展3.近代機械時期機械工程概論第1章緒論421.3機械工程發展到了20世紀,依賴西方的技術和設備,中國近代機械在上述基礎上繼續發展,機械產品的品種和數量有所增加,其性能和水平有所提高,建廠地區范圍也有所擴大。大約自19世紀末起,中國派出了留學生到西方科學技術發達的國家學習,出現了像詹天佑這樣卓越的工程技術專家。同時,相繼辦起了一批高等和中等技術學堂,1905年廢科舉、辦新學,機械工程教育逐漸有了發展。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展到了20世紀,依賴西方的技術和設備,中431.3機械工程發展可以看出,在這段很短的時間里,中國從古代機械發展到近代機械,由手工業作坊發展到大工廠,由傳統生產技術發展到近代生產技術,機械理論與實驗研究和機械設計也逐漸增多。從這個過程中,可歸納出以下明顯特點:首先,中國近代機械的發展具有中國半殖民地的社會性質,處處適應帝國主義經濟和政治侵略的需要,對帝國主義有很大的依賴性。其次,中國科學技術與世界科學技術的關系日益密切,中國科學技術大量吸收了世界科學技術的內容。再次,在此期間,中國依靠西方科學技術發展了近代機械,它與中國古代機械及傳統生產技術很少有內在聯系。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展可以看出,在這段很短的時間里,中國從古441.3機械工程發展4.現代機械時期1949年,新中國誕生了。當時,世界上電子、原子能和計算技術等現代科學技術興起并迅速發展。這兩方面的因素推動中國機械進入現代機械時期。在中國共產黨的領導下,中國機械工業和科學技術迅速擺脫了對帝國主義的依賴,大力糾正舊中國留下的布局、結構和比例上的不合理現象,建立起獨立自主的機械工業。新中國很快就能自己生產飛機、輪船、機車、汽車、機床和各種工程機械等,并進一步建立了門類比較齊全的機械工業體系,為許多工業部門提供成套機械設備,有力地支援了農業、國防工業和尖端科學技術的發展,還生產了一批大型、精密的機械產品。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展4.現代機械時期機械工程概論第1章緒論451.3機械工程發展

在我國廣大城鄉,各行各業許多部門迅速實現機械化,大量繁重的體力勞動被機械代替,機械工業和機械科學技術為新中國的經濟建設作出了重大貢獻。新中國的機械工業系統,已形成自己的機械研究、設計和制造力量;在一千多萬機械職工隊伍中已有五十多萬工程技術人員;幾百個研究單位、許多工廠企業和高等院校都已具備研究和設計能力;還先后建立了不少現代機械研究中心,解決了機械工業中的許多重大科研課題,很多科研成果和機械產品已經達到或接近國際先進水平;機械產品已出口到一百多個國家和地區,在國際市場上贏得了聲譽;緊跟現代科學技術潮流,許多新興學科和邊緣學科也在中國興起,在某些學科已取得了重大進展。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展在我國廣大城鄉,各行各業許多部門迅速461.3機械工程發展

新中國的機械工程教育蓬勃發展,培養了一大批高質量的高等和中等機械科學技術人才。通過職工培訓和業余教育,廣大職工進行知識更新,科技水平和文化素養都有所提高,在工作中發揮了更大的作用。此外,中國機械工程學會和其他學術團體紛紛成立并積極開展工作,國內外學術活動十分活躍;興辦了多種學術期刊和科普期刊,編輯出版了許多教材、專著和科普讀物。這些,對機械科學技術水平的提高也起了很大作用。縱觀機械工程的發展歷程,制造業與制造技術的發展是由國家政治、經濟、社會等多方面的因素決定的。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展新中國的機械工程教育蓬勃發展,培養471.4機械工業的地位物質財富是人類社會生存和發展的基礎,制造是人類創造物質財富最基本、最重要的手段,尤其在中國這樣一個工業化過程尚未完成的發展中大國里,制造業更是社會物質財富的主要來源。國民經濟產業結構中通常有三大產業:第一產業為農業,第二產業為工業,第三產業為服務業。在工業中,又分制造業、建筑業、采掘業以及電力、煤氣、水的生產供應業。目前,我國工業在國民經濟中所占比例為52%,其中的制造業產值約占工業總產值的45%,制造業是我國創造物質財富的最大產業。機械工程概論第1章緒論1.4機械工業的地位物質財富是人類社會生存和發展的基礎,制481.4機械工業的地位在工業經濟時代,一個國家的制造業增長一般高于國內生產總值(GDP)的增長。例如,美國1913~1950年,GDP增長率為2.84%,而制造業增長率為3.39%,制造業的貢獻率為23.8%;1950~1980年美國GDP增長率為3.42%,制造業增長為4.78%,其貢獻率為36.5%。再如,我國在1952~1980年,制造業凈產值平均增長率為11.5%,比同期的國民收入增長率高5.5%;1985~1995年增長率為13.5%,而同期的GDP增長率為9.9%。我國制造業凈產值占國民收入的比例,1952年為9.10%,1990年為45.67%;制造業增加值占GDP的比例,1985年為31.7%,1995年達35.2%。2001年,我國制造業直接創造國民生產總值的1/3,占整個工業生產的4/5,為國家財政提供1/3以上的收入,對出口總額的貢獻率達90%。機械工程概論第1章緒論1.4機械工業的地位在工業經濟時代,一個國家的制造業增長一491.4機械工業的地位機械工業是國民經濟的基礎工業,機械是現代社會進行生產和服務的五大要素(人、資金、能量、材料和機械)之一,幾乎所有的現代產業和工程領域都需要應用機械裝備,機械工業與運輸業、國防工業、能源工業、材料工業、農業、林業和食品工業等領域都有密切關系。機械工業為生產和服務部門提供各種技術裝備,直接關系到勞動生產率及國民經濟的現代化程度,所以它是國民經濟的重要基礎,在國民經濟各部門中起主導作用。

機械工程概論第1章緒論1.4機械工業的地位機械工業是國民經濟的基礎工業,機械是現501.4機械工業的地位研究、設計和發展新的機械裝備及儀器,以適應當前和將來的社會需要,是機械工業的主要任務。各個產業和工程領域要求機械及其系統性能優良,以便提高能源、材料、勞動和設備的利用率,減少對環境的污染,提高安全性、可靠性和壽命,要求機械及其系統與電子技術相結合,提高自動化程度,提高生產線柔性,以便適應多品種、小批量、常變化的新生產方式。下面將從幾個方面進一步說明機械制造業在國民經濟中的地位和作用。

機械工程概論第1章緒論1.4機械工業的地位研究、設計和發展新的機械裝備及儀器,以511.4機械工業的地位1.機械制造業是國民經濟的“裝備部”2.機械制造業是工業的主要組成部分3.機械制造業是國家高技術產業的基礎和載體,是高科技發展的重要平臺4.機械制造業是新興工業化國家的國民經濟戰略性產業5.機械制造業是國家安全的重要保障,是國防實力的重要保證

機械工程概論第1章緒論1.4機械工業的地位1.機械制造業是國民經濟的“裝備部”機521.5我國機械制造業現狀中國機械制造業主要是1949年后發展起來的。新中國建立后,我國經濟取得的巨大成就也是和制造業的進步分不開的。經過幾十年的奮斗,我國制造業已經構建了具有相當規模和水平的制造體系,當今中國已成為舉世矚目的制造大國,其顯著標志體現在以下幾個方面:1.機械工業在產能上已穩居世界第一2.提供重大裝備的能力不斷提高3.各具特色的制造業聚集地逐漸形成4.中國制造業正在成為全球制造和供應基地

機械工程概論第1章緒論1.5我國機械制造業現狀中國機械制造業主要是1949年后發531.621世紀的機械工程21世紀是高新科學技術的世紀,其標志是高新科學技術及其產業將成為全球的經濟核心。據聯合國科教科文組織及世界科學界的共識,高新科技領域可以概括為以下十個方面:信息科學技術(包括微電子、光電子科學技術)、生物科學技術(包括生命科學技術)、新能源科學技術(包括核能科學技術)、新材料科學技術(包括納米科學技術)、環境科學技術(包括地球科學技術)、航空航天科學技術(包括空間和軍事科學技術)、海洋科學技術、先進制造科學技術(包括微機械電子系統科學技術)、管理科學技術(包括軟科學技術)、認知科學技術(包括人腦和智能系統科學技術)。機械工程概論第1章緒論1.621世紀的機械工程21世紀是高新科學技術的世紀,其541.621世紀的機械工程人們預測,21世紀中葉以前,科學技術的中心是信息科學技術;從21世紀30年代開始,將逐漸轉移到生物科學技術;而到21世紀中葉后,將以認知科學技術為中心,把信息科學技術、生物科學技術和系統科學技術結合起來,形成認知科學技術群。針對21世紀新的挑戰,美國麻省理工學院“敏捷性論壇”、“制造先驅者”兩個部門,和“實施敏捷制造的技術”項目組共同主持了“下一代制造”研究項目,為21世紀的美國制造業勾畫藍圖。“下一代制造”研究認為,21世紀制造業競爭環境的主要特點如下:機械工程概論第1章緒論1.621世紀的機械工程人們預測,21世紀中葉以前,科學技551.621世紀的機械工程人們預測,21世紀中葉以前,科學技術的中心是信息科學技術;從21世紀30年代開始,將逐漸轉移到生物科學技術;而到21世紀中葉后,將以認知科學技術為中心,把信息科學技術、生物科學技術和系統科學技術結合起來,形成認知科學技術群。針對21世紀新的挑戰,美國麻省理工學院“敏捷性論壇”、“制造先驅者”兩個部門,和“實施敏捷制造的技術”項目組共同主持了“下一代制造”研究項目,為21世紀的美國制造業勾畫藍圖。“下一代制造”研究認為,21世紀制造業競爭環境的主要特點如下:機械工程概論第1章緒論1.621世紀的機械工程人們預測,21世紀中葉以前,科學技561.621世紀的機械工程1)由于因特網的迅速普及,信息無處不在,無孔不入。2)信息技術和通信技術的發展使知識和技術更新加速,產品生命周期越來越短,加上生產力的提高,企業的規模將不斷縮小,勞動力需求也會減少。3)推廣或獲得新技術的途徑更加容易,依靠新技術保持競爭優勢越來越困難。4)市場全球化、生產過程全球化、生產設施和知識勞動力的全球化,進一步加深了競爭的激烈性,帶來深層次競爭的威脅。機械工程概論第1章緒論1.621世紀的機械工程1)由于因特網的迅速普及,信息無處571.621世紀的機械工程5)發展中國家教育和生活水平的提高,勞動力市場的全球化使制造業正在向發展中國家轉移。6)人類面臨環境、生態和資源的危機,必須實行可持續發展策略,開發綠色產品,推行綠色制造。7)顧客的要求將從單個產品轉向問題的解決方案。顧客將越來越多地參與產品的開發。這將迫使企業提高為不同顧客提供不同產品和服務的能力。機械工程概論第1章緒論1.621世紀的機械工程5)發展中國家教育和生活水平的提高581.621世紀的機械工程這就要求21世紀的機械制造企業必須具備下列屬性:顧客響應度、工廠和設備的響應度、人力資源響應度、全球市場響應度、組織響應度和快速響應的企業運作實踐和文化。顧客響應度就是指站在顧客的角度來考慮,提供產品和服務的集成,以解決顧客在產品生命周期內對功能、費用和時間的全面要求。工廠和設備的響應度是指建立和應用可重構的、可變規模的、有經濟效益的制造過程、設備和工廠,使其迅速適應特殊生產的需要。機械工程概論第1章緒論1.621世紀的機械工程這就要求21世紀的機械制造企業必須591.621世紀的機械工程人力資源響應度是指企業勞動力是知識化員工,他們有能力在變化的工作環境中主動地獨立作出各種決策。全球市場響應度是指企業能預測和響應不斷變化的全球市場,并且按照需要進行運作。組織響應度是指企業將把小組作為一種核心競爭能力。通過小組化的柔性組織獲得知識和能力來開發、生產和支持它的產品和服務。快速響應的運作實踐和文化,是指企業將不斷發展核心競爭能力、組織結構、企業文化和業務實踐的優勢。機械工程概論第1章緒論1.621世紀的機械工程人力資源響應度是指企業勞動力是知識601.621世紀的機械工程21世紀的制造業將發生以下改變:1)從以技術為中心向以人為中心轉變,從強調專業化分工向模糊分工和一專多能轉變,使全體勞動者的聰明才智和創造性得到充分發揮。2)從金字塔的多層次生產管理結構向扁平的網絡結構轉變,減少層次和中間環節,加速信息的傳遞;從按功能劃分的固定組織形式向動態的、自主管理的團隊組織形式轉變。3)從傳統的順序工作方式向并行工作方式轉變,縮短工作周期,提高工作效率;強調產品和過程的集成,體現快速響應市場的競爭策略。4)保證在整個產品生命周期內讓顧客感到全面滿意;提倡和實施清潔制造和綠色制造,保護環境。機械工程概論第1章緒論1.621世紀的機械工程21世紀的制造業將發生以下改變:機611.621世紀的機械工程圖1-4現代機械設備及制造技術的發展趨向機械工程概論第1章緒論1.621世紀的機械工程圖1-4現代機械設備及制造技術的621.621世紀的機械工程為了改變我國制造業相對落后的現狀,迎接21世紀的發展機遇和挑戰,中國制造業應吸收、消化國外新的制造哲理,結合中國實際,尋求中國制造企業的發展道路,特別是應該重視以下四個方面:1)創新體系和知識供應鏈的建立。過去我國制造業的發展主要依靠技術引進,缺乏產品和技術的自主開發能力。技術引進并不能保證可持續發展,更無法取得世界領先地位。技術創新體系和知識供應鏈的建立將有助于從根本上改變這一狀況。機械工程概論第1章緒論1.621世紀的機械工程為了改變我國制造業相對落后的現狀,631.621世紀的機械工程

2)創新和變革企業管理。傳統企業管理是時間管理、成本管理和質量管理,21世紀的企業管理將是創新管理、知識管理和變革管理。3)發展應用跨企業的系統集成方法和技術。因特網的普及實現了空間的擴展和時間的壓縮,如何利用全球資源快速響應市場需求成為熱點,并導致新的生產模式和企業組織形態的出現。機械工程概論第1章緒論1.621世紀的機械工程2)創新和變革企業管理。傳統企業641.621世紀的機械工程4)重視新材料、新工藝和新設備的開發應用。產品更新換代的加速、高技術產業的發展、非金屬材料和復合材料的廣泛應用,使快速原型制造、激光加工、超高速和超精密加工、微細加工等先進工藝和設備占有越來越重要的地位。沒有這些工藝技術和裝備,就沒有21世紀中國制造業的立足之地。機械工程概論第1章緒論1.621世紀的機械工程4)重視新材料、新工藝和新設備的開65演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew2022/11/4機械工程概論第1章緒論演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew66機械工程概論第1章緒論2022/11/4機械工程概論第1章緒論機械工程概論第1章緒論2022/11/2機械工程概論第1章緒67

第1章緒論□1.4機械工業的地位□1.5我國機械制造業現狀□1.621世紀的機械工程機械工程概論第1章緒論第1章緒論□1.4機械工業的地位機械681.1機械的基本概況1.機構

機構是由兩個以上的構件通過活動連接以實現規定運動的組合體,其各組成部分之間具有一定的相對運動用來傳遞、轉換運動與動力,或實現某種特定的運動。2.機器機器是由一個或一個以上的機構組成,具有確定機械運動并完成一定有用工作過程的裝置。1.1.1機械的基本名詞機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況1.機構1.1.1機械的基本名詞機械691.1機械的基本概況圖1-1所示為內燃機機構,活塞2在氣缸1內做直線往復運動,通過連桿3帶動曲軸4做回轉運動,輸出動力,同時通過齒輪5、6帶動凸輪軸7旋轉,由凸輪軸7推動頂桿8做上下運動,開啟或關閉進、排氣門。圖1-1內燃機機構a)模型b)簡圖1—氣缸2—活塞3—連桿4—曲軸5、6—齒輪7—凸輪軸8—頂桿機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況圖1-1所示為內燃機機構,活塞2在氣701.1機械的基本概況3.機械機械是機構和機器的總稱。設計機械的目的是完成預定的機械運動及特定的動作。一般來說,每一種復雜機械都由三大部分組成:一是原動部分,它是機械動力的來源;二是工作部分,它處于傳動路線的終點,完成機械的預定動作;三是傳動部分,它是把原動機件的運動和功率傳遞給工作部分的中間環節。現代機械中又增加了第四個部分,即自動控制部分。機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況3.機械機械工程概論第1章緒論711.1機械的基本概況機械是由零件、構件和部件組成的。1)零件。零件分為兩類:一類是組成機械的不可拆的基本單元,也是機械制造過程中的單個制件,如齒輪、軸等;另一類則是專用零件,它僅適用于一定類型的機械中,并能表示此種機械的特點.2)構件。構件是在機構中組成機構彼此間具有一定相對運動關系的基本單元。3)部件。部件是機械的一部分,為可以完成同一功能而在結構上連接在一起、能協同工作的零件的組合體。機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況機械是由零件、構件和部件組成的。機械工721.1機械的基本概況如圖1-2所示,活塞連桿部件由17種零件組成,它的功能就是把活塞的往復運動通過連桿轉換為曲軸的旋轉運動。圖1-2活塞與連桿結構1—頂部2—環槽部3—裙部4—環岸5—環槽6—銷座7—加強筋8—卡環槽9—泄油孔與泄油槽10—活塞銷套11—連桿小頭12—連桿身13—連桿大頭14—連桿軸承15—連桿螺母16—連桿軸承蓋17—連桿螺栓機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況如圖1-2所示,活塞連桿部件由17種零731.1機械的基本概況兩個共同特征:1)它們是一種人為的實物構件的組合。2)它們各部分之間具有確定的相對運動。機器除了具備上述兩個特征外,還必須具備第三個特征:能代替人類完成有用的機械功或轉換機械能。所以,機器是能轉換機械能或完成有用機械功的機構。1.1.2機械的特征及種類機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況兩個共同特征:1.1.2機械的特征及741.1機械的基本概況機械的種類繁多,機械制造產品遍及人們的生活、生產、社會活動的方方面面。當今,機械幾乎已進入到人類活動的一切領域,從簡單小巧的剃須刀到復雜龐大的航天飛機,門類繁多、結構不同、用途各異。機械按功能,可分為動力機械、油料搬運機械、粉碎機械等;按服務的產業,可分為農業機械、礦山機械、紡織機械等;按工作原理,可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況機械的種類繁多,機械制造產品遍及人們的751.1機械的基本概況考慮到分類的科學性和普適性,以及科學原理應用于多個行業的共性,這里以“大工程”為背景,參照《中國大百科全書·機械工程卷》,采用混合分類法將機械進行分類。具體分類見表1-1。

表1-1機械的種類動力機械原動機熱力發動機(柴油機、汽油機、煤氣機)、燃汽輪機、風力機、水力機等二次動力機電動機、電動液壓機等工藝類機械機床車床、銑床、刨床、磨床、鉆床、鏜銑床、拉床、鋸床,以及特種加工機床:電火花、超聲波、激光束、離子束、電子束、爆炸成形、化學加工(光刻、照相制版)、擠壓成形等壓力加工機械鍛錘、壓力機、沖壓設備、軋機等鑄造焊接機械造型機、焊接機、切割機熱處理設備各種熱處理裝置及熱處理成套設備起重機械起重機、吊車等交通運輸機械汽車、無軌電車、摩托車、自行車、機車、船舶、輸送機、倉儲設備、裝卸機等化工機械化工反應設備(壓力容器等)、物料輸送設備(泵、壓縮機、通風機、鼓風機)、分離設備(各種塔設備)等機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況考慮到分類的科學性和普適性,以及科學761.1機械的基本概況產業機械農業機械耕作機械、水井鉆機、種植機械、收獲機械、植保機械、施肥機械、農田排灌機械、飼料加工機械、農產品加工機械等林業機械營林機械(挖坑機、作床機、插條機、越苗機、植樹機)、伐區作業聯合機、林業起重輸送機械等礦山機械采掘機械(采掘機械、掘進機械)、采煤機械、石油鉆采機械、選礦機械(破碎機械、粉磨機械、篩分機械、分選機械、脫水機械等)冶金機械煉鐵機械、煉鋼機械、軋鋼機械紡織機械紡織機械、織選機械、印染機械等工程機械推土機、挖土機等建筑機械混凝土機等食品機械糧食機械、調味品加工機械、蛋品加工機械、果蔬加工及保鮮機械、制糖機械、制鹽機械、罐頭機械、釀酒機械、飲料機械、乳制品加工機械、食品和冷凍食品加工機械、包裝機械、肉類加工機械等輕工機械煙草機械、印刷機械、飲食炊事機械、制革機械、文體用品機械、橡膠機械、塑料機械等其他機械信息機械(計算機、打印機、復印機、傳真機、繪圖機)、仿生機械、機器人等機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況產業機械農業機械耕作機械、水井鉆機、771.1機械的基本概況1.制造與制造業所謂制造,即為人類按照市場需求,運用主觀掌握的知識和技能,借助于手工或可以利用的客觀物質工具,采用有效的工藝方法和必要的能源,將原材料轉化為最終物質產品并投放市場的全過程。

制造業是指將制造資源,包括物料、設備、工具、資金、技術、信息和人力等,通過制造過程轉化為可供人們使用和消費的產品的行業。1.1.3制造業與機械工業機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況1.制造與制造業1.1.3制造業與機781.1機械的基本概況根據《國民經濟行業分類》(GB/T4754—2002)的規定,我國制造業分為農副食品加工業、食品制造業、飲料制造業等30個種類,見表1-2。代碼類別名稱代碼類別名稱13農副食品加工業18紡織服裝、鞋、帽制造業14食品制造業19皮革毛皮羽毛(絨)及其制品業15飲料制造業20木材加工及木竹藤棕草制品業16煙草制品業21家具制造業17紡織業22造紙及紙制品業表1-2我國制造業分類代碼類別名稱代碼類別名稱23印刷業和記錄媒介的復制33有色金屬冶煉及壓延加工業24文教體育用品制造業34金屬制品業25石油加工、煉焦及核燃料加工業35通用設備制造業26化學原料及化學制品制造業36專用設備制造業27醫藥制造業37交通運輸設備制造業28化學纖維制造業39電氣機械及器材制造業29橡膠制品業40通信設備、計算機及其他電子設備制造業30塑料制品業41儀器儀表及文化辦公用機械制造業31非金屬礦物制品業42工藝品及其他制造業32黑色金屬冶煉及壓延加工業43廢棄資源和廢舊材料回收加工業機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況根據《國民經濟行業分類》(GB/T4791.1機械的基本概況2.機械工業機械工業是指制造業中從事機械設備或機械裝置生產的行業,屬于制造業,是制造業的重要組成部分,它與制造業是分不開的,在很多方面往往將機械工業與制造業聯系在一起,甚至會把制造業的作用與機械工業的作用看成是一回事。機械工業在國民經濟中居主導地位,是工業體系的核心部門。它包括各種機械、工具、機床、儀器及儀表等行業,其作用是為國民經濟、國防建設以及科學技術的進步和發展提供先進的手段和裝備。人們通常把機械工業稱為國民經濟的裝備部門。機械工程概論第1章緒論1.1機械的基本概況2.機械工業機械工程概論第1章緒論801.2機械工程的涵義機械工程以有關的自然科學和技術科學為其理論基礎,結合生產實踐中積累的實際經驗,研究和解決在開發、設計、制造、安裝、應用和維修各種機械中的全部理論和技術。它是以機構和機器為基本對象的科學,各類和各種不同機械均屬機械工程技術的范疇。從動態觀點看,機械工程又是一個技術過程。它包含了人類的主要技術活動:①發明與革新;②設計與測試;③制造(加工與制作);④使用與維修。因此,各種機械的發明、設計、加工與制造以及使用與維修均屬機械工程技術的范疇。機械工程概論第1章緒論1.2機械工程的涵義機械工程以有關的自然科學和技術科學為其811.2機械工程的涵義機械從構思到實現要經歷設計和制造兩個性質不同的階段。按照經歷的階段不同,機械工程科學包含機械學和機械制造兩大學科。機械學是對機械及其系統進行功能綜合并定量描述與控制其性能的基礎技術學科。機械學是把各種信息,經過人的思維和設計,加工成機械制造系統能接受的信息,輸入機械制造系統。機械工程概論第1章緒論1.2機械工程的涵義機械從構思到實現要經歷設計和制造兩個性821.2機械工程的涵義機械制造是研究制造系統、制造過程和制造方法的學科。制造過程就是按照給定的信息,利用向制造系統提供的能量,使材料改變成符合預想的機械產品及其系統的過程。圖1-3機械工程包括的內容機械工程概論第1章緒論1.2機械工程的涵義機械制造是研究制造系統、制造過程和制造831.2機械工程的涵義機械工程的工作內容基本相同,按其工作性質可分為以下六個方面:

1)建立和發展可以直接應用于機械工程的工程理論基礎。2)研究、設計和發展新的機械產品,不斷改進現有機械產品和生產新一代機械產品,以適應當前和將來的需要。3)機械產品的生產。4)機械制造企業的經營和管理。機械工程概論第1章緒論1.2機械工程的涵義機械工程的工作內容基本相同,按其工作性841.2機械工程的涵義5)機械產品的應用。

6)研究機械產品在制造過程中,尤其是在使用中所產生的環境污染和自然資源過度耗費方面的問題及其處理措施.一般認為,機械工程涵蓋的內容有:①機械設計工程學,主要解決做什么樣的機械的問題,包括機械設計理論、方法;②機械制造工程學,主要解決機械怎么做出來的問題,包括制造工藝、方法、自動化、管理等;③機械基礎學,主要解決機械的性能是怎么樣的問題,包括機構、強度、振動、壽命、摩擦等基礎理論。機械工程概論第1章緒論1.2機械工程的涵義5)機械產品的應用。機械工程概論第1851.3機械工程發展在人類歷史的發展中,發生了幾次決定人類命運的大轉折,被史學譽為大革命。第一次發生在大約200萬年前,由于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,它們學會了用木棍和石塊這些天然工具保衛自己,并用之獵取食物。使用天然工具,鍛煉了它們的大腦和手指。

1.3.1社會發展與機械工程機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展在人類歷史的發展中,發生了幾次決定人類861.3機械工程發展第二次發生在大約50萬年前,古猿人學會了制造和使用簡單的木制和石制工具,從事勞動,繼而發現了火,并學會了鉆木取火。燒熟的食物不僅好吃,且利于吸收,為提高他們的體力和智力創造了條件,進而使古猿人的生活質量有了改善和提高。使用工具,攜帶食物、甚至“抱兒帶女”都需要他們的前肢從支撐行走中解脫出來,于是他們從地上站立起來,開啟了從古猿到古人類的新紀元。

機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展第二次發生在大約50萬年前,古猿人學會871.3機械工程發展第三次發生在大約15000年前,古人類學會了制作和使用簡單的機械,開始了農耕與畜牧。此后,大約5000年前,古人類進入新石器時代。4000年前發現金屬,并學會了冶煉技術,金屬器械逐步取代了石制、骨制的器械。繼而約2000年前發現了鐵金屬,進入鐵器時代,各種復雜的工具和簡單機械相繼發明出來。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展第三次發生在大約15000年前,古人類學881.3機械工程發展第四次發生在1750年到1850年之間。1760年,瓦特經過十余年的努力和不斷改進,在愛丁堡制造出第一臺有實用價值的蒸汽機。1804年,英國人特萊維茨克發明并制造出第一臺蒸汽機車。1830年,在法國修筑了從圣亞田到里昂的鐵路。蒸汽機車與鐵路的普及,促進了西方工業生產的發展,促進了西方的機械文明,奠定了現代工業的基礎。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展第四次發生在1750年到1850年之間891.3機械工程發展第五次是計算機技術導致了一場現代工業革命。進入20世紀,計算機的發明與廣泛應用,改變了人類傳統的生活方式和工作方式。以集成電路為中心的微電子技術的廣泛應用,給社會生活和工業結構帶來了巨大的影響。機械工程與微處理機結合誕生了“機電一體化”的復合技術,使機械設備的結構、功能和制造技術等提高到了一個新的水平。機械工程學、微電子學和信息科學三者的有機結合,構成了一種優化技術,應用這種技術制造出來的機械產品結構簡單、輕巧、省力和高效率,并部分代替了人腦的功能,即實現了人工智能。機電一體化產品必將成為今后機械產品發展的主流。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展第五次是計算機技術導致了一場現代工業革901.3機械工程發展進入21世紀,計算機技術、信息技術、網絡技術以及由其帶動的相關科學的發展,推動了科學迅速前進,機械工程學也發生了極大變化,制造業發展的重要特性是向全球化、網絡化、虛擬化方向發展。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展進入21世紀,計算機技術、信息技術、網911.3機械工程發展關于機械工程發展史,在許多研究機械工程史的著作中將其分為三個階段:古代機械史、近代機械工程史和現代機械工程史。1.3.2.1古代機械史(ancienthistoryofmachinery,~1750年)機械始于工具。公元前3000年以前(史前期),人類已廣泛使用石制和骨制的工具。公元前600年~公元400年的古希臘和古羅馬稱為古典文化時期,這一時期木工工具有了很大改進,除木工常用的成套工具如斧、弓形鋸、弓形鉆、鏟和鑿外,還發展了球形鉆、能拔鐵釘的羊角錘、伐木用的雙人鋸等。1.3.2機械工程發展史機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展關于機械工程發展史,在許多研究機械工程921.3機械工程發展公元400年~1000年的歐洲地區,機械技術的發展因古希臘和古羅馬的古典文化的消沉而陷于長期停頓。公元1000年~1500年,隨著農業和手工業的發展,意、法、英等國相繼興辦大學,發展自然科學和人文科學,培養人才,同時又吸取了當時中國、阿拉伯和波斯帝國的先進科學技術,機械技術開始恢復和發展。表是1500年前開始制造的。重要的改進是用螺旋彈簧代替重物以產生動力,此外還加了棘輪機構。公元1500年~1750年,機械技術發展極為迅速。這一時期工具機也獲得不少成就:制造出水力輾軋機械和幾種機床,如齒輪切削機床、螺紋車床、小型腳踏砂輪磨床及研磨光學儀器鏡片的拋光機等。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展公元400年~1000年的歐洲地區,機械931.3機械工程發展在歐洲誕生了工程科學。許多科學家,如牛頓、伽利略、萊布尼茲、玻意耳和胡克等,為新科學奠定了多方面的理論基礎。為了鼓勵創造發明,意大利和英國分別在1474年和1561年建立了專利機構。17世紀60年代出現了科學學會,如英國皇家學會。英國于1665年開始出版科學報告會文獻。法國約于同時建立了法國科學院。俄、德兩國也分別于1725年和1770年建立了俄國科學院和柏林科學院。這些學術機構沖破了當時教會的禁錮,展開自由討論,交流學術觀點和實驗結果,因而促進了科學技術以及機械工程的發展。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展在歐洲誕生了工程科學。許多科學家,如牛941.3機械工程發展1.3.2.2近代機械工程史(modernhistoryofmechanicalengineering)在1750年~1900年這一近代歷史時期內,機械工程在世界范圍內出現了飛速的發展,并獲得了廣泛的應用。1847年,在英國伯明翰成立了機械工程師學會,機械工程作為工程技術的一個分支得到了正式的承認。后來在世界其他國家也陸續成立了機械工程的行業組織。工業革命是從出現機器和使用機器開始的。在工業革命中最主要的變革是:

1)用生產能力大和產品質量高的大機器取代手工工具和簡陋機械。2)用蒸汽機和內燃機等無生命動力取代人和牲畜的肌肉動力。3)用大型的集中的工廠生產系統取代分散的手工業作坊。在這期間,動力機械、生產機械和機械工程理論都獲得了飛速發展。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展1.3.2.2近代機械工程史(mod951.3機械工程發展機械工程的發展,在工業革命的進程中起著主干作用。如18世紀中葉以后,英國紡織機械的出現和使用,使紡紗和織布的生產技術迅速提高。蒸汽機的出現和推廣使用,不僅促進了當時煤產量的迅速增長,并且使煉鐵爐、鼓風機有了機器動力而使鐵產量成倍增長,煤和鐵的生產發展又推動各行各業的發展。蒸汽機用于交通運輸,出現了蒸汽機車、蒸汽輪船等,這反過來又促進了煤、鐵工業和其他工業的發展。汽輪機、內燃機和各種機床相繼出現。其中動力機械技術的突破,促進了各技術領域的突飛猛進。19世紀中期,內燃機問世。隨著發電機和電動機的發明,世界開始進入電氣時代。中心發電站迅速興起,大功率的高速汽輪機應運而生。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展機械工程的發展,在工業革命的進程中起著961.3機械工程發展1873年,電動機成為機床的動力,開始了電力取代蒸汽動力的時代。最初,電動機安裝在機床以外的一定距離處,通過帶傳動。后來把電動機直接安置在機床本身內部。19世紀末,已有少數機床使用兩臺或多臺電動機,分別驅動主軸和進給機構等。至此,被稱為“機械工業的心臟”的機床工業已初具規模。進入20世紀后,迅速發展的汽車工業和后來的飛機工業,又促進了機械制造技術向高精度、大型化、專用化和自動化的方向繼續發展。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展1873年,電動機成為機床的動力,開始971.3機械工程發展1.3.2.3現代機械工程史(ContemporaryHistoryofMechanicalEngineering)20世紀以來,世界機械工程的發展遠遠超過了上個世紀。尤其是第二次世界大戰以后,由于科學技術工作從個人活動走向社會化,科學技術的全面發展,特別是電子技術、核技術和航空航天技術與機械技術的結合,大大促進了機械工程的發展。第二次世界大戰前的40年,機械工程發展的主要特點是:繼承19世紀延續下來的傳統技術,并不斷改進、提高和擴大其應用范圍。美國人F.W.泰勒首創的科學管理制度,在20世紀初開始在一些國家廣泛推行,對機械工程的發展起了推動作用。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展1.3.2.3現代機械工程史(Con981.3機械工程發展第二次世界大戰以后的30年間,機械工程的發展特點是:除原有技術的改進和擴大應用外,與其他科技領域的廣泛結合和相互滲透明顯加深,形成了機械工程的許多新的分支,機械工程的領域空前擴大,發展速度加快。這個時期,核技術、電子技術、航空航天技術迅速發展。生產和科研工作的系統性、成套性、綜合性大大增強。機器的應用幾乎遍及所有的生產部門和科研部門,并深入到生活和服務部門。進入20世紀70年代以后,機械工程與電工、電子、冶金、化學、物理和激光等技術相結合,創造了許多新工藝、新材料和新產品,使機械產品實現了精密化、高效化和制造過程的自動化。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展第二次世界大戰以后的30年間,機械工程991.3機械工程發展中國的機械工程技術不但歷史悠久,而且成就十分輝煌,不僅對中國物質文明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作出了重大貢獻。中國機械工程在漫長的歷史進程中自然形成了中國機械史的幾個不同時期。從機械的動力、材料、設計、制造、應用和實際效能,以及當時對國家經濟所起的作用等來考慮,可以把中國機械史分為四個時期:簡單工具時期、古代機械時期、近代機械時期和現代機械時期,每個時期又可分為不同的發展階段。1.3.3中國機械工程發展機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展中國的機械工程技術不但歷史悠久,而且成就1001.3機械工程發展1.簡單工具時期這一時期的時間大體相當于中國歷史上的原始社會,即石器時代。這一時期的時間很長,從云南元謀發掘出土的170萬年前的古人石制刮削器和尖狀器等,一直延續到大約4000多年前。其中,還可將其進一步分為兩個階段:粗制工具階段和精制工具階段。粗制工具階段相當于舊石器時代。精制工具階段大體相當于新石器時代。根據這一時期的工具,可看出當時人們已能在生產中利用杠桿、尖劈、慣性、彈力和熱脹冷縮等原理,生產知識逐漸豐富,加工能力不斷提高。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展1.簡單工具時期機械工程概論第1章緒論1011.3機械工程發展2.古代機械時期這一時期大約從4000多年前直到19世紀40年代,相當于中國歷史上的奴隸社會和封建社會兩個時代。在此期間,中國古代機械經歷了一個“迅速發展—成熟—緩慢前進”的過程。1)迅速發展階段。古車的出現和廣泛應用可看作是這一時期開始的標志。接著一批古代機械相繼出現。古代機械的出現是中國機械發展的一次飛躍。機械工程概論第1章緒論1.3機械工程發展2.古代機械時期機械工程概論第1章緒論1