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文檔簡介

論機械發展歷史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簡單工具,發展到較為復雜的機械,不斷促進了制造業、運輸業的快速發展,人類開始進入現代化的文明社會。接著當信息時代的來臨,使機械進入智能化的階段,人類的文化、經濟、乃至政治等方面都有不同程度的進步。機械的發展,促進了社會的進步,推動了世界之輪。而研究該歷史,可以以史為鑒,辨清現在,遙望未來。

前言機械是機器和機構的總稱。各種機構都是用來傳遞與變換運動和力的可動裝置。至于機器則都是根據某種使用要求而設計的執行機械運動裝置,可用來變換或傳遞能量、物料和信息。機械史發展過程,就是人類社會發展的過程,向前探索更尖端的科技。此次論文主要是通過收集資料,研究機械發展史,了解其發展歷程。

一、機械發展的基本歷程

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的階段。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與進步,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。

在人類歷史的長河中,發生了幾次決定人類命運的大革命。第一次革命發生在大約200萬年前,人類學會使用了最簡單的機械----石斧、石刀之類的天然工具,勞動造就了人;第二次革命發生在大約50萬年前,人類發現并使用了火,食用熟食使人類更加聰明,而且延長人類的壽命;第三次革命發生在大約15000年前,人類開始了農耕和畜牧,并大量使用簡單的機械,提高了生產率,促進了人類社會的快速發展;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,也就是第五次大革命。智能機械開始應用,計算機正在改變人類的傳統生活方式和工作方式。

二、世界各國的古代機械發展不平衡

由于古代交通不便,世界各國的文化交流很少,世界上幾個獨立文化區域的機械發展很不平衡,各自獨立發展,差異很大。在公元14世紀之前,中國的機械工程發展位于世界之首,但古巴比倫和古埃及等國的發展也很早。公元前3500年,古巴比倫有了帶輪子的車、鉆孔用的弓形鉆。公元前2686年,古埃及開始在農業生產中使用木犁和金屬鐮刀,公元前8世紀,古埃及出現了鼓風箱、活塞式唧筒。公元前600年---公元400年之間,古希臘出現了一些著名的哲學家和科學家,他們對古代機械的發展作出了杰出的貢獻。希羅夫說明了杠桿、滑輪、輪與軸、螺紋等簡單機械的負重理論、腳踏車床的出現也為現代車床奠定了基礎。

三。、中國機械發展史簡介

除了眾所周知的造紙術、印刷術、指南針、火藥這四大發明之外,中國古代在機械工程領域的發明與創造也是非常輝煌的。由于古代中國長期處于封建社會狀態,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,在這期間的成果較多。據《周禮考工》記載:智者創物,巧者述之,守之世,謂之工,百工之事皆圣人之作也。但也有不同意見,老子說:民多利器,國家滋昏。人多技巧,奇物滋起。絕巧棄利,盜賊無有。自秦漢以后,除去對農業生產有利的發明創造之外,一般都受到輕視,甚至因發明創造而獲罪。盡管如此,我國古代的科學技術仍然領先于世界,無愧一個偉大的文明古國。

公元14世紀以前,我國的發明創造在數量、質量上以及發明時間上都是領先的,也曾是世界強國。但在14世紀以后,中國仍然處于封建社會之中,而以英國、法國為代表的西方國家開始發展自然科學,興辦大學,培養人才。到公元15世紀,西方的機械科學已超過中國。公元17世紀英國的工業革命后,中國的機械工業已遠遠落后于西方諸國,但我國古代勞動人民對世界科學技術的發展所作的貢獻是我們引以為豪的。20世紀80年代以后,在我國實行了改革開放政策,及時調整了機械工業的發展策略,機械工業獲得長足的進步,與世界發達國家的差距正在逐步縮小。很多領域以達到世界先進水平,我們相信日益強大的中國在以后的時間里還會對世界的發展做出更大的貢獻

四、外國機械發展史簡介

西方各國的古代機械工程發展一直緩慢,但是在公元14世紀以后,機械工程領域的發明創造逐步超過中國。從中世紀沉睡中醒來的歐洲,16世紀進入了文藝復興時期,機械工程領域中的發明創造如雨后春筍,機械制造業空前發展。文藝復興時期的代表人物、意大利的著名畫家達?芬奇設計了變速器、紡織機、泵、飛機、車床、銼刀制作機、自動鋸、螺紋加工機等大量機械,并畫了印刷機、鐘表、壓縮機、起重機、卷揚機、貨幣印刷機等大量機械草圖。一場大規模的工業革命在歐洲爆發,大批的發明家涌現出來,各種的專科學校、大學、工廠紛紛建立,機械代替了大量的手工業,生產迅速發展。

1783年,英國的懷特和鮑爾設計并制造了紡織機,于1758年取得了改進后的紡織機專利。

1769年,在英國格拉斯哥大學工作的瓦特經過十余年的努力和不斷該進,在愛丁堡造出第一臺蒸汽機。1780年,蒸汽機為工廠提供了強大的動力,成為動力之王。蒸汽機的成功經歷了多人的努力。1680年,荷蘭的物理學家惠更斯通過氣壓使活塞運動;英國人塞維利制造了利用蒸汽汲水的機械;英國人紐克曼完成了氣壓機的制造;最后才有瓦特發明出蒸汽機。

1804年,英國人特萊維茨克發明并制造出第一臺蒸汽機車,并由英國人史提芬森在1829年最后完善成功。蒸汽機車與鐵路的普及,使交通運輸發展很快,促進了西方工業生產的發展。鐵路時代促進了西方的機械文明。1850年,英國的佛朗西斯設計并制造了固定葉片外置,轉動葉輪安裝在內側的水輪機。水從葉輪外周流向內側,弗朗西斯水輪機被廣泛使用。1870年,美國的佩爾頓發明了沖擊式水輪機。1920年,奧地利的卡普蘭發明了螺旋槳式水輪機。1882年,瑞典科學家拉瓦爾研制出了沖擊型汽輪機。1884年,意大利的帕茨森研制出了反擊型汽輪機。1680年,荷蘭物理學家惠更斯開始研究內燃機;1838年,由巴尼制出第一臺有點火裝置的內燃機。1897年,德國迪塞爾發明了著名的迪塞爾內燃機,解決了汽車、輪船等許多機器的動力源問題,機械工業發展進入一個新階段。1880年,21歲的迪塞爾以優異的成績在慕尼黑工業大學畢業后,經過17年的堅持不懈的研究,終于在1897年研制成功了迪塞爾內燃機,為機械文明的發展作出了很大的貢獻。

電的發現給人類帶來了光明,電動機的發明引起一場新的動力革命。1879年,美國的發明家愛迪生發明了電燈。英國的法拉第簡述了發電機和電動機的原理。比利時的格拉姆制造出第一臺實用的發電機,由蒸汽機驅動,主要用于照明和電鍍。1873年,維也納舉行了世界博覽會,在實驗發電機時,由于操作失誤,外部電流流向了發電機,發電機卻突然轉動起來,這一偶然的發現,觸動了科學家的靈感,不久實用的電動機誕生了。1879年,德國西門子研制成功第一臺電氣機車。四年后,英國開設世界上第一條電氣鐵路。戰爭的爆發與持續,加速了槍炮的研制與生產。歐洲的戰爭、英美戰爭、美墨戰爭、第一次世界大戰等,對兵器的配件要求導致了互換性的發明。1798年,埃利?惠特在建立工廠,生產槍支的時候發現手工生產槍支時,生產量極少。為此埃利采用了新的方法,制作專用機床,并設計了可以按零件尺寸進行準確加工的特殊尺寸測量器——樣規。當時這個方案是具有劃時代意義的,并且遠遠超過了那個時代的技術水平。從這一特殊情況出發,美國采用了和英國不同的方式,研制并發展了銑床、轉塔車床、拉床、磨床以及自動車床之類的機床。當人們都看到互換式生產方法在槍械生產中發揮的有效作用后,其后在生產其他機械時也逐漸地開始應用了這種方法。像自行車、縫紉機、打字機等生產都采用了這種互換式。

良好的互換性必須有高精度的測量工具和加工機床來保證。因此,19世紀的機床和測量工具的發明與革新進展很快,同時,鋼鐵工業也獲得很快發展,互換性的發明使機械工業進入大批量的生產階段。

互換式生產以及測量器和螺紋的設計制造促進了大批量生產方式的確立。為此,就需要優質的機床。1855年布朗?夏普公司制作了第一臺萬能銑床。。托馬斯?布蘭查得發明了仿形機床。隨著機床制作迅速地發展,轉塔機床也被發明了出來。之后,出現了自動機床。隨著機械發展需要,出現了大型機床。1864年,美國制造了世界上第一臺磨床。磨床使砂輪磨削刀具的作業實現了機械化。

1776年,美國宣布獨立。但是,在十八世紀后半葉到十九世紀這段時間,美國戰爭連續不斷,這促進了美國工業等等各方面的發展。一七六五年瓦特制作了新式的蒸汽機。隨后,埃旺斯創立了自動面粉加工工廠,從此,世界工業進入了自動化時代。

西方各國的機械發明史主要集中在文藝復興以后的工業革命期間,歷史較短,但發展迅速,奠定了現代工業的基礎。總結其發展快的原因之一就是對科學技術的重視,很多著名的大學就是在那一時期建立的。

第二次世界大戰以后,隨著第一代電子計算機的誕生及其發展,促進了機械發展的智能化和自動化,機械工程和許多學科的有機結合,又促進了機械工業的高速發展。人類進入現代機械文明時代。

五、世界機械工業展望

機械工業的發展在推動人類社會的發展、在提高人類物質文明和生活水平的同時,也對自然環境起了重大的破壞作用,全世界的人民都已認識到這一點。其破壞主要表現在機械文明中的空氣污染、噪音污染、水污染以及機械文明中的人機問題和能源問題等。

隨著科學技術的深入發展,降低能耗、保護環境、高精度、高性能的各類機械產品將不斷涌現,微型機械將會普及應用。21世紀的機械發展方向主要表現在(1)以太陽能和核能為代表的沒有污染的動力機械將會出現,并投入使用。燃氫發動機驅動的汽車將會行駛在公路上。(2)載人航天技術更加成熟,人類乘坐宇宙飛船登陸火星、月球和其他星球,甚至可以實現太空旅行和其他星球居住。(3)高精度、高效率的自動機床、加工中心更加普及,CAD/CAPP/CAM系統更加完善,徹底實現無圖紙加工。機械制造業將擺脫傳統的設計、制作觀念。(4)微型機械將會應用到醫療和軍事領域,人工智能機械將會大量出現。(5)綠色機械(不污染環境的報廢機械又稱為綠色機械)將會取代傳統機械,設計方法智能化,大量工程設計軟件取代人工設計與計算過程。(6)民用生活機械進入家庭,兵器更加先進,非金屬材料和復合材料在機器中的應用日益廣泛。

機械是人類生產和生活的基本要素之一,是人類物質文明最重要的組成部分。機械的發明是人類區別于其他動物的一項主要標志,人類自從用機械代替簡單工具,便在動手方面得到很大的進步和發展,而經過三次工業革命的洗禮,機械的快速發展使人類達到前所未有的地步。但是,科技的發展也有一定的社會和環境的負面影響,人類要理智合理的運用機械,優先考慮環境問題,堅持可持續發展,才能使我們智慧的結晶得到適當的運用。進入新世紀以來,世界機械工業進入了前所未有的高速發展階段,對比其他行業,機械工業發展具有以下特征。

一、經濟規模化全球化的規模生產已經成為各大跨國公司發展的主流。在不斷聯合重組,擴張競爭實力的同時,各大企業業紛紛加強對其主干業務的投資與研發,不斷提高系統成套能力和個性化,多樣化市場適應能力。

二、結構調整深化發達國家加大了產業轉移的力度,機械產品中附加值低的產品被安排到市場潛在需求發展中國家生產。為適應市場需求的變化,各大生產商紛紛采取專業化生產,“單品種,大批量”已成為很多500強企業生產方式的新特色。同時,以生產者為主導的生產方式逐步向以消費者為主導的定制生產方式轉變。服務的個性化成為競爭成敗的重要因素。

三、隨著信息技術革命,管理思想與方法的根本性變化,企業組織形式也發生了變化,這些變化發生在跨國公司,并將成為新型全球化方式而發展下去。這種變化的主要特征是:廣泛利用別國的生產設施與技術力量。在自己可以不擁有生產設施與制造技術所有權的情況,制造出最終產品,并進行全球銷售。機械制造業公司在全球范圍建立零部件的加工網絡,自己負責產品的總裝與營銷。原材料調配、零

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