机械工程概论

第1章绪论□1.1机械的基本概况□1.2机械工程的涵义□1.3机械工程发展

第1章绪论□1.4机械工业的地位□

1.5我国机械制造业现状□

1.6

21世纪的机械工程1.1机械的基本概况1.机构

机构是由两个以上的构件通过活动连接以实现规定运动的组合体,其各组成部分之间具有一定的相对运动用来传递、转换运动与动力,或实现某种特定的运动。2.机器机器是由一个或一个以上的机构组成,具有确定机械运动并完成一定有用工作过程的装置。1.1.1机械的基本名词1.1机械的基本概况

图1-1所示为内燃机机构,活塞2在气缸1内做直线往复运动,通过连杆3带动曲轴4做回转运动,输出动力,同时通过齿轮5、6带动凸轮轴7旋转,由凸轮轴7推动顶杆8做上下运动,开启或关闭进、排气门。图1-1内燃机机构a)模型b)简图1—气缸2—活塞3—连杆4—曲轴5、6—齿轮7—凸轮轴8—顶杆1.1机械的基本概况3.机械机械是机构和机器的总称。设计机械的目的是完成预定的机械运动及特定的动作。一般来说,每一种复杂机械都由三大部分组成:一是原动部分,它是机械动力的来源;二是工作部分,它处于传动路线的终点,完成机械的预定动作;三是传动部分,它是把原动机件的运动和功率传递给工作部分的中间环节。现代机械中又增加了第四个部分,即自动控制部分。1.1机械的基本概况机械是由零件、构件和部件组成的。1)零件。零件分为两类:一类是组成机械的不可拆的基本单元,也是机械制造过程中的单个制件,如齿轮、轴等;另一类则是专用零件,它仅适用于一定类型的机械中,并能表示此种机械的特点.2)构件。构件是在机构中组成机构彼此间具有一定相对运动关系的基本单元。3)部件。部件是机械的一部分,为可以完成同一功能而在结构上连接在一起、能协同工作的零件的组合体。1.1机械的基本概况如图1-2所示,活塞连杆部件由17种零件组成,它的功能就是把活塞的往复运动通过连杆转换为曲轴的旋转运动。图1-2活塞与连杆结构1—顶部2—环槽部3—裙部4—环岸5—环槽6—销座7—加强筋8—卡环槽9—泄油孔与泄油槽10—活塞销套11—连杆小头12—连杆身13—连杆大头14—连杆轴承15—连杆螺母16—连杆轴承盖17—连杆螺栓1.1机械的基本概况两个共同特征:1)它们是一种人为的实物构件的组合。2)它们各部分之间具有确定的相对运动。机器除了具备上述两个特征外,还必须具备第三个特征:能代替人类完成有用的机械功或转换机械能。所以,机器是能转换机械能或完成有用机械功的机构。1.1.2机械的特征及种类1.1机械的基本概况机械的种类繁多,机械制造产品遍及人们的生活、生产、社会活动的方方面面。当今,机械几乎已进入到人类活动的一切领域,从简单小巧的剃须刀到复杂庞大的航天飞机,门类繁多、结构不同、用途各异。机械按功能,可分为动力机械、油料搬运机械、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。1.1机械的基本概况

考虑到分类的科学性和普适性,以及科学原理应用于多个行业的共性,这里以“大工程”为背景,参照《中国大百科全书·机械工程卷》,采用混合分类法将机械进行分类。具体分类见表1-1。

表1-1机械的种类动力机械原动机热力发动机(柴油机、汽油机、煤气机)、燃汽轮机、风力机、水力机等二次动力机电动机、电动液压机等工艺类机械机床车床、铣床、刨床、磨床、钻床、镗铣床、拉床、锯床,以及特种加工机床:电火花、超声波、激光束、离子束、电子束、爆炸成形、化学加工(光刻、照相制版)、挤压成形等压力加工机械锻锤、压力机、冲压设备、轧机等铸造焊接机械造型机、焊接机、切割机热处理设备各种热处理装置及热处理成套设备起重机械起重机、吊车等交通运输机械汽车、无轨电车、摩托车、自行车、机车、船舶、输送机、仓储设备、装卸机等化工机械化工反应设备(压力容器等)、物料输送设备(泵、压缩机、通风机、鼓风机)、分离设备(各种塔设备)等1.1机械的的基本本概况况产业机械农业机械耕作机械、水井钻机、种植机械、收获机械、植保机械、施肥机械、农田排灌机械、饲料加工机械、农产品加工机械等林业机械营林机械(挖坑机、作床机、插条机、越苗机、植树机)、伐区作业联合机、林业起重输送机械等矿山机械采掘机械(采掘机械、掘进机械)、采煤机械、石油钻采机械、选矿机械(破碎机械、粉磨机械、筛分机械、分选机械、脱水机械等)冶金机械炼铁机械、炼钢机械、轧钢机械纺织机械纺织机械、织选机械、印染机械等工程机械推土机、挖土机等建筑机械混凝土机等食品机械粮食机械、调味品加工机械、蛋品加工机械、果蔬加工及保鲜机械、制糖机械、制盐机械、罐头机械、酿酒机械、饮料机械、乳制品加工机械、食品和冷冻食品加工机械、包装机械、肉类加工机械等轻工机械烟草机械、印刷机械、饮食炊事机械、制革机械、文体用品机械、橡胶机械、塑料机械等其他机械信息机械(计算机、打印机、复印机、传真机、绘图机)、仿生机械、机器人等1.1机械的的基本本概况况1.制造与与制造造业所谓制造,即为人人类按按照市市场需需求,运用主主观掌掌握的的知识识和技技能,借助于于手工工或可可以利利用的的客观观物质质工具具,采用有有效的的工艺艺方法法和必必要的的能源源,将原材材料转转化为为最终终物质质产品品并投投放市市场的的全过过程。。制造业业是指指将制制造资资源,包括物物料、、设备备、工工具、、资金金、技技术、、信息息和人人力等等,通过制制造过过程转转化为为可供供人们们使用用和消消费的的产品品的行行业。1.1.3制造业业与机机械工工业1.1机械的的基本本概况况根据《国民经经济行行业分分类》(GB/T4754—2002)的规定定,我国制制造业业分为为农副副食品品加工工业、、食品品制造造业、、饮料料制造造业等等30个种类类,见表1-2。代码类别名称代码类别名称13农副食品加工业18纺织服装、鞋、帽制造业14食品制造业19皮革毛皮羽毛(绒)及其制品业15饮料制造业20木材加工及木竹藤棕草制品业16烟草制品业21家具制造业17纺织业22造纸及纸制品业表1-2我国制制造业业分类类代码类别名称代码类别名称23印刷业和记录媒介的复制33有色金属冶炼及压延加工业24文教体育用品制造业34金属制品业25石油加工、炼焦及核燃料加工业35通用设备制造业26化学原料及化学制品制造业36专用设备制造业27医药制造业37交通运输设备制造业28化学纤维制造业39电气机械及器材制造业29橡胶制品业40通信设备、计算机及其他电子设备制造业30塑料制品业41仪器仪表及文化办公用机械制造业31非金属矿物制品业42工艺品及其他制造业32黑色金属冶炼及压延加工业43废弃资源和废旧材料回收加工业1.1机械的的基本本概况况2.机械工工业机械工工业是是指制制造业业中从从事机机械设设备或或机械械装置置生产产的行行业,属于制制造业业,是制造造业的的重要要组成成部分分,它与制制造业业是分分不开开的,在很多多方面面往往往将机机械工工业与与制造造业联联系在在一起起,甚至会会把制制造业业的作作用与与机械械工业业的作作用看看成是是一回回事。。机械械工业业在国国民经经济中中居主主导地地位,是工业业体系系的核核心部部门。。它包包括各各种机机械、、工具具、机机床、、仪器器及仪仪表等等行业业,其作用用是为为国民民经济济、国国防建建设以以及科科学技技术的的进步步和发发展提提供先先进的的手段段和装装备。。人们们通常常把机机械工工业称称为国国民经经济的的装备备部门门。1.2机械工工程的的涵义义机械工工程以以有关关的自自然科科学和和技术术科学学为其其理论论基础础,结合生生产实实践中中积累累的实实际经经验,研究和解决决在开发、、设计、制制造、安装装、应用和和维修各种种机械中的的全部理论论和技术。。它是以机机构和机器器为基本对对象的科学学,各类和各种种不同机械械均属机械械工程技术术的范畴。。从动态观点点看,机械工程又又是一个技技术过程。。它包含了了人类的主主要技术活活动:①发明与革新新;②设计与测试试;③制造(加工与制作作);④使用与维修修。因此,各种机械的的发明、设设计、加工工与制造以以及使用与与维修均属属机械工程程技术的范范畴。1.2机械工程的的涵义机械从构思思到实现要要经历设计计和制造两两个性质不不同的阶段段。按照经经历的阶段段不同,机械工程科科学包含机械学和机械制造两大学科。。机械学是对对机械及其其系统进行行功能综合合并定量描描述与控制制其性能的的基础技术术学科。机械学是是把各种信信息,经过人的思思维和设计计,加工成机械械制造系统统能接受的的信息,输入机械制制造系统。。1.2机械工程的的涵义机械制造是是研究制造造系统、制制造过程和和制造方法法的学科。制造过程程就是按照照给定的信信息,利用向制造造系统提供供的能量,使材料改变变成符合预预想的机械械产品及其其系统的过过程。图1-3机械工程包包括的内容容1.2机械工程的的涵义机械工程的的工作内容容基本相同同,按其工作性性质可分为为以下六个个方面:1)建立和发展展可以直接接应用于机机械工程的的工程理论论基础。2)研究、设计计和发展新新的机械产产品,不断改进现现有机械产产品和生产产新一代机机械产品,以适应当前前和将来的的需要。3)机械产品的的生产。4)机械制造企企业的经营营和管理。。1.2机械工程的的涵义5)机械产品的的应用。6)研究机械产产品在制造造过程中,尤其是在使使用中所产产生的环境境污染和自自然资源过过度耗费方方面的问题题及其处理理措施.一般认为,机械工程涵涵盖的内容容有:①机械设计工工程学,主要解决做做什么样的的机械的问问题,包括机械设设计理论、、方法;②机械制造工工程学,主要解决机机械怎么做做出来的问问题,包括制造工工艺、方法法、自动化化、管理等等;③机械基础学学,主要解决机机械的性能能是怎么样样的问题,包括机构、、强度、振振动、寿命命、摩擦等等基础理论论。1.3机械工程发发展在人类历史史的发展中中,发生了几次次决定人类类命运的大大转折,被史学誉为为大革命。。第一次发生生在大约200万年前,由于自然条条件的突然然变化,生活在树上上的类人猿猿被迫到陆陆地上觅食食,为了和各种种野兽抗争争,它们学会了了用木棍和和石块这些些天然工具具保卫自己己,并用之猎取取食物。使使用天然工工具,锻炼了它们们的大脑和和手指。1.3.1社会发展与与机械工程程1.3机械工程发发展第二次发生生在大约50万年前,古猿人学会会了制造和和使用简单单的木制和和石制工具具,从事劳动,继而发现了了火,并学会了钻钻木取火。。烧熟的食食物不仅好好吃,且利于吸收收,为提高他们们的体力和和智力创造造了条件,进而使古猿猿人的生活活质量有了了改善和提提高。使用用工具,携带食物、、甚至“抱抱儿带女””都需要他他们的前肢肢从支撑行行走中解脱脱出来,于是他们从从地上站立立起来,开启了从古古猿到古人人类的新纪纪元。1.3机械工程发发展第三次发生生在大约15000年前,古人类学会会了制作和和使用简单单的机械,开始了农耕耕与畜牧。。此后,大约5000年前,古人类进入入新石器时时代。4000年前发现金金属,并学会了冶冶炼技术,金属器械逐逐步取代了了石制、骨骨制的器械械。继而约约2000年前发现了了铁金属,进入铁器时时代,各种复杂的的工具和简简单机械相相继发明出出来。1.3机械工程发发展第四次发生生在1750年到1850年之间。1760年,瓦特经过十十余年的努努力和不断断改进,在爱丁堡制制造出第一一台有实用用价值的蒸蒸汽机。1804年,英国人特莱莱维茨克发发明并制造造出第一台台蒸汽机车车。1830年,在法国修筑筑了从圣亚亚田到里昂昂的铁路。。蒸汽机车车与铁路的的普及,促进了西方方工业生产产的发展,促进了西方方的机械文文明,奠定了现代代工业的基基础。1.3机械工程发发展第五次是计计算机技术术导致了一一场现代工工业革命。。进入20世纪,计算机的发发明与广泛泛应用,改变了人类类传统的生生活方式和和工作方式式。以集成成电路为中中心的微电电子技术的的广泛应用用,给社会生活活和工业结结构带来了了巨大的影影响。机械械工程与微微处理机结结合诞生了了“机电一一体化”的的复合技术术,使机械设备备的结构、、功能和制制造技术等等提高到了了一个新的的水平。机机械工程学学、微电子子学和信息息科学三者者的有机结结合,构成了一种种优化技术术,应用这种技技术制造出出来的机械械产品结构构简单、轻轻巧、省力力和高效率率,并部分代替替了人脑的的功能,即实现了人人工智能。。机电一体体化产品必必将成为今今后机械产产品发展的的主流。1.3机械工程发发展进入21世纪,计算机技术术、信息技技术、网络络技术以及及由其带动动的相关科科学的发展展,推动了科学学迅速前进进,机械工程学学也发生了了极大变化化,制造业发展展的重要特特性是向全球化、网网络化、虚虚拟化方向发展。。1.3机械工程发发展关于机械工工程发展史史,在许多研究究机械工程程史的著作作中将其分分为三个阶阶段:古代机械史史、近代机机械工程史史和现代机机械工程史史。1.3.2.1古代机械史史(ancienthistoryofmachinery,~1750年)机械始于工工具。公元元前3000年以前(史前期),人类已广泛泛使用石制制和骨制的的工具。公公元前600年~公元400年的古希腊腊和古罗马马称为古典典文化时期期,这一时期木木工工具有有了很大改改进,除木工常用用的成套工工具如斧、、弓形锯、、弓形钻、、铲和凿外外,还发发展展了了球球形形钻钻、、能能拔拔铁铁钉钉的的羊羊角角锤锤、、伐伐木木用用的的双双人人锯锯等等。。1.3.2机械械工工程程发发展展史史1.3机械械工工程程发发展展公元元400年~1000年的的欧欧洲洲地地区区,机械械技技术术的的发发展展因因古古希希腊腊和和古古罗罗马马的的古古典典文文化化的的消消沉沉而而陷陷于于长长期期停停顿顿。。公公元元1000年~1500年,随着着农农业业和和手手工工业业的的发发展展,意、、法法、、英英等等国国相相继继兴兴办办大大学学,发展展自自然然科科学学和和人人文文科科学学,培养养人人才才,同时时又又吸吸取取了了当当时时中中国国、、阿阿拉拉伯伯和和波波斯斯帝帝国国的的先先进进科科学学技技术术,机械械技技术术开开始始恢恢复复和和发发展展。。表是是1500年前前开开始始制制造造的的。。重重要要的的改改进进是是用用螺螺旋旋弹弹簧簧代代替替重重物物以以产产生生动动力力,此外外还还加加了了棘棘轮轮机机构构。。公元元1500年~1750年,机械械技技术术发发展展极极为为迅迅速速。。这一一时时期期工工具具机机也也获获得得不不少少成成就就:制造造出出水水力力辗辗轧轧机机械械和和几几种种机机床床,如齿齿轮轮切切削削机机床床、、螺螺纹纹车车床床、、小小型型脚脚踏踏砂砂轮轮磨磨床床及及研研磨磨光光学学仪仪器器镜镜片片的的抛抛光光机机等等。。1.3机械械工工程程发发展展在欧欧洲洲诞诞生生了了工工程程科科学学。。许许多多科科学学家家,如牛牛顿顿、、伽伽利利略略、、莱莱布布尼尼兹兹、、玻玻意意耳耳和和胡胡克克等等,为新新科科学学奠奠定定了了多多方方面面的的理理论论基基础础。。为为了了鼓鼓励励创创造造发发明明,意大大利利和和英英国国分分别别在在1474年和和1561年建建立立了了专专利利机机构构。。17世纪纪60年代代出出现现了了科科学学学学会会,如英英国国皇皇家家学学会会。。英英国国于于1665年开开始始出出版版科科学学报报告告会会文文献献。。法法国国约约于于同同时时建建立立了了法法国国科科学学院院。。俄俄、、德德两两国国也也分分别别于于1725年和和1770年建建立立了了俄俄国国科科学学院院和和柏柏林林科科学学院院。。这这些些学学术术机机构构冲冲破破了了当当时时教教会会的的禁禁锢锢,展开开自自由由讨讨论论,交流流学学术术观观点点和和实实验验结结果果,因而而促促进进了了科科学学技技术术以以及及机机械械工工程程的的发发展展。。1.3机械械工工程程发发展展1.3.2.2近代代机机械械工工程程史史(modernhistoryofmechanicalengineering)在1750年~1900年这这一一近近代代历历史史时时期期内内,机械械工工程程在在世世界界范范围围内内出出现现了了飞飞速速的的发发展展,并获获得得了了广广泛泛的的应应用用。。1847年,在英英国国伯伯明明翰翰成成立立了了机机械械工工程程师师学学会会,机械械工工程程作作为为工工程程技技术术的的一一个个分分支支得得到到了了正正式式的的承承认认。。后后来来在在世世界界其其他他国国家家也也陆陆续续成成立立了了机机械械工工程程的的行行业业组组织织。。工业业革革命命是是从从出出现现机机器器和和使使用用机机器器开开始始的的。。在在工工业业革革命命中中最最主主要要的的变变革革是是:1)用生生产产能能力力大大和和产产品品质质量量高高的的大大机机器器取取代代手手工工工工具具和和简简陋陋机机械械。。2)用蒸蒸汽汽机机和和内内燃燃机机等等无无生生命命动动力力取取代代人人和和牲牲畜畜的的肌肌肉肉动动力力。。3)用大大型型的的集集中中的的工工厂厂生生产产系系统统取取代代分分散散的的手手工工业业作作坊坊。。在在这这期期间间,动力力机机械械、、生生产产机机械械和和机机械械工工程程理理论论都都获获得得了了飞飞速速发发展展。。1.3机械械工工程程发发展展机械械工工程程的的发发展展,在工工业业革革命命的的进进程程中中起起着着主主干干作作用用。。如如18世纪纪中中叶叶以以后后,英国国纺纺织织机机械械的的出出现现和和使使用用,使纺纺纱纱和和织织布布的的生生产产技技术术迅迅速速提提高高。。蒸蒸汽汽机机的的出出现现和和推推广广使使用用,不仅仅促促进进了了当当时时煤煤产产量量的的迅迅速速增增长长,并且且使使炼炼铁铁炉炉、、鼓鼓风风机机有有了了机机器器动动力力而而使使铁铁产产量量成成倍倍增增长长,煤和和铁铁的的生生产产发发展展又又推推动动各各行行各各业业的的发发展展。。蒸蒸汽汽机机用用于于交交通通运运输输,出现现了了蒸蒸汽汽机机车车、、蒸蒸汽汽轮轮船船等等,这反过来又又促进了煤煤、铁工业业和其他工工业的发展展。汽轮机机、内燃机机和各种机机床相继出出现。其中动力机机械技术的的突破,促进了各技技术领域的的突飞猛进进。19世纪中期,内燃机问世世。随着着发电机和和电动机的的发明,世界开始进进入电气时时代。中心心发电站迅迅速兴起,大功率的高高速汽轮机机应运而生生。1.3机械工程发发展1873年,电动机成为为机床的动动力,开始了电力力取代蒸汽汽动力的时时代。最初初,电动机安装装在机床以以外的一定定距离处,通过带传动动。后来把把电动机直直接安置在在机床本身身内部。19世纪末,已有少数机机床使用两两台或多台台电动机,分别驱动主主轴和进给给机构等。。至此,被称为“机机械工业的的心脏”的的机床工业业已初具规规模。进入入20世纪后,迅速发展的的汽车工业业和后来的的飞机工业业,又促进了机机械制造技技术向高精精度、大型型化、专用用化和自动动化的方向向继续发展展。1.3机械工程发发展1.3.2.3现代机械工工程史(ContemporaryHistoryofMechanicalEngineering)20世纪以来,世界机械工工程的发展展远远超过过了上个世世纪。尤其其是第二次次世界大战战以后,由于科学技技术工作从从个人活动动走向社会会化,科学技术的的全面发展展,特别是电子子技术、核核技术和航航空航天技技术与机械械技术的结结合,大大促进了了机械工程程的发展。。第二次世界界大战前的的40年,机械工程发发展的主要要特点是:继承19世纪延续下下来的传统统技术,并不断改进进、提高和和扩大其应应用范围。。美国人F.W.泰勒首创的的科学管理理制度,在20世纪初开始始在一些国国家广泛推推行,对机械工程程的发展起起了推动作作用。1.3机械工程发发展第二次世界界大战以后后的30年间,机械工程的的发展特点点是:除原有技术术的改进和和扩大应用用外,与其他科技技领域的广广泛结合和和相互渗透透明显加深深,形成了机械械工程的许许多新的分分支,机械工程的的领域空前前扩大,发展速度加加快。这个个时期,核技术、电电子技术、、航空航天天技术迅速速发展。生生产和科研研工作的系系统性、成成套性、综综合性大大大增强。机机器的应用用几乎遍及及所有的生生产部门和和科研部门门,并深入到生生活和服务务部门。进入20世纪70年代以后,机械工程与与电工、电电子、冶金金、化学、、物理和激激光等技术术相结合,创造了许多多新工艺、、新材料和和新产品,使机械产品品实现了精精密化、高高效化和制制造过程的的自动化。。1.3机械工程发发展中国的机械械工程技术术不但历史史悠久,而且成就十十分辉煌,不仅对中国国物质文明明和社会经经济的发展展起到了重重要的促进进作用,而且对世界界技术文明明的进步作作出了重大大贡献。中国机械工工程在漫长长的历史进进程中自然然形成了中中国机械史史的几个不不同时期。。从机械的的动力、材材料、设计计、制造、、应用和实实际效能,以及当时对对国家经济济所起的作作用等来考考虑,可以把中国机械史史分为四个个时期:简单工具时时期、古代代机械时期期、近代机机械时期和和现代机械械时期,每个时期又又可分为不不同的发展展阶段。1.3.3中国机械工工程发展1.3机械工程发发展1.简单工具时时期这一时期的的时间大体体相当于中中国历史上上的原始社社会,即石器时代代。这一时时期的时间间很长,从云南元谋谋发掘出土土的170万年前的古古人石制刮刮削器和尖尖状器等,一直延续到到大约4000多年前。其其中,还可将其进进一步分为为两个阶段段:粗制工具阶阶段和精制制工具阶段段。粗制工具阶阶段相当于于旧石器时时代。精精制工具阶阶段大体相相当于新石石器时代。。根据这一时时期的工具具,可看出当时时人们已能能在生产中中利用杠杆杆、尖劈、、惯性、弹弹力和热胀胀冷缩等原原理,生产知识逐逐渐丰富,加工能力不不断提高。。1.3机械工程发发展2.古代机械时时期这一时期大大约从4000多年前直到到19世纪40年代,相当于中国国历史上的的奴隶社会会和封建社社会两个时时代。在此此期间,中国古代机机械经历了了一个“迅迅速发展—成熟—缓慢前进””的过程。。1)迅速发展阶阶段。古车的出出现和广泛泛应用可看看作是这一一时期开始始的标志。。接着一批批古代机械械相继出现现。古代机机械的出现现是中国机机械发展的的一次飞跃跃。1.3机械工程发发展2)成熟阶段。大约到秦秦汉时期,中国古代机机械的发展展已趋于成成熟。金属属材料的冶冶炼、铸造造和锻造水水平都已很很高,如利用水排排和马排鼓鼓风提高了了金属冶炼炼的炉温和和质量;冶铁技术发发展很快,并创造了叠叠铸技术,大大提高了了铸造生产产率,铁的应用更更广。此后,中国古代机机械仍保持持着这样一一个高的水水平,继续迅速发发展。1.3机械工程发发展在从汉到宋宋的各代中中,有十几人研研制过指南南车。《宋史》中还保存有有宋代指南南车和记里里鼓车内部部构造及主主要尺寸的的记载,给中国机械械史研究留留下了重要要的史料。。这一阶段还还出现了一一批杰出的的科技人才才,如张衡、马马钧、祖冲冲之、燕肃肃、吴德仁仁、苏颂和和郭守敬等等,他们都为中中国古代机机械的发展展作出过重重要贡献。。需要一提提的是17世纪宋应星星所著的《天工开物》,它总结了中中国长期以以来的生产产经验,成为一本百百科全书式式的著作,在科技史上上占有重要要的地位。。1.3机械工程发发展在这一阶段段,中国创造发发明的古代代机械种类类多、水平平高、价值值大,处于世界领领先的地位位,其中一些如如兵器、农农机、冶金金、纺织、、陶瓷、造造纸和印刷刷等技术还还传到国外外,对许多国家家文明产生生过一定的的影响。这这是中国机机械史上一一个成果辉辉煌和地位位重要的阶阶段。遗憾憾的是相对对这种古代代机械繁荣荣局面而言言,留下的史料料则过于少少了。1.3机械工程发发展3)缓慢前进阶阶段。至明代,由于封建集集权统治进进一步加强强,既限制了资资本主义萌萌芽的发展展,也阻碍了科科学技术的的前进。直直到19世纪40年代的几百百年间,在与机械有有关的范围围内,除兵器和造造船方面有有较为显著著的进展外外,其他方面几几乎没有出出现过价值值重大的发发明。此时时,西方机械科科学技术水水平已明显显超过中国国。1.3机械工程发发展在此期间,外国传教士士为中国带带来西方先先进的科学学技术。当当时出现的的机械译著著如《远西奇器器图说》和《自鸣钟说说》等,其所描述述的机械械已明显显超过中中国古代代机械的的水平。。然而,由于当时时统治集集团对西西方科学学技术的的传入采采取错误误的方针针,致使其传传播范围围很小。。除在天天文和数数学方面面有一定定影响外外,就机械方方面而言言,当时西方方科学技技术几乎乎没有对对中国产产生明显显的影响响和实际际的效益益。从雍雍正到道道光的一一百多年年间,清朝更采采取闭关关自守的的政策,几乎断绝绝了西方方科学技技术的传传入,中国机械械科学技技术与西西方的差差距越来来越大。。1.3机械工程程发展3.近代机械械时期1840年的鸦片片战争打打破了清清朝闭关关自守政政策的堡堡垒,随之开始始了中国国机械史史上的近近代机械械时期。。当时,清朝统治治集团中中出现了了洋务派派,兴起了洋洋务运动动。同时时,西方一些些发达的的资本主主义国家家疯狂推推行经济济侵略和和军事侵侵略政策策,近代科学学技术和和近代机机械也随随同外国国势力一一起涌入入中国。。19世纪后期期还出现现了一批批民族资资产阶级级创办的的企业。。至此,中国机械械的面貌貌改观,近代机械械工业在在中国出出现。1.3机械工程程发展到了20世纪,依赖西方方的技术术和设备备,中国近代代机械在在上述基基础上继继续发展展,机械产产品的的品种种和数数量有有所增增加,其性能能和水水平有有所提提高,建厂地地区范范围也也有所所扩大大。大约自自19世纪末末起,中国派派出了了留学学生到到西方方科学学技术术发达达的国国家学学习,出现了了像詹詹天佑佑这样样卓越越的工工程技技术专专家。。同时时,相继办办起了了一批批高等等和中中等技技术学学堂,1905年废科科举、、办新新学,机械工工程教教育逐逐渐有有了发发展。。1.3机械工工程发发展可以看看出,在这段段很短短的时时间里里,中国从从古代代机械械发展展到近近代机机械,由手工工业作作坊发发展到到大工工厂,由传统统生产产技术术发展展到近近代生生产技技术,机械理理论与与实验验研究究和机机械设设计也也逐渐渐增多多。从从这个个过程程中,可归纳纳出以以下明明显特特点:首先,中国近近代机机械的的发展展具有有中国国半殖殖民地地的社社会性性质,处处适适应帝帝国主主义经经济和和政治治侵略略的需需要,对帝国主义义有很大的的依赖性。。其次,中国科学技技术与世界界科学技术术的关系日日益密切,中国科学技技术大量吸吸收了世界界科学技术术的内容。。再次,在此期间,中国依靠西西方科学技技术发展了了近代机械械,它与中国古古代机械及及传统生产产技术很少少有内在联联系。1.3机械工程发发展4.现代机械时时期1949年,新中国诞生生了。当时时,世界上电子子、原子能能和计算技技术等现代代科学技术术兴起并迅迅速发展。。这两方面面的因素推推动中国机机械进入现现代机械时时期。在中中国共产党党的领导下下,中国机械工工业和科学学技术迅速速摆脱了对对帝国主义义的依赖,大力纠正旧旧中国留下下的布局、、结构和比比例上的不不合理现象象,建立起独立立自主的机机械工业。。新中国很很快就能自自己生产飞飞机、轮船船、机车、、汽车、机机床和各种种工程机械械等,并进一步建建立了门类类比较齐全全的机械工工业体系,为许多工业业部门提供供成套机械械设备,有力地支援援了农业、、国防工业业和尖端科科学技术的的发展,还生产了一一批大型、、精密的机机械产品。。1.3机械工程发发展在我国广大大城乡,各行各业许许多部门迅迅速实现机机械化,大量繁重的的体力劳动动被机械代代替,机械工业和和机械科学学技术为新新中国的经经济建设作作出了重大大贡献。新中国的机机械工业系系统,已形成自己己的机械研研究、设计计和制造力力量;在一千多万万机械职工工队伍中已已有五十多多万工程技技术人员;几百个研究究单位、许许多工厂企企业和高等等院校都已已具备研究究和设计能能力;还先后建立立了不少现现代机械研研究中心,解决了机械械工业中的的许多重大大科研课题题,很多科研成成果和机械械产品已经经达到或接接近国际先先进水平;机械产品已已出口到一一百多个国国家和地区区,在国际市场场上赢得了了声誉;紧跟现代科科学技术潮潮流,许多新兴学学科和边缘缘学科也在在中国兴起起,在某些学科科已取得了了重大进展展。1.3机械工程发发展新中国的机机械工程教教育蓬勃发发展,培养了一大大批高质量量的高等和和中等机械械科学技术术人才。通通过职工培培训和业余余教育,广大职工进进行知识更更新,科技水平和和文化素养养都有所提提高,在工作中发发挥了更大大的作用。。此外,中国机械工工程学会和和其他学术术团体纷纷纷成立并积积极开展工工作,国内外学术术活动十分分活跃;兴办了多种种学术期刊刊和科普期期刊,编辑出版了了许多教材材、专著和和科普读物物。这些,对机械科学学技术水平平的提高也也起了很大大作用。纵观机械工工程的发展展历程,制造业与制制造技术的的发展是由由国家政治治、经济、、社会等多多方面的因因素决定的的。1.4机械工业的的地位物质财富是是人类社会会生存和发发展的基础础,制造是人类类创造物质质财富最基基本、最重重要的手段段,尤其在中国国这样一个个工业化过过程尚未完完成的发展展中大国里里,制造业更是是社会物质质财富的主主要来源。。国民经济产产业结构中中通常有三三大产业:第一产业为为农业,第二产业为为工业,第三产业为为服务业。。在工业中中,又分制造业业、建筑业业、采掘业业以及电力力、煤气、、水的生产产供应业。。目前,我国工业在在国民经济济中所占比比例为52%,其中的制造造业产值约约占工业总总产值的45%,制造业是我我国创造物物质财富的的最大产业业。1.4机械工业的的地位在工业经济济时代,一个国家的的制造业增增长一般高高于国内生生产总值(GDP)的增长。例例如,美国1913~1950年,GDP增长率为2.84%,而制造业增增长率为3.39%,制造业的贡贡献率为23.8%;1950~1980年美国GDP增长率为3.42%,制造业增长长为4.78%,其贡献率为为36.5%。再如,我国在1952~1980年,制造业净产产值平均增增长率为11.5%,比同期的国国民收入增增长率高5.5%;1985~1995年增长率为为13.5%,而同期的GDP增长率为9.9%。我国制造造业净产值值占国民收收入的比例例,1952年为9.10%,1990年为45.67%;制造业增加加值占GDP的比例,1985年为31.7%,1995年达35.2%。2001年,我国制造业业直接创造造国民生产产总值的1/3,占整个工业业生产的4/5,为国家财政政提供1/3以上的收入入,对出口总额额的贡献率率达90%。1.4机械工业的的地位机械工业是是国民经济济的基础工工业,机械是现代代社会进行行生产和服服务的五大大要素(人、资金、、能量、材材料和机械械)之一,几乎所有的的现代产业业和工程领领域都需要要应用机械械装备,机械工业与与运输业、、国防工业业、能源工工业、材料料工业、农农业、林业业和食品工工业等领域域都有密切切关系。机机械工业为为生产和服服务部门提提供各种技技术装备,直接关系到到劳动生产产率及国民民经济的现现代化程度度,所以它是国国民经济的的重要基础础,在国民经济济各部门中中起主导作作用。1.4机械工业的的地位研究、设计计和发展新新的机械装装备及仪器器,以适应当前前和将来的的社会需要要,是机械工业业的主要任任务。各个个产业和工工程领域要要求机械及及其系统性性能优良,以便提高能能源、材料料、劳动和和设备的利利用率,减少对环境境的污染,提高安全性性、可靠性性和寿命,要求机械及及其系统与与电子技术术相结合,提高自动化化程度,提高生产线线柔性,以便适应多多品种、小小批量、常常变化的新新生产方式式。下面将从几几个方面进进一步说明明机械制造业业在国民经经济中的地地位和作用用。1.4机械工业的的地位1.机械制造业业是国民经经济的“装装备部”2.机械制造业业是工业的的主要组成成部分3.机械制造业业是国家高高技术产业业的基础和和载体,是高科技发发展的重要要平台4.机械制造业业是新兴工工业化国家家的国民经经济战略性性产业5.机械制造业业是国家安安全的重要要保障,是国防实力力的重要保保证1.5我国机械制制造业现状状中国机械制制造业主要要是1949年后发展起起来的。新新中国建立立后,我国经济取取得的巨大大成就也是是和制造业业的进步分分不开的。。经过几十十年的奋斗斗,我国制造业业已经构建建了具有相相当规模和和水平的制制造体系,当今中国已已成为举世世瞩目的制制造大国,其显著标志志体现在以以下几个方方面:1.机械工业在在产能上已已稳居世界界第一2.提供重大装装备的能力力不断提高高3.各具特色的的制造业聚聚集地逐渐渐形成4.中国制造业业正在成为为全球制造造和供应基基地1.621世纪的机械械工程21世纪是高新新科学技术术的世纪,其标志是高高新科学技技术及其产产业将成为为全球的经经济核心。。据联合国国科教科文文组织及世世界科学界界的共识,高新科技领领域可以概概括为以下下十个方面面:信息科学技技术(包括微电子子、光电子子科学技术术)、生物科学学技术(包括生命科科学技术)、新能源科科学技术(包括核能科科学技术)、新材料科科学技术(包括纳米科科学技术)、环境科学学技术(包括地球科科学技术)、航空航天天科学技术术(包括空间和和军事科学学技术)、海洋科学学技术、先先进制造科科学技术(包括微机械械电子系统统科学技术术)、管理科学学技术(包括软科学学技术)、认知科学学技术(包括人脑和和智能系统统科学技术术)。1.621世纪的机械械工程人们预测,21世纪中叶以以前,科学技术的的中心是信信息科学技技术;从21世纪30年代开始,将逐渐转移移到生物科科学技术;而到21世纪中叶后后,将以认知科科学技术为为中心,把信息科学学技术、生生物科学技技术和系统统科学技术术结合起来来,形成认知科科学技术群群。针对21世纪新的挑挑战,美国麻省理理工学院““敏捷性论论坛”、““制造先驱驱者”两个个部门,和“实施敏敏捷制造的的技术”项项目组共同同主持了““下一代制制造”研究究项目,为21世纪的美国国制造业勾勾画蓝图。。“下一代代制造”研研究认为,21世纪制造业业竞争环境境的主要特特点如下:1.621世纪的机械械工程人们预测,21世纪中叶以以前,科学技术的的中心是信信息科学技技术;从21世纪30年代开始,将逐渐转移移到生物科科学技术;而到21世纪中叶后后,将以以认认知知科科学学技技术术为为中中心心,把信信息息科科学学技技术术、、生生物物科科学学技技术术和和系系统统科科学学技技术术结结合合起起来来,形成成认认知知科科学学技技术术群群。。针对对21世纪纪新新的的挑挑战战,美国国麻麻省省理理工工学学院院““敏敏捷捷性性论论坛坛””、、““制制造造先先驱驱者者””两两个个部部门门,和““实实施施敏敏捷捷制制造造的的技技术术””项项目目组组共共同同主主持持了了““下下一一代代制制造造””研研究究项项目目,为21世纪纪的的美美国国制制造造业业勾勾画画蓝蓝图图。。““下下一一代代制制造造””研研究究认认为为,21世纪纪制制造造业业竞竞争争环环境境的的主主要要特特点点如如下下:1.621世纪纪的的机机械械工工程程1)由于于因因特特网网的的迅迅速速普普及及,信息息无无处处不不在在,无孔孔不不入入。。2)信息息技技术术和和通通信信技技术术的的发发展展使使知知识识和和技技术术更更新新加加速速,产品品生生命命周周期期越越来来越越短短,加上上生生产产力力的的提提高高,企业业的的规规模模将将不不断断缩缩小小,劳动动力力需需求求也也会会减减少少。。3)推广广或或获获得得新新技技术术的的途途径径更更加加容容易易,依靠靠新新技技术术保保持持竞竞争争优优势势越越来来越越困困难难。。4)市场场全全球球化化、、生生产产过过程程全全球球化化、、生生产产设设施施和和知知识识劳劳动动力力的的全全球球化化,进一一步步加加深深了了竞竞争争的的激激烈烈性性,带来来深深层层次次竞竞争争的的威威胁胁。。1.621世纪纪的的机机械械工工程程5)发展展中中国国家家教教育育和和生生活活水水平平的的提提高高,劳动动力力市市场场的的全全球球化化使使制制造造业业正正在在向向发发展展中中国国家家转转移移。。6)人类类面面临临环环境境、、生生态态和和资资源源的的危危机机,必须须实实行行可可持持续续发发展展策策略略,开发发绿绿色色产产品品,推行行绿绿色色制制造造。。7)顾客客的的要要求求将将从从单单个个产产品品转转向向问问题题的的解解决决方方案案。。顾顾客客将将越越来来越越多多地地参参与与产产品品的的开开发发。。这这将将迫迫使使企企业业提提高高为为不不同同顾顾客客提提供供不不同同产产品品和和服服务务的的能能力力。。1.621世纪纪的的机机械械工工程程这就就要要求求21世纪纪的的机机械械制制造造企企业业必必须须具具备备下下列列属属性性:顾客客响响应应度度、、工工厂厂和和设设备备的的响响应应度度、、人人力力资资源源响响应应度度、、全全球球市市场场响响应应度度、、组组织织响响应应度度和和快快速速响响应应的的企企业业运运作作实实践践和和文文化化。顾客客响响应应度度就就是是指指站站