机械发展史资料

机械发展史资料第1页/共41页机械的发展历程机械设计及理论的发展历程古代近代现代

机械的发展历程概述第2页/共41页阿基米德用螺旋将水提升至高处，那就是今天的螺旋式输送机的始祖。远古时代简单机械：杠杆、车轮、滑轮、斜面、螺旋等。公元前3000年，在修建金字塔的过程中，就使用了滚木来搬运巨石。第3页/共41页在埃及首都开罗郊外的吉萨，有一座举世闻名的胡夫金字塔。作为人造建筑的世界奇迹，胡夫金字塔首先是世界上最大的金字塔，是第四王朝第二个国王胡夫的陵墓，建于公元前2690年左右。在1888年巴黎建筑起埃菲尔铁塔以前，它一直是世界上最高的建筑物。原高146.5米，因年久风化，顶端剥落10米，现高136.5米；底座每边长230多米，现长220米，三角面斜度52度，塔底面积52900平方米；塔身由230万块石头砌成，每块石头平均重2.5吨，有的重达几十吨；有学者估计，如果用火车装运金字塔的石料，大约要用60万节车皮；如果把这些石头凿碎，铺成一条一尺宽的道路，大约可以绕地球一周。据说，10万人用了30年的时间才得以建成。该金字塔内部的通道对外开放，该通道设计精巧，计算精密，令世人赞叹。第4页/共41页用水力鼓风炼铁，其中应用了齿轮和连杆机构古代中国水排·东汉第5页/共41页第6页/共41页用一头牛驱动八台磨盘，其中应用了齿轮系。连磨·晋代第7页/共41页用脚踏板驱动的加工木棒的车床中世纪欧洲第8页/共41页利用曲轴的研磨机中世纪欧洲第9页/共41页13世纪以后，机械钟表在欧洲发展起来。

连杆机构、齿轮机构和凸轮机构等在古代机械中即已经有所应用。在达•芬奇时代，现在最常用的一些机构型式即已基本知晓。第10页/共41页近代：18世纪中叶－20世纪中叶动力的变革材料的变革加工手段的变革生产模式的变革机构与传动的变革机械理论和设计方法的建立第11页/共41页近代—

动力的变革蒸汽机给人类带来了强大的动力，各种由动力驱动的产业机械—纺织机、车床等，如雨后春笋般出现。首先是动力的变革推动了机械的飞速发展和广泛应用。1765年，瓦特（Watt）改良了蒸汽机。揭开了第一次工业革命的序幕。古代机械的动力：人力、畜力和水力。动力制约了机械的发展。第12页/共41页

蒸汽机无法实现小型化，所以在当时的工厂里采用集中驱动的方式。蒸汽机时代的纺织工厂蒸汽机皮带天轴皮带生产机械2皮带生产机械1皮带生产机械3……第13页/共41页第14页/共41页19世纪，第二次工业革命电动机和内燃机发明为汽车、飞机的出现提供了可能性。电力代替了蒸汽。集中驱动被抛弃了，每台机器都安装了独立的电动机。第15页/共41页

与此同时，戴姆勒也发明出了他的第一辆四轮汽车。1886年，本茨发明的汽油发动机为动力的三轮车被授予专利。第16页/共41页莱特兄弟1903第17页/共41页19世纪中叶，发明了炼钢法，从那时一直到现在，钢铁始终是制造机械最主要的材料。18世纪末，现代车床的雏形在英国问世;19世纪中叶,通用机床的各种类型已大体齐备；19世纪末，自动机床、大型机床出现。近代—

材料的变革近代—

加工手段的变革近代—

生产模式的变化社会需求日益增长。20世纪初叶，机械制造进入了大批量生产模式的时代。第18页/共41页进行大批量生产的要求。近代—

机构与传动的变革

提高生产率的需要。基于动力的变革，大幅度提高机器的速度成为可能。机器速度的提高是几百年来未曾停遏的发展趋势。高速化自动化精密化提高产品质量的需要。基于加工水平的提高，提高机器的精度成为可能。近代机械的发展趋向要求不断完善已有的机构，并发明出新的机构第19页/共41页例如：18世纪，欧拉（Euler）首次提出采用渐开线作为齿轮的齿廓，从而使高速、大功率的机械传动成为可能。20世纪各种大传动比、结构紧凑的新型传动，高速的步进机构，精密的滚动螺旋传动，

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机构的创新一直到今天也没有停止。第20页/共41页机器的发展，呼唤着机械的理论和设计方法。牛顿经典力学的建立则为此准备了理论基础。近代—

机械理论和设计方法的建立第21页/共41页材料学强度理论运动学静力学动力学牛顿经典力学机构结构学机构运动学机器静力学机器要运动、要传递力，因此，最先发展起来的是：第22页/共41页材料学强度理论运动学静力学动力学牛顿经典力学机构结构学机构运动学机器静力学随着机器运转速度的不断提高，机器的振动、速度波动等问题引起了人们的重视，机械动力学发展起来。机器动力学第23页/共41页材料学强度理论运动学静力学动力学牛顿经典力学机构结构学机构运动学机器静力学机器动力学机械零件设计到20世纪上半叶，机械设计的方法已基本形成。工程图学但是，这些方法都基于图解和手工计算。第24页/共41页现代：20世纪中叶－

计算机的发明

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科学技术发展史上划时代的大事。现代机器的出现计算机使机械设计方法面目一新第25页/共41页现代：机器人的出现

随着计算机和伺服电机的出现，机器人作为现代机器的代表走上了历史舞台。工业机器人特种机器人

工业机器人：在工业生产中越来越广泛地应用。用于搬运、装配、焊接、喷漆、凿岩等工作。第26页/共41页清洗飞机的机器人隧道凿岩的机器人第一汽车制造厂的汽车装配生产线几种工业机器人第27页/共41页特种机器人：在潜水、管道修理、外科手术、生物工程、军事、星际探索等领域应用，承担着许多由人的直接操作无法完成的工作。第28页/共41页水下扫雷机器人爬壁机器人几种特种机器人

军用昆虫机器人爬缆索机器人第29页/共41页数控车床

数控加工中心计算机控制系统和伺服电机被引入到传统机器中来，使其组成、面貌和功能发生了革命性的变化。第30页/共41页现代机器向主动控制、信息化和智能化方向发展，从这个意义上讲，正如有的学者所说：“今后的机器都将是机器人”。第31页/共41页现代：机械理论和设计方法面目一新

20世纪最后30年，计算机应用的普及极大地推动了机械分析与设计方法的革新。计算机计算代替了手工计算法和图解方法。计算机辅助设计、优化设计、有限元法、动态设计等现代设计方法迅速发展。计算机不仅是大大地提高了计算速度，而且已成为机械分析与设计的前所未有的强大手段。整个机械设计的理论和方法焕然一新。现代意义上的机械设计已经根本离不开计算机了。第32页/共41页第33页/共