工科薦讀 | 機(jī)械乃工業(yè)之根基,中國(guó)機(jī)械發(fā)展史

遠(yuǎn)古時(shí)代

簡(jiǎn)單機(jī)械:杠桿、車輪、滑輪、斜面、螺旋等。

公元前3000年,在修建金字塔的過(guò)程中,就使用了滾木來(lái)搬運(yùn)巨石。

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阿基米德用螺旋將水提升至高處,那就是今天的螺旋式輸送機(jī)的始祖。

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古代中國(guó)

公元一世紀(jì) 東漢“水排”用水力鼓風(fēng)煉鐵,其中應(yīng)用了齒輪和連桿機(jī)構(gòu)。

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晉 代

“連 磨”用一頭牛驅(qū)動(dòng)八臺(tái)磨盤(pán),其中應(yīng)用了齒輪系。

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中世紀(jì) 歐洲

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用腳踏板驅(qū)動(dòng)的 加工木棒的車床

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利用曲軸的研磨機(jī)

13世紀(jì)以后,機(jī)械鐘表在歐洲發(fā)展起來(lái)。連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等在古代機(jī)械中即已經(jīng)有所應(yīng)用。在達(dá)?芬奇時(shí)代,現(xiàn)在最常用的一些機(jī)構(gòu)型式即已基本知曉。

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近 代: 18世紀(jì)中葉 - 20世紀(jì)中葉

因動(dòng)力、材料、加工手段、生產(chǎn)模式、機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)等的變革,加上機(jī)械理論和設(shè)計(jì)方法的建立,機(jī)械的推動(dòng)發(fā)展帶來(lái)了質(zhì)的飛躍。

古代機(jī)械的動(dòng)力:人力、畜力和水力。

動(dòng)力制約了機(jī)械的發(fā)展。

首先是動(dòng)力的變革推動(dòng)了機(jī)械的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

1765年,瓦特(Watt)發(fā)明了蒸汽機(jī)。揭開(kāi)了第一次工業(yè)革命的序幕。蒸汽機(jī)給人類帶來(lái)了強(qiáng)大的動(dòng)力,各種由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)業(yè)機(jī)械 — 紡織機(jī)、車床等,如雨后春筍般出現(xiàn)。

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(蒸汽時(shí)代的紡織工廠)

19世紀(jì),第二次工業(yè)革命電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)發(fā)明

電力代替了蒸汽。集中驅(qū)動(dòng)被拋棄了,每臺(tái)機(jī)器都安裝了獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)。為汽車、飛機(jī)的出現(xiàn)提供了可能性。1886年,本茨發(fā)明的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的三輪車被授予專利。

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與此同時(shí),戴姆勒也發(fā)明出了他的第一輛四輪汽車。

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18世紀(jì)中葉

發(fā)明了煉鋼法,從那時(shí)一直到現(xiàn)在,鋼鐵始終是制造機(jī)械最主要的材料。

18世紀(jì)末

現(xiàn)代車床的雛形在英國(guó)問(wèn)世;

19世紀(jì)中葉,

通用機(jī)床的各種類型已大體齊備;

19世紀(jì)末

自動(dòng)機(jī)床、大型機(jī)床出現(xiàn)。


社會(huì)需求日益增長(zhǎng)。 20世紀(jì)初葉,機(jī)械制造進(jìn)入了大批量生產(chǎn)模式的時(shí)代。標(biāo)志:美國(guó)福特汽車的生產(chǎn)


18世紀(jì)

歐拉(Euler)首次提出采用漸開(kāi)線作為齒輪的齒廓,從而使高速、大功率的機(jī)械傳動(dòng)成為可能。

20世紀(jì) 

各種大傳動(dòng)比、結(jié)構(gòu)緊湊的新型傳動(dòng),高速的步進(jìn)機(jī)構(gòu),精密的滾動(dòng)螺旋傳動(dòng),

… … …

機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新一直到今天也沒(méi)有停止。


機(jī)器的發(fā)展,呼喚著機(jī)械的理論和設(shè)計(jì)方法。

牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立則為此準(zhǔn)備了理論基礎(chǔ)。

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隨著機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度的不斷提高,機(jī)器的振動(dòng)、速度波動(dòng)等問(wèn)題引起了人們的重視,機(jī)械動(dòng)力學(xué)發(fā)展起來(lái)。

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到20世紀(jì)上半葉

機(jī)械設(shè)計(jì)的方法已基本形成,但是,這些方法都基于圖解和手工計(jì)算。



現(xiàn) 代: 20世紀(jì)中葉 -

計(jì)算機(jī)使機(jī)械設(shè)計(jì)方法面目一新,各種CAD輔助軟件工具的出現(xiàn)UG、proe、SolidWorks、catia等,讓機(jī)械設(shè)計(jì)更趨于快速、精確。

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20世紀(jì)最后30年

計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及極大地推動(dòng)了機(jī)械分析與設(shè)計(jì)方法的革新。

計(jì)算機(jī)計(jì)算代替了手工計(jì)算法和圖解方法。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元法、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法迅速發(fā)展。

計(jì)算機(jī)不僅是大大地提高了計(jì)算速度,而且已成為機(jī)械分析與設(shè)計(jì)的前所未有的強(qiáng)大手段。

整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)的理論和方法煥然一新。

現(xiàn)代意義上的機(jī)械設(shè)計(jì)已經(jīng)根本離不開(kāi)計(jì)算機(jī)了。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和伺服電機(jī)被引入到傳統(tǒng)機(jī)器中來(lái),使其組成、面貌和功能發(fā)生了革命性的變化。

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現(xiàn) 代: 機(jī)器人的出現(xiàn)

隨著計(jì)算機(jī)和伺服電機(jī)的出現(xiàn),機(jī)器人作為現(xiàn)代機(jī)器的代表走上了歷史舞臺(tái)。

工業(yè)機(jī)器人:在工業(yè)生產(chǎn)中越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。用于搬運(yùn)、裝配、焊接、噴漆、鑿巖等工作。

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特種機(jī)器人:在潛水、管道修理、外科手術(shù)、生物工程、軍事、星際探索等領(lǐng)域應(yīng)用,承擔(dān)著許多由人的直接操作無(wú)法完成的工作。

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本文摘自頭條號(hào):愛(ài)咖邦

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