機(jī)械發(fā)展史資料第1頁/共41頁機(jī)械的發(fā)展歷程機(jī)械設(shè)計及理論的發(fā)展歷程古代近代現(xiàn)代

機(jī)械的發(fā)展歷程概述第2頁/共41頁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。遠(yuǎn)古時代簡單機(jī)械：杠桿、車輪、滑輪、斜面、螺旋等。公元前3000年，在修建金字塔的過程中，就使用了滾木來搬運(yùn)巨石。第3頁/共41頁在埃及首都開羅郊外的吉薩，有一座舉世聞名的胡夫金字塔。作為人造建筑的世界奇跡，胡夫金字塔首先是世界上最大的金字塔，是第四王朝第二個國王胡夫的陵墓，建于公元前2690年左右。在1888年巴黎建筑起埃菲爾鐵塔以前，它一直是世界上最高的建筑物。原高146.5米，因年久風(fēng)化，頂端剝落10米，現(xiàn)高136.5米；底座每邊長230多米，現(xiàn)長220米，三角面斜度52度，塔底面積52900平方米；塔身由230萬塊石頭砌成，每塊石頭平均重2.5噸，有的重達(dá)幾十噸；有學(xué)者估計，如果用火車裝運(yùn)金字塔的石料，大約要用60萬節(jié)車皮；如果把這些石頭鑿碎，鋪成一條一尺寬的道路，大約可以繞地球一周。據(jù)說，10萬人用了30年的時間才得以建成。該金字塔內(nèi)部的通道對外開放，該通道設(shè)計精巧，計算精密，令世人贊嘆。第4頁/共41頁用水力鼓風(fēng)煉鐵，其中應(yīng)用了齒輪和連桿機(jī)構(gòu)古代中國水排·東漢第5頁/共41頁第6頁/共41頁用一頭牛驅(qū)動八臺磨盤，其中應(yīng)用了齒輪系。連磨·晉代第7頁/共41頁用腳踏板驅(qū)動的加工木棒的車床中世紀(jì)歐洲第8頁/共41頁利用曲軸的研磨機(jī)中世紀(jì)歐洲第9頁/共41頁13世紀(jì)以后，機(jī)械鐘表在歐洲發(fā)展起來。

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)?芬奇時代，現(xiàn)在最常用的一些機(jī)構(gòu)型式即已基本知曉。第10頁/共41頁近代：18世紀(jì)中葉－20世紀(jì)中葉動力的變革材料的變革加工手段的變革生產(chǎn)模式的變革機(jī)構(gòu)與傳動的變革機(jī)械理論和設(shè)計方法的建立第11頁/共41頁近代—

動力的變革蒸汽機(jī)給人類帶來了強(qiáng)大的動力，各種由動力驅(qū)動的產(chǎn)業(yè)機(jī)械—紡織機(jī)、車床等，如雨后春筍般出現(xiàn)。首先是動力的變革推動了機(jī)械的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。1765年，瓦特（Watt）改良了蒸汽機(jī)。揭開了第一次工業(yè)革命的序幕。古代機(jī)械的動力：人力、畜力和水力。動力制約了機(jī)械的發(fā)展。第12頁/共41頁

蒸汽機(jī)無法實現(xiàn)小型化，所以在當(dāng)時的工廠里采用集中驅(qū)動的方式。蒸汽機(jī)時代的紡織工廠蒸汽機(jī)皮帶天軸皮帶生產(chǎn)機(jī)械2皮帶生產(chǎn)機(jī)械1皮帶生產(chǎn)機(jī)械3……第13頁/共41頁第14頁/共41頁19世紀(jì)，第二次工業(yè)革命電動機(jī)和內(nèi)燃機(jī)發(fā)明為汽車、飛機(jī)的出現(xiàn)提供了可能性。電力代替了蒸汽。集中驅(qū)動被拋棄了，每臺機(jī)器都安裝了獨立的電動機(jī)。第15頁/共41頁

與此同時，戴姆勒也發(fā)明出了他的第一輛四輪汽車。1886年，本茨發(fā)明的汽油發(fā)動機(jī)為動力的三輪車被授予專利。第16頁/共41頁萊特兄弟1903第17頁/共41頁19世紀(jì)中葉，發(fā)明了煉鋼法，從那時一直到現(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問世;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，自動機(jī)床、大型機(jī)床出現(xiàn)。近代—

材料的變革近代—

加工手段的變革近代—

生產(chǎn)模式的變化社會需求日益增長。20世紀(jì)初葉，機(jī)械制造進(jìn)入了大批量生產(chǎn)模式的時代。第18頁/共41頁進(jìn)行大批量生產(chǎn)的要求。近代—

機(jī)構(gòu)與傳動的變革

提高生產(chǎn)率的需要?；趧恿Φ淖兏?，大幅度提高機(jī)器的速度成為可能。機(jī)器速度的提高是幾百年來未曾停遏的發(fā)展趨勢。高速化自動化精密化提高產(chǎn)品質(zhì)量的需要?；诩庸に降奶岣?，提高機(jī)器的精度成為可能。近代機(jī)械的發(fā)展趨向要求不斷完善已有的機(jī)構(gòu)，并發(fā)明出新的機(jī)構(gòu)第19頁/共41頁例如：18世紀(jì)，歐拉（Euler）首次提出采用漸開線作為齒輪的齒廓，從而使高速、大功率的機(jī)械傳動成為可能。20世紀(jì)各種大傳動比、結(jié)構(gòu)緊湊的新型傳動，高速的步進(jìn)機(jī)構(gòu)，精密的滾動螺旋傳動，

………

機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新一直到今天也沒有停止。第20頁/共41頁機(jī)器的發(fā)展，呼喚著機(jī)械的理論和設(shè)計方法。牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立則為此準(zhǔn)備了理論基礎(chǔ)。近代—

機(jī)械理論和設(shè)計方法的建立第21頁/共41頁材料學(xué)強(qiáng)度理論運(yùn)動學(xué)靜力學(xué)動力學(xué)牛頓經(jīng)典力學(xué)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)學(xué)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)機(jī)器靜力學(xué)機(jī)器要運(yùn)動、要傳遞力，因此，最先發(fā)展起來的是：第22頁/共41頁材料學(xué)強(qiáng)度理論運(yùn)動學(xué)靜力學(xué)動力學(xué)牛頓經(jīng)典力學(xué)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)學(xué)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)機(jī)器靜力學(xué)隨著機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度的不斷提高，機(jī)器的振動、速度波動等問題引起了人們的重視，機(jī)械動力學(xué)發(fā)展起來。機(jī)器動力學(xué)第23頁/共41頁材料學(xué)強(qiáng)度理論運(yùn)動學(xué)靜力學(xué)動力學(xué)牛頓經(jīng)典力學(xué)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)學(xué)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)機(jī)器靜力學(xué)機(jī)器動力學(xué)機(jī)械零件設(shè)計到20世紀(jì)上半葉，機(jī)械設(shè)計的方法已基本形成。工程圖學(xué)但是，這些方法都基于圖解和手工計算。第24頁/共41頁現(xiàn)代：20世紀(jì)中葉－

計算機(jī)的發(fā)明

－

科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上劃時代的大事。現(xiàn)代機(jī)器的出現(xiàn)計算機(jī)使機(jī)械設(shè)計方法面目一新第25頁/共41頁現(xiàn)代：機(jī)器人的出現(xiàn)

隨著計算機(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。工業(yè)機(jī)器人特種機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人：在工業(yè)生產(chǎn)中越來越廣泛地應(yīng)用。用于搬運(yùn)、裝配、焊接、噴漆、鑿巖等工作。第26頁/共41頁清洗飛機(jī)的機(jī)器人隧道鑿巖的機(jī)器人第一汽車制造廠的汽車裝配生產(chǎn)線幾種工業(yè)機(jī)器人第27頁/共41頁特種機(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法完成的工作。第28頁/共41頁水下掃雷機(jī)器人爬壁機(jī)器人幾種特種機(jī)器人

軍用昆蟲機(jī)器人爬纜索機(jī)器人第29頁/共41頁數(shù)控車床

數(shù)控加工中心計算機(jī)控制系統(tǒng)和伺服電機(jī)被引入到傳統(tǒng)機(jī)器中來，使其組成、面貌和功能發(fā)生了革命性的變化。第30頁/共41頁現(xiàn)代機(jī)器向主動控制、信息化和智能化方向發(fā)展，從這個意義上講，正如有的學(xué)者所說：“今后的機(jī)器都將是機(jī)器人”。第31頁/共41頁現(xiàn)代：機(jī)械理論和設(shè)計方法面目一新

20世紀(jì)最后30年，計算機(jī)應(yīng)用的普及極大地推動了機(jī)械分析與設(shè)計方法的革新。計算機(jī)計算代替了手工計算法和圖解方法。計算機(jī)輔助設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、有限元法、動態(tài)設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計方法迅速發(fā)展。計算機(jī)不僅是大大地提高了計算速度，而且已成為機(jī)械分析與設(shè)計的前所未有的強(qiáng)大手段。整個機(jī)械設(shè)計的理論和方法煥然一新?，F(xiàn)代意義上的機(jī)械設(shè)計已經(jīng)根本離不開計算機(jī)了。第32頁/共41頁第33頁/共