首页世界机械发展史(从古至今的机械发展史简史)
【资料图】
人类成为“现代人”的标志是制造工具。石器时代的各种石斧、石锤以及用木头、皮革制成的简单粗糙的工具，是后来机械的先驱。从制造简单的工具到制造由许多零部件组成的现代机械，经历了一个漫长的过程。
几千年前，人类已经创造了用于脱壳和粉碎谷物的臼和磨，用于提水的橙和绞盘，轮式车辆，船和桨，在河流中航行的桨和舵等。使用的动力，从自身的体力，发展到使用畜力、水力、风力。使用的材料从天然的石头、木头、泥土、皮革发展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷， *** 陶瓷器皿的陶车是由动力、传动、工作三部分组成的整机。
从石器时代到青铜时代，再到铁器时代，用于吹火的鼓风机的发展发挥了重要作用。只有有强大的鼓风机，冶金炉才能有足够高的炉温，才能从矿石中提炼出金属。古埃及第十八王朝，雷克米尔(约公元前1450年)有一个吹壶器，用于冶炼和铸造。在中国，公元前1000年到公元前900年，就有了冶炼铸造用的鼓风机，并逐渐从人力鼓风发展到畜力鼓风和水力鼓风。
15 ~ 16世纪以前，机械工程发展缓慢。但在几千年的实践中，机械发展积累了相当的经验和技术知识，成为机械工程发展的重要潜力。17世纪后，英国、法国和西欧国家出现了资本主义，商品生产开始成为社会的中心议题。
18世纪后期，蒸汽机的应用从采矿扩展到纺织、面粉、冶金等行业。机械的主要材料逐渐从木材变成更坚韧的金属，但手工加工很困难。制造业开始形成规模，并在几十年内成为一个重要的产业。
工程学通过不断扩大的实践，从一个分散的技术友网和优秀的资源，逐渐发展成为一门理论化、系统化、独立的工程技术，主要依靠工匠的个人才能和技能。机械工程是促成18-19世纪工业革命和资本主义机械大规模生产的主要技术因素。
动力是发展生产的重要因素。17世纪后期，随着各种机器的改进和发展，以及对煤和金属矿石需求的增加，人们感到依靠人力和畜力无法把生产提高到一个新的阶段。
在英国，纺织、碾磨和其他工业越来越多地在河边建厂，用水轮驱动工作机械。但在当时，煤矿、锡矿、铜矿等矿井的地下水，只能靠大量的畜力来提升和排除。在这样的生产需要下，纽科门的大气蒸汽机在18世纪初出现，用来驱动矿井排水泵。但这种蒸汽机油耗率高，基本只在煤矿使用。
1765年，瓦特发明了带有独立冷凝器的蒸汽机，降低了燃料消耗率。1781年，瓦特发明了提供旋转动力的蒸汽机，扩大了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的发明和发展使采矿和工业生产、铁路和航运得以机械驱动。蒸汽机在19世纪几乎是唯一的动力源，但蒸汽机及其锅炉、冷凝器和冷却水系统体积庞大，使用不便。
19世纪末，电力供应系统和电动机开始发展和普及。20世纪初，在工业生产中，电动机已经取代蒸汽机，成为驱动各种工作机械的基本动力。生产的机械化已经离不开电气化，电气化通过机械化在生产中发挥作用。
在发电站的初期，蒸汽机被用作动力。20世纪初，出现了高效率、高速、大功率的汽轮机，以及适应各种水资源的水轮机，推动了供电系统的蓬勃发展。
19世纪末发明的内燃机，经过逐年改进，已经成为重量轻、效率高、操作方便、随时可以启动的原动机。最早用于驱动无动力的陆地作业机械，后来用于汽车、移动机械和船舶，20世纪中期开始用于铁路机车。被汽轮机和内燃机挤出来，不再是重要的动力机器。而后来发明的内燃机、燃气轮机、喷气发动机的发展，是飞机、航天器研制成功的基本技术因素之一。
在革命之前，大多数机器是木制的，由木匠手工制造。金属(主要是铜和铁)仅用于制造仪器、锁、钟、泵和木结构的小零件。金属加工主要靠机械师的精度来达到要求的精度。随着蒸汽机动力装置的普及和矿山、冶金、船舶、机车等大型机械的后续发展，需要成型和切割的金属零件越来越多，要求的精度也越来越高。应用的金属材料已经从铜、铁发展到钢。
机械加工包括锻造、锻造、钣金加工、焊接、热处理等技术和设备，以及切削技术、机床、刀具和量具等。，发展迅速，保证了各行业发展生产所需的机械设备供应。
随着社会经济的发展，对机械产品的需求猛增。批量生产的增加和精密加工技术的进步，促进了零件互换生产、专业分工协作、流水线和装配线等大量生产方式的形成。
简单的互换零件和专业分工在古代就已经产生。在机械工程中，互换性首先体现在1797年莫茨利利用他的螺旋车床生产的螺栓和螺母上。与此同时，美国工程师惠特尼采用可互换的生产方式生产火枪，显示了互换性的可行性和优越性。这种 *** 方法逐渐在美国推广，形成了所谓的“美国 *** 法”。
20世纪后
20世纪初，福特创造了汽车制造业的装配线。19世纪末泰勒创立的大量生产技术和科学管理方法，使得汽车等大批量生产的机械产品的生产效率达到了过去难以想象的高度。
20世纪中后期，机械加工的主要特点是:不断提高机床的加工速度和精度，减少对手工技能的依赖；提高成型、切割、装配的机械化和自动化程度；采用数控机床、加工中心、成组技术等。，发展柔性加工系统，使中小批量、多品种生产的生产效率提高到优优资源网附近大批量生产的水平；研究和改进难加工的新型金属和非金属材料的成形和切削技术。
在18世纪以前，机械工匠是靠经验、直觉和手艺制造机械产品的，与科学联系不大。到了18 ~ 19世纪，在新兴资本主义经济的推动下，掌握科学知识的人开始重视生产，而直接从事生产的手工艺人开始学习科学文化知识。他们的交流和相互启发取得了巨大的成就。在这个过程中，逐渐形成了一套完整的围绕机械工程的基础理论。
机械首次与当时先进的科学相结合。蒸汽机的发明者萨弗里和瓦特应用了物理学家帕潘和布莱克的理论；在蒸汽机的实践基础上，物理学家卡诺、兰金和开尔文建立了一门新的科学——热力学。内燃机的理论基础是由法国的罗莎在1862年创立的。1876年，奥托应用罗莎的理论，彻底改进了他最初创造的粗糙、笨重、噪音大、热效率低的内燃机，确立了内燃机的地位。例如其他蒸汽轮机、燃气轮机、水轮机等。都是在理论的指导下发展起来的，并且理论在实践中得到完善和提高。
早在公元前，中国就已经应用复杂的齿轮系统来引导汽车，并使用十字炮塔等部件在香炉中永远保持水平位置。古希腊有圆柱齿轮、锥齿轮、蜗杆传动的记载。然而，直到17世纪以后，齿轮传动的瞬时速比与齿廓的关系以及齿廓曲线的选择才得到理论上的阐述。
曲柄踏板机构是曲柄连杆机构的先驱，在所有古代文明中都有着悠久的历史。然而，对曲柄连杆机构的形式、运动和动力的精确分析和综合是现代机构学的成就。机械学作为一门专门学科，早在19世纪初就首次被列入高等工科院校的课程。通过理论研究，人们可以精确地分析各种机构的运动，包括复杂的空连杆机构，然后根据需要合成新的机构。
工程的工作对象是动力机械，其工作条件会发生很大的变化。这种变化有时是随机的，不可预测的；实际应用的材料并不完全均匀，可能存在各种缺陷；加工精度有一定偏差等等。
与以静态结构为工作对象的土木工程相比，机械工程中的各种问题更难用理论精确解决。所以早期的机械工程只是用简单的理论概念，结合实践经验。设计依赖于经验公式；为了保证安全，他们都倾向于保守。因此，制造出来的机器体积庞大，成本高，生产率低，能耗高。
18世纪以来，新理论的不断诞生和数学方法的发展，不断提高了设计和计算的精度。20世纪出现了各种实验应力分析方法，人们已经能够用实验的方法测量模型和物体各部分的应力。
20世纪下半叶，随着有限元法和计算机的广泛应用，使得分析计算复杂机械及其零部件的力、力矩和应力成为可能。对于有足够实际或实验数据的机器或其部件，可以利用统计技术，根据所需的可靠性，科学地设计机器。
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