机械发展历史

A. 机械工程的发展历史

17世纪以后，资本主义商品经济在英、法等国迅速发展，许多人致力于改进各产业所需要的工作机械和研制新的动力机械——蒸汽机。制作机械的主要材料逐渐从木材改为金属。机械制造工业开始形成，并逐渐成为重要产业。机械工程从分散性的、主要依赖匠师个人才智和手艺的技艺发展成为有理论指导的、系统的和独立的工程技术。机械工程是促成18～19世纪的工业革命和资本主义机械大生产的主要技术因素。
工程技术的发展在提高人类物质文明和生活水平的同时，也对自然环境起了破坏作用。20世纪中期以来，暴露出来的严重问题有两个方面：资源（其中最严重的是能源）的大量消耗和环境的严重污染。能源方面，在改进核裂变动力装置、发展太阳能、地热、潮汐能、海水温差能等，可以减少对非再生的化石能源的依赖。从长远的观点看，核聚变是很有希望的和几乎无穷尽的未来能源。以核物理学将来的成就为基础，机械工程与其他工程技术一起，在21世纪中完成核聚变动力装置的开发和推广可能彻底解决世界的能源问题。使用这种新能源可同时消除对大气的二氧化碳污染。
地壳中和海水中的金属矿藏的蕴藏量极为丰富。只要改进采矿和选矿的工艺和提高采、选矿机械的性能，以降低可以经济利用的矿石品位，并充分回收金属废料，在有足够的能量供应的条件下，金属材料资源不愁匮乏。在煤、石油、天然气等不再被大量地用作燃料而主要作为合成材料的原料之后，非金属材料的供应也可得到长远的保证。
化学工程、冶金工程等生产流程中所产生的废气、废水等环境污染源，通过改进流程、增加净化机械和设施并提高其净化效率，在技术上是能够加以消除的。
机械工程一向以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性，即以提高人类的利益为目标来研制和发展新的机械产品。在未来的时代，新产品的研制将以降低资源消耗，发展洁净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。

B. 机械工业的发展历史

机器生产的工厂制大工业发展到一定程度，必然要求机器本身的生产革命化，即建立机器制造业。机器制造业的建立是经历了一个过程的。最先投入使用的一批纺织机器，几乎全是木制的手工产品，或是由使用人自行制造，或是由钟表匠、木匠和工具制造匠为使用人定制，甚至蒸汽机最早也不是由波尔顿—瓦特商号制造的。他们只提供图纸，监督生产。由此可见，工业革命开始时虽有机器生产，但尚无真正的机器制造业。
手工生产木制机器有着本身无法克服的缺陷：成本很高，产量有限，转速不匀，容易磨损，构造简单，功效不高。上述缺陷是由手工方法与木料相适应、相结合而造成的。因此，要从根本上克服那些缺陷，必须从建筑材料、制作方法以及加工工具三个方面进行改革。随着冶铁业的发展，人们逐步开始以铁代替木材来生产机器零件，工厂越来越多地使用金属设备。威尔金森提供的优质汽缸，保证了瓦特改良蒸汽机的成功。铁器零件和设备的应用，必然要求制造方法和工具的改革。铁取代木材，增加了机器材料的硬度，而机器构造的日益复杂则要求零件的精确性和标准化。对此，原有的手工方法及所用的工具已无法满足需要。“大工业必须掌握它特有的生产资料，即机器本身，必须用机器来生产机器。这样，大工业才能建立起与自己相适应的技术基础，才得以自立。” 建国后，随着国家机械工业的迅速发展。民族地区机械工业也得到较快地发展。现在，从制造一般机电产品到制造大型复杂地精密设备，甚至已达到生产电子产品，并在各省区已形成了一个门类比较齐全。布局目趋合理、具有一定规模和技术水平的现代化机械工业系统。并出现了一批如交通运输设备制造、电气机械和器材制造、仪器仪表及计量器具制造等门类的机械工业基地，主要集中在呼和浩特、银川、乌鲁木齐、昆明、贵阳、南宁、柳州、梧州等市。
但民族地区机械工业目前前仍不能满足其经济日益发展的需要。主要问题是：虽然发展较快，但基础差，生产水平较低，设备陈旧消耗高，经济效益差，交通不便，信息不灵，应变能力差，管理落后，产品单一，缺乏竞争力等等。所以，近几年来各省区在“调整、改革、整顿、提高”的方针指引下，以经济效益为中心，狠抓机械工业的高速和改革、技术改造、产品更新，使机械工业得到更加协调、健康地发展。

C. 机械工程发展简史是什么

在人类历史的长河中，发生了五次决定人类命运的大革命。第一次革命发生在大约二百万年前，人类学会了使用最简单的机械——天然工具；第二次革命发生在大约五十万年前，人类发现并使用了火；第三次革命发生在大约一万五千年前，人类开始了农耕和畜牧，并大量使用简单的机械如图2-1所示；第四次革命发生在1750年到1850年之间，蒸汽机的发明导致了一场工业革命，在此期间，奠定了现代工业的基础；计算机的发明导致了一场现代工业革命，也就是第五次革命。计算机正在改变人类传统的生活方式和工作方式。人类的生存、生活、工作与机械密切相关。衣服是由纺织机织成布，然后用缝纫机制成的；粮食是用机械播种、收割、加工的；楼房是用机械盖的；电是用机械发出的；汽车、火车、飞机是机械，同时也是由机械制造的。

图2-1早期工具为了更好地了解现代机械，发明创造出新机械，了解机械的发明创造史是有必要的。古代由于自然条件的突然变化，生活在树上的类人猿被迫到陆地上觅食，为了和各种野兽抗争，他们学会了用天然的木棍和石块保卫自己，并用之猎取食物。通过使用天然工具，锻炼了他们的大脑和手指，并逐步通过敲击石块和磨制，学会了制造和使用简单的木制、石制工具，从事各种劳动。可以这样认为，发明并使用这些最简单工具的创举，是类人猿进化为人类的一个决定性因素。在以后漫长的岁月里，人类发现了火，并学会了钻木取火，使人类的生活质量有了很大提高。学会了把磨尖的石块安装在木棍上等更进一步的工具制造，加速了人类的进化过程。公元前四千年左右，人类又发现了金属，学会了冶炼技术，各类工具的使用得到了迅速发展。

D. 中国机械发展史及现状

中国是世界上机械发展最早的国家之一。中国的机械工程技术不但历史悠久，而且成就十分辉煌，不仅对中国的物质文化和社会经济的发展起到了重要的促进作用，而且对世界技术文明的进步做出了重大贡献.传统机械方面，我国在很长一段时期内都领先于世界。到了近代由于特别是从18世纪初到19世纪40年代，由于经济社会等诸多原因，我国的机械行业发展停滞不前，在这100多年的时间里正是西方资产阶级政治革命和产业革命时期，机械科学技术飞速发展，远远超过了中国的水平。这样，中国机械的发展水平与西方的差距急剧拉大，到十九世纪中期已经落后西方一百多年。 新中国建立后特别是近三十年来，我国的机械科学技术发展速度很快。向机械产品大型化，精密化、自动化和成套化的趋势发展。在有些方面已经达到或超过了世界先进水平。总的来说，就目前而言中国机械科学技术的成就是巨大的，发展速度之快，水平之高也是前所未有的。这一时期还没有结束，我国的机械科学技术还将向更高的水平发展。只要我们能够采取正确的方针、政策、用好科技发展规律并勇于创新，我国的机械工业和机械科技一定能够振兴，重新引领世界机械工业发展潮流。 虽然目前我国的机械技术取得了不小的成就，与世界先进的水平仍有不小差距，究其根本原因为制造技术不高；生产效率还比较低；工艺比较落后；整体设计水平及在资源共享方面仍有很大的提高空间。 是什么让我国的机械行业整体水平仍然出在比较低的阶段呢？我们不妨从以下方面进行分析： 一.就其总体而言先进的制造设备还没有普及，很多加工设备仍然是上世纪五.六十年代甚至是更早前出产的，这些设备不管在加工效率，加工精度都已经显得很落后，即使是有些设备经过改装但仍然是显得问题重重。 二.零件加工没有达到规模化，虽然我国已经有很多机械零件已经标准化，可以达到规模量产。但是仍然有许多非标的定制件只能单个生产，生产效率及加工成本非常的高. 三.加工水平非常低下也是影响我国机械行业发展的重要原因，几个人甚至一个人加几台破旧的设备就可以组成一个机械加工厂，这种家庭作坊式的加工方式完全依赖加工者的水平来生产，没有工艺，没有品质，没有效率。但是这种作坊工厂在我国依然普遍存在，这种生产出来的机械零件很难靠它去提升我国的机械设备加工，工艺水平。 四.加工工艺的编排的不合理同样造成生产效率，产品品质降低及加工成本的提高。甚至于很多加工厂根本在机械加工中根本就不编写加工工艺等必要的技术知道资料，完全考加工者经验来指导加工过程。 五.在机械设计方面也存在许多的问题，机械工程师在设计某一设备时，往往只考虑标准件和通用零部件的借用，而对于其他零部件则完全是根据自己的经验及所掌握的知识来确定，这就形成了一个设计孤岛问题，而事实上是可能其他地方刚好有一零件与自己需要的零件相同或相近，同时设计理念比自己的更先进，完全可以借用过来为我使用。如果能有这样一个平台可以使所有的非标的独立设计的零件的参数公布，设计师们可以通过该平台查找到合乎自己使用的非标件，如果借用的人多了，那么此非标件就可以当成一准标准件或通用件来使用，同样的那么这个零件的需求量就会多起来容易形成大批量的生产，相对的就能提高生产效率，品质和降低成本。更始最大程度上达到了资源的共享，也许就是这样越来越多的“标准件”就这样产生了。 综上所言，造成机械行业这种种问题的症结所在就是分散而毫无效率的生产规模，落后的机器设备，技术人才的严重不足，闭塞的信息交流。要解决以上问题那么就需要有一个整合的，交流的，展示的平台，在最大程度上的实现资源共享，解决行业孤岛问题，并以此达到整合，更大程度上的推进机械行业的快速发展。 加法资源网正是基于此战略高度而诞生的。“全参数化的、动态新增的、世界级的产品资源大全”，将至力于重点发展机械业，让更多的自制的非标准机械零配件转化为准标准化来提高推动机械业生产水平。加法资源网的设计构思带有一定的独创性，完全不同于其他信息交易网的建站思想，我们主要是以归类整理产品信息资源为主，为工程设计技术人员，企业生产决策者提供较全面的具有实际指导意义的信息。加法资源网简单看是一部动态的不断更新的工具手册，深入发展可以解决企业之间的信息孤岛问题，加快助进企业之间生产过程的半

E. 机械制造制造发展史

公元前～公元元年
公元前7000年，巴勒斯坦地区犹太人建立杰里科城，城市文明首次出现在地球上，最早的车轮或许是此时诞生的。杰利科是世界第一城，也被称为世界文明的摇篮。
公元前4700年，埃及巴达里文化进入青铜器时代，搬运重物的工具有滚子、撬棒和滑橇等，如埃及建造金字塔时就已使用这类工具。
公元前3500年，古巴比伦的苏美尔诞生了带轮的车，是在橇板下面装上轮子而成。
公元前3000年，美索不达米亚人和埃及人开始普及青铜器，青铜农具及用来修造金字塔的青铜工具（比如：凿子）在此时已广泛使用。
公元前2800年，中国中原地区出现原始耕地工具——耒耜（木制）。
公元前2800年，青铜器制作技术传入我国周边，西域的游牧民族（现中国甘肃东乡马家窑文化遗址）出现锡青铜铸成的铜刀。
公元前2686（埃及第三至第六王朝），开始出现牛拉的原始木犁和金属镰刀。铜制工具的制造多用锻打法。
公元前2500年，欧亚之间地区就曾使用两轮和四轮的木质马车．埃及古代墓葬中曾发现公元前1500年前后的两轮战车。
公元前2500年，伊拉克和埃及用失蜡法铸造青铜金属饰物。
公元前2400年，埃及出现腕尺、青铜手术刀，滑轮等机械设备。
公元前2070年，中华民族开始出现，传说中大禹治水就在此时期。
公元前2000年，中国甘肃武威皇娘娘台齐家文化遗址留存经过冷锻的红铜刀、凿。
埃及等地出现切割树木的车床。
中国中原地区开始制造以圆木板为行走部件的车辆（轮子）。
公元前1700年，西亚巴格达附近，欧贝德文明进入铁器时代。
公元前1600年，青铜器正式传入中原，中国开始用天然磨料磨制铜器和玉器。
公元前1400年，中国河北藁城和北京平谷县留存经过热锻的铁刃铜钺。
公元前1400——1300年，得到考古学支持的商代甲骨文出现，中国进入有文字时代。
公元前1400年，中国河南安阳殷墟留存商代晚期最重的青铜器司母戊方鼎。
中国河南安阳殷墟留存经过再结晶退火的金箔。
中国出现象牙尺。
公元前1400年，小亚细亚的古国赫梯王国开始使用铁器。
公元前1300年，中始用铜犁。
中国用研磨方法加工铜镜。
公元前1200年，叙利亚出现磨谷子用的手磨。
两河流域文明在建筑和装运物料过程中，已使用了杠杆、绳索滚棒和水平槽等简单工具。
滑轮技术流传到亚述，亚述人作城堡上的放箭机构。
埃及出现绞盘，最初用在矿井中提取矿砂和从水井中提水。
埃及初步出现了水钟、虹吸管、鼓风箱和活塞式唧筒等流体机械。
公元前1000年，铁器制作技术自印度传入中原邻近的少数民族，中国西部国家（南越，楚国）出现带铁犁铧的犁。
公元前1000年，中国发明冶铸青铜用的鼓风机。
公元前770年，中国开始使用失蜡铸造方法铸造青铜器。
中原出现可锻铸铁和铸钢。
中国已普遍用漏壶计时
西元纪年法（阳历）诞生(凯撒公元前48年，经凯撒修正后，这一历法称为凯撒历)，罗马文明确定太阳历与24节气。
公元前770年，中国湖北铜绿山春秋战国古铜矿遗址留存木制辘轳轴。
中国出现制造战船的工场。
公元前700年，中国出现滑轮。
公元前600年，古希腊和古罗马进入古典文化时期，这一时期在古希腊诞生了一些著名的哲学家和科学家，他们对古代机械的发展作出了杰出的贡献。如学者希罗著书阐明关于五种简单机械(杠杆、尖劈、滑轮、轮与轴、螺纹)推动重物的理论，这是已知的最早的机械理论书籍。
公元前513年，中国的《左传》记载中国最早的铸铁件——晋国铸刑鼎。
希腊罗马地区木工工具有了很大改进，除木工常用的成套工具如斧、弓形锯、弓形钻、铲和凿外，还发展了球形钻、能拔铁钉的羊角锤、伐木用的双人锯等。此时，长轴车床和脚踏车床已开始广泛使用，用来制造家具和车轮辐条。脚踏车床一直延用到中世纪，为近代车床的发展奠定了基础。
公元前500年，中国湖北随县曾侯乙墓留存春秋战国时期最复杂、最精美的青铜器—曾侯乙尊盘和曾侯乙编钟，编钟由8组65枚组成，采用浑铸法铸造。
中国春秋末期的齐国编成手工艺专著《考工记》。
世界上第一枚冲制法制成的钱币在罗马诞生，这是金属加工方面的一大成就，是现代成批生产技术的萌芽。
公元前476年，中国出现用天然磁铁制成的指南针—司南。
中国开始用叠铸法铸造青铜刀币。
中国河北易县燕下都遗址留存的钢剑中有淬火组织，矛、箭铤中有正火组织。
中国河南洛阳留存经脱碳退火的白口铸锛，表面已脱碳成钢。
中国河南信阳留存汞齐鎏金器物。
公元前476年，中国山西永济县蘖家崖留存青铜棘齿轮(直径25毫米，40齿)
中国河北武安午汲古城遗址留存铁制棘齿轮。
公元前400年，中国的公输班发明石磨。
公元前220年，希腊的阿基米德创制螺旋提水工具。
希腊的阿基米德提出物体浮力理论——阿基米德原理。
古希腊人在手磨的基础上制成了轮磨。
中国西安兵马俑出土的青铜秦剑大约诞生于此时期。
公元前206年，中国西汉出现青铜铸件透光镜。
公元前206年，齿轮在欧洲出现，最早的应用是装在战车用来记录行车里程的里程计上。
中国四川成都市站东乡留存滑车。
罗马在单轮滑车的基础上发明复式滑车。它最早应用是在建筑上起吊重物。
公元前113年，中国河北满城西汉中山靖王刘胜墓留存经过渗碳处理的佩剑。
公元前110年前后，罗马桔槔式提水工具和吊桶式水车使用范围扩大，涡形轮和诺斯水磨等新的流体机械出现，前者靠转动螺纹形杆，将水由低处提到高处，主要用于罗马城市的供水。后者用来磨谷物，靠水流推动方叶轮而转动，其功率不到半马力。
公元前100年，罗马功率较大的维特鲁维亚水磨出现，水轮靠下冲的水流推动，通过适当选择大小齿轮的齿数，就可调整水磨的转速，其功率约三马力，后来提高到五十马力，成为当时功率最大的原动机。
公元元年至１７００年
公元1世纪，亚历山大的西罗著有《气动力学》，其中记载利用蒸汽作用旋转的气转球(反动式汽轮机雏形)。同时，西罗发明的汽转球(又叫风神轮)出现。汽转球作为第一个把蒸汽压力转化为机械动力的装置，它也是最早应用喷气反作用原理的装置。
公元9年，中国制出新莽卡尺。
25～221年，中国的毕岚发明翻车(龙骨水车)。
中国的杜诗发明冶铸鼓风用水排。
中国出现水轮车(水轮机雏形)。
78～139年，中国的张衡发明浑天仪(水运浑象)，由漏水驱动，能指示星辰出没时间。
2世纪，中国用花纹钢制造宝刀、宝剑——类似大马士革刚。
105年，中国的蔡佗监造出良纸。
220～230年，中国出现记里鼓车。
235年，中国的马钧发明由齿轮传动的指南车。
265—420年，中国的杜预发明由水轮驱动的连机碓和水转连磨。
4世纪，地中海沿岸国家在酿酒压力机上应用螺拴和螺母。
西方机械技术的发展因古希腊和罗马的古典文化处于消沉而陷于长期停顿。黑死病等瘟疫的蔓延，是西方世界陷入长达400年的黑暗。
5～6世纪，中国发明磨车。
420～589年，中国出现车船。
550—580年，中国的綦母怀文发明灌钢技术。
618—907年，中国西安沙坡村留存银质被中香炉，结构奇巧。
700年，波斯开始使用风车。
953年，中国铸造大型铸铁件——沧州铁狮子(重5000千克以上)。
1041～1048年，中国的毕升发明活字印刷术。
1088年，中国的苏颂、韩公廉制成带有擒纵机构的水运仪象台。
1097年，中国在山西太原晋祠铸有四个大铁人——宋代铁人。
1127～1279年，中国发明水转大纺车。
1131～1162年，中国记载走马灯(燃气轮机雏形)。
1263年，中国的薛景石完成木制机具专著《梓人遗制》。
1330年，中国的陈椿在《敖波图》中记载化铁炉(搀炉)。
1332年，中国用铜制造大炮。
文艺复兴时代开始，意、法，英等国相继兴办大学，发展自然科学和人文科学，培养人才，西方机械技术开始恢复和发展。
1350年，意大利的丹蒂制成机械钟，以重锤下落为动力，用齿轮传动。
1395年，德国出现杆棒车床
1439年，德国谷腾堡发明金属活字凸版印刷机。
1608年，荷兰的李普希发明望远镜。
1629年，意大利的布兰卡设计出靠蒸汽冲击旋转的转轮(冲动式汽轮机的雏形)。
1637年，中国刊印了宋应星的科学技术著作《天工开物》，书中对中国古代生产器具和技术有详细记载。
1643年，意大利的托里拆利通过实验测定标准大气压值为760毫米汞柱高奠定了流体静力学和液柱式压力测量仪表的基础。
1660年，法国的帕斯卡提出静止液体中压力传递的基本定律，奠定了流体静力学和液压传动的基础。
1650～1654年，德国的盖利克发明真空泵，1664年他在马德堡演示了著名的马德堡半球实验，首次显示了大气压的威力。
1656～1657年，荷兰的惠更斯创制单摆机械钟。
1665年，荷兰的列文胡克和英国的胡克发明显微镜。
1698年，英国的萨弗里制成第一台实用的用于矿井抽水的蒸汽机—“矿工之友”。它开创了用蒸汽作功的先河。
公元１７００年～１８００年
1701年，英国的牛顿提出对流换热的牛顿冷却定律。
1705年，英国的纽科门发明大气活塞式蒸汽机，取代了萨弗里的蒸汽机。功率可达六马力。
1709～1714年，德国的华佗海特先后发明酒精温度计和水银温度计，并创立以水的冰点为32度、沸点为212度、中间分为180度的华氏温标。
1713～1735年，英国的达比发明用焦炭炼铁的方法。1735年，达比之子将焦炭炼铁技术用于生产。
1733年，法国的卡米提出齿轮啮合基本定律。
1738年，瑞士的丹尼尔第一·贝努利建立无粘性流体的能量方程—贝努利方程。
1742～1745年，瑞典的摄尔西乌斯创立以水的冰点为100度、沸点为0度的温标。1745年，瑞典的林奈将两个固定点颠倒过来，即成为摄氏温标。
18世纪中叶，法国的拉瓦锡和俄国的罗蒙诺索夫提出燃烧是物质氧化的理论。
1755年，瑞士的欧拉建立粘性流体的运动方程——欧拉方程。
1764年，英国的哈格里夫斯发明竖式、多锭、手工操作的珍妮纺纱机。
1769年，英国的瓦特取得带有独立的实用凝汽器专利，从而完成了蒸汽机的发明。这种蒸汽机后于1776年投入运行，热效率达2～4%。
法国的居诺制成三轮蒸汽汽车，这是第一辆能真正行驶的汽车。
1772～1794年，英国的瓦洛和沃恩先后发明球轴承。
1774年，英国的威尔金森发明较精密的炮筒镗床，这是第一台真正的机床—加工机器的机器。它成功地用于加工汽缸体，使瓦特蒸汽机得以投入运行。
1785年，法国的库仑用机械啮合概念解释干摩擦，首次提出摩擦理论。
英国的卡特赖特发明动力织布机，完成了手工业和工场手工业向机器大工业的过渡。
1786年，英国的西兹发明割穗机。
1787年，英国的威尔金森建成第一艘铁船。
1789年，法国首次提出“米制”概念。1799年制成阿希夫米尺(档案米尺)
1790年，英国的圣托马斯发明缝制靴鞋用的链式单线迹手摇缝纫机，这是世界上第一台缝纫机。
18世纪90年代，英国的边沁先后发明平刨床、单轴木工铣床、镂铣机和木工钻床。
1792年，英国的莫兹利发明加工螺纹的丝锥和板牙。
1794年，英国的威尔金森建成冲天炉。
1795年，英国的布拉默发明水压机。
1797年，英国的莫兹利发明带有丝杠、光杠、进给刀架和导轨的车床，可车削不同螺距的螺纹。
1799年，法国的蒙日发表《画法几何》一书，使画法几何成为机械制图的投影理论基础。

F. 机械设计发展史

按时间来分，可分为三个阶段，分别是：从古代社会到17世纪为机械设计起源和古代机械设计阶段，由17世纪至第二次世界大战结束为近代机械设计，第二次世界大战结束直到现在为现代设计阶段。如果按其内容来分，可分为：直觉设计阶段，经验设计阶段和理论设计阶段。两种划分是一一对应的，是从不同角度来划分机械设计的发展史。每一个阶段在设计理论，方法和制造工艺方面都有明显的特色。下面就按时间来划分，把机械设计发展史划分为三个阶段来论述。1.1 机械设计起源和古代机械设计 我国近代的考古发现证明了一些传说和记载。在浙江余姚河姆渡，河南郑裴李岗等遗址中都发现了七八千年以前制造相当精致的农具如石铲等。我国古代经书中，对于古代使用，制造机械的情况有许多记载。《周易》“系辞下”中有“黄帝，尧，舜氏作，刳木为舟，剡木为楫，剡楫之力以济不通”，“服牛乘马，引以致远”，“断木为杵，掘地为舀”。由此可见，在4000多年以前，我国古代已经发明了车，船，农具和许多生活用具。在《周易》第47卦“困”的卦辞中有“困于金车”，金车指用铜装饰起来的豪华马车。清代学者章诚说“六经皆史”，在我国古代文献中随处可以见机械产品与人民生活密切的联系，在我国春秋战国时代的著作《道德经》中有“三十辐共一毂，像日月也”的说法，而在秦陵发掘出来的二号铜车马，车融会贯通就有30个车辐。虽然据统计，当时的车每个车轮用30个轮辐，但是对轮辐的数目已经有了一定的规则。此外，我国古代在武器，纺织机械，农具，船舶等方面也有许多发明，到秦汉时期（公元前221至公元220年）我国机械设计和制造已经达到相当高的技术水平，在当时世界上处于领选地位，在世界机械工程史上占有十分重要的位置。 在我国古代，机械发明，设计者与制造者是统一的。有许多著名的人物，他们的成果代表了当时我国的机械的设计水平。唐代的时侯我国与许多国家开展了经济，文华和科学技术的交流，与东南亚，南亚，阿拉伯，非洲东海岸贸易频繁，对中国和世界其它的一些国家有很大的影响。由于贸易的发展，要求商品增加，从而改进生产设备，使机械设计有了很大的发展，造纸，纺织，农业，矿业，陶瓷，印染，兵器等都有了新的进展，机械设计水平也提高了一大步，宋代沈括的著作《梦溪笔谈》记载了当时的许多科学成就，反映了当时的科学水平。世界其它的国家也有不少机械的成果。但这些设计多是凭设计者的经验完成的缺乏必要的，有一定精度的理论的计算。1.2 近代机械设计 17世纪欧洲的航海，纺织，钟表等工业的兴起，提出了许多技术部题，1644年英国组成了“哲学学院”，德国成立了实验研究会和柏林学会，1666年，法国，意大利也成立了研究机构。在这些机构中工作的意大利人伽里略（1564~1642）发表了自由落体定律，惯性定律，抛物体运动，还进行过梁的弯曲实验；英国人牛顿提出了到家动的三大定律，1688年，他提出了计算流体黏度阻力的公式，奠定了古典力学的基础；英国人虎克建立了在一定范围内弹性体的应力 - 应变成正比的虎克定律；1705年伯努力提出了梁弯曲的微分方程式，在古典力学的基础上建立和发展了近代机械设计的理论（也称常规机械设计理论），为18世纪产业革命中机械工业的迅速发展提供了有力的技术理论支持； 1764年英国人瓦特发明了蒸气机，为纺织，采矿，冶炼，船舶，食品，铁路等工业提供了强大的动力，推动了多种行业对机械的需求，使机械工业得到迅速的发展，而机械化使生产力迅速提高，进入了产业革命时代。这一时期，对机械设计提出了很多的要求，各种机械的载荷，速度，尺寸都有很大的提高，因此机械设计理论也在古典力学的基础上迅速发展。材料力学，弹性力学，流体力学，机械力学。疲劳力学，疲劳强度理论，实验应力分析方法等都取得了大量的成果，建立了自己的学科体系。 在1854年德国学者劳莱克斯发表了著作《机械制造中的设计学》把过去溶在力学中的机械设计学独立出来，建立了以力学和制造为基础的新科学体系，由此放生了“机构学”，“机械零件设计”，成为机械设计中的基本的内容。在这一基础上，机械设计学得到了很快的发展。在疲劳强度，接触应力，断裂力学，高温蠕变，流体动力润滑，齿轮接触疲劳强度计算，弯曲疲劳强度计算，滚动轴承强度理论等方面都取得了大量的成果，新工艺，新材科的，新结构的不断涌现没什么械设计的水平也取得了很大的发展。机器的尺寸减少，速度增加，性能提高，机械设计的计算方法和数据积累也相应有了很大的发展，反映了时代的特色。1.3 现代机械设计 第二次世界大战以后，作为机械设计的理论基础的机械学继续以更加迅猛的速度发展，摩擦学，可靠性分析，机械优化设计，有限元计算，尤其是计算机在机械设计中迅速推广，使机械设计的速度和质量都有大幅的提高。在机械中广泛运用计算机和自动化程度的提高，使现代的具有明显的特色。因此，机械设计在理论，内容和方法方面与过去相比都有了划时代的发展。而国际市场的激烈竞争，是现代机械设计的方法和发展的催化剂。世界各国逐渐认识到产品市场竞争对各国经济发展的重要作用。在产品竞争中，德国临于印有“MADE IN USA”的美国产品充斥德国市场，计划努力恢复德国产品的信誉，使“MADE IN GERMANY”风靡世界，提出了“关键在于设计”（Der Engpass ist die Knostrution)的口号。日本虽然在某尖端科学研究方面走在了一些国家的后面，但是，在产品设计的方面发展很快，迅速摆脱了二次世界大战以前“东洋货不好”的印象，大量生产各国市场上需要的产品，取得了巨大的经济效益。美国，英国也逐渐认识到产品设计的重要性，美国提出了“为竞争的优势而设计”(Designing for Compentitive Advance)的口号，有人说“21世纪将是设计的世纪”。因些，机械产品设计在这一时期获得了空前的发展。机械设计目前已经不宜作为机械学的一个分支，而应该认为是与机械学并立的一门技术科学了。 现代机械设计方法的特征是，它具有自己的学科体系和专门的内容。其核心技术有3个方面： （1）以产品的“功能”作为机械计的核心目标。美国麦尔斯提出了“顾客购买的不是产品的本身，而是产品所具有的功能”，明解地说明了“功能”是产品的本质和灵魂。这一原理的提出大大地解放了设计师的思想，为了实现某一功能，可以采用各种不同的原理和结构。我们可以从近年来的计时装置，文件复制设备，通讯方法等方面的飞速发展看出，设计师的聪明才智得到了空前的发挥，多方面的满足了社会的需要。 （2）“人机学”的形成和发展。机械的工作往往与人是不可分的，如汽车，飞机有些操纵的信号要靠人输入。必须考虑操纵者的反映速度和能力限制，还必须考虑操纵者和乘客的传舒适性。如有一些武器设计者已经考虑使用者中，虽然磊部分是作右手方便的，但是习惯于用左手的（称为左利手或左撇子）也占有一定的百分率。虽然许多产品已经向自动化发展，许多民用产品对使用者的拔术要求日益降低（俗称 “傻瓜化”）。但是机械产品竞毕竟是为了人类设计的。考虑“人机学”是提高产品的竞争能力的重要方面。实际上“傻瓜化”就是当前处理人机问题的一个重要的途径。（3）建立系统的“工业设计”学科体系。工业设计是设计者使产品在外观，色彩，形状，尺寸比例等方面的合理设计，使产品与人，环境更协调，以得到更好的使用效果与况争力。

G. 机械的发展简史

人类成为“现代人”的标志就是制造工具。石器时代的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单粗糙的工具是后来出现的机械的先驱。从制造简单工具演进到制造由多个零件、部件组成的现代机械，经历了漫长的过程。
几千年前，人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨，用来提水的桔槔和辘轳，装有轮子的车，航行于江河的船及桨、橹、舵等。所用的动力，从人自身的体力，发展到利用畜力、水力和风力。所用材料从天然的石、木、土、皮革，发展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷，制造陶瓷器皿的陶车，已是具有动力、传动和工作三个部分的完整机械。
人类从石器时代进入青铜时代，再进而到铁器时代，用以吹旺炉火的鼓风器的发展起了重要作用。有足够强大的鼓风器，才能使冶金炉获得足够高的炉温，才能从矿石中炼得金属。古埃及第十八王朝勒克米尔（Rekhmir,约公元前1450年）已有用以冶铸用的罐状鼓风器。在中国，公元前1000～前900年有了冶铸用的鼓风器，并逐渐从人力鼓风发展到畜力和水力鼓风。
15～16世纪以前，机械工程发展缓慢。但在以千年计的实践中，在机械发展方面还是积累了相当多的经验和技术知识，成为后来机械工程发展的重要潜力。17世纪以后，资本主义在英、法和西欧诸国出现，商品生产开始成为社会的中心问题。
18世纪后期，蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉、冶金等行业。制作机械的主要材料逐渐从木材改用更为坚韧，但难以用手工加工的金属。机械制造工业开始形成，并在几十年中成为一个重要产业。
机械工程通过不断扩大的实践，从分散性的、主要依赖匠师们个人才智和手艺的一种技艺，逐渐发展成为一门有理论指导的、系统的和独立的工程技术。机械工程是促成18～19世纪的工业革命，以及资本主义机械大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，随着各种机械的改进和发展，随着煤和金属矿石的需要量的逐年增加，人们感到依靠人力和畜力不能将生产提高到一个新的阶段。
在英国，纺织、磨粉等产业越来越多地将工场设在河边，利用水轮来驱动工作机械。但当时的煤矿、锡矿、铜矿等矿井中的地下水，仍只能用大量畜力来提升和排除。在这样的生产需要下，18世纪初出现了纽科门的大气式蒸汽机，用以驱动矿井排水泵。但是这种蒸汽机的燃料消耗率很高，基本上只应用于煤矿。
1765年，瓦特发明了有分开的冷凝器的蒸汽机，降低了燃料消耗率。1781年瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机，扩大了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的发明和发展，使矿业和工业生产、铁路和航运都得以机械动力化。蒸汽机几乎是19世纪唯一的动力源，但蒸汽机及其锅炉、凝汽器、冷却水系统等体积庞大、笨重，应用很不方便。
19世纪末，电力供应系统和电动机开始发展和推广。20世纪初，电动机已在工业生产中取代了蒸汽机，成为驱动各种工作机械的基本动力。生产的机械化已离不开电气化，而电气化则通过机械化才对生产发挥作用。
发电站初期应用蒸汽机为原动力。20世纪初期，出现了高效率、高转速、大功率的汽轮机，也出现了适应各种水利资源的水轮机，促进了电力供应系统的蓬勃发展。
19世纪后期发明的内燃机经过逐年改进，成为轻而小、效率高、易于操纵、并可随时启动的原动机。它先被用以驱动没有电力供应的陆上工作机械，以后又用于汽车、移动机械和轮船，到20世纪中期开始用于铁路机车。蒸汽机在汽轮机和内燃机的排挤下，已不再是重要的动力机械。内燃机和以后发明的燃气轮机、喷气发动机的发展，是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。
工业革命以前，机械大都是木结构的，由木工用手工制成。金属(主要是铜、铁)仅用以制造仪器、锁、钟表、泵和木结构机械上的小型零件。金属加工主要靠机匠的精工细作，以达到需要的精度。蒸汽机动力装置的推广，以及随之出现的矿山、冶金、轮船、机车等大型机械的发展，需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多，越来越大，要求的精度也越来越高。应用的金属材料从铜、铁发展到以钢为主。
机械加工包括锻造、锻压、钣金工、焊接、热处理等技术及其装备，以及切削加工技术和机床、刀具、量具等，得到迅速发展，保证了各产业发展生产所需的机械装备的供应。
社会经济的发展，对机械产品的需求猛增。生产批量的增大和精密加工技术的进展，促进了大量生产方法的形成，如零件互换性生产、专业分工和协作、流水加工线和流水装配线等。
简单的互换性零件和专业分工协作生产，在古代就已出现。在机械工程中，互换性最早体现在莫茨利于1797年利用其创制的螺纹车床所生产的螺栓和螺帽。同时期，美国工程师惠特尼用互换性生产方法生产火枪，显示了互换性的可行性和优越性。这种生产方法在美国逐渐推广，形成了所谓“美国生产方法”。 20世纪初期，福特在汽车制造上又创造了流水装配线。大量生产技术加上泰勒在19世纪末创立的科学管理方法，使汽车和其他大批量生产的机械产品的生产效率很快达到了过去无法想象的高度。
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，减少对手工技艺的依赖；提高成形加工、切削加工和装配的机械化和自动化程度；利用数控机床、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近于大量生产的水平；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加工技术。
18世纪以前，机械匠师全凭经验、直觉和手艺进行机械制作，与科学几乎不发生联系。到18～19世纪，在新兴的资本主义经济的促进下，掌握科学知识的人士开始注意生产，而直接进行生产的匠师则开始学习科学文化知识，他们之间的交流和互相启发取得很大的成果。在这个过程中，逐渐形成一整套围绕机械工程的基础理论。
动力机械最先与当时的先进科学相结合。蒸汽机的发明人萨弗里、瓦特，应用了物理学家帕潘和布莱克的理论；在蒸汽机实践的基础上，物理学家卡诺、兰金和开尔文建立起一门新的科学——热力学。内燃机的理论基础是法国的罗沙在1862年创立的；1876年奥托应用罗沙的理论，彻底改进了他原来创造的粗陋笨重、噪声大、热效率低的内燃机而奠定了内燃机的地位。其他如汽轮机、燃气轮机、水轮机等都在理论指导下得到发展，而理论也在实践中得到改进和提高。
早在公元前，中国已在指南车上应用复杂的齿轮系统，在被中香炉中应用了能永保水平位置的十字转架等机件。古希腊已有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆传动的记载。但是，关于齿轮传动瞬时速比与齿形的关系和齿形曲线的选择，直到17世纪之后方有理论阐述。
手摇把和踏板机构是曲柄连杆机构的先驱，在各文明古国都有悠久历史，但是曲柄连杆机构的形式、运动和动力的确切分析和综合，则是近代机构学的成就。机构学作为一个专门学科，迟至19世纪初才首次列入高等工程学院的课程。通过理论研究，人们方能精确地分析各种机构，包括复杂的空间连杆机构的运动，并进而能按需要综合出新的机构。
机械工程的工作对象是动态的机械，它的工作情况会发生很大的变化。这种变化有时是随机而不可预见；实际应用的材料也不完全均匀，可能存有各种缺陷；加工精度有一定的偏差等等。
与以静态结构为工作对象的土木工程相比，机械工程中各种问题更难以用理论精确解决。因此，早期的机械工程只运用简单的理论概念，结合实践经验进行工作。设计计算多依靠经验公式；为保证安全，都偏于保守，结果制成的机械笨重而庞大、成本高、生产率低、能量消耗很大。
从18世纪起，新理论的不断诞生，以及数学方法的发展，使设计计算的精确度不断的提高。进入20世纪，出现各种实验应力分析方法，人们已能用实验方法测出模型和实物上各部位的应力。
20世纪后半叶，有限元法和电子计算机的广泛应用，使得对复杂的机械及其零件、构件进行力、力矩、应力等的分析和计算成为可能。对于掌握有充分的实践或实验资料的机械或其元件，已经可以运用统计技术，按照要求的可靠度，科学地进行机械设计。

H. 机械发展简史是怎样的

在人类历史复的长河中，类人猿因为要应制对自然条件的变化，为了获得食物，为了与野兽抗争并生存下来，他们学会了使用木棍和石块等天然工具，由于对工具的熟练应用，他们的大脑和双手得到了锻炼，由此开始能制造和使用简单的木制和石制的工具，并开始逐步从事各种劳动。这种使用工具、发明工具以获得生存的创举是人类进化的重要标志和决定性因素。大约50万年前，古人类学会了钻木取火，利用火烧烤和煮熟食物，进而食物来源不断丰富，使人类生活质量有了很大提高。大约15000年前，古人类为了获得更多的食物，开始了农耕和畜牧，并大量使用简单机械，使劳动生产率得到不断提高。在1750年到1850年之间，蒸汽机的发明导致了一场工业革命，人们靠人力或畜力进行的手工生产逐步被以蒸汽为动力的机械化生产所取代，极大地推动了人类发展的进程。后来，随着人们对电力的广泛应用，以及计算机的发明，使人类生活发生了革命性改变。而今，机械作为推动人类历史进步的工具，更重要的是改变人们的生产方式，提高生活质量。

I. 机械系统的发展历程

在机械加工中，机床、刀具、夹具与被加工工件构成了一个实现某种加工方法的整体系统，这一系统称为
机械加工工艺
系统。即：在机械加工中，机床、刀具、夹具与被加工工件构成机械加工工艺系统。！