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江西中专学校机械专业介绍
添加时间:2019-11-30 13:56:31

人类成为“现代人”的标志就是制造工具。石器时期的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单粗糙的工具是后来呈现的机械的先驱。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,阅历了漫长的过程。   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,从人本身的膂力,开展到应用畜力、水力微风力。所用资料从自然的石、木、土、皮革,开展到人造资料。最早的人造 资料是陶瓷,制造陶瓷器皿的陶车,已是具有动力、传动和工作三个局部的完好机械。   人类从石器时期进入青铜时期,再进而到铁器时期,用以吹旺炉火的鼓风器的开展起了重要作用。有 足够强大的鼓风器,才干使冶金炉取得足够高的炉温,才干从矿石中炼得金属。在中国,公元前1000~前900年就已有了冶铸用的鼓风器,并逐步从人力鼓风 开展到畜力和水力鼓风。   15~16世纪以前,机械工程开展迟缓。但在以千年计的理论中,在机械开展方面还是积聚了相当多的经历和技术学问,成为后来机械工程开展的重要潜力。17世纪以后,资本主义在英、法和西欧诸国呈现,商品消费开端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行到纺织、面粉、冶金等行业。制造机械的主要资料逐步从木材改用更为坚韧,但难以用手工加工的金属。机械制造工业开端构成,并在几十年中成为一个重要产业。   机械工程经过不时扩展的理论,从分散性的、主要依赖匠师们个人才智和手艺的一种技艺,逐步开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世纪的工业反动,以及资本主义机械大消费的主要技术要素。   动力是开展消费的重要要素。17世纪后期,随着各种机械的改良和开展,随着煤和金属矿石的需求量的逐年增加,人们感到依托人力和畜力不能将消费进步到一个新的阶段。   在英国,纺织、磨粉等产业越来越多地将工场设在河边,应用水轮来驱开工作机械。但当时的煤矿、 锡矿、铜矿等矿井中的公开水,仍只能用大量畜力来提升和扫除。在这样的消费需求下,18世纪初呈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 蒸汽机的燃料耗费率很高,根本上只应用于煤矿。   1765年,瓦特创造了有分开的冷凝器的蒸汽机,降低了燃料耗费率。1781年瓦特又创制出提 供回转动力的蒸汽机,扩展了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的创造和开展,使矿业和工业消费、铁路和航运都得以机械动力化。蒸汽机简直是19世纪独一的动力源, 但蒸汽机及其锅炉、凝汽器、冷却水系统等体积庞大、笨重,应用很不便当。   19世纪末,电力供给系统和电动机开端开展和推行。20世纪初,电动机已在工业消费中取代了蒸汽机,成为驱动各种工作机械的根本动力。消费的机械化已离不开电气化,而电气化则经过机械化才对消费发挥作用。   发电站初期应用蒸汽机为原动力。20世纪初期,呈现了高效率、高转速、大功率的汽轮机,也呈现了顺应各种水利资源的水轮机,促进了电力供给系统的蓬勃开展。   19世纪后期创造的内燃机经过逐年改良,成为轻而小、效率高、易于支配、并可随时启动的原动 机。它先被用以驱动没有电力供给的陆上工作机械,以后又用于汽车、挪动机械和轮船,到20世纪中期开端用于铁路机车。蒸汽机在汽轮机和内燃机的排斥下,已 不再是重要的动力机械。内燃机和以后创造的燃气轮机、喷气发起机的开展,是飞机、航天器等胜利开展的根底技术要素之一。   工业反动以前,机械大都是木构造的,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、泵和木构造机械上的小型零件。金属加工主要靠机匠的精工巧作,以到达需求的精度。蒸汽机动力安装的推行,以及随之呈现的矿山、冶金、轮船、机车 等大型机械的开展,需求成形加工和切削加工的金属零件越来越多,越来越大,请求的精度也越来越高。应用的金属资料从铜、铁开展到以钢为主。   机械加工包括锻造、锻压、钣金工、焊接、热处置等技术及其配备,以及切削加工技术和机床、刀具、量具等,得到疾速开展,保证了各产业开展消费所需的机械配备的供给。   社会经济的开展,对机械产品的需求猛增。消费批量的增大和精细加工技术的停顿,促进了大量消费办法的构成,如零件互换性消费、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消费,在古代就已呈现。在机械工程中,互换性最早表现在莫茨利 于1797年应用其创制的螺纹车床所消费的螺栓和螺帽。同时期,美国工程师惠特尼用互换性消费办法消费火枪,显现了互换性的可行性和优越性。这种消费办法 在美国逐步推行,构成了所谓“美国消费办法”。   20世纪初期,福特在汽车制造上又发明了流水装配线。大量消费技术加上泰勒在19世纪末创建的科学管理办法,使汽车和其他大批量消费的机械产品的消费效率很快到达了过去无法想象的高度。   20世纪中、后期,机械加工的主要特性是:不时进步机床的加工速度和精度,减少对手工技艺的依 赖;进步成形加工、切削加工和装配的机械化和自动化水平;应用数控机床、加工中心、成组技术等,开展柔性加工系统,使中小批量、多种类消费的消费效率进步 到近于大量消费的程度;研讨和改良难加工的新型金属和非金属资料的成形和切削加工技术。   18世纪以前,机械匠师全凭经历、直觉和手艺停止机械制造,与科学简直不发作联络。到 18~19世纪,在新兴的资本主义经济的促进下,控制科学学问的人士开端留意消费,而直接停止消费的匠师则开端学习科学文化学问,他们之间的交流和相互启 发获得很大的成果。在这个过程中,逐步构成一整套盘绕机械工程的根底理论。   动力机械最先与当时的先进科学相分离。蒸汽机的创造人萨弗里、瓦特,应用了物理学家帕潘和布莱 克的理论;在蒸汽机理论的根底上,物理学家卡诺、兰金和开尔文树立起一门新的科学――热力学。内燃机的理论根底是法国的罗沙在1862年创建的;1876 年奥托应用罗沙的理论,彻底改良了他原来发明的粗陋笨重、噪声大、热效率低的内燃机而奠定了内燃机的位置。其他如汽轮机、燃气轮机、水轮机等都在理论指导 下得到开展,而理论也在理论中得到改良和进步。   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程度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世纪之前方有理论论述。   手摇把和踏板机构是曲柄连杆机构的先驱,在各文化古国都有长久历史,但是曲柄连杆机构的方式、 运动和动力确实切剖析和综合,则是近代机构学的成就。机构学作为一个特地学科,迟至19世纪初才初次列入高等工程学院(巴黎的工艺学院)的课程。经过理论 研讨,人们方能准确地剖析各种机构,包括复杂的空间连杆机构的运动,并进而能按需求综合出新的机构。   机械工程的工作对象是动态的机械,它的工作状况会发作很大的变化。这种变化有时是随机而不可预见;实践应用的资料也不完整平均,可能存有各种缺陷;加工精度有一定的偏向,等等。   与以静态构造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准确处理。因而,早期的机械工程只运用简单的理论概念,分离理论经历停止工作。设计计算多依托经历公式;为保证平安,都偏于激进,结果制成的机械笨重而庞大,本钱高,消费率低,能量耗费很大。   从18世纪起,新理论的不时降生,以及数学办法的开展,使设计计算的准确度不时的进步。进入20世纪,呈现各种实验应力剖析办法,人们已能用实验办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普遍应用,使得对复杂的机械及其零件、构件停止力、力矩、应力等的剖析和计算成为可能。关于控制有充沛的理论或实验材料的机械或其元件,曾经能够运用统计技术,依照请求的牢靠度,科学地停止机械设计。

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