机械简史(上)
简介机械
1. ∶利用力学原理构成的机构
2. ∶比喻拘泥于成规,刻板而不知变通
机械(machine),源自于希腊语之mechine及拉丁文mecina,原指“巧妙的设计”,作为一般性的机械概念,可以追溯到古罗马时期,主要是为了区别与手工工具。现代中文之“机械”一词为机构为英语之(mechanism)和机器(machine)的总称。
机构的特征有:机械是一种人为的实物构件的组合。机械各部分之间具有确定的相对运动。机器具备机构的特征外,还必须具备第三个特征即能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能,故机器能转换机械能或完成有用代机械原理中的最基本的概念。
中文机械的现代概念多源自日语之“机械”一词,日本的机械饮用品对机械概念做如下定义(即符合下面三个特征称为机械machine):
1.机械是物体的组合,假定力加到其各个部分也难以变形。
2.这些物体必须实现相互的、单一的、规定的运动。
3.把施加的能量转变为最有用的形式,或转变为有效的机械功。
概念
最早的“机械”定义为古罗马建筑师维特鲁威(Vitruvii)在其著作《建筑十书》主要对于搬运重物发挥效力”的机械和工具作了区别:“机械(machane)和工具(organon)之间似乎有着以下的区别。即机械是以多数人工和很大的力量而发生效果的,如重弩炮和葡萄压榨机。而工具则是一名操纵人员慎重地处理来达到目的的,如蝎形轻弩炮或不等圆的螺旋装置。因此工具和机械都是利用上不可缺少的东西。”古希腊已有圆柱齿轮。亚历山大利亚·希罗(Heron of Alexandria)在1世纪最早讨论了机械的基本要素,他认为机械的要素有五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。希罗的论述反映了古典机械的特征。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。《释文》称:“机,弩牙;括,箭括。”《说文解字》对“机”的解释是“机,主发者也”,指弩机。
1724年德国莱比锡机械士廖波尔特(Leopold)给出的定义为“机械或工具是一种人造的设备,用它来产生有利的运动;同时在不能用其他方法节省时间和力量的地方,它能做到节省”。英国机械学家威利斯(R.Willis)在其《机构学原理》(The Principle of Mechanism,1841年)所给的定义是:“任何机械(machine)都是由用各种不同方式连接起来的一组构件组成,使其一个构件运动,其余构件将发生一定的运动,这些构件与最初运动之构件的相对运动关系取决于它们之间连接的性质。”德国机械学家勒洛(F.Reuleaux )在其《理论运动学》(Theoretische Kinematik ,Grundzüge einer Theorie des Maschienenwesens ,1875年)中的定义为“机械是多个具有抵抗力之物体的组合体,其配置方式使得能够借助它们强迫自然界的机械力做功,同时伴随着一定的确定运动。” 总体来讲,机械就是能帮人们降低工作难度或省力的工具装置,像筷子、扫帚以及镊子一类的物品都可以被称为机械,他们是简单机械。而复杂机械就是由两种或两种以上的简单机械构成。我们通常把这些比较复杂的机械叫做机器。
特征
机械是一种人为的实物构件的组合。
机械各部分之间具有确定的相对运动。
机器具备机构的特征外,还必须具备第三个特征即能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能,故机器能转换机械能或完成有用的机械功的机构。从结构和运动的观点来看,机构和机器并无区别泛称为机械。
基本定义
机构和机器的定义来源于机械工程学,属于现代机械原理中的最基本的概念,中文机械的现代概念多源自日语之“机械”一词,日本的机械工程学对机械概念做如下定义(即符合下面三个特征称为机械machine):
机械是物体的组合,假定力加到其各个部分也难以变形。
这些物体必须实现相互的、单一的、规定的运动。把施加的能量转变为最有用的形式,或转变为有效的机械功。
一切具有确定的运动系统的机器和机构的总称。如机床·拖拉机等;呆板;不灵活。
机械工程就是以有关的自然科学和技 术科学为理论基础,结合在生产实践中积累的技术经验,研究和解决在开发设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的理论和实际问题的一门应用学科。
各个工程领域的发展都要求机械工程有与之相适应的发展,都需要机械工程提供所必需的机械。某些机械的发明和完善,又会导致新的工程技术和新的产业的出现和发展。例如大型动力机械的制造成功,促成了电力系统的建立;机车的发明导致了铁路工程和铁路事业的兴起;内燃机、燃气轮机、火箭发动机等的发明和进步,以及飞机和航天器的研制成功导致了航空、航天事业的兴起;高压设备的发展导致了许多新型合成化学工程的成功等等。
机械工程就是在各方面不断提高的需求的压力下获得发展动力,同时又从各个学科和技术的进步中得到改进和创新的能力。
通常解释
机械是简单的装置,它能够将能量、力从一个地方传递到另一个地方。它能改变物体的形状结构创造出新的物件。在生活中,我们周围有数不清的不同种类的机械在为我们工作。
机械的日常的理解是机械装置,也就是各种机器与器械。
重要性解释
从机械专业的角度来说:机械具有相当重要的基础地位。
机械是现代社会进行生产和服务的五大要素(即人、资金、能量、材料和机械)之一。
在马克思说到工业社会时候,说工业社会,尤其是大工业社会,即用机器生产机器的时代。
无论从生活中接触的各种物理的装置,如电灯电话电视机冰箱电梯等等都包含有机器的成分,或者包含在广义的机械之中,而从生产中来看,各种机床,自动化装备,飞机,轮船,神五,神六等等,都缺不了机械。更不用说化工厂,电厂等。 所以,毫不夸张地说,机械是现代社会的一个基础。如果有人要说农业也是基础的话,也无可厚非,但是在现代的社会来说,机械作为整个工业和工程的基础,可以毫不夸张地认为也是社会一根大柱子。
任何现代产业和工程领域都需要应用机械,就是人们的日常生活,也越来越多地应用各种机械了,如汽车、自行车、钟表、照相机、洗衣机、冰箱、空调机、吸尘器,等等。
英语解释
machine machine tool mechanical cad/cam/cae/capp/cims
相关词汇
机械工业机器机构机械制造及其自动化工作母机优化设计现代机械设计方法 机械设计机构设计有限元分析反求工程
分类
机械的种类繁多,可以按几个不同方面分为各种类别,如:按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等;按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等;按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。 另外,机械在其研究、开发、设计、制造、运用等过程中都要经过几个工作性质不同的阶段。按这些不同阶段,机械工程又可划分为互相衔接、互相配合的几个分支系统,如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维修等。 这些按不同方面分成的多种分支学科系统互相交叉,互相重叠,从而使机械工程可能分化成上百个分支学科。例如,按功能分的动力机械,它与按工作原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力机械、核动力装置、内燃机、燃气轮机,以及与按行业分的中心电站设备、工业动力装置、铁路机车、船舶轮机工程、汽车工程等都有复杂的交叉和重叠关系。船用汽轮机是动力机械,也是热力机械、流体机械和透平机械,它属于船舶动力装置、蒸汽动力装置,可能也属于核动力装置等等。分析这种复杂关系,研究机械工程最合理的分支系统,有一定的知识意义,但没有太大的实用价值。
机械工程
(1)构件多功能设计
所谓构件多功能就是一个构件具有多个作用功能.在机构运作过程中能产生多个有用的动作。例如:在进料机构中推料构件既有推料到位的作用又有定位夹紧的功能在夹紧机构中,压紧构件既起压紧作用又有定位的功能;在作往复运动的机构中,对行程开关触动构件。既起触发机构作反向运动的作用,又有推动计数器作记录的功能。 采用构件多功能的设计,可使结构简单、紧凑和灵巧,可使机构运行稳定可靠。
(2)运动交换机构简单可靠
运动变换机构的设计,要根据使用的功能要求和技术条件,选择合理的机构,力求机构能简单可靠地实现运动形式和运动方向的变换能方便地进行作用力和工作位里的调节。机构类型的选择,要考虑其固有的特性,例如:减速机构必有省力和运行较平稳的功能。反之,增速机构不省力也不大平稳但有增大行程(或增大转角)和延时的作用。
机械工程的服务领域广阔而多面,凡是使用机械、工具,以至能源和材料生产的部门,都需要机械工程的服务。概括说来,现代机械工程有五大服务领域:研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研制和提供各种机械武器。
不论服务于哪一领域,机械工程的工作内容基本相同,主要有:
建立和发展机械工程的工程理论基础。例如,研究力和运动的工程力学和流体力学;研究金属和非金属材料的性能,及其应用的工程材料学;研究热能的产生、传导和转换的热力学;研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学;研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学等等。
研究、设计和发展新的机械产品,不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品,以适应当前和将来的需要。
机械产品的生产,包括:生产设施的规划和实现;生产计划的制订和生产调度;编制和贯彻制造工艺;设计和制造工具、模具;确定劳动定额和材料定额;组织加工、装配、试车和包装发运;对产品质量进行有效的控制。
机械制造企业的经营和管理。机械一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品。生产批量有单件和小批,也有中批、大批,直至大量生产。销售对象遍及全部产业和个人、家庭。而且销售量在社会经济状况的影响下,可能出现很大的波动。因此,机械制造企业的管理和经营特别复杂,企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。
机械产品的应用这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备,以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。
研究机械产品在制造过程中,尤其是在使用中所产生的环境污染,和自然资源过度耗费方面的问题,及其处理措施。这是现代机械工程的一项特别重要的任务,而且其重要性与日俱增。 真的很有用,谢谢啦! 佩服,佩服! 顶而不懈,遇到好贴决不能放过 佩服,佩服!
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