机械工程概论论文

机械工程的发展与展望机械工程的发展与展望 姓 名 指导教师 日期 2013 年 7 月 4 日 1 摘要 随着工程施工机械化程度的不断提高 工程机械 成为施工企业的重要生产力 各种工程机械的广泛应用 不仅加快了工程施工进度 而且提高了施工质量 机械 的发展对国民经济有着极为重要的影响力 本论文围绕机械工程的发展与展望的论题 主要 从动力机械 机械加工以及机械的应用领域等方面作了 简单的陈述 以期让大家更多地了解机械工程的发展史 现状以及将来的发展方向 从而更好地投身于机械方面 的学习 研究和工作等 关键词 影响力 动力机械 机械加工 应用领域 发展 与展望 2 前言 几千年前 人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼 和磨 用于提水的桔槔和辘轳 装有轮子的车 航行于江河 的船及桨 橹 舵等 所用的动力由人力发展到畜力 风力和水力 所用材料由天然的石 木 土 皮革等发 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 3 个部分的完整机 械 鼓风器对人类社会发展起了重要作用 强大的鼓 风器使冶金炉获得足够高的炉温 得从矿石中炼取金属 西周时期 中国就已有了冶铸用的鼓风器 15 16 世纪以前 机械工程发展缓慢 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 18 世纪后期 蒸汽机的应用从采矿业推广到纺 织 面粉和冶金等行业 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 3 正文 一一 动力动力机械机械的发展的发展 17 世纪后期 随着机械的改进 煤和金属矿石需求量 的增加 只依靠人力和畜力已不能适应生产提高的要求 于是在 18 世纪初出现了 T 纽科门的大气式蒸汽机 用以 驱动矿井排水泵 1765 年 J 瓦特发明了有分开凝汽器 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 促进矿业和工业生产 铁路和搬运机 械动力化 几乎成为 19 世纪唯一的动力源 但蒸汽机 及其锅炉 凝汽器和冷却水系统等体积庞大 笨重 应 用不便 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 发电站初期应用蒸 汽机为原动机 20 世纪初 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力资源的大 小功率 的水轮机 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 内燃机最初用于驱动没有电力供应的陆上工作机械 以 4 后又用于汽车 移动机械 如拖拉机 挖掘机械等 和轮 船 20 世纪中期开始用于铁路机车 内燃机和以后发明 的燃气轮机和喷气发动机 还是飞机 航天器等成功发 展的基础技术因素之一 二二 机械加工的发展机械加工的发展 工业革命以前 机械大都是由木工手工制成的木结 构 金属 主要是钢和铁 仅用以制造仪器 钟表 锁 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 随着蒸汽机的广泛使用以及 随之出现的矿山 冶金 轮船和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 所用金属 材料由铜 铁发展到以钢为主 机械加工 包括铸造 锻压 焊接 热处理等技术及其设备以及切削加工技术 和机床 刀具 量具等 迅速发展 从而保证了发展生产 所需要的各种机械装备供应 同时 随着生产批量的增 大和精密加工技术的发展 也促进了大量生产方法 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 的形成 5 三三 机械工程的应用领域机械工程的应用领域 机械工程的应用领域很广 凡使用机械 工具 以至 能源和材料生产的部门 无不需要机械工程的服务 现 代机械工程有 5 大服务领域 研制和提供能量转换机 械 包括将热能 化学能 原子能 电能 流体压力能 和天然机械能转换为适合于应用的机械能的各种动力机 械 以及将机械能转换为所需要的其他能量的能量变换 机械 研制和提供用以生产各种产品的机械 包括农 林 牧 渔业机械和矿山机械以及各种重工业机械和轻 工业机械等 研制和提供从事各种服务的机械 如物 料搬运机械 交通 运输机械 医疗机械 办公机械 通风 采暖和空调设备以及除尘 净化 消声等环境保护设备 等 研制和提供家庭和个人生活用的机械 如洗衣机 电冰箱 钟表 照相机 运动器械和娱乐器械等 研 制和提供各种机械武器 四四 机械工程的发展展望机械工程的发展展望 人类智慧的增长并不减少双手的作用 相反地却要 求手作更多 更精巧 更复杂的工作 从而更促进手的 6 功能 手的实践反过来又促进人脑的智慧 在人类的整 个进化过程中 以及在每个人的成长过程中 脑与手是互 相促进和平行进化的 人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间 的关系 其区别仅在于人工智能的硬件还需要利用机械 制造出来 过去 各种机械离不开人的操作和控制 其反 应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限 制 人工智能将会消除了这个限制 计算机科学与机械 工程之间的互相促进 平行前进 将使机械工程在更高的 层次上开始新的一轮大发展 19 世纪时 机械工程的知识总量还很有限 在欧洲的 大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科 被称 为民用工程 19 世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科 进入 20 世纪 随着机械工程技术的发展和知识总量的增 长 机械工程开始分解 陆续出现了专业化的分支学科 这种分解的趋势在 20 世纪中期 即在第二次世界大战结 束的前后期间达到了最高峰 由于机械工程的知识总量 已扩大到远非个人所能全部掌握 一定的专业化是必不 可少的 但是过度的专业化造成知识过分分割 视野狭 窄 不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局 并且 7 缩小技术交流的范围 阻碍新技术的出现和技术整体的 进步 对外界条件变化的适应能力很差 封闭性专业的 专家们掌握的知识过狭 考虑问题过专 在协同工作时配 合协调困难 也不利于继续自学提高 因此自 20 世纪中 后期开始 又出现了综合的趋势 人们更多地注意了基 础理论 拓宽专业领域 合并分化过细的专业 综合 专业分化 再综合的反复循环 是知识发展的合 理的和必经的过程 不同专业的专家们各具有精湛的专 业知识 又具有足够的综合知识来认识 理解其他学科 的问题和工程整体的面貌 才能形成互相协同工作的有 力集体 综合与专业是多层次的 在机械工程内部有综合与 专业的矛盾 在全面的工程技术中也同样有综合和专业 问题 在人类的全部知识中 包括社会科学 自然科学 和工程技术 也有处于更高一层 更宏观的综合与专业 问题 8 结论 机械工程以增加生产 提高劳动生产率 提高生产 的经济性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 机械可以完成人用双手和双目 以及双足 双耳直 接完成和不能直接完成的工作 而且完成得更快 更好 现代机械工程创造出越来越精巧和越来越复杂的机械和 机械装