1.1机械工程的起源与发展.ppt

* 机械工程概论 第一章 绪论 张宪民 陈忠 邝泳聪 管贻生 注：本课件仅用于相关教师之间的交流，不作为学生学习之用 配套教材由华中科技大学出版社出版 第一章 绪论 1.1 机械工程的起源与发展 1.2 机械工程的内涵与大学本科相关课程体系 1.3 本书的特色与学习方法 1.4 知识拓展 1.5 重难点 1.6 思考与练习 1.7 参考文献 机械工程概论 1.1 机械工程的起源与发展 1.1.1 机械设计 1. 古代至17世纪初的古代设计技术 我国近代的考古发现和我国的古代经书中，表明了4000多年前我国的机械设计已经有了一定的规范以及掌握了初步的物理知识。 东汉时已经设计制造了比较成熟的记里鼓车和指南车，记里鼓车能自报车行距离，从记里原理来看，其内部构造肯定为机械传动，甚至有人推测有齿轮组成的轮系传动，并作出了复原模型，如图1-1所示。 图1-1 计里鼓车 宋代福建人苏颂奉皇帝之命设计制造了大型计时、天文仪器“水运仪象台”，其结构如图1-2所示。水运仪象台高约12m，宽约7m，分3层，上层平台上安放“浑仪”可对天体进行跟踪观测；中层密室内安放“浑象”可以演示天象，标出了约1400颗恒星的位置；下层是报时装置。 图1-2水运仪象台 三国时魏人马钧以善于设计、制造机械闻名。 13世纪末出现了铜火铳，元代有较大的发展，明初已能生产多种形式的火铳 机械工程概论 2. 17世纪初至第二次世界大战结束的机械设计 1.1 机械工程的起源与发展 17世纪欧洲的航海、纺织、钟表等工业兴起，提出了许多技术问题。 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、意大利也都成立了研究机构。 伽里略发现了自由落体定律、惯性定律、抛射体轨迹，还进行过梁的弯曲实验； 牛顿提出了运动三定律，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年伯努利提出了梁弯曲计算的微分方程式，在古典力学的基础上建立和发展了近代机械设计的理论(也称为常规机械设计理论) ； 1764年瓦特发明了蒸汽机，使机械工业机械化的迅速发展，从而进入了产业革命时代。 1854年德国学者劳莱克斯发表著作《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，建立了以力学和机械制造为基础的新学科体系，由此产生了“机构学”、“机械零件设计”，成为机械设计的基本内容。 这一时期，对机械设计提出了很多要求，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。 机械工程概论 3. 第二次世界大战结束到现在 1.1 机械工程的起源与发展 第二次世界大战以后，作为机械设计理论基础的机械学继续以更加迅猛的速度发展，以摩擦学、可靠性分析、机械优化设计、有限元计算及其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度的提高。在机械中广泛运用计算机和自动化程度的提高，使现代机械具有明显的特色。 国际市场的激烈竞争，使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： 面对印有“Made in USA”的美国产品充斥德国市场，德国提出了“关键在于设计”的口号，计划努力恢复德国产品的信誉，使“Made in Germany”风靡世界。 日本虽然在某些尖端科学研究方面走在一些国家的后面，但是在产品设计方面发展很快，迅速摆脱了二次世界大战以前“东洋货”质量不好的印象，大量生产各国市场需要的产品，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意义，美国提出了“为竞争的优势而设计”(Designing for Competitive Advantage)的口号。 因此，机械产品设计技术在这一时期获得了空前的进展，“21世纪将是设计的世纪”。机械设计目前已经不宜再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。 机械工程概论 机械工程概论 1.1 机械工程的起源与发展 1.1.2 机械制造 1. 古代制造技术的发展 1) 原动力方面的发明与制造技术的进步 (1) 牲畜力 (2) 风力 (3) 水力 (4) 热力 2) 传动机或传动机构方面的发明 (1) 绳带传动 (2) 链传动 (3) 齿轮和齿轮系传动 机械工程概论 1.1 机械工程的起源与发展 2. 近代制造技术的发展 1) 工业革命前后机械制造的发展 (1) 动力源的变革——从气压的利用到蒸汽机的诞