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机械发展史

摘要：机械是人类生活和生产的基本要素之一，是人类文明发展的重要组

成部分。本文将机械发展史分为三个阶段，依次回顾了每个发展阶段，每个阶段

的机械都各有特色，都曾经使得人类社会飞跃发展。同时，展望了未来机械发展

的方向。

关键词：机械发展史古代机械近代机械现代机械

“机械”词语由“机”与“械”两个汉字组成。“机”——原指局部的关键

机件；“械”——在中国古代原指某一整体器械或器具。这两字连在一起，组成

“机械”一词，便构成一般性的机械概念。从简单的机械使用到如今各种大型机

械的普及，人类通过自己的努力，达到了对机械相对完美的使用，为人类的生产

生活提供了极大的便利。机械发展史可大致分为三个阶段：古代机械、近代机械、

现代机械。

一、古代机械

古代机械的动力主要来源：人力、畜力以及水力。公元前4700年，埃及巴

达里文化进入青铜器时代，古埃及人在修建埃及金字塔时，就使用了滚木来搬运

巨石。公元前3500年，古巴比伦的苏美尔出现了车，用轮子装在撬板下面组成。

阿基米德利用螺旋作用在水管里旋转而把水吸上来的工具，埃及一直到二千年后

的现代，还有人使用这种器械。公元1世纪，东汉用“水排”发力鼓风，以水力

炼铁，这其中就应用到了齿轮和连杆机构。公元2世纪，中国出现了活字印刷术，

水转大纺车，铜质大炮等大型机械。晋代的“连磨”，用一头牛即可驱动八台磨

盘（见图1），这其中便应用了齿轮系。中世纪，欧洲人用脚踏板驱动加工木棒

的车床，利用曲轴实现研磨（见图2）。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，开创了用蒸汽作功的先河。

图1：八台磨盘图2：利用曲轴的研磨机

二、近代机械

动力的变革推动了机械的飞速发展和广泛应用。1765年，瓦特（Watt）改良

了蒸汽机，揭开了第一次工业革命的序幕。蒸汽机给人类带来了强大的动力，推

动了机械的快速发展，各种由动力驱动的产业机械如雨后春笋般出现。19世纪第

二次工业革命，电动机和内燃机发明电力代替了蒸汽，为汽车、飞机的出现提供

了可能性。1886年，本茨发明的汽油发动机为动力的三轮车（见图3）被授予专

利。与此同时，戴姆勒也发明了第一辆四轮汽车（见图4）。18世纪末，现代车

床的雏形在英国出现。19世纪中叶，各种类型的通用机床已基本齐备。19世纪

末，大型机床、自动机床已问世。随着社会需求的日益增长，在20世纪初，以

福特汽车的流水线生产为标志，机械制造进入了大批量生产模式的时代。随着机

器的不断发展，机械的理论和设计方法成为人们的需求，呼之欲出。

图3：汽油发动机的三轮车图4：第一辆四轮汽车

三、现代机械

20世纪中叶以来，计算机的不断发展和应用，使机械设计方法不断更新，各

种CAD辅助软件工具的出现，比如UG、Proe、SolidWorks、Catia等，让机械设

计更趋于快速、精确。20世纪的最后30年里，

计算机应用的普及极大地推动了机械分析与设计方法的革新，手工计算法和

图解方法逐渐被计算机取代。计算机控制系统和伺服电机被引入到传统机器中来，

使其组成、面貌和功能发生了革命性的变化。随着计算机的发展和伺服电机的出

现，机器人作为现代机器的代表正式问世。机器人在工业生产中被越来越广泛地

应用，比如搬运、装配、焊接、喷漆、凿岩等工作，大大解放了人工劳动力，提

高了效率。在潜水、管道修理、外科手术、生物工程、军事、星际探索等领域也

开始应用机器人，并承担着许多人无法直接操作完成的工作。

四、未来机械发展方向

1.精密化

精密加工，微型机械是现代化机械加工技术的目标之一。要求在机械制造过

程中精益求精，把误差缩减到最小，甚至零误差。把纳米技术和微型技术的研究

作为重点研究对象，并在实践中充分应用。

2.自动化

自动化不仅能够提高生产效率，而且可以提高生产质量。机械的生产对精密

度要求较高，对自动化的研究与深化有助于提高生产的效率。随着各种人工智能

和计算机的普及，机械加工自动化的水平也在不断提高。

3.信息化

在这个互联网时代，信息的传播与接收变得尤为重要，在机械加工生产中更

是如此，制造过程的实质正是对制造过程中信息资源的采集，输入，加工和处理

的过程。因此，要重视信息化，并充分发挥其作用。

结语

机械技术的不断进步为人类提高了生产力，提高了人