工程文化概論機(jī)械工程與文化課件

工程訓(xùn)練與基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心EngineeringTrainingandBasicExperimentalCenter

----機(jī)械工程與文化

Mechanicalengineering

andculture

主講人：孟慶強(qiáng)

工程文化概論中國(guó)是世界上機(jī)械發(fā)展最早的國(guó)家之一。中國(guó)的機(jī)械工程技術(shù)不但歷史悠久，而且成就輝煌。在動(dòng)力的利用和機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上都有自己的特色。不僅對(duì)中國(guó)的物質(zhì)文化和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用，而且對(duì)世界技術(shù)文明的進(jìn)步做出重大貢獻(xiàn)。機(jī)械是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的標(biāo)志之一。

漢代文景之治唐代貞觀之治清代康乾盛世

西漢王朝能夠利用斜面、杠桿、滑輪、螺旋等較簡(jiǎn)單的常用機(jī)械外，能夠制造轆轤、齒輪、機(jī)括、弩匣等精密機(jī)械。正是如此古中國(guó)制造了許多令人稱(chēng)奇的機(jī)械設(shè)備。《墨經(jīng)》記載：“公輸子削木為鵲，三日不下”《渚宮舊事》嘗為木鳶，乘之以窺宋城?！蔽木爸挝靼渤鐾恋奶拼y盒，其內(nèi)孔與外圓的不同心度很小，子母口配合；在運(yùn)輸工具方面，人力和水力并用，南朝所謂千里船和160槳快艇，都是人力推進(jìn)的快速艦艇，唐代的李皋改進(jìn)了車(chē)船。

貞觀之治唐代已有筒車(chē)，從人力提水發(fā)展為水力提水。清乾隆年間宮廷造辦處曾制造大更鐘，它依靠懸錘的重力驅(qū)動(dòng)，并增添了精確的報(bào)更機(jī)構(gòu)。建造多個(gè)造船廠江南造船廠金陵造船廠

武漢造船廠康乾盛世動(dòng)力的變革材料的變革加工手段的變革生產(chǎn)模式的變革一、機(jī)械的變革動(dòng)力變革古代機(jī)械的動(dòng)力：人力、畜力和自然力。動(dòng)力制約了機(jī)械的發(fā)展。首先是動(dòng)力的變革推動(dòng)了機(jī)械的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

1765年，瓦特（Watt）發(fā)明了蒸汽機(jī)。揭開(kāi)了第一次工業(yè)革命的序幕。蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)業(yè)機(jī)械—紡織機(jī)、車(chē)床等，如雨后春筍般出現(xiàn)。蒸汽機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)小型化，所以在當(dāng)時(shí)的工廠里采用集中驅(qū)動(dòng)的方式。蒸汽機(jī)時(shí)代的紡織工廠蒸汽機(jī)皮帶天軸皮帶生產(chǎn)機(jī)械2皮帶生產(chǎn)機(jī)械1皮帶生產(chǎn)機(jī)械3……19世紀(jì)，第二次工業(yè)革命電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)發(fā)明為汽車(chē)、飛機(jī)的出現(xiàn)提供了可能性。電力代替了蒸汽。集中驅(qū)動(dòng)被拋棄了，每臺(tái)機(jī)器都安裝了獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)。

與此同時(shí)，戴姆勒也發(fā)明出了他的第一輛四輪汽車(chē)。

1886年，本茨發(fā)明的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的三輪車(chē)被授予專(zhuān)利。萊特兄弟1903材料變革石器——金屬——陶瓷材料——復(fù)合材料——高分子材料遠(yuǎn)古時(shí)代，手工制作;18世紀(jì)末，早期車(chē)床的雛形在英國(guó)問(wèn)世;19世紀(jì)中葉,動(dòng)力機(jī)床的已大體齊備；19世紀(jì)末，自動(dòng)機(jī)床、大型機(jī)床出現(xiàn)。加工手段的變革20世紀(jì)初葉，機(jī)械制造進(jìn)入了大批量生產(chǎn)模式的時(shí)代。生產(chǎn)模式變革20世紀(jì)中頁(yè)產(chǎn)生計(jì)算機(jī)現(xiàn)代智能機(jī)械的出現(xiàn)數(shù)控遙控觸摸智能機(jī)械的產(chǎn)生和使用機(jī)器人的出現(xiàn)隨著計(jì)算機(jī)和伺服電機(jī)的出現(xiàn)，機(jī)器人作為現(xiàn)代機(jī)器的代表走上了歷史舞臺(tái)。工業(yè)機(jī)器人特種機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人：工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類(lèi)指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行。清洗飛機(jī)的機(jī)器人隧道鑿巖的機(jī)器人幾種工業(yè)機(jī)器人特種機(jī)器人：除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類(lèi)的各種機(jī)器人總稱(chēng)。承擔(dān)著許多由人的直接操作無(wú)法完成的工作。包括民用和軍用兩類(lèi)水下掃雷機(jī)器人爬壁機(jī)器人幾種特種機(jī)器人軍用昆蟲(chóng)機(jī)器人爬纜索機(jī)器人3D打印3D打印是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。

3D打印技術(shù)的應(yīng)用3D打印機(jī)的應(yīng)用對(duì)象可以是任何行業(yè)，只要這些行業(yè)需要模型和原型。3D打印機(jī)需求量較大的行業(yè)包括政府、航天和國(guó)防、醫(yī)療設(shè)備、高科技、教育業(yè)以及制造業(yè)。海軍艦艇：2014年7月1日，美國(guó)海軍試驗(yàn)了利用3D打印等先進(jìn)制造技術(shù)快速制造艦艇零件，希望借此提升執(zhí)行任務(wù)速度并降低成本。航天科技：2014年9月底，完成首臺(tái)成像望遠(yuǎn)鏡，所有元件基本全部通過(guò)3D打印技術(shù)制造。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：2014年8月，北京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)成功地為一名12歲男孩植入了3D打印脊椎，這屬全球首例。房屋建筑：2014年8月，10幢3D打印建筑在上海張江高新青浦園區(qū)內(nèi)交付使用，作為當(dāng)?shù)貏?dòng)遷工程的辦公用房。

汽車(chē)行業(yè):2014年9月15日，第一輛3D打印汽車(chē)也終于面世。這輛汽車(chē)只有40個(gè)零部件，建造它花費(fèi)了44個(gè)小時(shí)，最低售價(jià)1.1萬(wàn)英鎊（約合人民幣11萬(wàn)元）二、機(jī)械的概念、組成和分類(lèi)何為機(jī)械？機(jī)械就是能幫人們降低工作難度或省力的工具裝置。

機(jī)械[machine;machinery]∶

利用力學(xué)原理構(gòu)成的裝置機(jī)械是機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱(chēng)機(jī)器自動(dòng)裝卸機(jī)器工業(yè)機(jī)器人

機(jī)器：

是人為實(shí)物的組合體，具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，可以用來(lái)轉(zhuǎn)換能量,完成有用功或處理信息，以代替或減輕人的勞動(dòng)。根據(jù)用途的不同，機(jī)器可分為動(dòng)力機(jī)器加工機(jī)器運(yùn)輸機(jī)器信息機(jī)器動(dòng)力機(jī)器其用途是轉(zhuǎn)換機(jī)械能。其他形式的能量機(jī)械能原動(dòng)機(jī)如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)換能機(jī)機(jī)械能其他形式的能量返回如空氣壓縮機(jī)加工機(jī)器尺寸形狀性質(zhì)狀態(tài)用來(lái)改變被加工對(duì)象的如:加工機(jī)床軋鋼機(jī)紡織機(jī)包裝機(jī)等。運(yùn)輸機(jī)器用來(lái)搬運(yùn)物品和人。如汽車(chē)、飛機(jī)、起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)。信息機(jī)器其功能是處理信息。例如復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、繪圖機(jī)等。信息機(jī)器雖然也作機(jī)械運(yùn)動(dòng)，但其目的是處理信息，而不是完成有用的機(jī)械功，因而其所需的功率甚小。機(jī)構(gòu)因此，可給出機(jī)構(gòu)的如下定義：機(jī)構(gòu)：人為實(shí)物的組合體，具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，可以用來(lái)傳遞和轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)。機(jī)器：人為實(shí)物的組合體，具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，可以用來(lái)轉(zhuǎn)換能量、完成有用功或處理信息，以代替或減輕人的勞動(dòng)。在各種機(jī)械中廣泛使用的一些機(jī)構(gòu)稱(chēng)為常用機(jī)構(gòu)如：

帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)常用機(jī)構(gòu)1、帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)咬合方式3、凸輪機(jī)構(gòu)4、連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械工程

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

材料成型及控制工程

機(jī)械電子工程

工業(yè)設(shè)計(jì)

過(guò)程裝備與控制工程

車(chē)輛工程

汽車(chē)服務(wù)工程按照機(jī)械工程學(xué)分類(lèi)機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械制造機(jī)械電子傳統(tǒng)機(jī)械學(xué)科主要包括的內(nèi)容所謂設(shè)計(jì)就是將人們頭腦中思考的物體變成實(shí)際物體的過(guò)程中做出的全部信息數(shù)據(jù)的工作。設(shè)計(jì)的本質(zhì)是革新和創(chuàng)新。需求是設(shè)計(jì)的動(dòng)力源泉。設(shè)計(jì)就是把各種先進(jìn)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的活動(dòng)。1、機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)的要求：●有新意、能解決問(wèn)題；●會(huì)看、繪圖紙，懂得各種符號(hào)的意義；●能熟練應(yīng)用各種設(shè)計(jì)軟件；●熟悉所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的原理結(jié)構(gòu)

2.機(jī)械零件制造

機(jī)械制造通常是指用機(jī)械的方法制造產(chǎn)品或制造機(jī)械產(chǎn)品兩個(gè)范疇，是指獲得產(chǎn)品形狀、尺寸、位置的技巧、方法和程序。它通常包括零件的制造與機(jī)器的裝配兩部分。零件的制造通常分為冷加工和熱加工兩大類(lèi)。

冷加工和熱加工的區(qū)別在于加工溫度。加工時(shí)材料的溫度在再結(jié)晶溫度以上，就是熱加工，在再結(jié)晶溫度以下，就是冷加工，（比如說(shuō)鋼，再結(jié)晶溫度為600多度）。

根據(jù)加工后質(zhì)量是否變化又分為：1）恒量法又稱(chēng)材料成形法、塑性加工法、變形法。2）減量法又稱(chēng)材料去除法、切削加工法、余量法。在材料去除法中，根據(jù)工件形態(tài)的變化過(guò)程和能源作用的形式，又可分為常規(guī)機(jī)械加工方法和特種加工方法兩種類(lèi)型。3）增量法又稱(chēng)生長(zhǎng)法或材料累加法。3、機(jī)電一體化技術(shù)及主要特征

機(jī)電一體化是結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體的產(chǎn)品。在以機(jī)械、電子技術(shù)為主的多學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合的過(guò)程中