从古到今机械发展简史 世界机械发展史( 二 )
随着社会经济的发展,对机械产品的需求猛增 。生产批量的增加和精密加工技术的进步,促进了零件互换生产、专业分工协作、流水线和流水线等大量生产方式的形成 。
简单的互换零件和专业分工在古代就已经产生 。在机械工程中,互换性首先体现在1797年莫茨利的螺纹车床生产的螺栓和螺母上 。与此同时,美国工程师惠特尼用可互换的生产方法生产出火枪,显示了互换性的可行性和优越性 。这种制作方法在美国逐渐推广,形成了所谓的“美国制作法” 。
20世纪后
20世纪初,福特创造了汽车制造业的装配线 。泰勒在19世纪末创立的大规模生产技术和科学管理方法,使得汽车等大规模生产的机械产品的生产效率达到了过去难以想象的高度 。
20世纪中后期,机械加工的主要特点是:不断提高机床的加工速度和精度,减少对手工技能的依赖;提高成型加工、切割加工和装配的机械化和自动化程度;利用数控机床、加工中心、成组技术等开发柔性加工系统 。,从而将中小批量、多品种生产的生产效率提高到接近大批量生产的水平;研究和改进难加工的新型金属和非金属材料的成形和切削技术 。
18世纪以前,机械师靠经验、直觉和手艺制造机械,与科学几乎没有联系 。18-19世纪,在新兴资本主义经济的推动下,掌握科学知识的人开始重视生产,而直接进行生产的手工艺人开始学习科学文化知识,他们的交流和相互启发取得了巨大的成果 。在这个过程中,逐渐形成了一整套围绕机械工程的基础理论 。
当时机械第一次与先进的科学相结合 。蒸汽机的发明者萨弗里和瓦特应用了物理学家帕潘和布莱克的理论 。在蒸汽机实践的基础上,物理学家卡诺、兰金和开尔文建立了一门新的科学——热力学 。内燃机的理论基础是由法国的罗莎在1862年创立的 。1876年,奥托应用罗莎的理论,彻底改进了他最初创造的粗糙、笨重、噪音大、热效率低的内燃机,确立了内燃机的地位 。其他蒸汽轮机、燃气轮机、水轮机等 。在理论上已经在信息资源网的指导下发展起来,并且理论也在实践中得到完善和提高 。
早在公元前,中国就已经应用复杂的齿轮系统来引导汽车,并在香炉中使用十字炮塔等可以永远保持水平位置的部件 。古希腊有圆柱齿轮、锥齿轮、蜗杆传动的记载 。但直到17世纪,齿轮传动瞬时速比与齿廓的关系以及齿廓曲线的选择才得到理论上的阐述 。
手柄踏板机构是曲柄连杆机构的先驱,在所有古代文明中都有着悠久的历史 。然而,对曲柄连杆机构的形式、运动和动力的精确分析和综合是现代机构学的成就 。机构学作为一门专门学科,早在19世纪初就首次被列入高等工科院校的课程 。通过理论研究,人们可以精确地分析各种机构的运动,包括复杂空连杆机构,然后根据需要合成新的机构 。
机械的工作对象是动力机械,其工作条件会发生很大的变化 。这种变化有时是随机的,不可预测的;实际应用的材料并不完全均匀,可能存在各种缺陷;信息网络的处理精度存在一定偏差等等 。
与以静态结构为工作对象的土木工程相比,机械工程中的各种问题更难用理论精确解决 。所以早期的机械工程只是用简单的理论概念,结合实践经验来工作 。设计依赖于经验公式;为了保证安全,他们倾向于保守 。因此,制造的机器体积庞大,成本高,生产率低,能耗高 。
18世纪以来,随着新理论的诞生和数学方法的发展,设计和计算的精度不断提高 。20世纪出现了各种实验应力分析方法,人们已经能够通过实验方法测量模型和物体各部分的应力 。
20世纪下半叶,有限元法和计算机的广泛应用,使分析计算复杂机械及其零部件的力、力矩和应力成为可能 。对于有足够实际或实验数据的机械或其部件,可以利用统计技术,根据所需的可靠性,科学地设计机械 。
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