機(jī)械

　　概念來(lái)源

　　機(jī)械這個(gè)詞源自于希臘語(yǔ)之Mechine及拉丁文Machina，最早的“機(jī)械”定義為古羅馬建筑師維特魯威（Vitruvii）在其著作《建筑十書(shū)》，主要對(duì)于搬運(yùn)重物發(fā)揮效力的機(jī)械和工具作了區(qū)別：“機(jī)械（machane）和工具（organon）之間似乎有著以下的區(qū)別。即機(jī)械是以多數(shù)人工和很大的力量而發(fā)生效果的，如重弩炮和葡萄壓榨機(jī)。而工具則是一名操縱人員慎重地處理來(lái)達(dá)到目的的，如蝎形輕弩炮或不等圓的螺旋裝置。因此工具和機(jī)械都是利用上不可缺少的東西。古希臘時(shí)期已有圓柱齒輪。亞歷山大利亞·希羅（Heron of Alexandria）在1世紀(jì)最早討論了機(jī)械的基本要素，他認(rèn)為機(jī)械的要素有五類：輪與軸，杠桿，滑車(chē)，尖劈，螺旋。希羅的論述反映了古典機(jī)械的特征。中國(guó)古代在香爐中應(yīng)用了能永保水平位置的十字轉(zhuǎn)架等機(jī)件。

　　英國(guó)機(jī)械學(xué)家威利斯（R.Willis）在其《機(jī)構(gòu)學(xué)原理》（The Principle of Mechanism，1841年）所給的定義是：“任何機(jī)械（machine）都是由用各種不同方式連接起來(lái)的一組構(gòu)件組成，使其一個(gè)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)，其余構(gòu)件將發(fā)生一定的運(yùn)動(dòng)，這些構(gòu)件與最初運(yùn)動(dòng)之構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系取決于它們之間連接的性質(zhì)。”德國(guó)機(jī)械學(xué)家勒洛（F.Reuleaux ）在其《理論運(yùn)動(dòng)學(xué)》（Theoretische Kinematik ，Grundzüge einer Theorie des Maschienenwesens，1875年）中的定義為“機(jī)械是多個(gè)具有抵抗力之物體的組合體，其配置方式使得能夠借助它們強(qiáng)迫自然界的機(jī)械力做功，同時(shí)伴隨著一定的確定運(yùn)動(dòng)。”

　　總體來(lái)講，機(jī)械就是能幫人們降低工作難度或省力的工具裝置，像筷子、掃帚以及鑷子一類的物品都可以被稱為機(jī)械，他們是簡(jiǎn)單機(jī)械。而復(fù)雜機(jī)械就是由兩種或兩種以上的簡(jiǎn)單機(jī)械構(gòu)成。通常把這些比較復(fù)雜的機(jī)械叫做機(jī)器。

　　中文概念與來(lái)源

　　“機(jī)械” 詞語(yǔ)由“機(jī)”與“械”兩個(gè)漢字組成。“機(jī)”——原指局部的關(guān)鍵機(jī)件；“械”——在中國(guó)古代原指某一整體器械或器具。這兩字連在一起，組成“機(jī)械” 一詞，便構(gòu)成一般性的機(jī)械概念。[1]

　　“機(jī)” 在古漢語(yǔ)中原指某種、某類特定的裝置，后來(lái)又泛指一般的機(jī)械?！渡袝?shū)·太甲》有“若虞機(jī)張，往省括于度，則釋”?！肚f子·齊物論》：“其發(fā)若機(jī)括。”《釋文》稱：“機(jī)，弩牙；括，箭括。”《說(shuō)文解字》對(duì)“機(jī)”的解釋是“機(jī)，主發(fā)者也”，指弩機(jī)。《莊子·山林》道：“豐狐，文豹……不免于網(wǎng)羅機(jī)辟之患”即指夾子一類的裝置。古代之“機(jī)抒”指織布機(jī)。《淮南子·氾論》載“伯余之初作衣也，……手經(jīng)指掛，其成猶網(wǎng)羅。后世為之機(jī)抒勝?gòu)?fù)以便其用。”《史記·酈生傳》有“農(nóng)夫釋耒，二女下機(jī)”。由此可知，“機(jī)”之本義指機(jī)械裝置中構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副的轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件。

　　“械”在古代中國(guó)指器械、器物等實(shí)物?！肚f子·天地》載“有械于此，一日浸百畦，用力甚寡而見(jiàn)功多”，其“械”在此為一般器械或器具；《墨子·公輸》：“公輸般為楚造云梯之械”在此指兵器；《漢書(shū)·司馬遷傳》載：“淮陰（韓信），王也，受械于陳”，在此 “械”指刑具。

　　《莊子·外篇·天地第十二》載“......子貢曰：‘有械于此，一日浸百畦，用力甚寡而見(jiàn)功多，夫子不欲乎？’為圃者仰而視之曰：‘奈何？’曰：‘鑿木為機(jī)，后重前輕，挈水若抽，數(shù)如湯，其名曰槔。’為圃者忿然作色而笑曰：‘吾聞之吾師，有機(jī)械者必有機(jī)事，有機(jī)事者必有機(jī)心。機(jī)心存于胸中，則純白不備。純白不備，則神生不定。神生不定者，道之所不載也。吾非不知，羞而不為也。’子貢瞞然，俯而不對(duì)。”這段對(duì)話為子貢與老人的對(duì)話給出了機(jī)械的概念界定即“機(jī)械是能用力甚寡而見(jiàn)功多的器械”。《韓非子》卷十五《難》二中有類似的論述：“審于地形、舟車(chē)、機(jī)械之利，用力少，致功大，則入多。”故此中國(guó)最遲在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期已形成了與現(xiàn)代機(jī)械工程學(xué)之“機(jī)械”涵義較相近的概念。

　　現(xiàn)代機(jī)械

　　1、機(jī)械是物體的組合，假定力加到其各個(gè)部分也難以變形。

　　2、這些物體必須實(shí)現(xiàn)相互的、單一的、規(guī)定的運(yùn)動(dòng)。

　　3、把施加的能量轉(zhuǎn)變?yōu)樽钣杏玫男问?，或轉(zhuǎn)變?yōu)橛行У臋C(jī)械功。

　　機(jī)構(gòu)和機(jī)器的定義來(lái)源于機(jī)械工程學(xué)，屬于現(xiàn)代機(jī)械原理中的最基本的概念，中文機(jī)械的現(xiàn)代概念多源自日語(yǔ)之“機(jī)械”一詞。

　　一切具有確定的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。如：機(jī)床、拖拉機(jī)等。

　　機(jī)械工程就是以有關(guān)的自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合在生產(chǎn)實(shí)踐中積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，研究和解決在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)用和修理各種機(jī)械中的理論和實(shí)際問(wèn)題的一門(mén)應(yīng)用學(xué)科。

　　各個(gè)工程領(lǐng)域的發(fā)展都要求機(jī)械工程有與之相適應(yīng)的發(fā)展，都需要機(jī)械工程提供所必需的機(jī)械。某些機(jī)械的發(fā)明和完善，又會(huì)導(dǎo)致新的工程技術(shù)和新的產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展。例如大型動(dòng)力機(jī)械的制造成功，促成了電力系統(tǒng)的建立；機(jī)車(chē)的發(fā)明導(dǎo)致了鐵路工程和鐵路事業(yè)的興起；內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等的發(fā)明和進(jìn)步，以及飛機(jī)和航天器的研制成功導(dǎo)致了航空、航天事業(yè)的興起；高壓設(shè)備的發(fā)展導(dǎo)致了許多新型合成化學(xué)工程的成功等等。

　　機(jī)械工程就是在各方面不斷提高的需求的壓力下獲得發(fā)展動(dòng)力，同時(shí)又從各個(gè)學(xué)科和技術(shù)的進(jìn)步中得到改進(jìn)和創(chuàng)新的能力。

　　機(jī)械是簡(jiǎn)單的裝置，它能夠?qū)⒛芰?、力從一個(gè)地方傳遞到另一個(gè)地方。它能改變物體的形狀結(jié)構(gòu)創(chuàng)造出新的物件。在生活中，我們周?chē)袛?shù)不清的不同種類的機(jī)械在為我們工作。

　　機(jī)械的日常的理解是機(jī)械裝置，也就是各種機(jī)器與器械。

　　從機(jī)械專業(yè)的角度來(lái)說(shuō)：機(jī)械具有相當(dāng)重要的基礎(chǔ)地位。

　　機(jī)械是現(xiàn)代社會(huì)進(jìn)行生產(chǎn)和服務(wù)的五大要素（即人、資金、能量、材料和機(jī)械）之一。

　　在馬克思說(shuō)到工業(yè)社會(huì)時(shí)候，說(shuō)工業(yè)社會(huì)，尤其是大工業(yè)社會(huì)，即用機(jī)器生產(chǎn)機(jī)器的時(shí)代。

　　無(wú)論從生活中接觸的各種物理的裝置，如電燈、電話、電視機(jī)、冰箱、電梯等等都包含有機(jī)器的成分，或者包含在廣義的機(jī)械之中，而從生產(chǎn)中來(lái)看，各種機(jī)床、自動(dòng)化裝備、飛機(jī)、輪船、神五、神六等等，都缺不了機(jī)械。

　　所以，機(jī)械是現(xiàn)代社會(huì)的一個(gè)基礎(chǔ)。如果有人要說(shuō)農(nóng)業(yè)也是基礎(chǔ)的話，也無(wú)可厚非，但是在現(xiàn)代的社會(huì)來(lái)說(shuō)，機(jī)械作為整個(gè)工業(yè)和工程的基礎(chǔ)，可以毫不夸張地認(rèn)為也是社會(huì)一根大柱子。

　　任何現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)和工程領(lǐng)域都需要應(yīng)用機(jī)械，就是人們的日常生活，也越來(lái)越多地應(yīng)用各種機(jī)械了，如汽車(chē)、自行車(chē)、鐘表、照相機(jī)、洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)機(jī)、吸塵器等等。

　　主要特征

　　機(jī)械是一種人為的實(shí)物構(gòu)件的組合。

　　機(jī)械各部分之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

　　機(jī)器具備機(jī)構(gòu)的特征外，還必須具備第3個(gè)特征即能代替人類的勞動(dòng)以完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能，故機(jī)器能轉(zhuǎn)換機(jī)械能或完成有用的機(jī)械功的機(jī)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)來(lái)看，機(jī)構(gòu)和機(jī)器并無(wú)區(qū)別泛稱為機(jī)械。

　　研究領(lǐng)域編輯

　　機(jī)械工程與技術(shù)

　　機(jī)械齒輪減速機(jī)

　　機(jī)械齒輪減速機(jī)

　　機(jī)械工程

　　機(jī)械學(xué)

　　機(jī)械設(shè)計(jì)

　　機(jī)械制圖

　　機(jī)械制造工藝與設(shè)備

　　機(jī)床技術(shù)

　　儀器儀表技術(shù)

　　流體傳動(dòng)與控制（包括氣動(dòng)液壓控制技術(shù)等）

　　機(jī)械制造自動(dòng)化

　　數(shù)控技術(shù)

　　工業(yè)機(jī)器人技術(shù)

　　計(jì)算機(jī)輔助制造

　　動(dòng)力機(jī)械工程

　　機(jī)械工程其他學(xué)科

　　主要分類

　　機(jī)械的種類繁多，可以按幾個(gè)不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動(dòng)力機(jī)械、物料搬運(yùn)機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械等；按工作原理可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、仿生機(jī)械等。

　　中國(guó)機(jī)械行業(yè)的主要產(chǎn)品包括以下12類：

　　農(nóng)業(yè)機(jī)械：拖拉機(jī)、播種機(jī)、收割機(jī)械等；

　　重型礦山機(jī)械：冶金機(jī)械、礦山機(jī)械、起重機(jī)械、裝卸機(jī)械、工礦車(chē)輛、水泥設(shè)備等；

　　工程機(jī)械：叉車(chē)、鏟土運(yùn)輸機(jī)械、壓實(shí)機(jī)械、混凝土機(jī)械等；

　　石化通用機(jī)械：石油鉆采機(jī)械、煉油機(jī)械、化工機(jī)械、泵、風(fēng)機(jī)、閥門(mén)、氣體壓縮機(jī)、制冷空調(diào)機(jī)械、造紙機(jī)械、印刷機(jī)械、塑料加工機(jī)械、制藥機(jī)械等；

　　電工機(jī)械：發(fā)電機(jī)械、變壓器、、高低壓開(kāi)關(guān)、電線電纜、蓄電池、電焊機(jī)、家用電器等；

　　機(jī)床：金屬切削機(jī)床、鍛壓機(jī)械、鑄造機(jī)械、木工機(jī)械等；

　　汽車(chē)：載貨汽車(chē)、公路客車(chē)、轎車(chē)、改裝汽車(chē)、摩托車(chē)等；

　　儀器儀表：自動(dòng)化儀表、電工儀器儀表、光學(xué)儀器、成分分析儀、汽車(chē)儀器儀表、電料裝備、電教設(shè)備、照相機(jī)等；

　　基礎(chǔ)機(jī)械：軸承、液壓件、密封件、粉末冶金制品、標(biāo)準(zhǔn)緊固件、工業(yè)鏈條、齒輪、模具等；

　　包裝機(jī)械：包裝機(jī)、裝箱機(jī)、輸送機(jī)等；

　　環(huán)保機(jī)械：水污染防治設(shè)備、大氣污染防治設(shè)備、固體廢物處理設(shè)備等；

　　礦山機(jī)械：巖石分裂機(jī)、頂石機(jī)等。

　　工程機(jī)械是指用于工程建設(shè)的施工機(jī)械的總稱。廣泛用于建筑、水利、電力、道路、礦山、港口和國(guó)防等工程領(lǐng)域。

　　工程機(jī)械種類繁多，按其用途主要分為：

　　挖掘機(jī)械：如單斗挖掘機(jī)（又可分為履帶式挖掘機(jī)和輪胎式挖掘機(jī))、多斗挖掘機(jī)（又可分為輪斗式挖掘機(jī)和鏈斗式挖掘機(jī))、多斗挖溝機(jī)（又可分輪斗式挖溝機(jī)和鏈斗式挖溝機(jī)）、滾動(dòng)挖掘機(jī)、銑切挖掘機(jī)、隧洞掘進(jìn)機(jī)（包括盾溝機(jī)械、掘進(jìn)機(jī)）等；

　　鏟土運(yùn)輸機(jī)械：如推土機(jī)（又可分為輪胎式推土機(jī)和履帶式推土機(jī)）、鏟運(yùn)機(jī)（又可分為履帶自行式鏟運(yùn)機(jī)、輪胎自行式鏟運(yùn)機(jī)和拖式鏟運(yùn)機(jī)）、裝載機(jī)（又可分為輪胎式裝載機(jī)和履帶式裝載機(jī)、平地機(jī)（又可分為自行式平地機(jī)和拖式平地機(jī))、運(yùn)輸車(chē)（又可分為單軸運(yùn)輸車(chē)和雙軸牽引運(yùn)輸車(chē)）、平板車(chē)和自卸汽車(chē)等；

　　起重機(jī)械：如塔式起重機(jī)、自行式起重機(jī)、桅桿起重機(jī)、抓斗起重機(jī)等；

　　壓實(shí)機(jī)械：如輪胎壓路機(jī)、光面輪壓路機(jī)、單足式壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)、夯實(shí)機(jī)、搗固機(jī)等；

　　樁工機(jī)械：如鉆孔機(jī)、柴油打樁機(jī)、振動(dòng)打樁機(jī)、壓樁機(jī)等；

　　鋼筋混凝土機(jī)械：如混凝土攪拌機(jī)、混凝土攪拌站、混凝土攪拌樓、混凝土輸送泵、混凝土攪拌輸送車(chē)、混凝土噴射機(jī)、混凝土振動(dòng)器、鋼筋加工機(jī)械等；

　　路面機(jī)械：如平整機(jī)、道碴清篩機(jī)等；

　　鑿巖機(jī)械：如鑿巖臺(tái)車(chē)、風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)、電動(dòng)鑿巖機(jī)、內(nèi)燃鑿巖機(jī)和潛孔鑿巖機(jī)等；

　　其他工程機(jī)械：如架橋機(jī)、氣動(dòng)工具（風(fēng)動(dòng)工具）等。

　　機(jī)械制圖

　　機(jī)械制圖是用圖樣確切表示機(jī)械的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、工作原理和技術(shù)要求的學(xué)科。圖樣由圖形、符號(hào)、文字和數(shù)字等組成，是表達(dá)設(shè)計(jì)意圖和制造要求以及交流經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)文件，常被稱為工程界的語(yǔ)言。[2]

　　用圖來(lái)狀物紀(jì)事的起源很早，如中國(guó)宋代蘇頌和趙公廉所著《新儀象法要》中已附有天文報(bào)時(shí)儀器的圖樣，明代宋應(yīng)星所著《天工開(kāi)物》中也有大量的機(jī)械圖樣，但尚不嚴(yán)謹(jǐn)。

　　1799年，法國(guó)學(xué)者蒙日發(fā)表《畫(huà)法幾何》著作，自此機(jī)械圖樣中的圖形開(kāi)始嚴(yán)格按照畫(huà)法幾何的投影理論繪制。為使人們對(duì)圖樣中涉及到的格式、文字、圖線、圖形簡(jiǎn)化和符號(hào)含義有一致的理解，后來(lái)逐漸制定出統(tǒng)一的規(guī)格，并發(fā)展成為機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)。各國(guó)一般都有自己的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際上有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)的機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定于1959年，后在1974年和1984年修訂過(guò)兩次。

　　在機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的項(xiàng)目有：圖紙幅面及格式、比例、字體和圖線等。在圖紙幅面及格式中規(guī)定了圖紙標(biāo)準(zhǔn)幅面的大小和圖紙中圖框的相應(yīng)尺寸。比例是指圖樣中的尺寸長(zhǎng)度與機(jī)件實(shí)際尺寸的比例，除允許用1:1的比例繪圖外，只允許用標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的縮小比例和放大比例繪圖。

　　在中國(guó)，規(guī)定漢字必須按長(zhǎng)仿宋體書(shū)寫(xiě)，字母和數(shù)字按規(guī)定的結(jié)構(gòu)書(shū)寫(xiě)。圖線規(guī)定有八種規(guī)格，如用于繪制可見(jiàn)輪廓線的粗實(shí)線、用于繪制不可見(jiàn)輪廓線的虛線、用于繪制軸線和對(duì)稱中心線的細(xì)點(diǎn)劃線、用于繪制尺寸線和剖面線的細(xì)實(shí)線等。

　　機(jī)械圖樣主要有零件圖和裝配圖，此外還有布置圖、示意圖和軸制圖等。零件圖表達(dá)零件的形狀、大小以及制造和檢驗(yàn)零件的技術(shù)要求；裝配圖表達(dá)機(jī)械中所屬各零件與部件間的裝配關(guān)系和工作原理；布置圖表達(dá)機(jī)械設(shè)備在廠房?jī)?nèi)的位置；示意圖表達(dá)機(jī)械的工作原理，如表達(dá)機(jī)械傳動(dòng)原理的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、表達(dá)液體或氣體輸送線路的管道示意圖等。示意圖中的各機(jī)械構(gòu)件均用符號(hào)表示。軸制圖是一種立體圖，直觀性強(qiáng)，是常用的一種輔助用圖樣。

　　表達(dá)機(jī)械結(jié)構(gòu)形狀的圖形，常用的有視圖、剖視圖和剖面圖等。

　　視圖是按正投影法即機(jī)件向投影面投影得到的圖形。按投影方向和相應(yīng)投影面的位置不同，視圖分為主視圖、俯視圖和左視圖等。視圖主要用于表達(dá)機(jī)件的外部形狀。圖中看不見(jiàn)的輪廓線用虛線表示。機(jī)件向投影面投影時(shí)，觀察者、機(jī)件與投影面三者間有兩種相對(duì)位置。機(jī)件位于投影面與觀察者之間時(shí)稱為第一角投影法。投影面位于機(jī)件與觀察者之間時(shí)稱為第三角投影法。兩種投影法都能同樣完善地表達(dá)機(jī)件的形狀。中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用第一角投影法。

　　剖視圖是假想用剖切面剖開(kāi)機(jī)件，將處在觀察者與剖切面之間的部分移去，將其余部分向投影面投影而得到圖形。剖視圖主要用于表達(dá)機(jī)件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。剖面圖則只畫(huà)出切斷面的圖形。剖面圖常用于表達(dá)桿狀結(jié)構(gòu)的斷面形狀。

　　對(duì)于圖樣中某些作圖比較繁瑣的結(jié)構(gòu)，為提高制圖效率允許將其簡(jiǎn)化后畫(huà)出，簡(jiǎn)化后的畫(huà)法稱為簡(jiǎn)化畫(huà)法。機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其中的螺紋、齒輪、花鍵和彈簧等結(jié)構(gòu)或零件的畫(huà)法制有獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)。

　　圖樣是依照機(jī)件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小按適當(dāng)比例繪制的。圖樣中機(jī)件的尺寸用尺寸線、尺寸界線和箭頭指明被測(cè)量的范圍，用數(shù)字標(biāo)明其大小。在機(jī)械圖樣中，數(shù)字的單位規(guī)定為毫米，但不需注明。對(duì)直徑、半徑、錐度、斜度和弧長(zhǎng)等尺寸，在數(shù)字前分別加注符號(hào)予以說(shuō)明。

　　制造機(jī)件時(shí)，必須按圖樣中標(biāo)注的尺寸數(shù)字進(jìn)行加工，不允許直接從圖樣中量取圖形的尺寸。要求在機(jī)械制造中必須達(dá)到的技術(shù)條件如公差與配合、形位公差、表面粗糙度、材料及其熱處理要求等均應(yīng)按機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)在圖樣中用符號(hào)、文字和數(shù)字予以標(biāo)明。

　　20世紀(jì)前，圖樣都是利用一般的繪圖用具手工繪制的。20世紀(jì)初出現(xiàn)了機(jī)械結(jié)構(gòu)的繪圖機(jī)，提高了繪圖的效率。20世紀(jì)下半葉出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)繪圖，將需要繪制的圖樣編制成程序輸入電子計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)再將其轉(zhuǎn)換為圖形信息輸給繪圖儀繪出圖樣，或輸送給計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)機(jī)床進(jìn)行加工。

　　圖樣一般需要描繪成透明底圖，用透明底圖洗印出藍(lán)圖或用氨熏出紫圖。20世紀(jì)中期出現(xiàn)了靜電復(fù)印機(jī) ，這種復(fù)印機(jī)可將原圖樣直接進(jìn)行復(fù)制，并可將圖放大或縮小。采用這種新技術(shù)可以省去描圖工序。

　　機(jī)械密封

　　機(jī)械密封也稱端面密封，主要用于泵、壓縮機(jī)、液壓傳動(dòng)和其他類似設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸的密封。機(jī)械密封由一對(duì)和數(shù)對(duì)動(dòng)環(huán)與靜環(huán)組成的平面摩擦副構(gòu)成的密封裝置。

　　機(jī)械密封是由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力（或磁力）的作用下以及輔助密封的配合下保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。補(bǔ)償環(huán)的輔助密封為金屬波紋管的稱為波紋管機(jī)械密封。

　　組成

　　主要有以下四類部件：

　　1、主要密封件：動(dòng)環(huán)和靜環(huán)；

　　2、輔助密封件：密封圈；

　　3、壓緊件：彈簧、推環(huán)；

　　4、傳動(dòng)件：彈箕座及鍵或固定螺。

　　分類

　　按彈簧元件旋轉(zhuǎn)或靜止可分為：旋轉(zhuǎn)式內(nèi)裝內(nèi)流非平衡型單端面密封，簡(jiǎn)稱旋轉(zhuǎn)式；靜止式外裝內(nèi)流平衡型單端面密封，簡(jiǎn)稱靜止式。

　　按靜環(huán)位于密封端面內(nèi)側(cè)或外側(cè)可分為：內(nèi)裝式和外裝式；

　　按密封介質(zhì)泄漏方向可分為：內(nèi)流失和外流式；

　　按介質(zhì)在端面引起的卸載情況可分為：平衡式和非平衡式；

　　按密封端面的對(duì)數(shù)可分為：?jiǎn)味嗣婧碗p端面；

　　按彈簧的個(gè)數(shù)可分為：?jiǎn)螐椈墒胶投鄰椈墒剑?/p>

　　按彈性元件分類：彈簧壓縮式和波紋管式；

　　按非接觸式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)分類：流體靜壓式、流體動(dòng)壓式、干氣密封式；

　　按密封腔溫度分類：高、中、普、低溫密封；

　　按密封腔壓力分離：超高、高、中、低壓機(jī)械密封；

　　注意事項(xiàng)

　　安裝時(shí)注意事項(xiàng)：

　　1、要十分注意避免安裝中所產(chǎn)生的安裝偏差。

　　1）上緊壓蓋應(yīng)在聯(lián)軸器找正后進(jìn)行，螺栓應(yīng)均勻上支，防止壓蓋端面偏斜，用塞尺檢查各點(diǎn)，其誤差不大于0.05毫米；

　　2）檢查壓蓋與軸或軸套外徑的配合間隙（即同心度），四周要均勻，用塞尺檢查各點(diǎn)允差不大于0.01毫米。

　　2、彈簧壓縮量要按規(guī)定進(jìn)行，不允許有過(guò)大或過(guò)小現(xiàn)象，要求誤差2.00毫米。過(guò)大會(huì)增加端面比壓，另速端面磨損。過(guò)小會(huì)造成比壓不足而不能起到密封作用。

　　3、動(dòng)環(huán)安裝后髯保證能在軸上靈活移動(dòng)，將動(dòng)環(huán)壓向彈簧后應(yīng)能自動(dòng)彈回來(lái)。

　　拆卸時(shí)注意事項(xiàng)：

　　1、在拆卸機(jī)械密封時(shí)要仔細(xì)，嚴(yán)禁動(dòng)用手錘和扁鏟，以免損壞密封元件。可做一對(duì)鋼絲勾子，在對(duì)自負(fù)盈虧方向伸入傳動(dòng)座缺口處，將密封裝置拉出。如果結(jié)垢拆卸不下時(shí)，應(yīng)清洗干凈后再進(jìn)行拆卸；

　　2、如果在泵兩端都用機(jī)械密封時(shí)，在裝配，拆卸過(guò)程中互相照顧，防止顧此失彼；

　　3、對(duì)運(yùn)行過(guò)的機(jī)械密封，凡有壓蓋松動(dòng)使密封發(fā)生移動(dòng)的情況，則動(dòng)靜環(huán)零件必須更換，不應(yīng)重新上緊繼續(xù)使用。因?yàn)樵谥畼娱簞?dòng)后，摩擦副原來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡會(huì)發(fā)生變動(dòng)，接觸面的密封性就很容易遭到破壞。

　　機(jī)封正常運(yùn)行和維護(hù)問(wèn)題：

　　1、啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作及注意事項(xiàng)

　　1）全面檢查機(jī)械密封，以及附屬裝置和管線安裝是否齊全，是否符合技術(shù)要求；

　　2）機(jī)械密封啟動(dòng)前進(jìn)行靜壓試驗(yàn)，檢查機(jī)械密封是否有泄漏現(xiàn)象。若泄漏較多，應(yīng)查清原因設(shè)法消除。如仍無(wú)效，則應(yīng)拆卸檢查并重新安裝。一般靜壓試驗(yàn)壓力用2~3公斤/平方厘米；

　　3）按泵旋向盤(pán)車(chē)，檢查是否輕快均勻。如盤(pán)車(chē)吃力或不動(dòng)時(shí)，則應(yīng)檢查裝配尺寸是否錯(cuò)誤，安裝是否合理。

　　2、安裝與停運(yùn)

　　1）啟動(dòng)前應(yīng)保持密封腔內(nèi)充滿液體。對(duì)于輸送凝固的介質(zhì)時(shí)，應(yīng)用蒸氣將密封腔加熱使介質(zhì)熔化。啟動(dòng)前必須盤(pán)車(chē)，以防止突然啟動(dòng)而造成軟環(huán)碎裂；

　　2）對(duì)于利用泵外封油系統(tǒng)的機(jī)械密封，應(yīng)先啟動(dòng)封油系統(tǒng)。停車(chē)后最后停止封油系統(tǒng)；

　　3）熱油泵停運(yùn)后不能馬上停止封油腔及端面密封的冷卻水，應(yīng)待端面密封處油溫降到80度以下時(shí)，才可以停止冷卻水，以免損壞密封零件。

　　3、運(yùn)轉(zhuǎn)

　　1）泵啟動(dòng)后若有輕微泄漏現(xiàn)象，應(yīng)觀察一段時(shí)間。如連續(xù)運(yùn)行4小時(shí)，泄漏量仍不減小，則應(yīng)停泵檢查；

　　2）泵的操作壓力應(yīng)平穩(wěn)，壓力波動(dòng)不大于1公斤/平方厘米；

　　3）泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中，應(yīng)避免發(fā)生抽空現(xiàn)象，以免造成密封面干摩擦及密封破壞；

　　4）密封情況要經(jīng)常檢查。運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)其泄漏超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，重質(zhì)油不大于5滴/分，輕質(zhì)油不大于10/分，如2-3日內(nèi)仍無(wú)好轉(zhuǎn)趨勢(shì)，則應(yīng)停泵栓查密封裝置。

　　機(jī)械工程

　　機(jī)械工程（mechanical engineering）：以有關(guān)的自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐中的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，研究和解決在開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)用和修理各種機(jī)械中的全部理論和實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)用學(xué)科。機(jī)械是現(xiàn)代社會(huì)進(jìn)行生產(chǎn)和服務(wù)的五大要素（人、資金、能源、材料和機(jī)械）之一，并參與能量和材料的生產(chǎn)。

　　機(jī)械工程的發(fā)展簡(jiǎn)史：

　　石器時(shí)代人類制造和使用的各種石斧、石錘和木質(zhì)、皮質(zhì)的簡(jiǎn)單工具是后來(lái)出現(xiàn)的機(jī)械的先驅(qū)。幾千年前，人類已創(chuàng)制了用于谷物脫殼和粉碎的臼和磨，用于提水的桔槔和轆轤，裝有輪子的車(chē)，航行于江河的船及槳、櫓、舵等。所用的動(dòng)力由人力發(fā)展到畜力、風(fēng)力和水力。所用材料由天然的石、木、土、皮革等發(fā)展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷。制造陶瓷器皿的陶車(chē)，已是具有動(dòng)力、傳動(dòng)和工作3個(gè)部分的完整機(jī)械。鼓風(fēng)器對(duì)人類社會(huì)發(fā)展起了重要作用。強(qiáng)大的鼓風(fēng)器使冶金爐獲得足夠高的爐溫，得從礦石中煉取金屬。西周時(shí)期，中國(guó)就已有了冶鑄用的鼓風(fēng)器。15～16世紀(jì)以前，機(jī)械工程發(fā)展緩慢。17世紀(jì)以后，資本主義商品經(jīng)濟(jì)在英、法等國(guó)迅速發(fā)展，許多人致力于改進(jìn)各產(chǎn)業(yè)所需要的工作機(jī)械和研制新的動(dòng)力機(jī)械——蒸汽機(jī)。18世紀(jì)后期，蒸汽機(jī)的應(yīng)用從采礦業(yè)推廣到紡織、面粉和冶金等行業(yè)。制作機(jī)械的主要材料逐漸從木材改為金屬。機(jī)械制造工業(yè)開(kāi)始形成，并逐漸成為重要產(chǎn)業(yè)。機(jī)械工程從分散性的、主要依賴匠師個(gè)人才智和手藝的技藝發(fā)展成為有理論指導(dǎo)的、系統(tǒng)的和獨(dú)立的工程技術(shù)。機(jī)械工程是促成18～19世紀(jì)的工業(yè)革命和資本主義機(jī)械大生產(chǎn)的主要技術(shù)因素。

　　動(dòng)力機(jī)械的發(fā)展 17世紀(jì)后期，隨著機(jī)械的改進(jìn)，煤和金屬礦石需求量的增加，只依靠人力和畜力已不能適應(yīng)生產(chǎn)提高的要求，于是在18世紀(jì)初出現(xiàn)了T.紐科門(mén)的大氣式蒸汽機(jī)，用以驅(qū)動(dòng)礦井排水泵。1765年，J.瓦特發(fā)明了有分開(kāi)凝汽器的蒸汽機(jī)，降低了燃料消耗率。1781年，瓦特又創(chuàng)制出提供回轉(zhuǎn)動(dòng)力的蒸汽機(jī)，擴(kuò)大了蒸汽機(jī)的應(yīng)用范圍。蒸汽機(jī)的發(fā)明和發(fā)展，促進(jìn)礦業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)、鐵路和搬運(yùn)機(jī)械動(dòng)力化。幾乎成為19世紀(jì)唯一的動(dòng)力源。但蒸汽機(jī)及其鍋爐、凝汽器和冷卻水系統(tǒng)等體積龐大、笨重，應(yīng)用不便。發(fā)電站初期應(yīng)用蒸汽機(jī)為原動(dòng)機(jī)；20世紀(jì)初，出現(xiàn)了高效率、高轉(zhuǎn)速、大功率的汽輪機(jī)，也出現(xiàn)了適應(yīng)各種水力資源的大、小功率的水輪機(jī)。19世紀(jì)后期發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)經(jīng)過(guò)逐年改進(jìn)，成為輕而小、效率高、易于操縱并可隨時(shí)啟動(dòng)的原動(dòng)機(jī)。內(nèi)燃機(jī)最初用于驅(qū)動(dòng)沒(méi)有電力供應(yīng)的陸上工作機(jī)械，以后又用于汽車(chē)、移動(dòng)機(jī)械（如拖拉機(jī)、挖掘機(jī)械等）和輪船，20世紀(jì)中期開(kāi)始用于鐵路機(jī)車(chē)。內(nèi)燃機(jī)和以后發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，還是飛機(jī)、航天器等成功發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)因素之一。

　　機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展：

　　工業(yè)革命以前，機(jī)械大都是由木工手工制成的木結(jié)構(gòu)，金屬（主要是鋼和鐵）僅用以制造儀器、鐘表、鎖、泵和木結(jié)構(gòu)機(jī)械上的小型零件。金屬加工主要靠機(jī)匠的精工細(xì)作以達(dá)到需要的精度。隨著蒸汽機(jī)的廣泛使用以及隨之出現(xiàn)的礦山、冶金、輪船和機(jī)車(chē)等大型機(jī)械的發(fā)展，需要成形加工和切削加工的金屬零件越來(lái)越多，所用金屬材料由銅、鐵發(fā)展到以鋼為主。機(jī)械加工（包括鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等技術(shù)及其設(shè)備以及切削加工技術(shù)和機(jī)床、刀具、量具等）迅速發(fā)展，從而保證了發(fā)展生產(chǎn)所需要的各種機(jī)械裝備供應(yīng)。同時(shí)，隨著生產(chǎn)批量的增大和精密加工技術(shù)的發(fā)展，也促進(jìn)了大量生產(chǎn)方法（零件互換性生產(chǎn)、專業(yè)分工和協(xié)作、流水加工線和流水裝配線等）的形成。

　　機(jī)械工程基礎(chǔ)理論的發(fā)展：

　　18世紀(jì)以前，機(jī)械匠師全憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)、直覺(jué)和手藝進(jìn)行機(jī)械制作，與科學(xué)幾乎無(wú)關(guān)。直到18～19世紀(jì)才逐漸形成圍繞機(jī)械工程的基礎(chǔ)理論。動(dòng)力機(jī)械最先與科學(xué)相結(jié)合，如蒸汽機(jī)的發(fā)明人T.薩弗里和瓦特應(yīng)用物理學(xué)家D.帕潘和J.布萊克的理論，物理學(xué)家S.卡諾、W.J.M.蘭金和開(kāi)爾文在蒸汽機(jī)實(shí)踐的基礎(chǔ)上建立起一門(mén)新的學(xué)科——熱力學(xué)等。19世紀(jì)初，研究機(jī)械中機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)等的機(jī)構(gòu)學(xué)第一次列為高等工程學(xué)院（巴黎的工藝學(xué)院）的課程。從19世紀(jì)后半期起已開(kāi)始設(shè)計(jì)計(jì)算考慮材料的疲勞。隨后斷裂力學(xué)、實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析、有限元法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、電子計(jì)算機(jī)等相繼被用在設(shè)計(jì)計(jì)算中。

　　機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域：

　　機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域很廣，凡使用機(jī)械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門(mén)，無(wú)不需要機(jī)械工程的服務(wù)。現(xiàn)代機(jī)械工程有5大服務(wù)領(lǐng)域：

　　1、研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械，包括將熱能、化學(xué)能、原子能、電能、流體壓力能和天然機(jī)械能轉(zhuǎn)換為適合于應(yīng)用的機(jī)械能的各種動(dòng)力機(jī)械，以及將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為所需要的其他能量的能量變換機(jī)械；

　　2、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械，包括農(nóng)、林、牧、漁業(yè)機(jī)械和礦山機(jī)械以及各種重工業(yè)機(jī)械和輕工業(yè)機(jī)械等；

　　3、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械，如物料搬運(yùn)機(jī)械，交通運(yùn)輸機(jī)械，醫(yī)療機(jī)械，辦公機(jī)械，通風(fēng)、采暖和空調(diào)設(shè)備以及除塵、凈化、消聲等環(huán)境保護(hù)設(shè)備等；

　　4、研制和提供家庭和個(gè)人生活用的機(jī)械，如洗衣機(jī)、電冰箱、鐘表、照相機(jī)、運(yùn)動(dòng)器械和娛樂(lè)器械等；

　　5、研制和提供各種機(jī)械武器。

　　機(jī)械工程的學(xué)科內(nèi)容

　　機(jī)械工程的學(xué)科內(nèi)容按工作性質(zhì)可分為：

　　1、建立和發(fā)展可實(shí)際和直接應(yīng)用于機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ)。如工程力學(xué)、流體力學(xué)、工程材料學(xué)、材料力學(xué)、燃燒學(xué)、傳熱學(xué)、熱力學(xué)、摩擦學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械零件、金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等；

　　2、研究、設(shè)計(jì)和發(fā)展新機(jī)械產(chǎn)品，改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和未來(lái)的需要；

　　3、機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，如生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)、生產(chǎn)計(jì)劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度、編制和貫徹制造工藝、設(shè)計(jì)和制造工藝裝備、確定勞動(dòng)定額和材料定額以及加工、裝配、包裝和檢驗(yàn)等；

　　4、機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)和管理，如確定生產(chǎn)方式、產(chǎn)品銷售以及生產(chǎn)運(yùn)行管理等；

　　5、機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用，如選擇、訂購(gòu)、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維修和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械產(chǎn)品和成套機(jī)械設(shè)備；

　　6、研究機(jī)械產(chǎn)品在制造和使用過(guò)程中所產(chǎn)生的環(huán)境污染和自然資源過(guò)度耗費(fèi)問(wèn)題及處理措施。

　　機(jī)械工程的學(xué)科分支：

　　機(jī)械按功能可分為動(dòng)力機(jī)械、粉碎機(jī)械、交通運(yùn)輸機(jī)械和物料搬運(yùn)機(jī)械等；

　　按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、化工機(jī)械、礦山機(jī)械和紡織機(jī)械等；

　　按工作原理可分為熱力機(jī)械、透平機(jī)械、仿生機(jī)械和流體機(jī)械等。

　　相同的工作原理，相同的功能或服務(wù)于同一產(chǎn)業(yè)的機(jī)械有相同的問(wèn)題和特點(diǎn)，因此機(jī)械工程就有幾種不同的分支學(xué)科體系。另外，全部機(jī)械在研究、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)用過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)若干工作性質(zhì)不同的階段.

　　這些分支學(xué)科系統(tǒng)互相交叉、互相重疊，使機(jī)械工程可能分化成上百個(gè)分支學(xué)科。例如按功能分的動(dòng)力機(jī)械，與按工作原理分的熱力機(jī)械、流體機(jī)械、透平機(jī)械、往復(fù)機(jī)械、蒸汽動(dòng)力裝置、核動(dòng)力裝置，內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)，以及按行業(yè)分的中心電站設(shè)備、工業(yè)動(dòng)力裝置、鐵路機(jī)車(chē)、船舶輪機(jī)工程、汽車(chē)工程等有復(fù)雜的交叉和重疊關(guān)系。船用汽輪機(jī)是動(dòng)力機(jī)械，也是熱力機(jī)械、流體機(jī)械和透平機(jī)械，屬于船舶動(dòng)力裝置、蒸汽動(dòng)力裝置，也可能屬于核動(dòng)力裝置。而驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘用的發(fā)條和重錘裝置也是動(dòng)力機(jī)械，但不是熱力機(jī)械、流體機(jī)械、透平機(jī)械或往復(fù)機(jī)械。其他分支之間也有類似的重疊、交叉關(guān)系。但實(shí)用價(jià)值不大。

　　展望：

　　機(jī)械工業(yè)是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供裝備的基礎(chǔ)工業(yè)，將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生變化。

　　機(jī)械工程以增加生產(chǎn)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)來(lái)研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來(lái)的時(shí)代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉矗卫?、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)任務(wù)。

　　機(jī)械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F(xiàn)代機(jī)械工程創(chuàng)造出越來(lái)越精巧和越來(lái)越復(fù)雜的機(jī)械和機(jī)械裝置，使過(guò)去的許多幻想成為現(xiàn)實(shí)。

　　人類已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠(yuǎn)窺百億光年，近察細(xì)胞和分子。新興的電子計(jì)算機(jī)硬、軟件科學(xué)使人類開(kāi)始有了加強(qiáng)，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來(lái)年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無(wú)法想象的奇跡。

　　人類智慧的增長(zhǎng)并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復(fù)雜的工作，從而更促進(jìn)手的功能。手的實(shí)踐反過(guò)來(lái)又促進(jìn)人腦的智慧。在人類的整個(gè)進(jìn)化過(guò)程中，以及在每個(gè)人的成長(zhǎng)過(guò)程中，腦與手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化的。

　　人工智能與機(jī)械工程之間的關(guān)系近似于腦與手之間的關(guān)系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機(jī)械制造出來(lái)。過(guò)去，各種機(jī)械離不開(kāi)人的操作和控制，其反應(yīng)速度和操作精度受到進(jìn)化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會(huì)消除了這個(gè)限制。計(jì)算機(jī)科學(xué)與機(jī)械工程之間的互相促進(jìn)，平行前進(jìn)，將使機(jī)械工程在更高的層次上開(kāi)始新的一輪大發(fā)展。

　　19世紀(jì)時(shí)，機(jī)械工程的知識(shí)總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個(gè)學(xué)科，被稱為民用工程，19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)總量的增長(zhǎng)，機(jī)械工程開(kāi)始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢(shì)在20世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。

　　由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個(gè)人所能全部掌握，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對(duì)外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識(shí)過(guò)狹，考慮問(wèn)題過(guò)專，在協(xié)同工作時(shí)配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自20世紀(jì)中、后期開(kāi)始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢(shì)。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過(guò)細(xì)的專業(yè)。

　　綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復(fù)循環(huán)，是知識(shí)發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過(guò)程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識(shí)，又具有足夠的綜合知識(shí)來(lái)認(rèn)識(shí)、理解其他學(xué)科的問(wèn)題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。

　　綜合與專業(yè)是多層次的。在機(jī)械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術(shù)中也同樣有綜合和專業(yè)問(wèn)題。在人類的全部知識(shí)中，包括社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)和工程技術(shù)，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問(wèn)題。

　　機(jī)電一體化：

　　機(jī)電一體化技術(shù)和機(jī)電一體化產(chǎn)品的統(tǒng)稱，是在機(jī)電產(chǎn)品中引入微電子元器件和技術(shù)之后形成的。機(jī)電一體化技術(shù)又稱機(jī)械微電子技術(shù)，是機(jī)械工程、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)等多種技術(shù)融合成的一種系統(tǒng)技術(shù)。機(jī)電一體化產(chǎn)品是運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的一種帶有軟、硬件系統(tǒng)的多功能的單機(jī)或成套裝置，通常由機(jī)械本體、微電子裝置、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。機(jī)電一體化技術(shù)涉及的學(xué)科有機(jī)械工程（如機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械加工和精密技術(shù)等）、電工與電子技術(shù)（如電磁學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子電路等）、共性技術(shù)（如系統(tǒng)技術(shù)、控制技術(shù)和傳感器技術(shù)等）。機(jī)電一體化產(chǎn)品主要有商品生產(chǎn)用（如機(jī)器人、自動(dòng)生產(chǎn)線和工廠等）、商品流通用（如數(shù)控包裝機(jī)械及系統(tǒng)、微機(jī)控制交通運(yùn)輸機(jī)具和數(shù)控工程機(jī)械設(shè)備等）、商品貯存銷售用（如自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)、自動(dòng)稱量和銷售及現(xiàn)金處理系統(tǒng)等）、社會(huì)服務(wù)性（如自動(dòng)化辦公機(jī)械和醫(yī)療及環(huán)保等自動(dòng)化設(shè)施等）和家庭、科研、農(nóng)林牧漁、航空航天及國(guó)防等用的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能和構(gòu)成、生產(chǎn)方式和管理體系等發(fā)生巨大變化。

　　日本企業(yè)界在1970年左右最早提出“機(jī)電一體化技術(shù)”這一概念，當(dāng)時(shí)他們?nèi)∶麨?ldquo;Mechatronics”，即結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干成為一門(mén)綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)，正向光機(jī)電一體化技術(shù)（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）方向發(fā)展，應(yīng)用范圍愈來(lái)愈廣。

　　機(jī)電一體化技術(shù)具體包括以下內(nèi)容：

　　1、機(jī)械技術(shù)：機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來(lái)更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機(jī)電一體化系統(tǒng)制造過(guò)程中，經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝應(yīng)借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，同時(shí)其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。

　　2、系統(tǒng)技術(shù)：系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。

　　3、自動(dòng)控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。

　　4、傳感檢測(cè)技術(shù)：傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。現(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受?chē)?yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。

　　5、伺服傳動(dòng)技術(shù)：包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

　　機(jī)電一體化系統(tǒng)組成：

　　1、機(jī)械本體：機(jī)械本體包括機(jī)架、機(jī)械連接、機(jī)械傳動(dòng)等，它是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，起著支撐系統(tǒng)中其他功能單元、傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的作用。與純粹的機(jī)械產(chǎn)品相比，機(jī)電一體化系統(tǒng)的技術(shù)性能得到提高、功能得到增強(qiáng)，這就要求機(jī)械本體在機(jī)械結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝性以及幾何尺寸等方面能夠與之相適應(yīng)，具有高效、多功能、可靠和節(jié)能、小型、輕量、美觀的特點(diǎn)。

　　2、檢測(cè)傳感部分：檢測(cè)傳感部分包括各種傳感器及其信號(hào)檢測(cè)電路，其作用就是檢測(cè)機(jī)電一體化系統(tǒng)工作過(guò)程中本身和外界環(huán)境有關(guān)參量的變化，并將信息傳遞給電子控制單元，電子控制單元根據(jù)檢查到的信息向執(zhí)行器發(fā)出相應(yīng)的控制。

　　3、電子控制單元：電子控制單元又稱和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地進(jìn)行。

　　4、執(zhí)行器：執(zhí)行器的作用是根據(jù)電子控制單元的指令驅(qū)動(dòng)機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行器是運(yùn)動(dòng)部件，通常采用電力驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)等幾種方式。

　　5、動(dòng)力源：動(dòng)力源是機(jī)電一體化產(chǎn)品能量供應(yīng)部分，其作用是按照系統(tǒng)控制要求向機(jī)械系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力使系統(tǒng)正常運(yùn)行。提供能量的方式包括電能、氣能和液壓能，以電能為主。

　　機(jī)械工程與人類生存環(huán)境：

　　工程技術(shù)的發(fā)展在提高人類物質(zhì)文明和生活水平的同時(shí)，也對(duì)自然環(huán)境起破壞作用。20世紀(jì)中期以來(lái)，最突出的問(wèn)題是資源，尤其是能源的大量消耗和對(duì)環(huán)境的污染。未來(lái)，機(jī)械新產(chǎn)品的研制將以降低資源耗費(fèi)，發(fā)展純凈的再生能源，治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為重要任務(wù)。

　　機(jī)械工程專業(yè)化和綜合化：

　　19世紀(jì)下半葉，機(jī)械工程成為一門(mén)獨(dú)立學(xué)科。分解趨勢(shì)在20世紀(jì)中期（第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束前后）達(dá)到最高峰。由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非一個(gè)人所能全部掌握，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對(duì)外界條件變化（如新技術(shù)、新材料和新產(chǎn)品的出現(xiàn)、材料與半成品的供應(yīng)及價(jià)格變化等）的適應(yīng)能力很差。因此，從20世紀(jì)中、后期開(kāi)始，機(jī)械工程又出現(xiàn)了綜合的趨勢(shì)。人們更多地關(guān)注基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過(guò)細(xì)的專業(yè)。

　　機(jī)械設(shè)計(jì)

　　1、構(gòu)件多功能設(shè)計(jì)

　　所謂構(gòu)件多功能就是一個(gè)構(gòu)件具有多個(gè)作用功能.在機(jī)構(gòu)運(yùn)作過(guò)程中能產(chǎn)生多個(gè)有用的動(dòng)作。例如：在進(jìn)料機(jī)構(gòu)中推料構(gòu)件既有推料到位的作用又有定位夾緊的功能在夾緊機(jī)構(gòu)中，壓緊構(gòu)件既起壓緊作用又有定位的功能；在作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中，對(duì)行程開(kāi)關(guān)觸動(dòng)構(gòu)件。既起觸發(fā)機(jī)構(gòu)作反向運(yùn)動(dòng)的作用，又有推動(dòng)計(jì)數(shù)器作記錄的功能。

　　采用構(gòu)件多功能的設(shè)計(jì)，可使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊和靈巧，可使機(jī)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

　　2、運(yùn)動(dòng)交換機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠

　　運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，要根據(jù)使用的功能要求和技術(shù)條件，選擇合理的機(jī)構(gòu)，力求機(jī)構(gòu)能簡(jiǎn)單可靠地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式和運(yùn)動(dòng)方向的變換能方便地進(jìn)行作用力和工作位里的調(diào)節(jié)。機(jī)構(gòu)類型的選擇，要考慮其固有的特性，例如：減速機(jī)構(gòu)必有省力和運(yùn)行較平穩(wěn)的功能。反之，增速機(jī)構(gòu)不省力也不大平穩(wěn)但有增大行程(或增大轉(zhuǎn)角)和延時(shí)的作用。

　　機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機(jī)械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門(mén)，都需要機(jī)械工程的服務(wù)。概括說(shuō)來(lái)，現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械、研制和提供家庭和個(gè)人生活中應(yīng)用的機(jī)械、研制和提供各種機(jī)械武器。

　　不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機(jī)械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有：

　　建立和發(fā)展機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如：研究力和運(yùn)動(dòng)的工程力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué)；研究各類有獨(dú)立功能的機(jī)械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和計(jì)算的機(jī)械原理和機(jī)械零件學(xué)；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等。

　　研究、設(shè)計(jì)和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來(lái)的需要。

　　機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)；生產(chǎn)計(jì)劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計(jì)和制造工具、模具；確定勞動(dòng)定額和材料定額；組織加工、裝配、試車(chē)和包裝發(fā)運(yùn)；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。

　　機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨(dú)特的成形、加工過(guò)程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對(duì)象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個(gè)人、家庭。而且銷售量在社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動(dòng)。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營(yíng)特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營(yíng)等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。

　　機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用這方面包括選擇、訂購(gòu)、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

　　研究機(jī)械產(chǎn)品在制造過(guò)程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過(guò)度耗費(fèi)方面的問(wèn)題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機(jī)械工程的一項(xiàng)特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增。

　　發(fā)展簡(jiǎn)史

　　20世紀(jì)前

　　人類成為“現(xiàn)代人”的標(biāo)志就是制造工具。石器時(shí)代的各種石斧、石錘和木質(zhì)、皮質(zhì)的簡(jiǎn)單粗糙的工具是后來(lái)出現(xiàn)的機(jī)械的先驅(qū)。從制造簡(jiǎn)單工具演進(jìn)到制造由多個(gè)零件、部件組成的現(xiàn)代機(jī)械，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過(guò)程。

　　幾千年前，人類已創(chuàng)制了用于谷物脫殼和粉碎的臼和磨，用來(lái)提水的桔槔和轆轤，裝有輪子的車(chē)，航行于江河的船及槳、櫓、舵等。所用的動(dòng)力，從人自身的體力，發(fā)展到利用畜力、水力和風(fēng)力。所用材料從天然的石、木、土、皮革，發(fā)展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷，制造陶瓷器皿的陶車(chē)，已是具有動(dòng)力、傳動(dòng)和工作三個(gè)部分的完整機(jī)械。

　　人類從石器時(shí)代進(jìn)入青銅時(shí)代，再進(jìn)而到鐵器時(shí)代，用以吹旺爐火的鼓風(fēng)器的發(fā)展起了重要作用。有足夠強(qiáng)大的鼓風(fēng)器，才能使冶金爐獲得足夠高的爐溫，才能從礦石中煉得金屬。古埃及第十八王朝勒克米爾（Rekhmir,約公元前1450年）已有用以冶鑄用的罐狀鼓風(fēng)器。在中國(guó)，公元前1000～前900年有了冶鑄用的鼓風(fēng)器，并逐漸從人力鼓風(fēng)發(fā)展到畜力和水力鼓風(fēng)。

　　15～16世紀(jì)以前，機(jī)械工程發(fā)展緩慢。但在以千年計(jì)的實(shí)踐中，在機(jī)械發(fā)展方面還是積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)知識(shí)，成為后來(lái)機(jī)械工程發(fā)展的重要潛力。17世紀(jì)以后，資本主義在英、法和西歐諸國(guó)出現(xiàn)，商品生產(chǎn)開(kāi)始成為社會(huì)的中心問(wèn)題。

　　18世紀(jì)后期，蒸汽機(jī)的應(yīng)用從采礦業(yè)推廣到紡織、面粉、冶金等行業(yè)。制作機(jī)械的主要材料逐漸從木材改用更為堅(jiān)韌，但難以用手工加工的金屬。機(jī)械制造工業(yè)開(kāi)始形成，并在幾十年中成為一個(gè)重要產(chǎn)業(yè)。

　　機(jī)械工程通過(guò)不斷擴(kuò)大的實(shí)踐，從分散性的、主要依賴匠師們個(gè)人才智和手藝的一種技藝，逐漸發(fā)展成為一門(mén)有理論指導(dǎo)的、系統(tǒng)的和獨(dú)立的工程技術(shù)。機(jī)械工程是促成18～19世紀(jì)的工業(yè)革命，以及資本主義機(jī)械大生產(chǎn)的主要技術(shù)因素。

　　動(dòng)力是發(fā)展生產(chǎn)的重要因素。17世紀(jì)后期，隨著各種機(jī)械的改進(jìn)和發(fā)展，隨著煤和金屬礦石的需要量的逐年增加，人們感到依靠人力和畜力不能將生產(chǎn)提高到一個(gè)新的階段。

　　在英國(guó)，紡織、磨粉等產(chǎn)業(yè)越來(lái)越多地將工場(chǎng)設(shè)在河邊，利用水輪來(lái)驅(qū)動(dòng)工作機(jī)械。但當(dāng)時(shí)的煤礦、錫礦、銅礦等礦井中的地下水，仍只能用大量畜力來(lái)提升和排除。在這樣的生產(chǎn)需要下，18世紀(jì)初出現(xiàn)了紐科門(mén)的大氣式蒸汽機(jī)，用以驅(qū)動(dòng)礦井排水泵。但是這種蒸汽機(jī)的燃料消耗率很高，基本上只應(yīng)用于煤礦。

　　1765年，瓦特發(fā)明了有分開(kāi)的冷凝器的蒸汽機(jī)，降低了燃料消耗率。1781年瓦特又創(chuàng)制出提供回轉(zhuǎn)動(dòng)力的蒸汽機(jī)，擴(kuò)大了蒸汽機(jī)的應(yīng)用范圍。蒸汽機(jī)的發(fā)明和發(fā)展，使礦業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)、鐵路和航運(yùn)都得以機(jī)械動(dòng)力化。蒸汽機(jī)幾乎是19世紀(jì)唯一的動(dòng)力源，但蒸汽機(jī)及其鍋爐、凝汽器、冷卻水系統(tǒng)等體積龐大、笨重，應(yīng)用很不方便。

　　19世紀(jì)末，電力供應(yīng)系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)開(kāi)始發(fā)展和推廣。20世紀(jì)初，電動(dòng)機(jī)已在工業(yè)生產(chǎn)中取代了蒸汽機(jī)，成為驅(qū)動(dòng)各種工作機(jī)械的基本動(dòng)力。生產(chǎn)的機(jī)械化已離不開(kāi)電氣化，而電氣化則通過(guò)機(jī)械化才對(duì)生產(chǎn)發(fā)揮作用。

　　發(fā)電站初期應(yīng)用蒸汽機(jī)為原動(dòng)力。20世紀(jì)初期，出現(xiàn)了高效率、高轉(zhuǎn)速、大功率的汽輪機(jī)，也出現(xiàn)了適應(yīng)各種水利資源的水輪機(jī)，促進(jìn)了電力供應(yīng)系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展。

　　19世紀(jì)后期發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)經(jīng)過(guò)逐年改進(jìn)，成為輕而小、效率高、易于操縱、并可隨時(shí)啟動(dòng)的原動(dòng)機(jī)。它先被用以驅(qū)動(dòng)沒(méi)有電力供應(yīng)的陸上工作機(jī)械，以后又用于汽車(chē)、移動(dòng)機(jī)械和輪船，到20世紀(jì)中期開(kāi)始用于鐵路機(jī)車(chē)。蒸汽機(jī)在汽輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的排擠下，已不再是重要的動(dòng)力機(jī)械。內(nèi)燃機(jī)和以后發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，是飛機(jī)、航天器等成功發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)因素之一。

　　工業(yè)革命以前，機(jī)械大都是木結(jié)構(gòu)的，由木工用手工制成。金屬(主要是銅、鐵)僅用以制造儀器、鎖、鐘表、泵和木結(jié)構(gòu)機(jī)械上的小型零件。金屬加工主要靠機(jī)匠的精工細(xì)作，以達(dá)到需要的精度。蒸汽機(jī)動(dòng)力裝置的推廣，以及隨之出現(xiàn)的礦山、冶金、輪船、機(jī)車(chē)等大型機(jī)械的發(fā)展，需要成形加工和切削加工的金屬零件越來(lái)越多，越來(lái)越大，要求的精度也越來(lái)越高。應(yīng)用的金屬材料從銅、鐵發(fā)展到以鋼為主。

　　機(jī)械加工包括鍛造、鍛壓、鈑金工、焊接、熱處理等技術(shù)及其裝備，以及切削加工技術(shù)和機(jī)床、刀具、量具等，得到迅速發(fā)展，保證了各產(chǎn)業(yè)發(fā)展生產(chǎn)所需的機(jī)械裝備的供應(yīng)。

　　社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的需求猛增。生產(chǎn)批量的增大和精密加工技術(shù)的進(jìn)展，促進(jìn)了大量生產(chǎn)方法的形成，如零件互換性生產(chǎn)、專業(yè)分工和協(xié)作、流水加工線和流水裝配線等。

　　簡(jiǎn)單的互換性零件和專業(yè)分工協(xié)作生產(chǎn)，在古代就已出現(xiàn)。在機(jī)械工程中，互換性最早體現(xiàn)在莫茨利于1797年利用其創(chuàng)制的螺紋車(chē)床所生產(chǎn)的螺栓和螺帽。同時(shí)期，美國(guó)工程師惠特尼用互換性生產(chǎn)方法生產(chǎn)火槍，顯示了互換性的可行性和優(yōu)越性。這種生產(chǎn)方法在美國(guó)逐漸推廣，形成了所謂“美國(guó)生產(chǎn)方法”。

　　20世紀(jì)后

　　20世紀(jì)初期，福特在汽車(chē)制造上又創(chuàng)造了流水裝配線。大量生產(chǎn)技術(shù)加上泰勒在19世紀(jì)末創(chuàng)立的科學(xué)管理方法，使汽車(chē)和其他大批量生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率很快達(dá)到了過(guò)去無(wú)法想象的高度。

　　20世紀(jì)中、后期，機(jī)械加工的主要特點(diǎn)是：不斷提高機(jī)床的加工速度和精度，減少對(duì)手工技藝的依賴；提高成形加工、切削加工和裝配的機(jī)械化和自動(dòng)化程度；利用數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)等，發(fā)展柔性加工系統(tǒng)，使中小批量、多品種生產(chǎn)的生產(chǎn)效率提高到近于大量生產(chǎn)的水平；研究和改進(jìn)難加工的新型金屬和非金屬材料的成形和切削加工技術(shù)。

　　18世紀(jì)以前，機(jī)械匠師全憑經(jīng)驗(yàn)、直覺(jué)和手藝進(jìn)行機(jī)械制作，與科學(xué)幾乎不發(fā)生聯(lián)系。到18～19世紀(jì)，在新興的資本主義經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)下，掌握科學(xué)知識(shí)的人士開(kāi)始注意生產(chǎn)，而直接進(jìn)行生產(chǎn)的匠師則開(kāi)始學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)，他們之間的交流和互相啟發(fā)取得很大的成果。在這個(gè)過(guò)程中，逐漸形成一整套圍繞機(jī)械工程的基礎(chǔ)理論。

　　動(dòng)力機(jī)械最先與當(dāng)時(shí)的先進(jìn)科學(xué)相結(jié)合。蒸汽機(jī)的發(fā)明人薩弗里、瓦特，應(yīng)用了物理學(xué)家帕潘和布萊克的理論；在蒸汽機(jī)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，物理學(xué)家卡諾、蘭金和開(kāi)爾文建立起一門(mén)新的科學(xué)——熱力學(xué)。內(nèi)燃機(jī)的理論基礎(chǔ)是法國(guó)的羅沙在1862年創(chuàng)立的；1876年奧托應(yīng)用羅沙的理論，徹底改進(jìn)了他原來(lái)創(chuàng)造的粗陋笨重、噪聲大、熱效率低的內(nèi)燃機(jī)而奠定了內(nèi)燃機(jī)的地位。其他如汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)等都在理論指導(dǎo)下得到發(fā)展，而理論也在實(shí)踐中得到改進(jìn)和提高。

　　早在公元前，中國(guó)已在指南車(chē)上應(yīng)用復(fù)雜的齒輪系統(tǒng)，在被中香爐中應(yīng)用了能永保水平位置的十字轉(zhuǎn)架等機(jī)件。古希臘已有圓柱齒輪、圓錐齒輪和蝸桿傳動(dòng)的記載。但是，關(guān)于齒輪傳動(dòng)瞬時(shí)速比與齒形的關(guān)系和齒形曲線的選擇，直到17世紀(jì)之后方有理論闡述。

　　手搖把和踏板機(jī)構(gòu)是曲柄連桿機(jī)構(gòu)的先驅(qū)，在各文明古國(guó)都有悠久歷史，但是曲柄連桿機(jī)構(gòu)的形式、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的確切分析和綜合，則是近代機(jī)構(gòu)學(xué)的成就。機(jī)構(gòu)學(xué)作為一個(gè)專門(mén)學(xué)科，遲至19世紀(jì)初才首次列入高等工程學(xué)院的課程。通過(guò)理論研究，人們方能精確地分析各種機(jī)構(gòu)，包括復(fù)雜的空間連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)而能按需要綜合出新的機(jī)構(gòu)。

　　機(jī)械工程的工作對(duì)象是動(dòng)態(tài)的機(jī)械，它的工作情況會(huì)發(fā)生很大的變化。這種變化有時(shí)是隨機(jī)而不可預(yù)見(jiàn)；實(shí)際應(yīng)用的材料也不完全均勻，可能存有各種缺陷；加工精度有一定的偏差等等。

　　與以靜態(tài)結(jié)構(gòu)為工作對(duì)象的土木工程相比，機(jī)械工程中各種問(wèn)題更難以用理論精確解決。因此，早期的機(jī)械工程只運(yùn)用簡(jiǎn)單的理論概念，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行工作。設(shè)計(jì)計(jì)算多依靠經(jīng)驗(yàn)公式；為保證安全，都偏于保守，結(jié)果制成的機(jī)械笨重而龐大、成本高、生產(chǎn)率低、能量消耗很大。

　　從18世紀(jì)起，新理論的不斷誕生，以及數(shù)學(xué)方法的發(fā)展，使設(shè)計(jì)計(jì)算的精確度不斷的提高。進(jìn)入20世紀(jì)，出現(xiàn)各種實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析方法，人們已能用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出模型和實(shí)物上各部位的應(yīng)力。

　　20世紀(jì)后半葉，有限元法和電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，使得對(duì)復(fù)雜的機(jī)械及其零件、構(gòu)件進(jìn)行力、力矩、應(yīng)力等的分析和計(jì)算成為可能。對(duì)于掌握有充分的實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)資料的機(jī)械或其元件，已經(jīng)可以運(yùn)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)，按照要求的可靠度，科學(xué)地進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)。

　　發(fā)展趨勢(shì)

　　發(fā)展工程機(jī)械是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要裝備，在裝備工業(yè)中占有舉足輕重的地位。中國(guó)工程機(jī)械行業(yè)2007年的銷售收入為2 223億元，位居世界工程機(jī)械行業(yè)第二位。從2001年到2007年，年均增速超過(guò)24%。出口額從1998年的2.24億美元增長(zhǎng)到2007年的87億美元，10年間增長(zhǎng)了37倍，中國(guó)的工程機(jī)械行業(yè)在全球同行中占有重要位置，產(chǎn)品已出口到歐美等工程機(jī)械強(qiáng)國(guó)，正在向“制造大國(guó)”和“制造強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)。

　　但是，與國(guó)際先進(jìn)水平相比，中國(guó)工程機(jī)械的整體水平尚有差距，部分產(chǎn)品在國(guó)際主流市場(chǎng)上處于二、三流產(chǎn)品的地位；中國(guó)工程機(jī)械企業(yè)與大型工程機(jī)械跨國(guó)企業(yè)集團(tuán)相比，競(jìng)爭(zhēng)力還比較弱。在邁向工程機(jī)械制造強(qiáng)國(guó)的征途中，發(fā)展的形勢(shì)將更嚴(yán)峻、面臨的挑戰(zhàn)將更大。

　　面臨的形勢(shì)是經(jīng)濟(jì)與市場(chǎng)的全球化、競(jìng)爭(zhēng)的白熱化以及需求的個(gè)性化與便利化、相關(guān)利益主體的多元化、科技發(fā)展的高速化，這就要求我們科學(xué)、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)未來(lái)，快速應(yīng)對(duì)，只有這樣才能保持已形成的優(yōu)勢(shì)并趕超先進(jìn)。

　　人文關(guān)懷、可持續(xù)發(fā)展成為行業(yè)科技創(chuàng)新的理念工程機(jī)械作為人自身能力的延伸，一直與人類文明進(jìn)步共同發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類對(duì)生活質(zhì)量的不斷追求以及對(duì)尊嚴(yán)的重視，為工程機(jī)械發(fā)展提出了許多新的課題。中國(guó)工程機(jī)械行業(yè)順應(yīng)需求，重視加強(qiáng)微電子技術(shù)、信息技術(shù)、光電技術(shù)、新材料技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)之間的結(jié)合、融合，促進(jìn)產(chǎn)品向多樣化、智能化、綠色化等領(lǐng)域攻關(guān)與創(chuàng)新。

　　智能化和產(chǎn)品規(guī)格延伸彰顯人文關(guān)懷工程機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用空間隨著人類對(duì)生活品質(zhì)日漸增長(zhǎng)的需求而逐漸得以拓展，已由原來(lái)的建筑、筑路、水利電力、礦業(yè)等傳統(tǒng)領(lǐng)域向城市狹窄施工場(chǎng)所、山區(qū)丘陵地區(qū)的農(nóng)業(yè)施工場(chǎng)所及在貨棧、碼頭、倉(cāng)庫(kù)、艙位、農(nóng)舍、園林、園藝、建筑物層內(nèi)和地下工程作業(yè)環(huán)境，及大型、特大型施工工程和礦山拓展。因此，要求工程機(jī)械逐步向兩端延伸，即微型化與大型化、特大型化。大型、特大型工程機(jī)械產(chǎn)品隨著大型、特大型工程的不斷增多，市場(chǎng)需求量不斷增長(zhǎng)。它們具有研制與生產(chǎn)周期長(zhǎng)、科技含量高、附加值高的特點(diǎn)，代表了一個(gè)國(guó)家或一個(gè)重要企業(yè)工程機(jī)械制造水平，這些產(chǎn)品多被發(fā)達(dá)國(guó)家的幾家跨國(guó)公司壟斷。

　　另一方面，為了提高生產(chǎn)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，盡可能地用機(jī)械作業(yè)替代人力勞動(dòng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)，為適應(yīng)這種工程作業(yè)環(huán)境使用要求，小型及微型工程機(jī)械的需求將迅速增長(zhǎng)。微型產(chǎn)品不但其外形尺寸受到具體約束，同時(shí)其外觀形態(tài)、色調(diào)等方面的設(shè)計(jì)愈來(lái)愈體現(xiàn)了與自然、環(huán)境的融合，更彰顯了對(duì)人性尊重的人文關(guān)懷。

　　其次是同一產(chǎn)品由單一功能向多功能化、柔性化方向發(fā)展，即在通用產(chǎn)品的基礎(chǔ)上增加模塊化的功能部件，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的多樣化；或通過(guò)全新的模塊化設(shè)計(jì)、制造以及不同模塊之間的柔性化組合，實(shí)現(xiàn)功能多樣化，傳統(tǒng)意義上的工程機(jī)械產(chǎn)品種類劃分將受到挑戰(zhàn)。工程推土機(jī)應(yīng)向微型、小型與大型、特大型等兩端延伸，開(kāi)發(fā)適應(yīng)如濕地、沙漠、灌木叢等不同工況要求的，多功能、多用途、高效節(jié)能的產(chǎn)品以及相應(yīng)的輔助功能模塊。裝載機(jī)應(yīng)開(kāi)發(fā)斗容量大、發(fā)動(dòng)機(jī)功率大、掘起力大、傾翻負(fù)荷大、牽引力大、廢氣排放少的大型環(huán)保產(chǎn)品和可裝載、可抓物、可側(cè)卸、可起重，經(jīng)濟(jì)性好的一機(jī)多用型產(chǎn)品（如破碎機(jī)）。

　　工程挖掘機(jī)要延伸發(fā)展大型液壓挖掘機(jī)、微型挖掘機(jī)、無(wú)人駕駛液壓挖掘機(jī)、遙控水下挖掘機(jī)、水下推土機(jī)、水下挖溝機(jī)。

　　輪式起重機(jī)要開(kāi)發(fā)技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、壽命長(zhǎng)、施工質(zhì)量好而且新技術(shù)含量高的一機(jī)多用型的多功能產(chǎn)品等。通過(guò)工程機(jī)械的信息化、智能化，可以提高工程機(jī)械各種故障的自我診斷和修復(fù)能力，降低施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率和工程質(zhì)量。在一些特殊工況下，如高溫、嚴(yán)寒、高空、輻射、水下和地下等工況，可以代替施工人員進(jìn)行智能化、高質(zhì)量施工。操作系統(tǒng)的自動(dòng)化控制與遠(yuǎn)程控制、施工的精確定位與控制、故障診斷與監(jiān)控等技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越普遍。應(yīng)用機(jī)電液一體化技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、監(jiān)測(cè)控制技術(shù)以及這些技術(shù)的集成技術(shù)開(kāi)發(fā)的裝載機(jī)、挖掘機(jī)、筑養(yǎng)路機(jī)械、叉車(chē)、混凝土攪拌運(yùn)輸機(jī)械和起重機(jī)等新型工程機(jī)械產(chǎn)品將會(huì)不斷出現(xiàn)。