机械工程实践对文化的影响6篇机械工程实践对文化的影响 序机械的发明和使用是人类区别于其他动物的主要标志,从人类用机械代替简单工具开始,便使得手和足的“延长”在更大程下面是小编为大家整理的机械工程实践对文化的影响6篇,供大家参考。
篇一:机械工程实践对文化的影响
机械的发明和使用是人类区别于其他动物的主要标志,从人类用机械代替简单工具开始,便使得手和足的“延长”在更大程度上得到发展。机械的飞速发展,更推动人类达到前所未有的境地,可以说,世界机械的发展史就是人类超越自我、探索未知领域的发展史。机械的发展与人类的生育繁衍一样,既要继承父母的基因,又要具备适者生存的演变。大胆创新和实践就是机械发展的新鲜血液,它使机械形成了独有的特点和竞争优势。当某一天中国制造的机械产品在保持价格优势同时还具备技术创新优势,我们就能够实现由机械大国向强国的转变。而完成这一使命的任务,就落在了新一代立志于中国机械行业崛起的技术人员身上,中国机械行业新的辉煌将在你们手中铸成。
本章以机械与人类社会生产、社会发展的文化关系为线,讲述了不同时期,不同机械的产生对人类的影响,以及常用机械内在的专业文化精神,激发学生的学习兴趣,使学生对机械有一个总体性的了解。
第二章 机械工程与文化 第一节 社会生产与机械 人类成为“现代人”的标志就是制造工具。石器时代的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单、粗糙工具是机械产生的先驱。从制造简单工具演变到制造由多个零件、部件组成的现代机械,经历了漫长的过程。
人类为与生俱来的寒热而衣、渴饮饥餐的生存所需,以及不断改善、提高的需求,促使了工具制造的不断精细、不断创新。于是人类在通向文明的漫长的征途中,手工工具发展为简单机械,简单机械发展为机械设备,原始实践与经验发展为科学实验、科学技术以及创新,个体手工作坊发展为现代制造业。
人类历史经历了石器时代,铜、铁器时代,工业革命经历了采集和狩猎经济、农业经济、工业经济时代。每一个时代都有工具和生活用品的独特的制造技术和工艺水平。而新的、更高的制造技术的出现和制造业的发展,又可以开创一个新的时代,促进新的社会结构的形成。19世纪末,蒸汽机制造技术获得突破性进展,由此引发了工业革命,导致了现代工业的出现和发展,以及现代社会和现代文明的建立。进入20世纪下半叶,微电子技术与信息产业的出现和迅速普及,使人类的生产活动、技术开发和社会生活进入信息化和智能化时代,极大地减轻体力劳动,延伸和增强了脑功能,提高了社会劳动生产效率。在今天,现代制造业已成为实现现代化的基石,是现代社会和文明的动力。
一、推动人类历史进程的五次大变革 在人类历史的长河中,发生了几次决定人类命运的大革命。
第一次革命发生在大约200万年前,由于自然条件的突然变化,生活在树上的类人猿被迫到陆地上觅食,为了和各种野兽抗争,他们学会了用天然的木棍和石块——天然
的工具保卫自己,并用来猎取食物。学会使用了最简单的机械——石斧、石刀之类的天然工具,劳动造就了人。
第二次革命发生在大约50万年前,古猿学会了制造和使用简单的木制和石制工具,从事劳动,继而发现了火,并学会了钻木取火。烘熟的食物不仅让古猿感到好吃,且熟食利于吸收,也为提高他们的体力和脑力创造了条件,进而使古猿人的生活质量有了改善和提高,而且延长了人类的寿命。使用工具,携带食物,需要他们的前肢从支撑行走中解脱出来,于是他们从地上站立起来,开启了从古猿到古人类的新纪元。
第三次革命发生在大约15000年前,古人类学会了制作和使用简单的机械,开始了农耕与畜牧。此后,大约5000年前,古人类进入新石器时代。4000年前,发现金属,并学会了冶炼技术。金属器械逐步取代了石制、骨制的器械。继而约2000年前发现了铁金属,进入铁器时代,各种复杂的工具和简单机械相继发明出来并投入到生产中去,提高了生产率,促进了人类社会的快速发展。
第四次革命发生在1750年到1850年之间,蒸汽机的发明导致了一场工业革命。公元16世纪欧洲进入文艺复兴时期,其代表人物:意大利的著名画家达·芬奇设计了变速器、纺织机、泵、飞机、机床、锉刀制作机、自动锯、螺纹加工机等大量机械,并画了印刷机、钟表、压缩机、起重机、卷扬机、货币制造机等大量机械草图。一场大规模的工业革命在欧洲发生,大批的发明家涌现出来。各种专科学校、大学、工厂纷纷建立。机械代替了大量的手工业,生产迅速发展。1760年,瓦特经过10余年的努力和不断改进,在爱丁堡制造出第一台蒸汽机。1804年英国人特里维西克发明并制造出第一台蒸汽机车。1830年在法国修筑了从圣亚田到里昂的铁路。蒸汽机车与铁路的普及,促进了西方工业生产的发展,促进了西方的机械文明,奠定了现代工业的基础。
战争的爆发与持续,加速了枪炮等武器的研制和生产。欧洲战争、英美战争、美墨战争、掠夺印第安人土地战争以及第一次世界大战等战事不断,对兵器的配件要求导致了互换性的问世。良好的互换性又必须有高精度的测量工具和加工机床来保证,因此,19世纪的机床和测量工具的发明与革新进展很快。同时,钢铁工业也获得很快发展。
在这一阶段,机械及机械制造通过不断扩大的实践,从分散性的、主要依赖匠师个人才智和手艺的一门技艺,逐渐发展成为一门有理论指导的系统和独立的工程技术。机械工程是促进18~19世纪工业革命以及资本主义大生产的主要技术因素。
第五次革命是计算机的发明导致了一场现代工业革命。计算机正在改变人类传统的生活方式和工作方式。
当前世界正在进行着一场新的技术革命,以集成电路为中心的微电子技术的广泛应用给社会生活和工业结构带来了巨大的影响。机械工程与微处理机结合诞生了“机电一体化”的复合技术。这使机械设备的结构、功能和制造技术等提高到了一个新的水平。机械学、微电子学和信息科学三者的有机结合,构成了一种优化技术,应用这种技术制造出来的机械产品结构简单、轻巧、省力和高效率,并部分代替了人脑的功能,即实现
了人工智能。机电一体化产品必将成为今后机械产品发展的主流。
概括起来,从远古到现代社会,从猿到人,由于人类生存、生活、社会生产发展以及探索科学技术的需要,甚至是战争的需要,促进了机械及机械工程由粗糙到精密,由简单到复杂,由低级幼稚到高级智能化,从而构成了整个国民经济第一产业——农业(含农、林、副、牧、渔),第二产业——工业,第三产业——信息产业和服务产业及其他工业等。反之,机械工程也促进了人类社会进步和现代文明的建立。
二、机械工程与人类社会的发展 人类的生存、生活、工作与机械密切相关。
穿在身上的衣服是通过纺织机纺线、织布机织成布,再用缝纫机制成的;吃的粮食是用机械播种、收割、加工的;住的楼房是用工程机械建造的;使用的电能是用机械发出的;乘坐的所有交通工具、生活和生产中使用的各种各样的工具和机器都是由机械制造出来的。总之,组成国民经济结构的农业、工业、服务业以及国防军工一切部门所需装备的设计、制造、批量生产都需要机械,机械给人类带来了幸福,现代人离不开机械。
为了更好的了解现代机械文明,先让我们回顾一下机械发展史。
几千年前,人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨,用来提水的桔槔和辘轳,装有轮子的车,航行于江河的船及其桨、橹、舵等。所用的动力,从人自身的体力,发展到利用畜力、水力和风力。所用材料从天然的石、木、土、皮革,发展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷。制造陶瓷器皿的陶车,已是具有动力、传动和工作三个部分的完整机械。
人类从石器时代进入青铜时代,再进而到铁器时代,用以吹旺炉火的鼓风器的发展起了重要作用。有足够强大的鼓风器,才能使冶金炉获得足够高的炉温,才能从矿石中炼得金属。在中国,公元前1000-公元前900年就已有了冶铸用的鼓风器,逐渐从人力鼓风发展到畜力和水力鼓风。
15—16世纪以前,机械工程发展缓慢。但在以千年计的实践中,在机械发展方面还是积累了相当多的经验和技术知识,成为后来机械工程发展的重要潜力。17世纪以后,资本主义在英、法和西欧诸国出现,商品生产开始成为社会的中心问题。许多高才艺的机械匠师和有生产观念的知识分子,致力于改进各种产业所需的工作机械和研制新的动力机械——蒸汽机。18世纪后期,蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉、冶金等行业。制作机械的主要材料逐渐从木材改用更为坚韧,但难以用手工加工的金属。机械制造工业开始形成,并在几十年中成为一个重要产业。机械工程通过不断扩大的实践,从分散性的、主要依赖匠师们个人才智和手艺的一种技艺,逐渐发展成为一门有理论指导的、系统的和独立的工程技术。机械工程是促成18~19世纪的工业革命以及资本主义机械大生产的主要技术因素。
在我们中华民族五千年的文明史中,我国古代劳动人民在机械工程领域中的发明创造尤为突出。绝大部分的发明创造是由于生存、生活的需要,一些发明创造是战争的需
要。还有一些发明是为了探索科学技术的需要。根据我国古代发明创造的演变过程可以知道,任何一种机械的发明都经历了由粗到精、逐步完善与发展的过程。例如,加工毂粒的机械,最初是把毂粒放在一块大石上,用手拿一块较小的石块往复搓动,再吹去糠皮以得米;第二步发明了杵臼;第三步发明了脚踏碓,使用了人体的一部分重力工作;第四步发明了人力、畜力的磨和碾;第五步发明了使用风力、水力的磨和碾。不但实现了连续的工作,节省了人力,提高了效率,而且学会了使用自然力,完成了由工具到机械的演变过程。
在兵器领域中,由弹弓发展为弓箭,又发展为弩箭;发明火药后,由人力的弓箭发展为火箭,直到发展为飞弹的雏形和两级火箭的雏形。在我国的古代战争中,有大量的实战记载。
我国古代的机械发明、使用与发展,远远领先于世界水平。但由于长期的封建统制,限制了生产力和科学技术的发展。在最近的四五百年,我国在机械工程领域的发展已落后于西方强国。自从新中国成立以后,在短短的几十年里,把只能作小量的修理和装配工作的机械工业发展为能够生产汽车、火车、轮船、金属切削机床、大型发电机等许多机械设备的机械工业,特别是我国实行改革开放以来,我国机械工业的发展更为迅速,与发达国家的差距正在缩小,有些产品已领先世界水平。
我们中华民族在过去的几千年中,在机械工程领域中的发明创造有着极其辉煌的成就。不但发明的数量多,质量也高,发明的时间也早。我们过去的历史是光荣的,为使我们中华民族再度辉煌,我们的任务也是艰巨的。在过去的年代里,机械的发明与使用繁荣了人类社会,促进了人类文明的发展。在高科技迅速发展的今天,机械的种类更加繁多,性能更加先进。机械手、机器人、机、光、电、液一体化的智能型机械,办公自动化机械等大量的先进的科技含量高的机械正在改变人类的生活与工作。
第二节 动力机械的产生与文化 蒸汽机是世界上最早的机械动力,它的出现曾引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初,仍然是世界上最重要的原动机,它主宰机械工业近2个世纪的漫长岁月,才逐渐让位于内燃机和汽轮机等,可谓是真正机械发展的开国元勋,对机械产生与发展起到了重要作用。
一、蒸汽机的发明 世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗(Hero of Alexandria)于1世纪发明的汽转球(Aeolipile)(如图2-1所示),是蒸汽机的雏形。
约1679年法国物理学家丹尼斯·巴本在观察蒸汽逃离他的高压锅后制造了第一台蒸汽机的工作模型。与此同
图2-1 汽转球
时萨缪尔·莫兰也提出了蒸汽机的想法。
1698年托马斯·塞维利、1712年托马斯·纽科门和1769年詹姆斯·瓦特制造了早期的工业蒸汽机,他们对蒸汽机的发展都做出了自己的贡献。1807年罗伯特·富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。但是瓦特并不是蒸汽机的发明者,在他之前,早就出现了蒸汽机,即纽科门蒸汽机(如图2-2所示),但它的耗煤量大、效率低。瓦特运用科学理论,逐渐发现了这种蒸汽机的毛病所在。从1765年到1790年,他进行了一系列发明,比如分离式冷凝器、汽缸外设置绝热层、用油润滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等等,使蒸汽机的效 率提高到原来纽科门机的3倍多,最终制造出了
图2-2 纽科门蒸汽机
现代意义上的蒸汽机。
瓦特发明蒸汽机的故事 在瓦特的故乡--英国格林诺克的小镇,家家户户都是生火烧水做饭。对这种司空见惯的事,有谁留过心呢?瓦特就留了心。有一天,他在厨房里看祖母做饭。灶上坐着一壶开水。开水在沸腾。壶盖啪啪啪地作响,不停地往上跳动。瓦特观察好半天,感到很奇怪,猜不透这是什么缘故,就问祖母说:“什么玩艺使壶盖跳动呢?”祖母回答说:“水开了,就这样。”瓦特没有满足,又追问:“为什么水开了壶盖就跳动?是什么东西推动它吗?”可能是祖母太忙了,没有功夫回答他,便不耐烦地说:“不知道。小孩子刨根问底地问这些有什么意思呢。”瓦特在他祖母那里不但没有找到答案,反而受到了冤枉的批评,心里很不舒服,可他并不灰心。连续几天,每当做饭时,他就蹲在火炉旁边细心地观察着。起初,壶盖很安稳隔了一会儿水要开了发出哗哗的响声。突然,壶里的水蒸汽冒出来,推动壶盖跳动了,蒸汽不住地往上冒,壶盖也不停地跳动着,好象里边藏着个魔术师,在变戏法似的。瓦特高兴了,几乎叫出声来,他把壶盖揭开盖上,盖上又揭开,反复验证。他还把杯子、调羹遮在水蒸汽喷出的地方。瓦特终于弄清楚了,是水蒸汽推动壶盖跳动,这水蒸汽的力量还真不小呢。水蒸汽推动壶盖跳动的物理现象,正是瓦特发明蒸汽机的认识源泉吗? 1769年,瓦特把蒸汽机改成为发动力较大的单动式发动机。后来又经过多次研究, 成功发明了...
篇二:机械工程实践对文化的影响
章机械工程文化 第一节
机械工程文化的概念与特征 一、 机械工程文化的概念 (一)
机械与机械工程 机械是简单的装置,它能够将能量、力从一个地方传递到另一个地方,能改变物体的形状结构创造出新的物件。
机械工程就是以有关的自然科学和技术科学为理论基础,结合在生产实践中积累的技术经验,研究和解决在开发设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的理论和实际问题的一门应用科学。
(二)
机械工程文化 机械工程文化是工程文化的一种表现形式,是在机械工程建设活动中所形成、反映、传播的文化现象。
二、 机械工程文化的特征 (一)
实用性 1. 促进了农业的进步 2. 推动了手工业和商业的兴盛 3. 在水利工程、建筑工程、交通运输、纺织等领域发挥着重要作用 4. 在军事上具有举足轻重的作用 (二)
时代性 (三)
继承性 (四)
创造性
第二节
机械工程文化的中西方比较 一、 中国机械工程文化的形成与发展沿革 (一) 奠定基础:春秋战国时期 (二) 第一次高潮:两汉时期
(三) 持续缓慢发展:隋唐时期 (四) 第二次高潮:宋元时期 (五) 借鉴西方:明清时期至今 二、 西方机械工程文化的形成与发展沿革 (一)
公元前 青铜器、铁器的出现标志西方生产力发展到了一个新阶段。
(二)
自公元元年至工业革命前 公元元年直到工业革命以前,西方的机械工程水平有所发展,但发展缓慢,有很多的机械工具都受到中国机械的影响。
(三)
工业革命 15~16 世纪以前,机械工程发展缓慢。
18 世纪后期,蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉、冶金等行业。
19 世纪末,电力供应系统和电动机开始发展和推广。
(四)20 世纪初期,在一些工厂有了流水配置线,使大批生产的效率很快达到了过去无法想象的高度 20 世纪后半叶,电子计算机的广泛应用 三、 中西方机械工程文化的异同 (一)
异 1. 对自然的认知不同 中国重“天道”与“人道”的统一,即人与自然的和谐相处 西方重人对自然的超越,即人应征服自然。
2. 价值取向的不同 我国自古以来就重义轻利、重道轻器。
西方人自古就重视实证主义 3 思维方式的不同
在思维方式上,中国“天地万物本吾一体”的价值观导出的是宏伟、混沌、模糊的思维,任何概念都是多维的,许多不同的诠释都可包容一个概念,而一个概念可以引申出不同含义的规定。
人只通过理性思维获取确定的知识,建设社会文明。
4.消费心理不同 5.与农业的密切程度不同 6.政府参与的程度不同 (二)同 1.理论与实践脱节 在古代中西机械发展的过程中,理论与实践并不是平行发展,而是相互脱节的。
3. 机械与信息化的结合
篇三:机械工程实践对文化的影响
工程机械是现代社会进行生产和服务的五大要素(即人、 资金、 能量、 材料和机械)之一,并且能量和材料的生产还必须有机械的参与。
任何现代产业和工程领域都需要应用机械, 例如农业、 林业、 矿山等需要农业机械、 林业机械、 矿山机械; 冶金和化学工业需要冶金机械、化工机械; 纺织和食品加工工业需要纺织机械、 食品加工机械; 房屋建筑和道路、 桥梁、 水利等工程需要工程机械; 电力工业需要动力机械; 交通运输业需要各种车辆、 船舶、 飞机等;各种商品的计量、 包装、 储存、 装卸需要各种相应的工作机械。
就是人们的日常生活, 也越来越多地应用各种机械了, 如汽车、 自行车、 缝纫机、 钟表、 照相机、 洗衣机、 冰箱、 空调机、 吸尘器, 等等。
机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础, 结合在生产实践中积累的技术经验, 研究和解决在开发、 设计、 制造、 安装、 运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的一门应用学科。
各个工程领域的发展都要求机械工程有与之相适应的发展, 都需要机械工程提供所必需的机械。
某些机械的发明和完善, 又导致新的工程技术和新的产业的出现和发展, 例如大型动力机械的制造成功, 促成了电力系统的建立; 机车的发明导致了铁路工程和铁路事业的兴起; 内燃机、 燃气轮机、 火箭发动机等的发明和进步以及飞机和航天器的研制成功导致了航空、 航天工程和航空、 航天事业的兴起; 高压设备(包括压缩机、 反应器、 密封技术等)
的发展导致了许多新型合成化学工程的成功。机械工程就是在各方面不断提高的需求的压力下获得发展动力, 同时又从各个学科和技术的进步中得到改进和创新的能力。
服务领域
机械工程的服务领域广阔而多面, 凡是使用机械、 工具, 以至能源和材料生产的部门, 无不需要机械工程的服务。
概括说来, 现代机械工程有五大服务领域。
① 研制和提供能量转换机械, 包括将热能、 化学能、 原子能、 电能、 流体压力能和天然机械能转换为适合于应用的机械能的各种动力机械, 以及将机械能转换为所需要的其他能量(电能、 热能、 流体压力能、 势能等)
的能量变换机械。
② 研制和提供用以生产各种产品的机械, 包括应用于第一产业的农、 林、 牧、 渔业机械和矿山机械, 以及应用于第二产业的各种重工业机械和轻工业机械。
③ 研制和提供从事各种服务的机械, 包括交通运输机械、 物料搬运机械、 办公机械、医疗器械、 通风、 采暖和空调设备、 除尘、 净化、 消声等环境保护设备等。
④ 研制和提供家庭和个人生活中应用的机械, 如洗衣机、 冰箱、 钟表、 照相机、 运动器械等。
⑤ 研制和提供各种机械武器。
工作内容
不论服务于哪一领域, 机械工程的工作内容基本相同, 按其工作性质可分为六个方面。
① 建立和发展可以实际地和直接地应用于机械工程的工程理论基础。
这方面主要有:研究力和运动的工程力学和流体力学; 研究金属和非金属材料的性能及其应用的工程材料
学; 研究材料在外力作用下的应力、 应变等的材料力学; 研究热能的产生、 传导和转换的燃烧学、 传热学和热力学; 研究摩擦、 磨损和润滑的摩擦学; 研究机械中各构件间的相对运动的机构学; 研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、 结构、 设计和计算的机械原理和机械零件学; 研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学等。
② 研究、 设计和发展新的机械产品, 不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品,以适应当前和将来的需要。
这方面包括:
调研和预测社会对机械产品的新的要求; 探索应用机械工程和其他工程技术中出现的新理论、 新技术、 新材料、 新工艺, 进行必要的新产品试验、 试制、 改进、 评价、 鉴定和定型; 分析正在试用的和正式使用的机械存在的缺点、 问题和失效情况, 并寻求解决措施。
③ 机械产品的生产。
包括:
生产设施的规划和实现; 生产计划的制订和生产调度; 编制和贯彻制造工艺; 设计和制造工具、 模具; 确定劳动定额和材料定额; 组织加工、 装配、试车和包装发运; 对产品质量进行有效的控制。
④ 机械制造企业的经营和管理。
机械一般是由许多各有独特的成形、 加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品, 生产批量有单件和小批, 也有中批、 大批, 直至大量生产, 销售对象遍及全部产业和个人、 家庭, 而且销售量在社会经济状况的影响下可能出现很大的波动。
因此, 机械制造企业的管理和经营特别复杂和困难。
企业的生产管理、 规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。
生产工程、 工业工程等在成为独立学科之前, 都曾是机械工程的分支。
⑤ 机械产品的应用。
这方面包括选择、 订购、 验收、 安装、 调整、 操作、 维护、 修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备, 以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。
⑥ 研究机械产品在制造过程中, 尤其是在使用中所产生的环境污染和自然资源过度耗费方面的问题及其处理措施。
这是现代机械工程的一项特别重要的任务, 而且其重要性与日俱增。
机械的种类繁多, 可以按几个不同方面分为各种类别, 如:
按功能可分为动力机械、 物料搬运机械、 粉碎机械等; 按服务的产业可分为农业机械、 矿山机械、 纺织机械等; 按工作原理可分为热力机械、 流体机械、 仿生机械等。
相同的工作原理, 相同的功能或服务于同一产业的机械有相同的问题和特点, 因此机械工程就有几种不同的分支学科体系。
另外, 全部机械在其研究、 开发、 设计、 制造、 运用等过程中都要经过几个工作性质不同的阶段, 按这些不同阶段, 机械工程又可划分为互相衔接、 互相配合的几个分支系统, 如机械科研、 机械设计、 机械制造、 机械运用和维修等。
这些按不同方面分成的多种分支学科系统互相交叉,互相重叠, 从而使机械工程可能分化成上百个分支学科。
例如按功能分的动力机械, 它与按工作原理分的热力机械、 流体机械、 透平机械、 往复机械、 蒸汽动力装置、 核动力装置、 内燃机、 燃气轮机, 以及与按行业分的中心电站设备、 工业动力装置、 铁路机车、 船舶轮机工程、 汽车工程等有复杂的交叉和重叠关系。
船用汽轮机是动力机械, 也是热力机械、 流体机械和透平机械, 它属于船舶动力装置、 蒸汽动力装置, 可能也属于核动力装置。
驱动时钟用的发条和重锤装置是动力机械, 但不是热力机械、 流体机械、 透平机械或往复机械。
其他分支之间也有类似的重叠、 交叉关系。
分析这种复杂关系, 研究机械工程最合理的分支系统,有一定的知识意义, 但没有很大的实用价值。
考虑到分类的科学性和读者查找条目的方便, 本卷的分类目录采用混合分类法。
本卷的内容则着重在介绍通用于整个机械工程的技术知识, 其次介绍通用于多个行业的或专用而重要的机械的技术。
人类成为“现代人”的标志是制造工具。
石器时代的各种石斧、 石锤和木质、 皮质的简单粗糙的工具是后来出现的机械的先驱。
从制造简单工具演进到制造由多个零件、 部件组成的现代机械, 经历了漫长的过程。
几千年前, 人类已创制了例如用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨, 用来提水的桔槔和辘轳,装有轮子的车, 航行于江河的船及其桨、 橹、 舵等。
所用的动力, 从人自身的体力, 发展到利用畜力、 水力和风力。
所用材料从天然的石、 木、 土、 皮革, 发展到人造材料。
最早的人造材料是陶瓷。
制造陶瓷器皿的陶车, 已是具有动力、 传动和工作三个部分的完整机械。
人类从石器时代进入青铜时代, 再进而到铁器时代, 用以吹旺炉火的鼓风器的发展起了重要作用。
有足够强大的鼓风器, 才能使冶金炉获得足够高的炉温, 才能从矿石中炼得金属。在中国, 公元前 1000~前 900 年就已有了冶铸用的鼓风器, 并渐从人力鼓风发展到畜力和水力鼓风。
15~16 世纪以前, 机械工程发展缓慢。
但在以千年计的实践中, 在机械发展方面还是积累了相当多的经验和技术知识, 成为后来机械工程发展的重要潜力。
17 世纪以后, 资本主义在英、 法和西欧诸国出现, 商品生产开始成为社会的中心问题。
许多高才艺的机械匠师和有生产观念的知识分子致力于改进各产业所需的工作机械和研制新的动力机械──蒸汽机。
18 世纪后期, 蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、 面粉、 冶金等行业。
制作机械的主要材料逐渐从木材改用更为坚韧, 但难以用手工加工的金属。
机械制造工业开始形成, 并在几十年中成为一个重要产业。
机械工程通过不断扩大的实践, 从分散性的、 主要依赖匠师们个人才智和手艺的一种技艺, 逐渐发展成为一门有理论指导的、 系统的和独立的工程技术。机械工程是促成 18~19 世纪的工业革命以及资本主义机械大生产的主要技术因素。
动力机械的发展
动力是发展生产的重要因素。
17 世纪后期, 随着各种机械的改进和发展, 随着煤和金属矿石的需要量的逐年增加, 人们感到依靠人力和畜力不能将生产提高到一个新的阶段。
在英国, 纺织、 磨粉等产业越来越多地将工场设在河边, 利用水轮来驱动工作机械。
但当时已有一定规模的煤矿、 锡矿、 铜矿矿井中的地下水, 仍只能用大量畜力来提升和排除。
在这样的生产需要下, 18 世纪初出现了 T.纽科门的大气式蒸汽机, 用以驱动矿井排水泵。
但是这种蒸汽机的燃料消耗率很高, 基本上只应用于煤矿。
1765 年 J.瓦特发明了有分开的凝汽器的蒸汽机, 降低了燃料消耗率。
1781 年瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机, 扩大了蒸汽机的应用范围。
蒸汽机的发明和发展, 使矿业和工业生产、 铁路和航运都得以机械动力化。
蒸汽机几乎是 19 世纪唯一的动力源。
但蒸汽机及其锅炉、 凝汽器、冷却水系统等体积庞大、 笨重, 应用很不方便。
19 世纪末, 电力供应系统和电动机开始发展和推广。
20 世纪初, 电动机已在工业生产中取代了蒸汽机, 成为驱动各种工作机械的基本动力。
生产的机械化已离不开电气化, 而电气化则通过机械化才对生产发挥作用。
发电站初期应用蒸汽机为原动机。
20 世纪初期, 出现了高效率、 高转速、 大功率的汽轮机, 也出现了适应各种水力资源的大、 小功率的水轮机, 促进了电力供应系统的蓬勃发展。
19 世纪后期发明的内燃机经过逐年改进, 成为轻而小、 效率高、 易于操纵、 并可随时
启动的原动机。
它先被用以驱动没有电力供应的陆上工作机械, 以后又用于汽车、 移动机械(如拖拉机、 挖掘机械等)
和轮船, 到 20 世纪中期开始用于铁路机车。
蒸汽机在汽轮机和内燃机的排挤下, 已不再是重要的动力机械。
内燃机和以后发明的燃气轮机、 喷气发动机的发展, 还是飞机、 航天器等成功发展的基础技术因素之一。
机械加工技术的发展
工业革命以前, 机械大都是木结构的, 由木工用手工制成。
金属(主要是铜、 铁)仅用以制造仪器、 锁、 钟表、 泵和木结构机械上的小型零件。
金属加工主要靠机匠的精工细作, 以达到需要的精度。
蒸汽机动力装置的推广, 以及随之出现的矿山、 冶金、 轮船、 机车等大型机械的发展, 需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多,越来越大, 要求的精度也越来越高。
应用的金属材料从铜、 铁发展到以钢为主。
机械加工包括铸造、 锻压、 钣金工、 焊接、 热处理等技术及其装备, 以及切削加工技术和机床、 刀具、量具等, 得到迅速发展, 保证了各产业发展生产所需的机械装备的供应。
社会经济的发展, 对机械产品的需求猛增。
生产批量的增大和精密加工技术的进展, 促进了大量生产方法(零件互换性生产、 专业分工和协作、 流水加工线和流水装配线等)
的形成。
简单的互换性零件和专业分工协作生产, 在古代就已出现。
在机械工程中, 互换性最早体现在 H.莫兹利于 1797 年利用其创制的螺纹车床所生产的螺栓和螺帽。
同时期, 美国工程师 E.惠特尼用互换性生产方法生产火枪, 显示了互换性的可行性和优越性。
这种生产方法在美国逐渐推广, 形成了所谓“美国生产方法”。
20 世纪初期, H.福特在汽车制造上又创造了流水装配线。
大量生产技术加上 F.W.泰勒在 19 世纪末创立的科学管理方法, 使汽车和其他大批量生产的机械产品的生产效率很快达到了过去无法想象的高度。
20 世纪中、 后期, 机械加工的主要特点是:①不断提高机床的加工速度和精度, 减少对手工技艺的依赖; ②发展少无切削加工工艺; ③提高成形加工、 切削加工和装配的机械化和自动化程度。自动化从机械控制的自动化发展到电气控制的自动化和计算机程序控制的完全自动化, 直至无人车间和无人工厂; ④利用数字控制机床、 加工中心、 成组技术等, 发展柔性加工系统, 使中小批量、 多品种生产的生产效率提高到近于大量生产的水平; ⑤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加工技术。
机械工程基础理论的发展
18 世纪以前, 机械匠师全凭经验、 直觉和手艺进行机械制作, 与科学几乎不发生联系。
到 18~19 世纪, 在新兴的资本主义经济的促进下, 掌握科学知识的人士开始注意生产, 而直接进行生产的匠师则开始学习科学文化知识。
他们之间的交流和互相启发取得很大的成果。
在这个过程中, 逐渐形成一整套围绕机械工程的基础理论。
动力机械最先与当时的先...
篇四:机械工程实践对文化的影响
之星创新教育论坛302
机械工程是一门涉及领域极为广阔的一门学科,对促进
工业生产,实现国家工业的腾飞具有极其重要的贡献作用。
不过当社会发展到一定阶段,环保理念的深入人心和对新能
源的万众期待,让机械工程与社会发展之间的关系变得微妙
起来。
一、机械工程在社会领域的主要应用
总结来讲,机械工程是围绕数学、力学等为代表的相
关自然科学和以设计学、材料学、制造学为代表的技术科学
为理论基础,结合在生产实践中积累的技术经验,研究和解
决在开发设计、制造、安装、运用和维修各种机械中理论和
实际问题的应用学科。据资料整理,机械工程的服务领域比
较广,凡使用机械、工具,以至能源和材料生产的部门,无
不需要机械工程的服务。目前主要有一下几个方面,第一,
能量转化相关机器的研发和突破,比如将热能、化学能、原
子能、电能、流体压力能和天然机械能转换为适合于应用的
机械能的各种动力机械,以及将机械能转换为所需要的其他
能量的能量变换机械。其次是研制专用生产设备来批量生产
产品,包括农、林、牧、渔业机械和矿山机械以及各种重工
业机械和轻工业机械等。第三,服务类机器的开发和研制,
如物料搬运机械,交通运输机械,医疗机械,办公机械,通
风、采暖和空调设备以及除尘、净化、消声等环境保护设备
等。还有生活类的机械研究,如洗衣机、电冰箱、钟表、照
相机、运动器械和娱乐器械等。最后就是军事方面的应用
了,目前无人机的研究,运载火箭的创新都是比较热点的话
题。
二、机械工程发展与社会发展的相互促进作用
机械工程发展对社会发展的影响是显著的,从工业历
史发展来看,几次重大的工业革命和技术革新都彻底地改变
了工厂的生产效率,对社会发展的促进作用非常显著。其
中,对社会的发展影响分为三个方面,第一是对产业结构
的影响,因为机器设备的更新,其相应的产业结构也是顺势
而变。第二是对生产方式的影响,从纯手工,到手工操作机
器,再到机械自动化生产,以及现在的人工智能,机械工程
方面的贡献是有目共睹的。第三是对社会意识形态的影响,
在中国近代史上出现的洋务运动和百日维新等都是在机械工
程高速发展的情况下中国有志之士想救国家与水火之中的典
型意识形态的转变,同样,机械上的技术革新是人们走进一
个有一个新的时代,比如说 4G时代,高铁时代,人工智能时
代,等等,机械工程发展对社会发展的促进关系是客观成立
的。
此外,社会发展过程中带动的各行各业的发展也有效带
动了机械工程的发展。比如说教育行业的发展,社会对教育
普及率的提高和教育水平与氛围的增长使得机械工程专业的
人才大批地涌向市场,发挥价值。还有,社会发展过程中对
工业更高要求推动着机械工程的发展,比如青藏铁路高原冻
土问题的解决,消费者对新产品的期待,社会提倡的创新思
浅谈机械工程与社会发展的关系
曾元明
长江大学机械学院
[摘 要] 一个国家和社会的发展离不开工业生产,工业生产的核心是较高程度的机械化生产,机械生产中对能源的耗费和对环境的破坏,又是
社会发展中的重要问题。本文就从机械工程对社会发展的贡献,机械工程与社会发展的相互促进关系以及机械工程未面临的问题这三
个方面来展开讨论。
[关键词] 机械;社会;关系
维等等,机械工程的发展与社会发展就像一个人的两条腿,
相互支持着向前迈进,促进者彼此的共同发展。
三、机械工程与社会发展的矛盾和共同趋势
对于当今而言,社会发展的主题是节能环保和可持续
发展,但很多工业生产上却有悖于这一原则,但这些工业生
产恰恰又是社会经济的命脉。比如石油行业,社会发展到今
天,汽车的销售量达到了前所未有的阶段,石油行业的巨资
投入和巨额回报是国家经济发展的重要支柱,但这又是污染
环境和耗费有限能源的重要代表,再比如说电力行业,目前
火力发电还是最主要的发电模式,每年对煤炭的耗费量令人
咋舌。
伴随着上述的这些矛盾,亟待机械工程和社会各界做
的就是对新能源的深入研究和对环保理念的深入人心了,另
外,随着电子、信息等高新技术的不断发展,随着市场需求
的个性化与多样化,未来机械工程和以此为基础的制造业将
以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来
研制和发展新的机械产品。
与此同时,信息化是当今社会进步的趋势。信息技术
向机械制造技术注入和融合,促进着制造技术的不断发展。
信息技术促进着设计技术的现代化,加工制造的精密化、快
速化,自动化技术的柔性化、智能化,整个制造过程的网络
化、全球化。各种先进生产模式的发展,也无不以信息技术
的发展为支撑,未来国家的竞争实际就是信息技术的竞争,
谁能高效快速地获取信息,处理信息,发出指令,谁就能掌
握主导权,立于不败之地。
四、结语
机械工程与社会发展的关系具有明显的交叉性,二者的
共同发展才是最具积极意义的大发展,随着环保理念的逐步
深入人心和机械工程方面节能创新的发展,二者的前景依然
乐观并充满挑战。
参考文献:
[1] 朱剑英.
机电工程科学前沿与发展思考(6)[J]. 机械制造与自
动化. 2001(06)
[2] 路甬祥.
从制造大国走向创造强国——未来 20 年中国机械工程
自主创新之路[J]. 机械研究与应用. 2009(01)
[3] 闻邦椿.
关于机械学科发展战略的若干思考[J]. 河北科技大学
学报. 2008(01)
篇五:机械工程实践对文化的影响
械工程的发展与展望姓
名:
指导教师:
日期: 2013 年 7 月 4 日
【摘要】
随着工程施工机械化程度的不断提高, 工程机械成为施工企业的重要生产力。
各种工程机械的广泛应用,不仅加快了工程施工进度, 而且提高了施工质量, 机械的发展对国民经济有着极为重要的影响力。
本论文围绕机械工程的发展与展望的论题, 主要从动力机械、 机械加工以及机械的应用领域等方面作了简单的陈述, 以期让大家更多地了解机械工程的发展史、现状以及将来的发展方向, 从而更好地投身于机械方面的学习、 研究和工作等。
【关键词】
影响力、 动力机械、 机械加工、 应用领域、 发展与展望
【前言】
几千年前,人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨,用于提水的桔槔和辘轳,装有轮子的车,航行于江河的船及桨、 橹、 舵等。
所用的动力由人力发展到畜力、风力和水力。
所用材料由天然的石、 木、 土、 皮革等发展到人造材料。
最早的人造材料是陶瓷。
制造陶瓷器皿的陶车,已是具有动力、 传动和工作 3 个部分的完整机械 。
鼓风器对人类社会发展起了重要作用。
强大的鼓风器使冶金炉获得足够高的炉温,得从矿石中炼取金属。
西周时期,中国就已有了冶铸用的鼓风器。
15~16 世纪以前,机械工程发展缓慢。
17 世纪以后,资本主义商品经济在英、 法等国迅速发展,许多人致力于改进各产业所需要的工作机械和研制新的动力机械——蒸汽机。
18 世纪后期,蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、 面粉和冶金等行业。
制作机械的主要材料逐渐从木材改为金属。
机械制造工业开始形成,并逐渐成为重要产业。
机械工程从分散性的、 主要依赖匠师个人才智和手艺的技艺发展成为有理论指导的、 系统的和独立的工程技术。机械工程是促成 18~19 世纪的工业革命和资本主义机械大生产的主要技术因素。
【正文】
一. 动力机械的发展
17 世纪后期,随着机械的改进,煤和金属矿石需求量的增加,只依靠人力和畜力已不能适应生产提高的要求,于是在 18 世纪初出现了 T.纽科门的大气式蒸汽机,用以驱动矿井排水泵。
1765 年,J.瓦特发明了有分开凝汽器的蒸汽机,降低了燃料消耗率。
1781 年,瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机,扩大了蒸汽机的应用范围。
蒸汽机的发明和发展,促进矿业和工业生产、 铁路和搬运机械动力化。几乎成为 19 世纪唯一的动力源。但蒸汽机及其锅炉、凝汽器和冷却水系统等体积庞大、 笨重,应用不便。
19世纪末,电力供应系统和电动机开始发展和推广。20 世纪初,电动机已在工业生产中取代了蒸汽机,成为驱动各种工作机械的基本动力。
发电站初期应用蒸汽机为原动机;20 世纪初,出现了高效率、 高转速、 大功率的汽轮机,也出现了适应各种水力资源的大、 小功率的水轮机。
19世纪后期发明的内燃机经过逐年改进,成为轻而小、 效率高、 易于操纵并可随时启动的原动机。
内燃机最初用于驱动没有电力供应的陆上工作机械,以后又用于汽车、 移
动机械(如拖拉机、 挖掘机械等)和轮船,20 世纪中期开始用于铁路机车。
内燃机和以后发明的燃气轮机和喷气发动机,还是飞机、 航天器等成功发展的基础技术因素之一。
二. 机械加工的发展
工业革命以前,机械大都是由木工手工制成的木结构,金属(主要是钢和铁)仅用以制造仪器、 钟表、 锁、 泵和木结构机械上的小型零件。
金属加工主要靠机匠的精工细作以达到需要的精度。
随着蒸汽机的广泛使用以及随之出现的矿山、 冶金、 轮船和机车等大型机械的发展,需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多,所用金属材料由铜、 铁发展到以钢为主。
机械加工(包括铸造、锻压、 焊接、 热处理等技术及其设备以及切削加工技术和机床、 刀具、 量具等)迅速发展,从而保证了发展生产所需要的各种机械装备供应。
同时,随着生产批量的增大和精密加工技术的发展,也促进了大量生产方法(零件互换性生产、 专业分工和协作、 流水加工线和流水装配线等)的形成。
三. 机械工程的应用领域
机械工程的应用领域很广,凡使用机械、 工具,以至能源和材料生产的部门,无不需要机械工程的服务。
现代机械工程有 5 大服务领域 :①研制和提供能量转换机械,包括将热能、 化学能、 原子能、 电能、 流体压力能和天然机械能转换为适合于应用的机械能的各种动力机械,以及将机械能转换为所需要的其他能量的能量变换机械。
②研制和提供用以生产各种产品的机械,包括农、 林、牧、 渔业机械和矿山机械以及各种重工业机械和轻工业机械等。
③研制和提供从事各种服务的机械,如物料搬运机械,交通 运输机械,医疗机械,办公机械,通风、采暖和空调设备以及除尘、 净化、 消声等环境保护设备等。
④研制和提供家庭和个人生活用的机械,如洗衣机、 电冰箱、钟表、 照相机、 运动器械和娱乐器械等。
⑤研制和提供各种机械武器。
四. 机械工程的发展展望
人类智慧的增长并不减少双手的作用,相反地却要求手作更多、 更精巧、 更复杂的工作,从而更促进手的功
能。
手的实践反过来又促进人脑的智慧。
在人类的整个进化过程中,以及在每个人的成长过程中,脑与手是互相促进和平行进化的。
人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系,其区别仅在于人工智能的硬件还需要利用机械制造出来。过去,各种机械离不开人的操作和控制,其反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限制,人工智能将会消除了这个限制。
计算机科学与机械工程之间的互相促进,平行前进,将使机械工程在更高的层次上开始新的一轮大发展。
19 世纪时,机械工程的知识总量还很有限,在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科,被称为民用工程,19 世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。进入 20 世纪,随着机械工程技术的发展和知识总量的增长,机械工程开始分解,陆续出现了专业化的分支学科。
这种分解的趋势在 20 世纪中期,即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。
由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握,一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割,视野狭窄,不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局,并且缩小技
术交流的范围,阻碍新技术的出现和技术整体的进步,对外界条件变化的适应能力很差。
封闭性专业的专家们掌握的知识过狭,考虑问题过专,在协同工作时配合协调困难,也不利于继续自学提高。
因此自 20 世纪中、 后期开始,又出现了综合的趋势。
人们更多地注意了基础理论,拓宽专业领域,合并分化过细的专业。
综合-专业分化-再综合的反复循环,是知识发展的合理的和必经的过程。
不同专业的专家们各具有精湛的专业知识,又具有足够的综合知识来认识、 理解其他学科的问题和工程整体的面貌,才能形成互相协同工作的有力集体。
综合与专业是多层次的。
在机械工程内部有综合与专业的矛盾;在全面的工程技术中也同样有综合和专业问题。
在人类的全部知识中,包括社会科学、 自然科学和工程技术,也有处于更高一层、 更宏观的综合与专业问题。
【结论】
机械工程以增加生产、 提高劳动生产率、 提高生产的经济性为目标来研制和发展新的机械产品。
在未来的时代,新产品的研制将以降低资源消耗,发展洁净的再生能源,治理、 减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。
机械可以完成人用双手和双目,以及双足、 双耳直接完成和不能直接完成的工作,而且完成得更快、 更好。
现代机械工程创造出越来越精巧和越来越复杂的机械和机械装置,使过去的许多幻想成为现实。
人类现在已能上游天空和宇宙,下潜大洋深层,远窥百亿光年,近察细胞和分子。
新兴的电子计算机硬、 软件科学使人类开始有了加强,并部分代替人脑的科技手段,这就是人工智能。
这一新的发展已经显示出巨大的影响,而在未来年代它还将不断地创造出人们无法想象的奇迹。
【参考文献】
网络相关资源、 机械工程概论课本
篇六:机械工程实践对文化的影响
海洋大学机械工程学院“万众一心,共建一城”暑期社会实践 ——文化永流传,并肩共建城 2021 年 7 月 14 日早 9 时,机械工程学院“万众一心,共建一城”团队前往连云港市民主中路进行文明城市创建主题活动调查。本次调查主要通过民主中路的德平书店来探究连云港文明城市创建过程中文化方面的发展进程。连云港市德平书店建于 20 世纪 20 年代,距今已有一百多年的历史,它的前身为连云港市“世界书局”,是连云港现存时代最早、保存最完整的书店。店内收藏了从清代至今的各类书籍以及各类收藏品。德平书店的发展历程见证了连云港百年间翻天覆地的变化,它从侧面映照出这百年里连云港变迁中耐人寻味的点点滴滴,无论是从存在时间的久远还是其贡献,德平书店都可以说是古籍书店的经典和精髓。
连云港创文团队成员们参观这间充满历史气息的书店,听书店经理李文伦讲述这间书店的前世今身。书店经理李文伦表示文明城市创建使连云港市内文化气息更加浓郁,也有越来越多的人前来书店参观阅读,同时,他仍然希望各方面加大宣传力度,让更多人加入对古典文化的传承保护中来。
通过对德平书店的参观以及对民主中路各类文化商店的采访调查,“万众一心,共建一城”团队探究到本市文明城市创建过程中,政府依旧保持着一贯的重视文化保护的作风.这使得连云港市文化环境有进一步提升。
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