世界机械发展史.doc

世界机械发展史 系 (部) 班 级 姓 名 学 号 世界机械发展史摘要按照时间顺序叙述世界机械发展史的三个阶段，每个阶段的机械都有自己的特点，并且促进了人类文明的飞跃发展，给人们的生活带来了便捷，但是在世界机械的发展过程中破坏了自然环境，给人类的生活带来了负面影响。因此，我们展望未来世界机械工业的“绿色”发展。关键词：机械 发展史 思考 趋势Machinery Development History of the WorldAbstractDescribe the three stages of the development history of the worlds machinery according to the time order. Each period has its own characteristics. They have made a leap of human civilization and brought a lot of convenience to the human life. However, the environment has been damaged, and it has brought negative influence to the human life during the development of the worlds machinery. Hence, we look forward to the sustainable development of the worlds machinery industry in the future.Keywords：Machinery Development history Consideration Trend目录引言11世界机械发展史的三个阶段21.1机械的起源和古机械发展阶段21.2近代机械发展阶段31.3现代机械发展阶段42机械文明对于人类文明的思考53展望世界机械工业的“绿色”发展6总结7参考文献7引言机械是伴随人类社会的不断进步逐渐发展与完善的。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。从原始社会早期人类使用的诸如石斧、石刀等最简单的工具，到杠杆、辘轳、人力脚踏车、兽力汲水车等简单工具，发展到较复杂的水力驱动、风力驱动的水碾和风车等较为复杂的机械。18世纪英国的工业革命以后，以蒸汽机、内燃机、电动机作为动力源的机械促进了制造业、运输业的快速发展，人类开始进入现代化的文明社会。20世纪电子计算机的发明、自动控制技术、信息技术、传感技术的有机结合，使机械进入完全现代化的阶段。机器人、数控机床、高速运载工具、重型机械及其大量先进机械设备加速了人类社会的繁荣与进步，人类可以遨游太空、登陆月球，可以探索辽阔的大海深处，可以在地面以下居住和通行，所有这一切都离不开机械，机械的发展已进入智能化阶段。机械已经成为现代社会生产和服务的五大要素（人、资金、能量、材料、机械）之一。 1世界机械发展史的三个阶段世界机械的发展与人类的文明发展史紧密相连，根据人类文明的发展，世界机械的发展史可分为三个阶段：从公元前7000年城市文明的出现到公元十七世纪末为机械的起源和古机械发展阶段，从十八世纪到二十世纪初为近代机械发展阶段，由二十世纪初到现在，为现代机械发展阶段。1.1机械的起源和古机械发展阶段我们人类的生活无不与机械有关，早晨起床时，穿在身上的衣服是用机械织成的布制作的；吃早饭时，使用的电器也是机械制造的；白天乘坐的汽车也是机械另外，我们居住的房子、城市里高耸的多层建筑也都是用机械盖起来的。因此，我们随时随地都在享受着机械带来的恩惠。这些机械是怎么制造出来的呢？最初的机械，当然不像现在的机械那么复杂，它也是从简单的机械开始逐渐发展起来的。在原始社会人类利用木棒和石块这些“天然工具”弥补手的不足，通过长时间锻炼，他们开始根据使用有目的的制造工具了，诸如石斧、石刀等等，这些都是最原始最简单的工具。据世界考古家发现，公元前7000年，在巴勒斯坦地区犹太人建立杰里科城，城市文明首次出现在地球上，最早的车轮或许是在此时诞生的。公元前3000年左右，埃及的凯奥普思法老修建了巨大的金字塔。这座金字塔用巨石堆积而成，每块巨石轻的有3吨重，最重的达30吨。怎样才能搬运这样的巨石呢？据分析，他们当时是把若干根木头插在石块下的间隙里当“滚子木”，同时使用了滑轮，还利用了斜面等一些简单的机械1。公元前3000年，美索不达米亚人和埃及人开始普及青铜器，青铜农具及用来修造金字塔的青铜工具（比如：凿子）在此时已广泛使用公元前1400年，小亚细亚的古国赫梯王国开始使用铁器公元前1200年，两河流域文明在建筑和装运物料过程中，已使用了杠杆、绳索滚棒和水平槽等简单工具。滑轮技术流传到亚述，亚述人用作城堡上的放箭机构。埃及出现绞盘，最初用在矿井中提取矿砂和从水井中提水。埃及初步出现了水钟、虹吸管、鼓风箱和活塞式唧筒等流体机械。公元前100年，罗马功率较大的维特鲁维亚水磨出现，水轮靠下冲的水流推动，通过适当选择大小齿轮的齿数，就可调整水磨的转速，其功率约三马力，提高到五十马力，成为当时功率最大的原动机。78139年，中国的张衡发明浑天仪(水运浑象)，由漏水驱动，能指示星辰出没时间。953年，中国铸造大型铸铁件沧州铁狮子(重5000千克以上)。10411048年，中国的毕升发明活字印刷术。11271279年，中国发明水转大纺车。11311162年，中国记载走马灯(燃气轮机雏形)。1332年，中国用铜制造大炮。16世纪进入了文艺复兴时期，机械工程领域中的发明创造如雨后春笋，机械制造业空前发展。文艺复兴时期的代表人物、意大利的著名画家达·芬奇设计了变速器、纺织机、泵、飞机、车床、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、货币印刷机等大量机械草图。1.2近代机械发展阶段18世纪，一场大规模的工业革命在欧洲爆发，大批的发明家涌现出来，各种的专科学校、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，英国的哈格里沃斯改造了纺织机，使纺纱和织布开始分工。在工业革命时期，纺纱机的发展由1830年英国的罗伯茨发明的自动织机收场而告一段落。1769年，在英国格拉斯哥大学工作的瓦特经过十余年的努力和不断该进，在爱丁堡造出第一台蒸汽机。1780年，蒸汽机为工厂提供了强大的动力，成为动力之王。1804年，英国人特莱维茨克发明并制造出第一台蒸汽机车，并由英国人史提芬森在1829年最后完善成功。1830年法国的修筑了从圣亚田到里昂的铁路。1835年，德国修筑了从纽伦堡到菲尔特的铁路。蒸汽机车与铁路的普及，使交通运输发展很快，促进了西方工业生产的发展。铁路时代促进了西方的机械文明。1850年，英国的佛朗西斯设计并制造了固定叶片外置，转动叶轮安装在内侧的水轮机。水从叶轮外周流向内侧,弗朗西斯水轮机被广泛使用。1897年，德国迪塞尔发明了著名的迪塞尔内燃机，解决了汽车、轮船等许多机器的动力源问题，机械工业发展进入一个新阶段。电的发现给人类带来了光明，电动机的发明引起一场新的动力革命。1879年，美国的发明家爱迪生发明了电灯。英国的法拉第简述了发电机和电动机的原理。比利时的格拉姆制造出第一台实用的发电机，由蒸汽机驱动，主要用于照明和电镀。1879年，德国西门子研制成功第一台电气机车。四年后，英国开设世界上第一条电气铁路。战争的爆发与持续，加速了枪炮的研制与生产。欧洲的战争、英美战争、美墨战争、第一次世界大战等，对兵器的配件要求导致了互换性的发明。互换式生产以及测量器和螺纹的设计制造促进了大批量生产方式的确立。1.3现代机械发展阶段20世纪电子计算机的发明、自动控制技术、信息技术、传感技术的有机结合，使机械进入完全现代化的阶段。20世纪初出现的泰勒的科学管理法及随着各种技术的发展，更进一步地推进了工业的合理化。而且，为了适应需要量大量增加的这一情况，而向大批量生产方向发展，大多数的企业家的一致看法是，要合理生产，又多又快的制造出产品来，并要大量的为市场提供廉价的商品。为了实现这一宗旨，泰勒等人所研究的管理办法，不仅可用于人的管理，同时也适用于劳动手段和劳动对象的管理，因此产生了福特生产系统，从此，生产进一步上升到了自动化2。电子技术的发展，使机械式的自动控制向电子式自动控制方向发展。数控机床的普及以及人工智能的发展，使机械文明走向完全自动化。1911年，美国的泰勒发表科学管理原理一书，首次提出科学管理概念。1926年，美国建成第一条自动生产线(加工汽车底盘)。1946年，世界上第一台电子计算机诞生埃尼阿克在美国诞生。1952年，美国帕森斯公司制成第一台数字控制机床。1954年，美国建成第一艘核动力船“鹦鹉螺”号核潜艇。1958年，美国研制成工业机器人。1962年，美国本迪克斯公司首次在数控铣床上实现最佳适应控制(ACO)。1967年，美国的福克斯首次提出机构最优化概念。英国莫林斯公司根据威廉森提出的柔性制造系统的基本概念研制出“系统24”。1969年，美国宇航员登月成功。2机械文明对于人类文明的思考机械文明的飞速发展，给人类展现了它光鲜的一面，但它阴影的一面也暴露出来。在其飞速的发展过程之中，自然环境遭到严重的破坏，空气污染、水体污染、海洋的油污染、聚氯乙烯污染、内燃机引起的污染等等，严重危害着人类自身以及其他生物的生存。马斯河谷烟雾事件 1930年12月发生在比利时马斯河谷工业区。在这个狭窄的河谷里有炼油厂、金属厂、玻璃厂等许多工厂。12月1日到5日的几天里，河谷上空出现了很强的逆温层，致使13个大烟囱排出的烟尘无法扩散，大量有害气体烟尘和二氧化硫积累在近地大气层，对人体造成严重伤害。一周内有60多人丧生，其中心脏病、肺病患者死亡率最高，许多牲畜死亡。这是本世纪最早记录的公害事件。洛杉矶光化学烟雾事件 1943年5-12月，美国西海岸的洛杉矶市。该市250万辆汽车每天燃烧掉1100吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下引起化学反应，形成浅蓝色烟雾，使该市大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污染为光化学烟雾。1955年和1970年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件，前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，后者使全市四分之三的人患病。卡迪兹号油轮事件 1978年3月16日，美国22万吨的超级油轮卡迪兹号，满载伊朗原油向荷兰鹿特丹驶去，航行至法国布列塔尼海岸触礁沉没，漏出原油22.4万吨，污染了350公里长的海岸带。仅牡蛎就死掉9000多吨，海鸟死亡2万多吨。海事本身损失1亿多美元，污染的损失及治理费用却达5亿多美元，而给被污染区域的海洋生态环境造成的损失更是难以估量。切尔诺贝利核漏事件 1986年4月27日早晨，前苏联乌克兰切尔诺贝利核电站一组反应堆突然发生核漏事故，引起一系列严重后果。带有放射性物质的云团随风飘到丹麦、挪威、瑞典和芬兰等国，瑞典东部沿海地区的辐射剂量超过正常情况时的100倍。核事故使乌克兰地区10的小麦受到影响，此外由于水源污染，使前苏联和欧洲国家的畜牧业大受其害。当时预测，这场核灾难，还可能导致日后十年中10万居民患肺癌和骨癌而死亡。机械发展背后是一个如此“肮脏”的世界，机械未来的发展也引起许多人为此担忧，1987年世界环境与发展委员会在我们的共同未来报告中第一次阐述了可持续发展(Sustainable Development)的概念，为未来的发展开辟了希望，未来机械的发展应是一条“绿色”之路。3展望世界机械工业的“绿色”发展机械工业的发展在推动人类社会的发展、在提高人类物质文明和生活水平的同时，也对自然环境起了重大的破坏作用，全世界的人民都已认识到这一点。其破坏主要表现在机械文明中的空气污染、噪音污染、水污染以及机械文明中的人机问题和能源问题等。随着科学技术的深入发展，降低能耗、保护环境、高精度、高性能的各类机械产品将不断涌现，微型机械将会普及应用。21世纪的机械发展方向主要表现在（1）以太阳能和核能为代表的没有污染的动力机械将会出现，并投入使用。燃氢发动机驱动的汽车将会行驶在公路上。（2）载人航天技术更加成熟，人类乘坐宇宙飞船登陆火星、月球和其他星球，甚至可以实现太空旅行和其他星球居住。（3）高精度、高效率的自动机床、加工中心更加普及，CAD/CAPP/CAM系统更加完善，彻底实现无图纸加工。机械制造业将摆脱传统的设计、制作观念。（4）微型机械将会应用到医疗和军事领域，人工智能机械将会大量出现。（5）绿色机械（不污染环境的报废机械又称为绿色机械）将会取代传统机械，设计方法智能化，大量工程设计软件取代人工设计与计算过程。（6）民用生活机械进入家庭，兵器更加先进，非金属材料和复合材料在机器中的应用日益广泛。总之，未来的机械在能源、材料、加工制作、操纵与控制等都会发生很大变革。未来机械的种类更加繁多，性能更加优良，将会使人类生活更加美好！总结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，人类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，人类发现并使用了火，食用熟食使人类更加聪明，而且延长人类的寿命；第三次革命发生在大约15000年前，人类开始了农耕和畜牧，并大量使用简单的机械，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，在此期间，奠定了现代工业的基础；计算机的发明导致了一场现代工业革命，也就是第五次大革命3。人类具有这个地球上其他生物所不具备的语言，又创造了工具，建立了自己的文化，构筑起了人类的文明，可是我们只有一个地球，而且地球上的资源是有限的，因此，我们人类一定要坚持可持续发展，实现人与人之间和人与自然之间的和谐发展，构建美好的未来，让机械文明和人类的文明和谐发展。参考文献1中山 秀太郎著，石玉良译，世界机械发展史M，机械工业出版社，1986，562中山 秀太郎著，石玉良译，世界机械发展史M，机械工业出版社，1986，1833中山 秀太郎著，石玉良译，世界机械发展史M，机械工业出版社，1986，247248