机械发展史.ppt
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机械发展史机械发展史第一章第一章揭开技术发明的序幕揭开技术发明的序幕1、技术的萌芽、技术的萌芽2、工业革命、工业革命3、动力的发展与进步、动力的发展与进步4、电的利用、电的利用1、技术的萌芽、技术的萌芽l我们人类的生活无不与机械有关,早晨起床时,穿在身上的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,所使用的电锅和烤面衣服是用机械织成的布制作的;吃早饭时,所使用的电锅和烤面包箱等也是用机械制造的;喝茶时,使用的开水也是使用工厂里包箱等也是用机械制造的;喝茶时,使用的开水也是使用工厂里制造出来的燃料制造出来的燃料煤气烧开的,白天乘坐的电车、汽车等也都煤气烧开的,白天乘坐的电车、汽车等也都是机械,而且,道路也是用机械修筑的。
是机械,而且,道路也是用机械修筑的。
l另外,我们居住的房子、城市里高高耸立的多层建筑也都是用机另外,我们居住的房子、城市里高高耸立的多层建筑也都是用机械盖起来的。
械盖起来的。
l因此,我们随时随地都在享受着机械带来的恩惠。
因此,我们随时随地都在享受着机械带来的恩惠。
l这些机械是怎样制造出来的呢?
最初的机械,当然不象现在的机这些机械是怎样制造出来的呢?
最初的机械,当然不象现在的机械这样复杂,但正是这样极其简单的机械代替了人的手脚,被人械这样复杂,但正是这样极其简单的机械代替了人的手脚,被人们所使用,并逐渐发展起来了,最后才成为今天这个样子。
而且,们所使用,并逐渐发展起来了,最后才成为今天这个样子。
而且,今后机械发展的趋势是将会越来越复杂。
今后机械发展的趋势是将会越来越复杂。
l为了更好地理解现在我们所使用的、维持我们生活的各种复杂的为了更好地理解现在我们所使用的、维持我们生活的各种复杂的机械,重要的是首先了解一下最初所使用的极其简单的机械是怎机械,重要的是首先了解一下最初所使用的极其简单的机械是怎样发展成为复杂机械的这一过程。
样发展成为复杂机械的这一过程。
一什么是机械?
一什么是机械?
古古代的认识代的认识“机械机械”的最早定义的最早定义机和械两的字起源,在我国很早。
机机在古代曾指弩箭的发动部分,如书太甲上有:
“若虞机张”;说文解字:
“上发谓之机。
”这里“机机”指某种特定的机械,某种特定的机械,即“弩机弩机”。
弩机弩机利用机械力量发射箭镞的一种远射利用机械力量发射箭镞的一种远射兵器,是由弓演变而来的,是弓的发展。
兵器,是由弓演变而来的,是弓的发展。
械械的古义为器械、用具。
荀子王制:
“农夫不砍削,不陶冶,而足械械用。
”这里“械”指农具农具;墨子公输篇上;“公输盘为楚造云梯之械械成。
”此“械”指军械军械;文选司马迁:
“淮阴,王也,受械械于陈。
”李善注:
“械械,谓桎梏桎梏也。
”此“械”指刑具刑具。
机机和械械两个字有时同时使用,如莊子外篇中记载,子貢給机械定义为:
“能使人用力寡能使人用力寡而見功多的器械而見功多的器械”;机械机械一词是什么时候合二为一的?
说法不一,还有待考证。
结论结论:
综上所述,不论是机,或者是械,或机械,都有“用力少、致功多”的作用,以达到某种预期的使用目的。
因此,自古以來,人们认识的机械有如下特征:
第一、机械的目的是省力、提高效率;机械的目的是省力、提高效率;第二、机械是机巧的发明,而絕不是意味机械是机巧的发明,而絕不是意味“死板死板”。
现代一般的说法现代一般的说法现对自行车、内燃机、电动机、车床、汽车等机械对自行车、内燃机、电动机、车床、汽车等机械分析分析(组成、运动与功能)如下:
自行车自行车1)组成2)运动3)工作内燃机内燃机1)组成2)运动3)工作序号序号机械机械名称名称主要主要组成成运运动关系关系实现功能功能备注11自行自行车车架、前轮、后轮、辐条、中轴、后轴、前轴、大链轮、小链轮、链条、脚蹬、车座等大链轮(转动)链条小链轮(转动),有确定的相对运动关系做机械功22内燃机内燃机汽缸、汽缸套、活塞、连杆、曲轴、齿轮、凸轮轴、进排气门、气缸盖、汽缸体、进排气管等活塞(移动)连杆曲轴(转动),有确定的相对运动关系热能机械能33电动机机电机壳、定子、转子、线圈、电机轴、轴承、电机端盖、螺钉、三相接线等通电电动机轴转动,有确定的相对运动关系电能机械能44车床床床头箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、机身、电机、带传动、齿轮、齿轮轴、主轴、光杠、丝杠等主轴(工件)转动、车刀移动去除多余的材料,有确定的相对运动关系做机械功55汽汽车发动机、变速箱、传动系统、底盘行走系统、转向系统、电气系统、照明系统、车厢等发动机输出轴转动传动轴后轴传动,有确定的相对运动关系做机械功由上分析可知,机械具有三个共同特征:
由上分析可知,机械具有三个共同特征:
第一,由多个实物組合而成,或是多个实物的組合体;第二,各实物间具有確定的相对运动;第三,工作时,能转换机械能或完成有效的机械功。
1)机械定义:
)机械定义:
凡具有以上全部特征的物体称机器;凡具有以上全部特征的物体称机器;仅具有前二个特征的称机构;仅具有前二个特征的称机构;机械是机器与机构的总称。
机械是机器与机构的总称。
即:
机构机构是由实物组成的、具有确定的相对运动以传递或转换运动的机械装置,如连杆机构、凸轮机构等;机器机器是由实物组成的、具有确定相对运动的、同时传递或利用机械能以达到预期使用目的的机械装置,如内燃机、电动机、水轮机发电机、运输机、金属切削机床等各种工作机;机械机械是机构、机器等的总称,包括机械工具和机组等。
这里,工具工具是最早的机械、是一种特殊的简單机械、是一切机械的起點,一切复杂的机械都是由工具发展的結果。
2)机械的分类)机械的分类中国古代机械历史悠久,发明创造丰富,种类繁多。
为研究方便,对机械进行分类归纳整理,通常有以下分类:
按中国机械的发展过程及使用时间分为:
按中国机械的发展过程及使用时间分为:
远古机械(简单工具)、古代机械、近代机械、現代机械等;按机械的功能分为按机械的功能分为:
动力机械、传动机械、起重机械、运输机械、加工(粉碎)机械等;按机械服务的行业分为按机械服务的行业分为:
农业机械、水利机械、化工机械、矿山机械、纺织机械、交通机械、工程机械等;按机械工作原理分为按机械工作原理分为:
热力机械、流体机械、电力机械、风力机械、仿生机械等;按机械复杂的程度分为按机械复杂的程度分为:
简单机械与复杂机械兩大类:
简单机械有尖劈、杠杆、滑轮、轮轴和螺旋五种;而复杂机械是由原动机、传动机和工作机三部分組成的各种机械。
2、什么是中国机械史、什么是中国机械史?
1)机械史的定义机械史的定义机机械械史史是记记述述机械工具、机构、机器和机组在其原理、动力、材料、设计、制造、应用等方面的发展过程,分分析析其内在联系,研研究究机械科学技术的进步与社会发展的关系,探探索索机械发展规律及其应用(分析机械现状、预测机械术来、改进当前机械、指导今后机械发展)的科技史学科,它是机械科学技术的重要组成部分。
中中国国机机械械历历史史悠悠久久,发发明明创创造造丰丰富富,种种类类繁繁多多。
英國李約瑟博士在其中国科学技术史的第一卷“总论”中,列举了中中国国古古代代传传到到欧欧洲洲、影影响响巨巨大大的的发发明明26种种,其其中中机机械械有有18种种,占占69%。
可见:
古代机械发明的种类之丰、數量之多、影響之大,都明显地多於现代机械所占的比例。
1、技术的萌芽、技术的萌芽1)人类和工具)人类和工具猿人猿人一百万年前一百万年前鱼类鱼类、两栖类、爬、两栖类、爬行类、哺乳类行类、哺乳类二十亿年前二十亿年前原始生物原始生物三十五亿年前三十五亿年前人人树上的类人猿到地下寻找食物,手里拿着木棒、石块打猎和保卫树上的类人猿到地下寻找食物,手里拿着木棒、石块打猎和保卫自己。
这是天然工具,后来他们敲击和磨制加工木棒和石块,开自己。
这是天然工具,后来他们敲击和磨制加工木棒和石块,开始有意识制造可以满足某种目的的容易使用的工具。
始有意识制造可以满足某种目的的容易使用的工具。
1)人类和工具)人类和工具“使用工具使用工具”的创举是创造出人类的决定因素。
的创举是创造出人类的决定因素。
使用工具劳动,大脑逐渐发达起来,后来学会使用火,生活发使用工具劳动,大脑逐渐发达起来,后来学会使用火,生活发生变化,吃火烤或煮熟的动物和植物,食物丰富起来,生活得生变化,吃火烤或煮熟的动物和植物,食物丰富起来,生活得到改善。
到改善。
“火的发现和利用火的发现和利用”对人类来说具有十分重大的意义。
对人类来说具有十分重大的意义。
钻木取火钻木取火弓钻钻孔弓钻钻孔1)人类和工具)人类和工具公元前三公元前三四千年左右,人类发现金属,学会熔炼,制造出任四千年左右,人类发现金属,学会熔炼,制造出任意形状的青铜工具。
意形状的青铜工具。
1)人类和工具)人类和工具简单工具简单工具自古以来被称之为五种简单的机械:
自古以来被称之为五种简单的机械:
杠杆、车轮、滑轮、斜面和螺旋杠杆、车轮、滑轮、斜面和螺旋今天,这些简单的机械作为机械技术的基础仍占有极其重要今天,这些简单的机械作为机械技术的基础仍占有极其重要的地位的地位古代埃及金字塔的建造就是这五种简单机械的典型应用。
古代埃及金字塔的建造就是这五种简单机械的典型应用。
1)人类和工具)人类和工具神殿的自动开闭门神殿的自动开闭门2000年前的古希腊,有一个非常出色的技师叫希罗,他制造出了神殿自动门、神水自动出售机、里程表等。
神殿自动门当有人拜神时,点燃祭坛上的油火,油火产生的热量就会使一个箱子里的空气膨胀,球形容器内的空气因膨胀产生压力,把容器内的水挤到桶内,桶内水多了,在重力作用下带动大门转轴转动,门就打开了。
当火熄灭后,空气受冷缩小,大门于是就会关闭。
当时的人们由于没有什么科学知识,还以为是神仙显灵,为他们开门呢!
其实这种装置也就是现在人们经常使用的发动机的原理。
2)制粉机和水车)制粉机和水车最初是用石臼石臼和木杵木杵舂米粉或面,为了提高效率,在木杵上装了一个手柄,手握手柄捣谷物。
后来在手柄设了一个支点,利用杠杆的原理,换成脚踏式脚踏式的。
后来人们发现可以利用水流的动能代替人力的水冲自动式水冲自动式。
后来由发现了一种新的方法,把两块石头重合在一起,谷物放在两块石头之间,转动上面的石头就可以加工面粉了,这就是磨磨。
2)制粉机和水车)制粉机和水车2)制粉机和水车)制粉机和水车卧式水车卧式水车:
石磨和水车的轴都是垂直的。
:
石磨和水车的轴都是垂直的。
立式水车立式水车:
转动顺利,用木制齿轮,把水平轴的转动传递给垂直轴转动顺利,用木制齿轮,把水平轴的转动传递给垂直轴简单齿轮:
圆板周围按一定的间隔插上小圆棒。
简单齿轮:
圆板周围按一定的间隔插上小圆棒。
罗马型水车罗马型水车2)制粉机和水车)制粉机和水车l水车就是利用自然力的最早的动力。
水车就是利用自然力的最早的动力。
l东方也造出了水车用于磨面(公元东方也造出了水车用于磨面(公元650年),在桃山时代,使用大型灌溉年),在桃山时代,使用大型灌溉用水车,直径有用水车,直径有15米。
米。
l水车的动力应用到锻造工作。
水车的动力应用到锻造工作。
l水车的动力应用到炼铁风箱操作,为水车的动力应用到炼铁风箱操作,为了保证从水车到风箱的运动传递,发明了保证从水车到风箱的运动传递,发明了连杆机构。
了连杆机构。
l技术工作是改善人类生活的基础,是技术工作是改善人类生活的基础,是极其重要的。
极其重要的。
l水车其他方面的应用:
粉碎矿石、锯水车其他方面的应用:
粉碎矿石、锯木头、驱动深井汲水泵。
木头、驱动深井汲水泵。
水车的利用水车的利用3)钟表匠)钟表匠l远在公元前,人们为了使农业劳动有规律,把一年分为远在公元前,人们为了使农业劳动有规律,把一年分为365天,天,昼夜昼夜12等分。
等分。
l如何测量一日的长短呢?
如何测量一日的长短呢?
l日晷,刻有因季节不同而不同的分度,阴天和夜晚不能使用;日晷,刻有因季节不同而不同的分度,阴天和夜晚不能使用;l漏壶,底部钻有一小孔的桶,即使晚上也能计时;漏壶,底部钻有一小孔的桶,即使晚上也能计时;l沙漏,沙漏,l以上的计时器,十分不准确,
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