近代 — 动力的变革
古代机械的动力：人力、畜力和水力。 动力制约了机械的发展。 首先是动力的变革推动了机械的飞速发展和广泛 应用。
1765年，瓦特（Watt）发明了蒸汽机。 揭开了第一次工业革命的序幕。 蒸汽机给人类带来了强大的动力，各种由动力驱 动的产业机械 — 纺织机、车床等，如雨后春笋般 出现。
机构的创新一直到今天也没有停止。
近代 — 机械理论和设计方法的建立
机器的发展，呼唤着机械的理论和设计方法。 牛顿经典力学的建立则为此准备了理论基础。
机机 构构 结运 构动 学学
机
器 机器要运动、要传递
静 力 学
力，因此，最先发展 起来的是：
运动学
静力学
动力学
强度理论
牛顿经典力学
材料学
机机
机
构构
近代 — 生产模式的变化
社会需求日益增长。 20世纪初叶，机械制造进入了大 批量生产模式的时代。标志：美国福特汽车的生产
近代 — 机构与传动的变革
高速化
近
提高生产率的需要。
代 机 械
基于动力的变革，大幅度提高机器的速度成为可能。 机器速度的提高要是求几不百断年完来善未已曾有停的遏机的构发，展趋势。
中世纪 欧洲
用脚踏板驱动的 加工木棒的车床
中世纪 欧洲
利用曲轴的研磨机
13世纪以后，机械钟表在欧洲发展起来。
连杆机构、齿轮机构和凸轮机构等在古 代机械中即已经有所应用。在达•芬奇时代， 现在最常用的一些机构型式即已基本知晓。
近 代： 18世纪中叶 － 20世纪中叶
动力的变革 材料的变革 加工手段的变革 生产模式的变革 机构与传动的变革 机械理论和设计方法的建立
材料学
现 代： 20世纪中叶 －
计算机的发明 －
科学技术发展史上划时代的大事。
现代机器的出现 计算机使机械设计方法面目一新
现 代： 机器人的出现
随着计算机和伺服电机的出现，机器人作为 现代机器的代表走上了历史舞台。
工业机器人 特种机器人 工业机器人：在工业生产中越来越广泛地应 用。用于搬运、装配、焊接、喷漆、凿岩等工 作。
1886年，本茨发明的汽油发动 机为动力的三轮车被授予专利。
与此同时，戴姆勒也发明出 了他的第一辆四轮汽车。
莱
特
兄
弟
1903
近代 — 材料的变革
19世纪中叶，发明了炼钢法，从那时一直到现在， 钢铁始终是制造机械最主要的材料。
近代 — 加工手段的变革
18世纪末，现代车床的雏形在英国问世; 19世纪中叶, 通用机床的各种类型已大体齐备； 19世纪末，自动机床、大型机床出现。
器
结运
静
构动
力
学学
学
随着机器运转速
机
度的不断提高，
器
机器的振动、速
动
度波动等问题引
力 学
起了人们的重视， 机械动力学发展
起来。
运动学
静力学
动力学
强度理论
牛顿经典力学
材料学
到20世纪上半叶，机械设计的方法已基本形成。
机机
机
机
机
构构
器
器
械
结运
静
动
零
构动
力
力
件
学学
学
学
设
计
运动学
静力学
动力学
强度理论
但是，牛这顿些经方典法力都学基于图解和手工计算。
几种 工业机器人
清洗飞机的机器人
第一汽车制造厂的汽车装配生产线
隧道凿岩的机器人
特种机器人：在潜水、管道修理、外科手 术、生物工程、军事、星际探索等领域应 用，承担着许多由人的直接操作无法完成 的工作。
几种 特种机器人
军用昆虫机器人
爬壁机器人
爬缆索机器人
水下扫雷机器人
计算机控制系统和伺服电机被引入到传统机器中来， 使其组成、面貌和功能发生了革命性的变化。
的 发
精密化
并发明出新的机构
展
提高产品质量的需要。
趋 向
基于加工水平的提高，提高机器的精度成为可能。
自动化
进行大批量生产的要求。
例如：
18世纪，欧拉（Euler） 首次提出采用渐开线作为齿轮的齿廓， 从而使高速、大功率的机械传动成为可能。
20世纪 各种大传动比、结构紧凑的新型传动， 高速的步进机构， 精密的滚动螺旋传动， ………
蒸汽机无法实现小型化，所以在当皮时带的工厂生里产采机用械集1中
蒸汽驱机动的方式皮。带
天轴
皮带 生产机械 2
皮带 生产机械 3
……
蒸汽机时代的纺织工厂
19世纪，第二次工业革命 电动机和内燃机发明
电力代替了蒸汽。 集中驱动被抛弃了， 每台机器都安装了独 立的电动机。
为汽车、飞机的 出现提供了可能性。
数控车床
数控加工中心
现代机器向主动控制、信息化和智能化方向发展， 从这个意义上讲，正如有的学者所说：
“今后的机器都将是机器人”。
现 代：机械理论和设计方法面目一新
20世纪最后30年，计算机应用的普及极大地推动了 机械分析与设计方法的革新。
计算机计算代替了手工计算法和图解方法。 计算机辅助设计、优化设计、有限元法、动态设计 等现代设计方法迅速发展。 计算机不仅是大大地提高了计算速度，而且已成为 机械分析与设计的前所未有的强大手段。 整个机械设计的理论和方法焕然一新。 现代意义上的机械设杠杆、车轮、滑轮、斜面、螺旋等。 公元前3000年，在修建金字塔的过程中，就使用了 滚木来搬运巨石。 阿基米德用螺旋将水提升至高处，那就是今天的螺 旋式输送机的始祖。
古代中国
公元一世纪 东汉 “水排”
用水力鼓风炼铁，其中应用 了齿轮和连杆机构
晋代 “连 磨”
用一头牛驱动八台磨盘， 其中应用了齿轮系。