学
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
器
结运
静
构动
力
学学
学
随着机器运转
机
速度的不断提
器
高，机器的振
动
动、速度波动
力 学
等问题引起了 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
械工
构构
器
器
零程
现代意义上的机械设计已经根本离不开计算机了。
透射电镜
努力学习，成就梦想
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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。
蒸汽机
皮带
天轴
皮带 皮带 皮带 ……
生产机械 1 生产机械 2 生产机械 3
蒸汽机无 法实现小型化， 所以在当时的 工厂里采用集 中驱动的方式。
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
械 的 发
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。
精密化
并发明出新的机构
展 趋 向
提高产品质量的需要。 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世的机械传动成为可能。
古代中国
水排·东汉
用水力鼓风炼铁，其中应用了齿轮和连杆机构
连 磨·晋 代
用一头牛驱动八台磨盘，其中应用了 齿轮系。
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。
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。
结运
静
动
件图
构动
力
力
设学
学学
学
学
计
运动学
静力学
动力学
强度理论
但是，这些牛方顿经法典都力基学于图解和手工计算。
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。
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
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） 改良了蒸汽机。揭开 了第一次工业革命的 序幕。
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， ………
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，因此，最先发展 力 起来的是：
机械发展史
14汽修班、14机电一体化
机械的发展历程概述
机械的发展历程 机械设计及理论的发展历程 古代 近代 现代
远古时代
简单机械：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。
在埃及首都开罗郊外的吉萨，有一座举世闻名的胡 夫金字塔。作为人造建筑的世界奇迹，胡夫金字塔首先 是世界上最大的金字塔，是第四王朝第二个国王胡夫的 陵墓，建于公元前2690年左右。在1888年巴黎建筑起 埃菲尔铁塔以前，它一直是世界上最高的建筑物。原高 146.5米，因年久风化，顶端剥落10米，现高136.5米； 底座每边长230多米，现长220米，三角面斜度52度， 塔底面积52 900平方米；塔身由230万块石头砌成， 每块石头平均重2.5吨，有的重达几十吨；有学者估计， 如果用火车装运金字塔的石料，大约要用60万节车皮； 如果把这些石头凿碎，铺成一条一尺宽的道路，大约可 以绕地球一周。据说，10万人用了30年的时间才得以 建成。该金字塔内部的通道对外开放，该通道设计精巧， 计算精密，令世人赞叹。
几种 特种机器人
军用昆虫机器人
爬缆索机器人
水下扫雷机器人
爬壁机器人
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
近代 — 机构与传动的变革
高速化
近 代 机
提高生产率的需要。 基于动力的变革，大幅度提高机器的速度成为可能。