機械工程概論第1章-緒論課件

1、第1章 緒論1.1 機械的基本概況1.2 機械工程的涵義1.3 機械工程發(fā)展1.4 機械工業(yè)的地位1.5 我國機械制造業(yè)現(xiàn)狀1.6 21世紀的機械工程 圖1-1所示為內(nèi)燃機機構(gòu),活塞2在氣缸1內(nèi)做直線往復(fù)運動,通過連桿3帶動曲軸4做回轉(zhuǎn)運動,輸出動力,同時通過齒輪5、6帶動凸輪軸7旋轉(zhuǎn),由凸輪軸7推動頂桿8做上下運動,開啟或關(guān)閉進、排氣門。1.1 機械的基本概況 1.1.1 機械的基本名詞 1.機構(gòu) 機構(gòu)是由兩個以上的構(gòu)件通過活動連接以實現(xiàn)規(guī)定運動的組合體，其各組成部分之間具有一定的相對運動用來傳遞、轉(zhuǎn)換運動與動力，或?qū)崿F(xiàn)某種特定的運動。圖1-1內(nèi)燃機機構(gòu) a)模型b)簡圖1氣缸2活塞3連桿4

2、曲軸5、6齒輪7凸輪軸8頂桿1.1 機械的基本概況 2.機器 機器是由一個或一個以上的機構(gòu)組成,具有確定機械運動并完成一定有用工作過程的裝置。例如,內(nèi)燃機、電動機等動力機器將其他能量轉(zhuǎn)換為機械能；機床完成加工。 3.機械 機械是機構(gòu)和機器的總稱。設(shè)計機械的目的是完成預(yù)定的機械運動及特定的動作。一般來說，每一種復(fù)雜機械都由三大部分組成: 原動部分：機械動力的來源； 工作部分：處于傳動路線的終點，完成機械的預(yù)定動作； 傳動部分：把原動機件的運動和功率傳遞給工作部分的中間環(huán)節(jié)； 自動控制部分。1.1 機械的基本概況 機械是由零件、構(gòu)件和部件組成的。 1)零件。零件分為兩類: 一類是組成機械的不可拆的

3、基本單元，也是機械制造過程中的單個制件，如齒輪、軸等；另一類則是專用零件，它僅適用于一定類型的機械中，并能表示此種機械的特點，如內(nèi)燃機曲軸、紡織機械上的紡錠、汽輪機葉片，以及農(nóng)業(yè)機械中耕地的犁、鏵等。 2)構(gòu)件。構(gòu)件是在機構(gòu)中組成機構(gòu)彼此間具有一定相對運動關(guān)系的基本單元。圖1-1內(nèi)燃機機構(gòu) 1氣缸2活塞3連桿4曲軸5、6齒輪7凸輪軸8頂桿 如圖1-1所示,活塞-連桿-曲柄機構(gòu)中的構(gòu)件為活塞、連桿、曲軸。1.1 機械的基本概況 3)部件 部件是機械的一部分，為可以完成同一功能而在結(jié)構(gòu)上連接在一起、能協(xié)同工作的零件的組合體。 如圖1-2所示，活塞連桿部件由17種零件組成，它的功能就是把活塞的往復(fù)運

4、動通過連桿轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。圖1-2活塞與連桿結(jié)構(gòu)1頂部2環(huán)槽部3裙部4環(huán)岸5環(huán)槽6銷座7加強筋8卡環(huán)槽9泄油孔與泄油槽10活塞銷套11連桿小頭12連桿身 13連桿大頭14連桿軸承15連桿螺母16連桿軸承蓋17連桿螺栓1.1 機械的基本概況 1.1.2 機械的特征及種類 盡管各種機械的構(gòu)造、性能和用途各異，但從它們的組成和運動形式來看，卻有兩個共同特征: 它們是一種人為的實物構(gòu)件的組合。 它們各部分之間具有確定的相對運動。 機器除了具備上述兩個特征外，還必須具備第三個特征:能代替人類完成有用的機械功或轉(zhuǎn)換機械能。 機械門類繁多、結(jié)構(gòu)不同、用途各異，分類方法多種多樣： 機械按功能，可分為動力

5、機械、油料搬運機械、粉碎機械等。 按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)，可分為農(nóng)業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等。 按工作原理，可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。1.1 機械的基本概況 考慮到分類的科學性和普適性，以及科學原理應(yīng)用于多個行業(yè)的共性，本書以“大工程”為背景，參照中國大百科全書機械工程卷，采用混合分類法將機械進行分類。具體分類見表1-1。1.1 機械的基本概況1.1 機械的基本概況 1.1.3 制造業(yè)與機械工業(yè) 1.制造與制造業(yè) 所謂制造，即為人類按照市場需求，運用主觀掌握的知識和技能，借助于手工或可以利用的客觀物質(zhì)工具，采用有效的工藝方法和必要的能源，將原材料轉(zhuǎn)化為最終物質(zhì)產(chǎn)品并投放市場的全過程。 制造

6、的概念有廣義和狹義之分: 狹義的制造指生產(chǎn)車間內(nèi)與物流有關(guān)的加工和裝配過程。 廣義的制造則包含市場分析、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、生產(chǎn)準備、加工裝配、質(zhì)量保證、生產(chǎn)過程管理、市場營銷、售前售后服務(wù), 以及報廢后的回收處理等整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)一系列相互聯(lián)系的生產(chǎn)活動。1.1 機械的基本概況代碼類別名稱代碼類別名稱13農(nóng)副食品加工業(yè)20木材加工和木、竹、藤、棕、草制品業(yè)14食品制造業(yè)21家具制造業(yè)15酒、飲料和精制茶制造業(yè)22造紙和紙制品業(yè)16煙草制造業(yè)23印刷和記錄媒介復(fù)制業(yè)17紡織業(yè)24文教、工美、體育和娛樂用品制造業(yè)18紡織服裝、服飾業(yè)25石油、煤炭及其他燃料加工業(yè)19皮革、毛皮、羽毛及其制品和制

7、鞋業(yè)26化學原料和化學制品制造業(yè)表1-2 我國制造業(yè)分類 制造業(yè)是指將制造資源,包括物料、設(shè)備、工具、資金、技術(shù)、信息和人力等，通過制造過程轉(zhuǎn)化為可供人們使用和消費的產(chǎn)品的行業(yè)。 制造業(yè)是所有與制造有關(guān)的企業(yè)群體的總稱。根據(jù)國民經(jīng)濟行業(yè)分類(GB/T 47542017)的規(guī)定，我國制造業(yè)分類見表1-2。1.1 機械的基本概況代碼類別名稱代碼類別名稱27醫(yī)藥制造業(yè)36汽車制造業(yè)28化學纖維制造業(yè)37鐵路、船舶、航空航天和其他運輸設(shè)備制造業(yè)29橡膠和塑料制品業(yè)38電氣機械和器材制造業(yè)30非金屬礦物制品業(yè)39計算機、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)31黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)40儀器儀表制造業(yè)32有色金屬冶

8、煉和壓延加工業(yè)41其他制造業(yè)33金屬制品業(yè)42廢棄資源綜合利用業(yè)34通用設(shè)備制造業(yè)43金屬制品、機械和設(shè)備修理業(yè)35專用設(shè)備制造業(yè)表1-2 我國制造業(yè)分類（續(xù)） 2.機械工業(yè) 機械工業(yè)是指制造業(yè)中從事機械設(shè)備或機械裝置生產(chǎn)的行業(yè)，屬于制造業(yè)，是制造業(yè)的重要組成部分，在國民經(jīng)濟中居主導(dǎo)地位。 人們通常把機械工業(yè)稱為國民經(jīng)濟的裝備部門。1.2 機械工程的內(nèi)涵 機械工程以有關(guān)的自然科學和技術(shù)科學為其理論基礎(chǔ)，結(jié)合生產(chǎn)實踐中積累的實際經(jīng)驗，研究和解決在開發(fā)、設(shè)計、制造、安裝、應(yīng)用和維修各種機械中的全部理論和技術(shù)。 機械工程是以機構(gòu)和機器為基本對象的科學，各類和各種不同機械均屬機械工程技術(shù)的范疇。 從動

9、態(tài)觀點看，機械工程是一個技術(shù)過程，包含了人類的主要技術(shù)活動：發(fā)明與革新；設(shè)計與測試；制造(加工與制作)；使用與維修。 機械從構(gòu)思到實現(xiàn)要經(jīng)歷設(shè)計和制造兩個性質(zhì)不同的階段，按照經(jīng)歷的階段不同，機械工程科學包含機械學和機械制造兩大學科。 機械學是對機械及其系統(tǒng)進行功能綜合并定量描述與控制其性能的基礎(chǔ)技術(shù)學科。1.2 機械工程的內(nèi)涵 機械制造是研究制造系統(tǒng)、制造過程和制造方法的學科。 機械工程包括的內(nèi)容如圖1-3所示。圖1-3機械工程包括的內(nèi)容1.2 機械工程的內(nèi)涵 現(xiàn)代機械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域： 研制和提供能量轉(zhuǎn)換機械，包括各種動力機械以及能量變換機械。 研制和提供用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機械，包括應(yīng)用于

10、第一產(chǎn)業(yè)的農(nóng)、林、牧、漁業(yè)機械和礦山機械，以及應(yīng)用于第二產(chǎn)業(yè)的各種重工業(yè)機械和輕工業(yè)機械。 研制和提供從事各種服務(wù)的機械，包括交通運輸機械，物料搬運機械，辦公機械，醫(yī)療器械，通風、采暖和空調(diào)設(shè)備，防塵、凈化、消聲等環(huán)境保護設(shè)備等。研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機械，如洗衣機、冰箱、鐘表、照相機、運動器械等。研制和提供各種軍用機械和機械武器。1.2 機械工程的內(nèi)涵 按其工作性質(zhì)，機械工程的工作內(nèi)容可分為以下六個方面:建立和發(fā)展可以直接應(yīng)用于機械工程的工程理論基礎(chǔ)。研究、設(shè)計和發(fā)展新的機械產(chǎn)品，不斷改進現(xiàn)有機械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機械產(chǎn)品，以適應(yīng)當前和將來的需要。機械產(chǎn)品的生產(chǎn)。機械制造企業(yè)的經(jīng)營和

11、管理。機械產(chǎn)品的應(yīng)用。研究機械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染和自然資源過度耗費方面的問題及其處理措施。一般認為，機械工程涵蓋的內(nèi)容有：機械設(shè)計工程學：主要解決做什么樣的機械的問題。機械制造工程學：主要解決機械怎么做出來的問題。機械基礎(chǔ)學：主要解決機械的性能是怎么樣的問題。1.3 機械工程發(fā)展 1.3.1 社會發(fā)展與機械工程 人類歷史發(fā)展中的幾次大革命： 第一次發(fā)生在大約200萬年前，類人猿學會了使用天然工具。第二次發(fā)生在大約50萬年前，古猿人學會了制造和使用簡單的木制和石制工具，從事勞動，繼而發(fā)現(xiàn)了火，學會了鉆木取火，從地上站立起來，開啟了從古猿到古人類的新紀元。第三次發(fā)生在

12、大約15000年前，古人類學會了制作和使用簡單的機械，開始了農(nóng)耕與畜牧。此后，大約5000年前,古人類進入新石器時代。4000年前發(fā)現(xiàn)金屬，并學會了冶煉技術(shù)，金屬器械逐步取代了石制、骨制的器械。繼而約2000年前發(fā)現(xiàn)了鐵金屬，進入鐵器時代，各種復(fù)雜的工具和簡單機械相繼發(fā)明出來。1.3 機械工程發(fā)展 第四次發(fā)生在1750年到1850年之間。1760年,瓦特在愛丁堡制造出第一臺有實用價值的蒸汽機。1804年,英國人特萊維茨克發(fā)明并制造出第一臺蒸汽機車。1830年,在法國修筑了從圣亞田到里昂的鐵路。蒸汽機車與鐵路的普及奠定了現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)。第五次是計算機技術(shù)導(dǎo)致了一場現(xiàn)代工業(yè)革命。機電一體化產(chǎn)品將成

13、為今后機械產(chǎn)品發(fā)展的主流。 進入21世紀，計算機技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及由其帶動的相關(guān)科學的發(fā)展，推動了科學迅速前進，機械工程學也發(fā)生了極大變化，制造業(yè)發(fā)展的重要特性是向全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化方向發(fā)展。 1.3 機械工程發(fā)展 1.3.2 機械工程發(fā)展史 在許多研究機械工程史的著作中將其分為三個階段：古代機械史、近代機械工程史和現(xiàn)代機械工程史。 1.古代機械史(1750年)機械始于工具，公元前3000年以前(史前期)，人類已廣泛使用石制和骨制的工具。搬運重物的工具有滾子、撬棒和滑橇等。史前期的重要工具有弓形鉆和制陶器用的轉(zhuǎn)臺。原始木犁和金屬鐮刀用于農(nóng)業(yè)，木質(zhì)馬車，磨谷子用的手磨。在建筑和裝運

14、物料過程中，已使用了杠桿、繩索、滾棒和水平槽等簡單工具。埃及的水鐘、虹吸管、鼓風箱和活塞式唧筒等流體機械。公元前600年公元400年，木工工具有了很大改進：斧、弓形鋸、弓形鉆、鏟和鑿、球形鉆、羊角錘、雙人鋸等。長軸車床和腳踏車床,用來制造家具和車輪輻條。1.3 機械工程發(fā)展約在公元前1世紀，石輪磨、驢拉磨等。公元1000年1500年，西歐開始用煤冶煉生鐵，制造了大型鑄件；在農(nóng)業(yè)方面創(chuàng)造出裝有曲凹面犁板的犁頭；手搖鉆的構(gòu)造表明曲柄連桿機構(gòu)的原理已用于機械；加工機械方面出現(xiàn)了大輪盤的車床。12世紀和13世紀后半期，先后出現(xiàn)了裝有繩索擒縱機構(gòu)的原始鐘和天平式的鐘。 表是1500年前開始制造的，用螺旋

15、彈簧代替重物以產(chǎn)生動力，此外還加了棘輪機構(gòu)。公元1500年1750年，用鋼鐵、特別是用生鐵代替木材制造機器、儀器和工具。1770年前后，英國發(fā)展了馬拉有軌貨車，先是用木軌，后又換成鐵軌。這一時期工具機也獲得不少成就：制造出水力輾軋機械和幾種機床，如齒輪切削機床、螺紋車床、小型腳踏砂輪磨床及研磨光學儀器鏡片的拋光機等。在歐洲誕生了工程科學，許多科學家，如牛頓、伽利略、萊布尼茲、玻意耳和胡克等，為新科學奠定了多方面的理論基礎(chǔ)。17世紀60年代出現(xiàn)了科學學會，如英國皇家學會。1.3 機械工程發(fā)展 2.近代機械史(1750年1900年) 1847年，在英國伯明翰成立了機械工程師學會，機械工程作為工程技

16、術(shù)的一個分支得到了正式的承認。 在這一歷史時期內(nèi)，世界上發(fā)生了引起社會生產(chǎn)巨大變革的工業(yè)革命。在工業(yè)革命中最主要的變革是： 用生產(chǎn)能力大和產(chǎn)品質(zhì)量高的大機器取代手工工具和簡陋機械。用蒸汽機和內(nèi)燃機等無生命動力取代人和牲畜的肌肉動力。用大型的集中的工廠生產(chǎn)系統(tǒng)取代分散的手工業(yè)作坊。在這期間,動力機械、生產(chǎn)機械和機械工程理論都獲得了飛速發(fā)展。 1873年，電動機成為機床的動力，開始了電力取代蒸汽動力的時代。 19世紀末，已有少數(shù)機床使用兩臺或多臺電動機，分別驅(qū)動主軸和進給機構(gòu)等。至此，被稱為“機械工業(yè)的心臟”的機床工業(yè)已初具規(guī)模。1.3 機械工程發(fā)展 3.現(xiàn)代機械史(1900年) 第二次世界大戰(zhàn)前

17、的40年，機械工程發(fā)展的主要特點是：繼承19世紀延續(xù)下來的傳統(tǒng)技術(shù)并不斷改進、提高和擴大其應(yīng)用范圍。 二次世界大戰(zhàn)以后的30年間，機械工程的發(fā)展特點是：除原有技術(shù)的改進和擴大應(yīng)用外，與其他科技領(lǐng)域的廣泛結(jié)合和相互滲透明顯加深，形成了機械工程的許多新的分支，機械工程發(fā)展速度加快。 進入20世紀70年代以后，機械工程與電工、電子、冶金、化學、物理和激光等技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造了許多新工藝、新材料和新產(chǎn)品，使機械產(chǎn)品實現(xiàn)了精密化、高效化和制造過程的自動化。1.3 機械工程發(fā)展 1.3.3 中國機械工程發(fā)展 中國機械史分為四個時期：簡單工具時期、古代機械時期、近代機械時期和現(xiàn)代機械時期，每個時期又可分為不同

18、的發(fā)展階段。 1.簡單工具時期 該時期的時間大體相當于中國歷史上的原始社會，即石器時代。 該時期的時間很長，從云南元謀發(fā)掘出土的170萬年前的古人石制刮削器和尖狀器等，一直延續(xù)到大約4000多年前。 該時期人們已能在生產(chǎn)中利用杠桿、尖劈、慣性、彈力和熱脹冷縮等原理，生產(chǎn)知識逐漸豐富，加工能力不斷提高。 2.古代機械時期 大約從4000多年前直到19世紀40年代，相當于中國歷史上的奴隸社會和封建社會兩個時代。1.3 機械工程發(fā)展 在此期間，中國古代機械經(jīng)歷了一個“迅速發(fā)展成熟緩慢前進”的過程。 （1）迅速發(fā)展階段：古車的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用可看作是這一時期開始的標志，古代機械的出現(xiàn)則是中國機械發(fā)展的一

19、次飛躍。 機械加工方法和工具日漸完善，木材、銅和鐵相繼得到廣泛應(yīng)用。機械的種類由少到多，結(jié)構(gòu)由簡到繁，制作技術(shù)由粗到精，發(fā)展速度加快。出現(xiàn)了百家爭鳴的學術(shù)空氣，思想活躍，人才輩出，更促使科學技術(shù)迅速發(fā)展。考工記總結(jié)了多種手工業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)驗，是一套手工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)規(guī)范，反映出當時手工業(yè)的生產(chǎn)水平。 （2）成熟階段：該階段，中國創(chuàng)造發(fā)明的古代機械種類多、水平高、價值大，處于世界領(lǐng)先的地位，其中一些如兵器、農(nóng)機、冶金、紡織、陶瓷、造紙和印刷等技術(shù)還傳到國外。大約到秦漢時期，中國古代機械的發(fā)展已趨于成熟，到宋、元時，科技發(fā)明內(nèi)容更為豐富。1.3 機械工程發(fā)展金屬材料的冶煉、鑄造和鍛造水平都已很高，如利用

20、水排和馬排鼓風提高了金屬冶煉的爐溫和質(zhì)量，創(chuàng)造了疊鑄技術(shù)，鐵的應(yīng)用更廣。開始廣泛利用水力和風力等來進行農(nóng)業(yè)及其他多種生產(chǎn)。一些機械上已出現(xiàn)了復(fù)雜的齒輪傳動和自動控制系統(tǒng)。三腳犁、提水翻車、風扇、手搖紡車、獨輪車等，已能制造高大樓船和戰(zhàn)船。指南車、記里鼓車以及一些精密天文和計時儀器等杰出科技成果的出現(xiàn)。東漢出現(xiàn)的水力鼓風設(shè)備水排，由水輪、帶傳動、桿傳動和鼓風器等組成，具備了先進機器所必須具有的原動機、傳動機構(gòu)和工作機或工具機三個組成部分。宋、元時，出現(xiàn)了蓮花漏、水運儀象臺、水銀渾儀、巨型渾儀、五輪砂漏和簡儀等天文儀器重要發(fā)明?；鹋凇⑴谲嚭蛧娚浠鸺?、木風箱、水力大紡車、指南車等 。出現(xiàn)了一批杰出的

21、科技人才，如張衡、馬鈞、祖沖之、燕肅、吳德仁、蘇頌和郭守敬等，為中國古代機械的發(fā)展作出過重要貢獻。17世紀宋應(yīng)星所著的天工開物，總結(jié)了中國長期以來的生產(chǎn)經(jīng)驗，成為一本百科全書式的著作，在科技史上占有重要的地位。1.3 機械工程發(fā)展 （3）緩慢前進階段：至明代,由于封建集權(quán)統(tǒng)治進一步加強，既限制了資本主義萌芽的發(fā)展,也阻礙了科學技術(shù)的前進。 直到19世紀40年代的幾百年間，在與機械有關(guān)的范圍內(nèi)，除兵器和造船方面有較為顯著的進展外,其他方面幾乎沒有出現(xiàn)過價值重大的發(fā)明。 此時,西方機械科學技術(shù)水平已明顯超過中國。 在此期間,外國傳教士為中國帶來西方先進的科學技術(shù)，除在天文和數(shù)學方面有一定影響外，就

22、機械方面而言,當時西方科學技術(shù)幾乎沒有對中國產(chǎn)生明顯的影響和實際的效益。 從雍正到道光的一百多年間,清朝更采取閉關(guān)自守的政策,幾乎斷絕了西方科學技術(shù)的傳入,中國機械科學技術(shù)與西方的差距越來越大。1.3 機械工程發(fā)展 3.近代機械時期 1840年的鴉片戰(zhàn)爭打破了清朝閉關(guān)自守政策的堡壘，隨之開始了中國機械史上的近代機械時期。 當時，清朝統(tǒng)治集團中出現(xiàn)了洋務(wù)派，興起了洋務(wù)運動。 同時，西方一些發(fā)達的資本主義國家瘋狂推行經(jīng)濟侵略和軍事侵略政策，近代科學技術(shù)和近代機械也隨同外國勢力一起涌入中國。 中國開始建立近代機械和兵器制造業(yè)，興建鐵路和制造輪船。19世紀后期出現(xiàn)了一批民族資產(chǎn)階級創(chuàng)辦的企業(yè)。至此，中

23、國機械的面貌改觀，近代機械工業(yè)在中國出現(xiàn)。 1905年廢科舉、辦新學，機械工程教育逐漸有了發(fā)展。20世紀初，工程技術(shù)學會和工程技術(shù)期刊也已出現(xiàn)。在一些企業(yè)中，涌現(xiàn)出一批機械工程技術(shù)人員和機械工人骨干。1.3 機械工程發(fā)展 在該時期，中國從古代機械發(fā)展到近代機械，由手工業(yè)作坊發(fā)展到大工廠，由傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展到近代生產(chǎn)技術(shù)，機械理論與實驗研究和機械設(shè)計也逐漸增多。該階段具有以下明顯特點：首先，中國近代機械的發(fā)展具有中國半殖民地的社會性質(zhì)，處處適應(yīng)帝國主義經(jīng)濟和政治侵略的需要，對帝國主義有很大的依賴性。其次，中國科學技術(shù)與世界科學技術(shù)的關(guān)系日益密切，中國科學技術(shù)大量吸收了世界科學技術(shù)的內(nèi)容。再次，在

24、此期間，中國依靠西方科學技術(shù)發(fā)展了近代機械，它與中國古代機械及傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)很少有內(nèi)在聯(lián)系。 根據(jù)以上簡述可知，中國近代機械時期時間不長，但它是一個急速變化的時期，是中國機械史上的一個大轉(zhuǎn)折，其成敗、得失、經(jīng)驗與教訓(xùn)都是值得加以深入研究的。1.3 機械工程發(fā)展 4.現(xiàn)代機械時期 1949年，新中國誕生；當時，世界上電子、原子能和計算技術(shù)等現(xiàn)代科學技術(shù)興起并迅速發(fā)展。這兩方面的因素推動中國機械進入現(xiàn)代機械時期。新中國很快就能自己生產(chǎn)飛機、輪船、機車、汽車、機床和各種工程機械等，并進一步建立了門類比較齊全的機械工業(yè)體系。各行各業(yè)許多部門迅速實現(xiàn)機械化，大量繁重的體力勞動被機械代替。新中國的機械工業(yè)系

25、統(tǒng)，已形成自己的機械研究、設(shè)計和制造力量。機械工程教育蓬勃發(fā)展，培養(yǎng)了一大批高質(zhì)量的高等和中等機械科學技術(shù)人才。中國機械工程學會和其他學術(shù)團體紛紛成立并積極開展工作，國內(nèi)外學術(shù)活動十分活躍;興辦了多種學術(shù)期刊和科普期刊,編輯出版了許多教材、專著和科普讀物。 縱觀機械工程的發(fā)展歷程，制造業(yè)與制造技術(shù)的發(fā)展是由國家政治、經(jīng)濟、社會等多方面的因素決定的。1.4 機械工業(yè)的地位 國民經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中通常有三大產(chǎn)業(yè)：第一產(chǎn)業(yè)為農(nóng)業(yè)，第二產(chǎn)業(yè)為工業(yè)，第三產(chǎn)業(yè)為服務(wù)業(yè)。 2016年，全年國內(nèi)生產(chǎn)總值744127億元，其中全部工業(yè)增加值247860億元，占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重為33.3%。 其中，全年規(guī)模以上工業(yè)

26、中，農(nóng)副食品加工業(yè)增加值比上年增長6.1%，紡織業(yè)增長5.5%，化學原料和化學制品制造業(yè)增長7.7%，非金屬礦物制品業(yè)增長6.5%，黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)下降1.7%，通用設(shè)備制造業(yè)增長5.9%，專用設(shè)備制造業(yè)增長6.7%，汽車制造業(yè)增長15.5%，電氣機械和器材制造業(yè)增長8.5%，計算機、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)增長10.0%，電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)增長4.8%。工業(yè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增加值增長10.5%。高技術(shù)制造業(yè)增加值增長10.8%，占規(guī)模以上工業(yè)增加值的比重為12.4%。裝備制造業(yè)增加值增長9.5%，占規(guī)模以上工業(yè)增加值的比重為32.9%。六大高耗能行業(yè)增加值增長5.2%，占規(guī)模以上工

27、業(yè)增加值的比重為28.1%。1.4 機械工業(yè)的地位 在工業(yè)經(jīng)濟時代，一個國家的制造業(yè)增長一般高于國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的增長。 有人將制造業(yè)稱之為工業(yè)經(jīng)濟年代一個國家經(jīng)濟增長的“發(fā)動機”。機械工業(yè)是制造業(yè)的主體和重要組成部分，是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。 機械是現(xiàn)代社會進行生產(chǎn)和服務(wù)的五大要素(人、資金、能量、材料和機械)之一，幾乎所有的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)和工程領(lǐng)域都需要應(yīng)用機械裝備。 機械工業(yè)為生產(chǎn)和服務(wù)部門提供各種技術(shù)裝備，直接關(guān)系到勞動生產(chǎn)率及國民經(jīng)濟的現(xiàn)代化程度，所以它是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)，在國民經(jīng)濟各部門中起主導(dǎo)作用。 研究、設(shè)計和發(fā)展新的機械裝備及儀器，以適應(yīng)當前和將來的社會需要，是機械工業(yè)的主要

28、任務(wù)。 1.4 機械工業(yè)的地位 機械制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位和作用：機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的“裝備部”：機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，擔負著為各行業(yè)提供裝備的重要任務(wù)。機械制造業(yè)是工業(yè)的主要組成部分。機械制造業(yè)是國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和載體，是高科技發(fā)展的重要平臺：20世紀興起的核技術(shù)、空間技術(shù)、信息技術(shù)、生物學技術(shù)等高新技術(shù)無一不是通過制造業(yè)的發(fā)展而產(chǎn)生并轉(zhuǎn)化為規(guī)模生產(chǎn)力的，并由此形成了機械制造業(yè)中的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。機械制造業(yè)是新興工業(yè)化國家的國民經(jīng)濟戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。機械制造業(yè)是國家安全的重要保障，是國防實力的重要保證。 1.5 我國機械制造業(yè)現(xiàn)狀 當今中國已成為舉世矚目的制造大國，其顯著標志體

29、現(xiàn)在： 1. 工業(yè)在產(chǎn)能上已穩(wěn)居世界第一研究機構(gòu)IHS發(fā)布的一項研究指出，2010年中國的制造業(yè)產(chǎn)出占到了全世界19.8%，高于美國的19.4%，意味著中國已成為全球制造業(yè)產(chǎn)出最高的國家。2013年，中國機電產(chǎn)品進出口總額達到2.1萬億美元，其中，出口從15.6億美元增長到1.26萬億美元，占貨物貿(mào)易出口的比重由8.6%增長到57.0%。2014年我國機電產(chǎn)品進出口總額達2.16萬億美元，增長2.9%；其中出口1.31萬億美元，增長3.6%，占全商品出口總額的55.7%。我國連續(xù)5年成為全球第一大機電產(chǎn)品貿(mào)易國。2013年，我國發(fā)電設(shè)備產(chǎn)量1.2億kW，約占全球總量的60%；造船完工量4534

30、萬載重t，占全球比重41%；汽車產(chǎn)量2211.7萬輛，占全球比重25%；機床產(chǎn)量95.9萬臺，占全球比重38%。1.5 我國機械制造業(yè)現(xiàn)狀 2. 提供重大裝備的能力不斷提高 重大裝備的制造能力是體現(xiàn)制造大國的重要標志。我國在提供重大裝備方面取得了突破性的進展，主要體現(xiàn)在下面幾個方面:生產(chǎn)大型火電、水電、核電成套設(shè)備。“十一五”以來，我國發(fā)電設(shè)備年產(chǎn)量占同期世界產(chǎn)量50%以上，對全球發(fā)電設(shè)備凈增量的貢獻超過50%，成為世界上最大的發(fā)電設(shè)備制造國。生產(chǎn)高壓大功率輸變電設(shè)備，如1000kV特高壓交流輸變電設(shè)備。生產(chǎn)大型冶金、礦山設(shè)備，如年產(chǎn)千萬噸級綜采成套裝備。生產(chǎn)大型乙烯、化肥、煤化工成套設(shè)備，如

31、百萬噸乙烯裝置所需的關(guān)鍵裝備。生產(chǎn)石油開采成套設(shè)備、重型機械設(shè)備，如海洋石油981深水半潛式鉆井平臺、SY2000C型200t級履帶式液壓挖掘機等。生產(chǎn)其他設(shè)備，如正負電子對撞機、嫦娥登月探測器、蛟龍?zhí)柹詈撍鞯取?.5 我國機械制造業(yè)現(xiàn)狀 3. 各具特色的制造業(yè)聚集地逐漸形成珠江三角洲、長江三角洲已成為全球重要的家用電器、電子及通信設(shè)備制造聚集地。東北重大成套設(shè)備制造聚集地。川陜國防裝備制造聚集地等制造中心。 4. 中國制造業(yè)正在成為全球制造和供應(yīng)基地僅以機床為例，由于經(jīng)濟高速增長，近年我國機床產(chǎn)值、進口和消費高速增長，連續(xù)幾年成為世界機床消費和進口第一大國。2014年中國機床產(chǎn)值為273

32、.6億美元,約占全球產(chǎn)值的30%。中國裝備制造業(yè)占規(guī)模以上工業(yè)增加值的比重達到30.4%(2014年)，已經(jīng)奠定了中國制造走向海外的基礎(chǔ)。我國數(shù)控機床產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化調(diào)整，技術(shù)水平穩(wěn)步提高。1.5 我國機械制造業(yè)現(xiàn)狀 雖然我國已成為裝備制造業(yè)大國，但還不是裝備制造業(yè)強國，和世界工業(yè)發(fā)達國家相比仍有一定差距：與世界先進水平相比，我國高端裝備制造業(yè)仍存在較大差距。2014年，我國高端制造業(yè)占規(guī)模以上工業(yè)增加值的比重僅為10.6%。以數(shù)控機床為例，我國中低端數(shù)控機床產(chǎn)量大，但80%的高端數(shù)控機床要進口。制造業(yè)人均勞動率低于發(fā)達國家。我國制造業(yè)核心技術(shù)和重大設(shè)備的對外依賴度還很高。低檔產(chǎn)品低效生產(chǎn)過剩

33、，市場競爭力差，裝備制造業(yè)的設(shè)備利用率低，工藝設(shè)備老化、陳舊，產(chǎn)品開發(fā)能力弱，周期長。管理體制落后，在制造中人的能動性和積極性未能充分發(fā)揮。企業(yè)質(zhì)量觀念普遍淡薄，基礎(chǔ)研究不足。存在著重產(chǎn)品、輕基礎(chǔ)，重設(shè)備、輕工藝的傾向。1.6 21世紀的機械工程 21世紀是高新科學技術(shù)的世紀，其標志是高新科學技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將成為全球的經(jīng)濟核心。 針對21世紀新的挑戰(zhàn)，美國麻省理工學院“敏捷性論壇”、“制造先驅(qū)者”兩個部門，和“實施敏捷制造的技術(shù)”項目組共同主持了“下一代制造”研究項目，認為21世紀制造業(yè)競爭環(huán)境的主要特點如下:由于因特網(wǎng)的迅速普及，信息無處不在，無孔不入。獲取和應(yīng)用各種有效信息的能力就成為一個企業(yè)的重要競爭優(yōu)勢。信息技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展使知識和技術(shù)更新加速，產(chǎn)品生命周期越來越短，加上生產(chǎn)力的提高，企業(yè)的規(guī)模將不斷縮小，勞動力需求也會減少。推廣或獲得新技術(shù)的途徑更加容易，依靠新技術(shù)保持競爭優(yōu)勢越來越困難。市場全球化、生產(chǎn)過程全球化、生產(chǎn)設(shè)施和知識勞動力的全球化，進一步加深了競爭的激烈性，帶來深層次競爭的威脅。1.6 21世紀的機械工程發(fā)展中國家教育和生活水平的提高，勞動力市場的全球化使制造業(yè)正在向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。人類面臨環(huán)境、生態(tài)和資源的危機，必須實行可持續(xù)發(fā)展策略，開發(fā)綠色產(chǎn)品，推行綠色制造。顧客的要求將從單個產(chǎn)品轉(zhuǎn)向問題的解決方案