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機械齒輪原指“巧妙的設計”,作為一般性的機械概念,可以追溯到古羅馬時期,主要是為了區(qū)別與手工工具。現(xiàn)代中文之“機械”一詞為機構(gòu)為英語之(Mechanism)和機器(Machine)的總稱。
機械的特征有:機械是一種人為的實物構(gòu)件的組合。機械各部分之間具有確定的相對運動。故機器能轉(zhuǎn)換機械能或完成有用的機械功,是現(xiàn)代機械原理中的最基本的概念,中文機械的現(xiàn)代概念多源自日語之“機械”一詞,日本的機械應用品對機械概念做如下定義(即符合下面三個特征稱為機械Machine):
機械工程就是在各方面不斷提高的需求的壓力下獲得發(fā)展動力,同時又從各個學科和技術的進步中得到改進和創(chuàng)新的能力。
機械是簡單的裝置,它能夠?qū)⒛芰?、力從一個地方傳遞到另一個地方。
機械是物體的組合,假定力加到其各個部分也難以變形。
這些物體必須實現(xiàn)相互的、單一的、規(guī)定的運動。
從機械專業(yè)的角度來說:機械具有相當重要的基礎地位。
機械是現(xiàn)代社會進行生產(chǎn)和服務的五大要素(即人、資金、能量、材料和機械)之一。
在馬克思說到工業(yè)社會時候,說工業(yè)社會,尤其是大工業(yè)社會,即用機器生產(chǎn)機器的時代。
無論從生活中接觸的各種物理的裝置,如電燈、電話、電視機、冰箱、電梯等等都包含有機器的成分,或者包含在廣義的機械之中,而從生產(chǎn)中來看,各種機床、自動化裝備、飛機、輪船、神五、神六等等,都缺不了機械。
所以,機械是現(xiàn)代社會的一個基礎。如果有人要說農(nóng)業(yè)也是基礎的話,也無可厚非,但是在現(xiàn)代的社會來說,機械作為整個工業(yè)和工程的基礎,可以毫不夸張地認為也是社會一根大柱子。
任何現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)和工程領域都需要應用機械,就是人們的日常生活,也越來越多地應用各種機械了,如汽車、自行車、鐘表、照相機、洗衣機、冰箱、空調(diào)機、吸塵器等等。
最早的“機械”定義為古羅馬建筑師維特魯威(Vitruvii)在其著。
機械,源自于希臘語之Mechine及拉丁文Machina。
把施加的能量轉(zhuǎn)變?yōu)樽钣杏玫男问?,或轉(zhuǎn)變?yōu)橛行У臋C械,它能改變物體的形狀結(jié)構(gòu)創(chuàng)造出新的物件。在生活中,我們周圍有數(shù)不清的不同種類的機械在為我們工作。
機械的日常的理解是機械裝置,也就是各種機器與器械。
機構(gòu)和機器的定義來源于機械工程學,屬于現(xiàn)代機械原理中的最基本的概念,中文機械的現(xiàn)代概念多源自日語之“機械”一詞。一切具有確定的運動系統(tǒng)的機器和機構(gòu)的總稱。如:機床、拖拉機等。
機械工程就是以有關的自然科學和技術科學為理論基礎,機械齒輪作《建筑十書》主要對于搬運重物發(fā)揮效力的機械和工具作了區(qū)別:“機械(machane)和工具(organon)之間似乎有著以下的區(qū)別。
即機械是以多數(shù)人工和很大的力量而發(fā)生效果的,如重弩炮和葡萄壓榨機。而工具則是一名操縱人員慎重地處理來達到目的的,如蝎形輕弩炮或不等圓的螺旋裝置。因此工具和機械都是利用上不可缺少的東西?!惫畔ED已有圓柱齒輪。
亞歷山大利亞·希羅(Heron of Alexandria)在1世紀最早討論了機械的基本要素,他認為機械的要素有五類:輪與軸,杠桿,滑車,尖劈,螺旋。希羅的論述反映了古典機械的特征。
公元前中國已在指南車上應用復雜的齒輪系統(tǒng),在被中香爐中應用了能永保水平位置的十字轉(zhuǎn)架等機件。《釋文》稱:“機,弩牙;括,箭括?!薄墩f文解字》對“機”的解釋是“機,主發(fā)者也”,指弩機。
1724年德國萊比錫機械士廖波爾特(Leopold)給出的定義為“機械或工具是一種人造的設備,用它來產(chǎn)生有利的運動;同時在不能用其他方法節(jié)省時間和力量的地方,它能做到節(jié)省”。
英國機械學家威利斯(R.Willis)在其《機構(gòu)學原理》(The Principle of Mechanism,1841年)所給的定義是:機械齒輪減速機“任何機械(machine)都是由用各種不同方式連接起來的一組構(gòu)件組成,使其一個構(gòu)件運動,其余構(gòu)件將發(fā)生一定的運動,這些構(gòu)件與最初運動之構(gòu)件的相對運動關系取決于它們之間連接的性質(zhì)?!钡聡鴻C械學家勒洛(F.Reuleaux )在其《理論運動學》(Theoretische Kinematik ,Grundzüge einer Theorie des Maschienenwesens,1875年)中的定義為“機械是多個具有抵抗力之物體的組合體,其配置方式使得能夠借助它們強迫自然界的機械力做功,同時伴隨著一定的確定運動?!?/p>
總體來講,機械就是能幫人們降低工作難度或省力的工具裝置,像筷子、掃帚以及鑷子一類的物品都可以被稱為機械,他們是簡單機械。而復雜機械就是由兩種或兩種以上的簡單機械構(gòu)成。通常把這些比較復雜的機械叫做機器。
結(jié)合在生產(chǎn)實踐中積累的技術經(jīng)驗,研究和解決在開發(fā)設計、制造、安裝、運用和修理各種機械中的理論和實際問題的一門應用學科。
各個工程領域的發(fā)展都要求機械工程有與之相適應的發(fā)展,都需要機械工程提供所必需的機械。某些機械的發(fā)明和完善,又會導致新的工程技術和新的產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展。例如大型動力機械的制造成功,促成了電力系統(tǒng)的建立;機車的發(fā)明導致了鐵路工程和鐵路事業(yè)的興起;內(nèi)燃機、燃氣輪機、火箭發(fā)動機等的發(fā)明和進步,以及飛機和航天器的研制成功導致了航空、航天事業(yè)的興起;高壓設備的發(fā)展導致了許多新型合成化學工程的成功等等。
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