机械工程与文化.docx
《机械工程与文化.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械工程与文化.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
机械工程与文化
序
机械的发明和使用是人类区别于其他动物的主要标志，从人类用机械代替简单工具开始，便使得手和足的“延长”在更大程度上得到发展。
机械的飞速发展，更推动人类达到前所未有的境地，可以说，世界机械的发展史就是人类超越自我、探索未知领域的发展史。
机械的发展与人类的生育繁衍一样，既要继承父母的基因，又要具备适者生存的演变。
大胆创新和实践就是机械发展的新鲜血液，它使机械形成了独有的特点和竞争优势。
当某一天中国制造的机械产品在保持价格优势同时还具备技术创新优势，我们就能够实现由机械大国向强国的转变。
而完成这一使命的任务，就落在了新一代立志于中国机械行业崛起的技术人员身上，中国机械行业新的辉煌将在你们手中铸成。
本章以机械与人类社会生产、社会发展的文化关系为线，讲述了不同时期，不同机械的产生对人类的影响，以及常用机械内在的专业文化精神，激发学生的学习兴趣，使学生对机械有一个总体性的了解。
第二章机械工程与文化
第一节社会生产与机械
人类成为“现代人”的标志就是制造工具。
石器时代的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单、粗糙工具是机械产生的先驱。
从制造简单工具演变到制造由多个零件、部件组成的现代机械，经历了漫长的过程。
人类为与生俱来的寒热而衣、渴饮饥餐的生存所需，以及不断改善、提高的需求，促使了工具制造的不断精细、不断创新。
于是人类在通向文明的漫长的征途中，手工工具发展为简单机械，简单机械发展为机械设备，原始实践与经验发展为科学实验、科学技术以及创新，个体手工作坊发展为现代制造业。
人类历史经历了石器时代，铜、铁器时代，工业革命经历了采集和狩猎经济、农业经济、工业经济时代。
每一个时代都有工具和生活用品的独特的制造技术和工艺水平。
而新的、更高的制造技术的出现和制造业的发展，又可以开创一个新的时代，促进新的社会结构的形成。
19世纪末，蒸汽机制造技术获得突破性进展，由此引发了工业革命，导致了现代工业的出现和发展，以及现代社会和现代文明的建立。
进入20世纪下半叶，微电子技术与信息产业的出现和迅速普及，使人类的生产活动、技术开发和社会生活进入信息化和智能化时代，极大地减轻体力劳动，延伸和增强了脑功能，提高了社会劳动生产效率。
在今天，现代制造业已成为实现现代化的基石，是现代社会和文明的动力。
一、推动人类历史进程的五次大变革
在人类历史的长河中，发生了几次决定人类命运的大革命。
第一次革命发生在大约200万年前，由于自然条件的突然变化，生活在树上的类人猿被迫到陆地上觅食，为了和各种野兽抗争，他们学会了用天然的木棍和石块——天然的工具保卫自己，并用来猎取食物。
学会使用了最简单的机械——石斧、石刀之类的天然工具，劳动造就了人。
第二次革命发生在大约50万年前，古猿学会了制造和使用简单的木制和石制工具，从事劳动，继而发现了火，并学会了钻木取火。
烘熟的食物不仅让古猿感到好吃，且熟食利于吸收，也为提高他们的体力和脑力创造了条件，进而使古猿人的生活质量有了改善和提高，而且延长了人类的寿命。
使用工具，携带食物，需要他们的前肢从支撑行走中解脱出来，于是他们从地上站立起来，开启了从古猿到古人类的新纪元。
第三次革命发生在大约15000年前，古人类学会了制作和使用简单的机械，开始了农耕与畜牧。
此后，大约5000年前，古人类进入新石器时代。
4000年前，发现金属，并学会了冶炼技术。
金属器械逐步取代了石制、骨制的器械。
继而约2000年前发现了铁金属，进入铁器时代，各种复杂的工具和简单机械相继发明出来并投入到生产中去，提高了生产率，促进了人类社会的快速发展。
第四次革命发生在1750年到1850年之间，蒸汽机的发明导致了一场工业革命。
公元16世纪欧洲进入文艺复兴时期，其代表人物：
意大利的著名画家达·芬奇设计了变速器、纺织机、泵、飞机、机床、锉刀制作机、自动锯、螺纹加工机等大量机械，并画了印刷机、钟表、压缩机、起重机、卷扬机、货币制造机等大量机械草图。
一场大规模的工业革命在欧洲发生，大批的发明家涌现出来。
各种专科学校、大学、工厂纷纷建立。
机械代替了大量的手工业，生产迅速发展。
1760年，瓦特经过10余年的努力和不断改进，在爱丁堡制造出第一台蒸汽机。
1804年英国人特里维西克发明并制造出第一台蒸汽机车。
1830年在法国修筑了从圣亚田到里昂的铁路。
蒸汽机车与铁路的普及，促进了西方工业生产的发展，促进了西方的机械文明，奠定了现代工业的基础。
战争的爆发与持续，加速了枪炮等武器的研制和生产。
欧洲战争、英美战争、美墨战争、掠夺印第安人土地战争以及第一次世界大战等战事不断，对兵器的配件要求导致了互换性的问世。
良好的互换性又必须有高精度的测量工具和加工机床来保证，因此，19世纪的机床和测量工具的发明与革新进展很快。
同时，钢铁工业也获得很快发展。
在这一阶段，机械及机械制造通过不断扩大的实践，从分散性的、主要依赖匠师个人才智和手艺的一门技艺，逐渐发展成为一门有理论指导的系统和独立的工程技术。
机械工程是促进18～19世纪工业革命以及资本主义大生产的主要技术因素。
第五次革命是计算机的发明导致了一场现代工业革命。
计算机正在改变人类传统的生活方式和工作方式。
当前世界正在进行着一场新的技术革命，以集成电路为中心的微电子技术的广泛应用给社会生活和工业结构带来了巨大的影响。
机械工程与微处理机结合诞生了“机电一体化”的复合技术。
这使机械设备的结构、功能和制造技术等提高到了一个新的水平。
机械学、微电子学和信息科学三者的有机结合，构成了一种优化技术，应用这种技术制造出来的机械产品结构简单、轻巧、省力和高效率，并部分代替了人脑的功能，即实现了人工智能。
机电一体化产品必将成为今后机械产品发展的主流。
概括起来，从远古到现代社会，从猿到人，由于人类生存、生活、社会生产发展以及探索科学技术的需要，甚至是战争的需要，促进了机械及机械工程由粗糙到精密，由简单到复杂，由低级幼稚到高级智能化，从而构成了整个国民经济第一产业——农业（含农、林、副、牧、渔），第二产业——工业，第三产业——信息产业和服务产业及其他工业等。
反之，机械工程也促进了人类社会进步和现代文明的建立。
二、机械工程与人类社会的发展
人类的生存、生活、工作与机械密切相关。
穿在身上的衣服是通过纺织机纺线、织布机织成布，再用缝纫机制成的；吃的粮食是用机械播种、收割、加工的；住的楼房是用工程机械建造的；使用的电能是用机械发出的；乘坐的所有交通工具、生活和生产中使用的各种各样的工具和机器都是由机械制造出来的。
总之，组成国民经济结构的农业、工业、服务业以及国防军工一切部门所需装备的设计、制造、批量生产都需要机械，机械给人类带来了幸福，现代人离不开机械。
为了更好的了解现代机械文明，先让我们回顾一下机械发展史。
几千年前，人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨，用来提水的桔槔和辘轳，装有轮子的车，航行于江河的船及其桨、橹、舵等。
所用的动力，从人自身的体力，发展到利用畜力、水力和风力。
所用材料从天然的石、木、土、皮革，发展到人造材料。
最早的人造材料是陶瓷。
制造陶瓷器皿的陶车，已是具有动力、传动和工作三个部分的完整机械。
人类从石器时代进入青铜时代，再进而到铁器时代，用以吹旺炉火的鼓风器的发展起了重要作用。
有足够强大的鼓风器，才能使冶金炉获得足够高的炉温，才能从矿石中炼得金属。
在中国,公元前1000-公元前900年就已有了冶铸用的鼓风器,逐渐从人力鼓风发展到畜力和水力鼓风。
15—16世纪以前，机械工程发展缓慢。
但在以千年计的实践中，在机械发展方面还是积累了相当多的经验和技术知识，成为后来机械工程发展的重要潜力。
17世纪以后，资本主义在英、法和西欧诸国出现，商品生产开始成为社会的中心问题。
许多高才艺的机械匠师和有生产观念的知识分子，致力于改进各种产业所需的工作机械和研制新的动力机械——蒸汽机。
18世纪后期，蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉、冶金等行业。
制作机械的主要材料逐渐从木材改用更为坚韧，但难以用手工加工的金属。
机械制造工业开始形成，并在几十年中成为一个重要产业。
机械工程通过不断扩大的实践，从分散性的、主要依赖匠师们个人才智和手艺的一种技艺，逐渐发展成为一门有理论指导的、系统的和独立的工程技术。
机械工程是促成18～19世纪的工业革命以及资本主义机械大生产的主要技术因素。
在我们中华民族五千年的文明史中，我国古代劳动人民在机械工程领域中的发明创造尤为突出。
绝大部分的发明创造是由于生存、生活的需要，一些发明创造是战争的需要。
还有一些发明是为了探索科学技术的需要。
根据我国古代发明创造的演变过程可以知道，任何一种机械的发明都经历了由粗到精、逐步完善与发展的过程。
例如，加工毂粒的机械，最初是把毂粒放在一块大石上，用手拿一块较小的石块往复搓动，再吹去糠皮以得米；第二步发明了杵臼；第三步发明了脚踏碓，使用了人体的一部分重力工作；第四步发明了人力、畜力的磨和碾；第五步发明了使用风力、水力的磨和碾。
不但实现了连续的工作，节省了人力，提高了效率，而且学会了使用自然力，完成了由工具到机械的演变过程。
在兵器领域中，由弹弓发展为弓箭，又发展为弩箭；发明火药后，由人力的弓箭发展为火箭，直到发展为飞弹的雏形和两级火箭的雏形。
在我国的古代战争中，有大量的实战记载。
我国古代的机械发明、使用与发展，远远领先于世界水平。
但由于长期的封建统制，限制了生产力和科学技术的发展。
在最近的四五百年，我国在机械工程领域的发展已落后于西方强国。
自从新中国成立以后，在短短的几十年里，把只能作小量的修理和装配工作的机械工业发展为能够生产汽车、火车、轮船、金属切削机床、大型发电机等许多机械设备的机械工业，特别是我国实行改革开放以来，我国机械工业的发展更为迅速，与发达国家的差距正在缩小，有些产品已领先世界水平。
我们中华民族在过去的几千年中，在机械工程领域中的发明创造有着极其辉煌的成就。
不但发明的数量多，质量也高，发明的时间也早。
我们过去的历史是光荣的，为使我们中华民族再度辉煌，我们的任务也是艰巨的。
在过去的年代里，机械的发明与使用繁荣了人类社会，促进了人类文明的发展。
在高科技迅速发展的今天，机械的种类更加繁多，性能更加先进。
机械手、机器人、机、光、电、液一体化的智能型机械，办公自动化机械等大量的先进的科技含量高的机械正在改变人类的生活与工作。
第二节动力机械的产生与文化
蒸汽机是世界上最早的机械动力，它的出现曾引起了18世纪的工业革命。
直到20世纪初，仍然是世界上最重要的原动机，它主宰机械工业近2个世纪的漫长岁月，才逐渐让位于内燃机和汽轮机等，可谓是真正机械发展的开国元勋，对机械产生与发展起到了重要作用。
一、蒸汽机的发明
世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗（HeroofAlexandria）于1世纪发明的汽转球（Aeolipile）（如图2-1所示），是蒸汽机的雏形。
约1679年法国物理学家丹尼斯·巴本在观察蒸汽逃离他的高压锅后制造了第一台蒸汽机的工作模型。
与此同图2-1汽转球
时萨缪尔·莫兰也提出了蒸汽机的想法。
1698年托马斯·塞维利、1712年托马斯·纽科门和1769年詹姆斯·瓦特制造了早期的工业蒸汽机，他们对蒸汽机的发展都做出了自己的贡献。
1807年罗伯特·富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。
但是瓦特并不是蒸汽机的发明者，在他之前，早就出现了蒸汽机，即纽科门蒸汽机（如图2-2所示），但它的耗煤量大、效率低。
瓦特运用科学理论，逐渐发现了这种蒸汽机的毛病所在。
从1765年到1790年，他进行了一系列发明，比如分离式冷凝器、汽缸外设置绝热层、用油润滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等等，使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多，最终制造出了图2-2纽科门蒸汽机
现代意义上的蒸汽机。
瓦特发明蒸汽机的故事
在瓦特的故乡--英国格林诺克的小镇，家家户户都是生火烧水做饭。
对这种司空见惯的事，有谁留过心呢？
瓦特就留了心。
有一天，他在厨房里看祖母做饭。
灶上坐着一壶开水。
开水在沸腾。
壶盖啪啪啪地作响，不停地往上跳动。
瓦特观察好半天，感到很奇怪，猜不透这是什么缘故，就问祖母说：
“什么玩艺使壶盖跳动呢？
”祖母回答说：
“水开了，就这样。
”瓦特没有满足，又追问：
“为什么水开了壶盖就跳动？
是什么东西推动它吗？
”可能是祖母太忙了，没有功夫回答他，便不耐烦地说：
“不知道。
小孩子刨根问底地问这些有什么意思呢。
”瓦特在他祖母那里不但没有找到答案，反而受到了冤枉的批评，心里很不舒服，可他并不灰心。
连续几天，每当做饭时，他就蹲在火炉旁边细心地观察着。
起初，壶盖很安稳隔了一会儿水要开了发出哗哗的响声。
突然，壶里的水蒸汽冒出来，推动壶盖跳动了，蒸汽不住地往上冒，壶盖也不停地跳动着，好象里边藏着个魔术师，在变戏法似的。
瓦特高兴了，几乎叫出声来,他把壶盖揭开盖上，盖上又揭开，反复验证。
他还把杯子、调羹遮在水蒸汽喷出的地方。
瓦特终于弄清楚了，是水蒸汽推动壶盖跳动，这水蒸汽的力量还真不小呢。
水蒸汽推动壶盖跳动的物理现象，正是瓦特发明蒸汽机的认识源泉吗？
1769年，瓦特把蒸汽机改成为发动力较大的单动式发动机。
后来又经过多次研究， 成功发明了完善的蒸汽机（如图2-3）。
由于蒸汽机的发明，英国成为世界上最早利用蒸汽推动铁制“海轮”的国家。
19世纪，开始海上运输改革,一些国家进入了所谓的“汽船时代”。
从此，船只就行驶在茫茫无际的海图2-3瓦特改良的蒸汽机
洋上了。
随之而来，煤矿、工厂、火车也全应用了蒸汽机。
体力劳动解放了,经济发展了。
这不能不说是蒸汽机发明的成果。
当然也是蒸汽机的发明家瓦特的功劳。
因此瓦特在世界上享有盛名。
瓦特十分重视学习和实践。
学习，丰富了他的智慧；实践，结出了丰硕的成果。
二、蒸汽机的历史作用
蒸汽机有很大的历史作用，它曾推动了机械工业甚至社会的发展，解决了大机器生产中最关键的问题，推动了交通运输空前的进步。
随着它的发展而建立的热力学和机构学为汽轮机和内燃机的发展奠定了基础；汽轮机继承了蒸汽机以蒸汽为工质的特点，和采用凝汽器以降低排汽压力的优点，摒弃了往复运动和间断进汽的缺点；内燃机继承了蒸汽机的基本结构和传动形式，采用了将燃油直接输入汽缸内燃烧的方式，形成了热效率高得多的热力循环；同时，蒸汽机所采用的汽缸、活塞、飞轮、飞锤调速器，阀门和密封件等，均是构成多种现代机械的基本元件。
工业革命的产生一部分原因是因为蒸汽机的改良（瓦特没有发明蒸汽机，他只是改良），而蒸汽机车的产生也是因为蒸汽机的改良以及后人的应有而产生的，当时英国鼓励发明，并且在人口增加需要增加生产速度之时，便开始有人努力的改进当时的生产设备，瓦特便是其中之一，而瓦特改良蒸汽机导致一系列技术革命引起了从手工劳动向动力机器生产转变。
因此蒸汽机的改良绝对是促成工业革命的原因之一。
而蒸汽机车是一种以蒸汽引擎作为动力来源的铁路机车，因此若没有蒸汽机的改良便不可能有这项交通工具的诞生。
1769年尼古拉·约瑟夫·居纽首次用他的“蒸汽车”（如图2-4）展示了自动的蒸汽车的可行性。
这辆车可以说是第一辆汽车。
这辆车作为运输工具不太有用，但用来拖农具却很不错。
一直到20世纪初蒸汽机汽车依然可以与其它驱动方式的汽车抗衡。
今天大多数汽车是用内燃机驱动的。
蒸汽机汽车最大的缺点是它至少需要30秒钟时间来获得足够的压力。
世界上第一列蒸汽机火车（如图2-5）是1804年特拉维斯克在威尔士展示的。
图2-4居纽的“蒸汽车”图2-5世界上第一列蒸汽机火车
蒸汽机的出现和改进促进了社会经济的发展，但同时经济的发展反过来又向蒸汽机提出了更高的要求，如要求蒸汽机功率大、效率高、重量轻、尺寸小等。
尽管人们对蒸汽机作过许多改进，不断扩大它的使用范围和改善它的性能，但是随着汽轮机和内燃机的发展，蒸汽机因存在不可克服的弱点而逐渐衰落。
三、电动机、内燃机的发明与使用
19世纪最后30年和20世纪初，科学技术的进步和工业生产的高涨，被称为近代历史上的第二次工业革命。
第二次工业革命以电力的广泛应用为显著特点。
从19世纪六、七十年代开始，出现了一系列电器发明。
1866年德国人西门子（Siemens）制成发电机，1870年比利时人格拉姆（Gelam）发明电动机，电力开始用于带动机器，成为补充和取代蒸汽动力的新能源。
电力工业和电器制造业迅速发展。
人类跨入了“电气时代”。
19世纪早期，人们发现了电磁感应现象，根据这一现象，对电作了深入的研究。
在进一步完善电学理论的同时，科学家们开始研制发电机。
1866年，德国科学家西门子制成一部发电机，后来几经改进，逐渐完善，到19世纪70年代，实际可用的发电机问世。
电动机的发明，实现了电能和机械能的互换。
随后，电灯、电车、电钻、电焊机等电气产品如雨后春笋般地涌现出来。
第二次工业革命的又一重大成就是内燃机的创制和使用。
蒸汽机的燃料在锅炉中燃烧把水烧开，将蒸汽送进气缸，推动活塞和曲柄连杆机构工作，所以蒸汽机也称为外燃机。
它的热量损失大，热效率低，仅10%左右，能源浪费严重。
如果让燃料在气缸里直接燃烧产生的气体膨胀力推动活塞作功，就可大大提高气缸压力和热效率，这就是所谓的内燃机。
19世纪七八十年代，以煤气和汽油为燃料的内燃机相继诞生，1876年，德国人奥托制造出第一台以煤气为燃料的四冲程内燃机（如图2-6），成为颇受欢迎的小图2-6奥托试制出的四冲程内燃机
型动力机。
1883年，德国工程师戴姆勒制成以汽油为燃料的内燃机，具有马力大、重量轻、体积小、效率高等特点，可作为交通工具的发动机。
1885年，德国机械工程师卡尔·本茨制成第一辆汽车（如图2-7），本茨因此被称为“汽车之父”。
这种起动方便的汽车有三个轮子，每分钟的转速约250次，时速约15千米，带有一个用水冷却的单缸发动机，功率为3/4马力，用电点燃。
这部汽车使本茨第一个获得汽车专利。
接着，德国工图2-7卡尔·本茨制成的第一辆汽车
程师狄塞尔于1897年发明了一种结构更加简单，燃料更加便宜的内燃机—柴油机，这种柴油机虽比使用汽油的内燃机笨重，但却非常适用于重型运输工具。
它不仅用于船舶发动机，而且用于火车机车和载重汽车。
以内燃机为动力的汽车作为一种新的运输工具，发展也很迅速。
19世纪90年代，世界各国生产的汽车每年只有几千辆，但到了第一次世界大战前夕，世界的汽车年产量已猛增到50万辆以上。
1903年12月，以内燃机为动力的飞机飞上蓝天，实现了人类翱翔天空的梦想。
第三节机械技术与主要特征
一、机械的概念与特征
机械就是能帮人们降低工作难度或省力的工具装置，像筷子、扫帚以及镊子一类的物品都可以被称为机械，他们是简单机械。
而复杂机械就是由两种或两种以上的简单机械构成。
通常把这些比较复杂的机械叫做机器。
从结构和运动的观点来看，机构和机器并无区别，泛称为机械。
因此，机械是机器与机构的总称。
简单机械是最基本的机械（如图2-8），是机械的重要组成部分。
简单机械是人运用力的基本机械元件。
在人类最早期的伟大发明发现中，对工具、火与语言的掌握，使得人类最终从一般动物中脱离出来。
而简单机械，则是人在改造自然中运用机械工具的智慧结晶，是牛顿力学（向量力学）研究的重要对象。
人们曾尝试将一切机械都分解为几种简单机械，实际上这是很困难的，通常是把以下几种机械作为基础来研究。
例如，杠杆、滑轮、轮轴、齿轮、斜面、螺旋、劈等。
前四种简单机械是杠杆的变形，所以称为“杠杆类简单机械”。
后三种是斜面的变形，故称为“斜面类简单机械”。
不论使用哪一类简单机械都必须遵循机械的一般规律—功的原理。
a杠杆b滑轮
c斜面d螺旋
图2-8简单机械
机器（Machine）是由各种金属和非金属零部件组装成的装置，消耗能源，可以运转、做功。
用来代替人的劳动、进行能量变换、以及产生有用功。
机器贯穿在人类历史的全过程中。
但是近代真正意义上的“机器”，却是在西方工业革命后才逐步被发明出来。
机器是零部件间有确定的相对运动，用来转换或利用机械能的机械。
一般由零件、部件组成一个整体，或者由几个独立机器构成联合体。
由两台或两台以上机器机械地联接在一起的机械设备称为机组。
在机器中，凡用来完成有用功的机器称为工作机，如各种机床、起重机、纺织机、发电机等。
凡将其他形式的能量转换为机械能的机器称为原动机，如内燃机、蒸汽机、电动机等。
工程中大多是工作机和原动机互相配合应用。
机器的概念可以扩充为；一种用来转换和传递能量、物料和信息的、能执行机械运动的装置。
机器由动力部分、工作部分、传动部分、控制部分组成。
⑴动力部分：
是机器能量的来源，它将各种能量转变为机器能（又称机械能）。
⑵工作部分：
直接实现机器特定功能、完成生产任务的部分。
⑶传动部分：
按工作要求将动力部分的运动和动力传递、转换或分配给工作部分的中间装置。
⑷控制部分：
是控制机器起动、停车和变更运动参数的部分。
机构是机器、仪器等内部为传递、转换运动或实现某种特定的运动而由若干零件组成的机械装置。
如：
机械手表中有原动机构、擒纵机构、调速机构等；车床、刨床等有走刀机构。
机器的主体是由一个或若干个机构组成，通过不同机构的组合来实现特定的机械运动。
机构是机器不可缺少的部分。
二、机械工程学科应用
机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。
以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。
机械是现代社会进行生产和服务的五大要素（人、资金、能源、材料和机械）之一，并参与能量和材料的生产。
在工业革命以前，大多数的工程项目都限于军事及城市发展。
从事军事方面的工程师负责研制战争工具和系统；从事城市发展的工程师则负责建筑和地面设施。
在19世纪早期的英国，机械工程师成为新兴的行业，负责提供工业用机械和推动机械所需要的动力。
在1818年，首个专业土木工程师组织成立，机械工程师亦于1847年成立组织。
20世纪初期，福特在汽车制造上创造了流水装配线。
大量生产技术加上泰勒，F.W.在19世纪末创立的科学管理方法，使汽车和其他大批量生产的机械产品生产效率很快达到了过去无法想像的高度。
20世纪中、后期，机械加工的主要特点是：
不断提高机床的加工速度和精度，减少对手工技艺的依赖；发展少无切屑加工工艺；提高成形加工、切削加工和装配的机械化和自动化程度。
自动化从机械控制的自动化发展到电气控制的自动化和计算机程序控制的完全自动化，直至无人车间和无人工厂；利用数字控制机床、加工中心、成组技术等，发展柔性加工系统，使中小批量、多品种生产的生产效率提高到近于大量生产的水平；研究和改进难加工的新型金属和非金属材料的成形和切削加工技术。
而世界上建立最早的机械工程学术团体是英国机械工程师学会（IMechE），成立于1847年，第一任主席是铁路机车发明家乔治·史蒂芬生。
英国机械工程师学会的建立，标志着机械工程已确立为一个独立的学科，机械工程师被社会公认为受尊敬的职称。
在此之前，从事机械制造、使用和修理的人，被称为机器匠，社会地位不高。
机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，无不需要机械工程的服务。
概括说来，现代机械工程有五大服务领域（如图2-9）。
⑴研制和提供能量转换机械，包括将热能、化学能、原子能、电能、流体压力能和天然机械能转换为适合于应用的机械能的各种动力机械，以及将机械能转换为所需要的其他能量（电能、热能、流体压力能、势能等）的能量变换机械。
⑵研制和提供用以生产各种产品的机械，包括应用于第一产业的农、林、牧、渔业机械和矿山机械，以及应用于第二产业的各种重工业机械和轻工业机械。
⑶研制和提供从事各种服务的机械，包括交通运输机械、物料搬运机械、办公机械、医疗器械、通风、采暖和空调设备、除尘、净化、消声等环境保护设备等。
⑷
升级会员 