浅析机械应用与发展

陆泽宁

摘 要：当今社会，机械的应用已与现代工业生产紧密结合，使其成为人类社会发展的一重大推力。而面对当前日新月异的科学成果以及能源需求，机械又承担起了与新技术相结合，生产新能源，协助人类探索未知世界的重任。

关键词：机械;应用;发展

机械是机器与机构的总称，是以降低工作强度与难度，代替人力为主要目的的工具。小到我们生活中的轮子、筷子、镊子;大到车辆、船舶、飞行器，都属于简单机械的范畴。

一、机械发展的历程

机械自人类文明之初便开始推动人类社会发展。石、斧等工具帮助人类加工 切割食物，结合火的使用，推动了人类进化。在古代的机械发展中，复杂的机械广泛应用于生产生活中，大大节省了人力、物力，如我国的筒车、水排等农业机械。而随着机械设计经验的积累以及蒸汽动力的应用，西方的机械技术逐渐领先世界，从矿工之友的纽可门蒸汽机，解决煤矿抽水难题，再到瓦特改良的蒸汽机利用冷凝原理大大提升了蒸汽机效率，大量应用于工业生产，推动工业革命，机械为人类开启了新的时代。

二、机械在各领域的应用

（一）机械在交通运输的应用

当蒸汽机大量投入生产中时，便有人萌发了将其运用于交通方面的想法。于是，便有了史蒂芬孙火车、轮船乃至后来卡尔本茨的汽车，莱特兄弟的飞机，都体现了机械在交通运输业中的巨大作用，而以上的几项发明都运用一种重要的机械——曲轴。 蒸汽机或内燃机实现了活塞的直线往复运动，而通过曲轴我们可以将直线运动转化为圆周运动，方便了能源的应用，并从此改变了世界的面貌。

（二）机械在工业自动化生产中的应用

1774年英国人约翰——威尔金森发明了世界上第一台机床，炮筒机床，它所生产的气缸大大满足了瓦塔蒸汽机的需要。而后来的19世纪，由于交通运输、军火工业等的蓬勃发展，人们又对机床提出了更多要求，各种各样的机床也因此诞生。美国人惠特尼制成了卧式铣床、外圆磨床、滚齿机和插齿机。该世纪杰出的机械师惠特沃斯发明了测长机，与现在的千分尺原理相同，利用分度板的转动和螺丝纹夹夹住被测物件，并读出分度板度数，增加了测量的精确度。而伴随着机床的应用一起到来的是工业生产的统一化、标准化、自动化。

将各种功能的机床及生产设备人工整合到一起，便诞生了流水线生产。20世纪初，美国汽车工程师亨利.福特创立了福特汽车公司，并采用了流水线生产汽车。这种方式不仅显著提升了生产效率和生产质量，同时也减少了人力的使用，使福特公司得以顺利实行8小时工作制。如今，流水线生产已深入人心，并应用于各种产品的生产，因其效率大大提高而成本显著下降，故使许多工业制成品价格得以下降，提升了我们的生活水平。

现在，随着智能化时代的到来，机械自动化又迎来新的发展机遇。大量的工业机器人被应用于流水线生产中，工业机器人是多关节、多自由度的工业机械，它们可依据程序自动执行任务，也可以在人类的操控之下进行加工制造，还能依据人工智能技术的纲领规划行动。现如今，工业机器人可用于加工制造及其精密復杂的产品，甚至能够在鸡蛋壳上作画，又将加工的精确度提升到新的高度。而我们需要做的只是操控电脑，给他们提供能量，便能完成这看似不可能的任务。

（三）机械在能源产业中的应用

人类现在已能掌握并利用核能，但我们依然要直面这样的现实——在人类的科学还无法深入到弄清能量的本质时，诸如核能等巨大的能源仍只能通过机械来实现转化并利用。想要高效率地使用核能比用核能来制作武器还要难。归根结底，人类利用能源的主要方式一直都是“烧水”，只是“燃料”会发生改变而已。化石资源燃烧所放出的热或核裂变所放出的热量都用来加热水并产生蒸汽，以此推动蒸汽轮机转动而产生电能。蒸汽轮机这一看似原理简单的机械，实则为我们的生活提供了充足的电力保障。

（四） 机械在现在兵器中的应用

垂直起降的F-35，超音速巡航的F-22，精确的巡航导弹，一分钟几千发射速的加特林式机枪，这些高精尖武器的背后，是机械的功劳。

陀螺仪，早在古代便被发明，可它真正大显身手则是在导弹、火箭大规模应用的时代。陀螺仪与光纤相结合，每当导弹的飞行状况发生变化，我们就可以通过激光传导的变化精确的测出导弹的飞行速度、飞行姿态，并以此通过与GPS的结合，引导导弹准确打击目标，使其误差在极其微小范围内，精确打击更是改变了现代作战的观念。

F-22之所以能成为世界公认的最强战机，其强大的发动机功不可没。两台F119涡扇发动机，每台10.9的推动比，使其超音速巡航得到了保障，并可应用推力矢量引擎，大大提高了近战时的机动性。而正是涡扇发动机的应用，不仅减少了油耗，而且大大提高性能。但与涡喷发动机相比，其机械机构更为复杂，并对风扇叶片材料提出了严苛要求。所以，先进的机械结构是强大发动机的保证。

三、机械发展方向

未来的机械发展，势必朝着智能化、环保化方向迈进。近几十年来，与电子信息技术相结合的机械在工业生产等诸多方面发挥了不可替代的作用，对前人所发明的机械进行重新开发与利用，并与新动力相结合，将为机械发展提供新的方向。与此同时，在日益严峻的环保形势下，机械发展也应注重环保，并致力于节能减排以及生产过程的污染物减少。人机工程的发展，使机械与人的关系更和谐，让人在操作机械时更便捷更舒适。

四、结语

伴随着新能源的使用以及新技术的发展，时至今日，机械与能源技术的有机结合缔造了现代社会。

参考文献

[1] 沈海宁.《机械设计基础》课程改革的思路与实践[J].中国科技信息，2012（21） .

[2] 曾勇，倪骁骅，王福元.提高短学时《机械制图》教学效果的方法探讨[J].中国科技信息，2012（19）.