機械發展中的歷史進程

A. 挖掘機械的發展歷史

最早的挖掘機是以人力或畜力為動力，用於挖深河底的浚泥船，鏟斗容量一般不超過0.2～O.3米&sup3；1833～1836年，美國人奧蒂斯設計和製造了第一台蒸汽機驅動、鐵木混合結構、半回轉、軌行式的單斗挖掘機，生產率為35米時，但由於經濟性差沒有應用。70年代經過改進的蒸汽鏟正式生產並應用於露天礦剝離。1880年又出現了第一批以拖拉機為底盤的半回轉式蒸汽鏟。
20世紀初至40年代末，挖掘機進入動力和行走裝置多樣化的階段。1910年，出現了第一台電機驅動的單斗挖掘機；1912年出現了汽油機和煤油機驅動的全回轉式單斗挖掘機；1916年出產了柴油發電機驅動的單斗挖掘機；1924年柴油機直接驅動開始用於單斗挖掘機上；履帶式行走裝置於1910年開始採用。輪胎式行走裝置隨著汽車工業的發展，廣泛用於小型挖掘機。30年代，出現了步行行走裝置；50年代中期，德國和法國相繼研製出全回轉式液壓挖掘機，從此挖掘機的發展進入一個新階段。
多斗挖掘機也有100多年的歷史。法國於1860年生產了世界上最早的、結構比較成熟的多斗挖掘機，用於蘇伊士運河開挖工程。1889年，美國生產的多斗挖溝機可挖寬0.29米、深1.4米的溝渠。19世紀末，斗輪挖掘機在德國褐煤採掘中得到廣泛應用，至1958年，每個鏟斗容量已達3600升。1977年，聯邦德國製造了世界上最大的斗輪挖掘機，其生產率為24萬米日。

B. 機械手的發展歷史是怎樣的

機械手是在機械化，自動化生產過程中發展起來的一種新型裝置。它是機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優點，尤其體現了人的智能和適應性（王希敏，1992）。在現代生產過程中，機械手被廣泛的運用於自動生產線中，機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，並越來越廣泛地得到了應用。（王承義，1995）
機械手首先是從美國開始研製的。1958年美國聯合控制公司研製出第一台機械手。它的結構是：機體上安裝一個回轉長臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機構，控制系統是示教形的。1962年，美國聯合控制公司在上述方案的基礎上又試製成一台數控示教再現型機械手。商名為Unimate（即萬能自動）。運動系統仿照坦克炮塔，臂可以回轉、俯仰、伸縮、用液壓驅動；控制系統用磁鼓作為存儲裝置。不少球坐標通用機械手就是在這個基礎上發展起來的。同年，美國機械製造公司也實驗成功一種叫Vewrsatran機械手。該機械手的中央立柱可以回轉、升降採用液壓驅動控制系統也是示教再現型。這兩種出現在六十年代初的機械手，是後來國外工業機械手發展的基礎。1978年美國Unimate公司和斯坦福大學，麻省理工學院聯合研製一種Unimate-Vicarm型工業機械手，裝有小型電子計算機進行控制，用於裝配作業，定位誤差小於±1毫米。聯邦德國KnKa公司還生產一種點焊機械手，採用關節式結構和程序控制。
目前，機械手大部分還屬於第一代，主要依靠人工進行控制；改進的方向主要是降低成本和提高精度。第二代機械手正在加緊研製。它設有微型電子計算控制系統，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種感測器，把感覺到的信息反饋，使機械手具有感覺機能。第三代機械手則能獨立完成工作中過程中的任務。它與電子計算機和電視設備保持聯系，並逐步發展成為柔性製造系統FMS和柔性製造單元FMC中的重要一環節

C. 中國機械發展史及現狀

中國是世界上機械發展最早的國家之一。中國的機械工程技術不但歷史悠久，而且成就十分輝煌，不僅對中國的物質文化和社會經濟的發展起到了重要的促進作用，而且對世界技術文明的進步做出了重大貢獻.傳統機械方面，我國在很長一段時期內都領先於世界。到了近代由於特別是從18世紀初到19世紀40年代，由於經濟社會等諸多原因，我國的機械行業發展停滯不前，在這100多年的時間里正是西方資產階級政治革命和產業革命時期，機械科學技術飛速發展，遠遠超過了中國的水平。這樣，中國機械的發展水平與西方的差距急劇拉大，到十九世紀中期已經落後西方一百多年。 新中國建立後特別是近三十年來，我國的機械科學技術發展速度很快。向機械產品大型化，精密化、自動化和成套化的趨勢發展。在有些方面已經達到或超過了世界先進水平。總的來說，就目前而言中國機械科學技術的成就是巨大的，發展速度之快，水平之高也是前所未有的。這一時期還沒有結束，我國的機械科學技術還將向更高的水平發展。只要我們能夠採取正確的方針、政策、用好科技發展規律並勇於創新，我國的機械工業和機械科技一定能夠振興，重新引領世界機械工業發展潮流。 雖然目前我國的機械技術取得了不小的成就，與世界先進的水平仍有不小差距，究其根本原因為製造技術不高；生產效率還比較低；工藝比較落後；整體設計水平及在資源共享方面仍有很大的提高空間。 是什麼讓我國的機械行業整體水平仍然出在比較低的階段呢？我們不妨從以下方面進行分析： 一.就其總體而言先進的製造設備還沒有普及，很多加工設備仍然是上世紀五.六十年代甚至是更早前出產的，這些設備不管在加工效率，加工精度都已經顯得很落後，即使是有些設備經過改裝但仍然是顯得問題重重。 二.零件加工沒有達到規模化，雖然我國已經有很多機械零件已經標准化，可以達到規模量產。但是仍然有許多非標的定製件只能單個生產，生產效率及加工成本非常的高. 三.加工水平非常低下也是影響我國機械行業發展的重要原因，幾個人甚至一個人加幾台破舊的設備就可以組成一個機械加工廠，這種家庭作坊式的加工方式完全依賴加工者的水平來生產，沒有工藝，沒有品質，沒有效率。但是這種作坊工廠在我國依然普遍存在，這種生產出來的機械零件很難靠它去提升我國的機械設備加工，工藝水平。 四.加工工藝的編排的不合理同樣造成生產效率，產品品質降低及加工成本的提高。甚至於很多加工廠根本在機械加工中根本就不編寫加工工藝等必要的技術知道資料，完全考加工者經驗來指導加工過程。 五.在機械設計方面也存在許多的問題，機械工程師在設計某一設備時，往往只考慮標准件和通用零部件的借用，而對於其他零部件則完全是根據自己的經驗及所掌握的知識來確定，這就形成了一個設計孤島問題，而事實上是可能其他地方剛好有一零件與自己需要的零件相同或相近，同時設計理念比自己的更先進，完全可以借用過來為我使用。如果能有這樣一個平台可以使所有的非標的獨立設計的零件的參數公布，設計師們可以通過該平台查找到合乎自己使用的非標件，如果借用的人多了，那麼此非標件就可以當成一準標准件或通用件來使用，同樣的那麼這個零件的需求量就會多起來容易形成大批量的生產，相對的就能提高生產效率，品質和降低成本。更始最大程度上達到了資源的共享，也許就是這樣越來越多的「標准件」就這樣產生了。 綜上所言，造成機械行業這種種問題的症結所在就是分散而毫無效率的生產規模，落後的機器設備，技術人才的嚴重不足，閉塞的信息交流。要解決以上問題那麼就需要有一個整合的，交流的，展示的平台，在最大程度上的實現資源共享，解決行業孤島問題，並以此達到整合，更大程度上的推進機械行業的快速發展。 加法資源網正是基於此戰略高度而誕生的。「全參數化的、動態新增的、世界級的產品資源大全」，將至力於重點發展機械業，讓更多的自製的非標准機械零配件轉化為准標准化來提高推動機械業生產水平。加法資源網的設計構思帶有一定的獨創性，完全不同於其他信息交易網的建站思想，我們主要是以歸類整理產品信息資源為主，為工程設計技術人員，企業生產決策者提供較全面的具有實際指導意義的信息。加法資源網簡單看是一部動態的不斷更新的工具手冊，深入發展可以解決企業之間的信息孤島問題，加快助進企業之間生產過程的半

D. 機械工業的發展歷史

機器生產的工廠制大工業發展到一定程度，必然要求機器本身的生產革命化，即建立機器製造業。機器製造業的建立是經歷了一個過程的。最先投入使用的一批紡織機器，幾乎全是木製的手工產品，或是由使用人自行製造，或是由鍾表匠、木匠和工具製造匠為使用人定製，甚至蒸汽機最早也不是由波爾頓—瓦特商號製造的。他們只提供圖紙，監督生產。由此可見，工業革命開始時雖有機器生產，但尚無真正的機器製造業。
手工生產木製機器有著本身無法克服的缺陷：成本很高，產量有限，轉速不勻，容易磨損，構造簡單，功效不高。上述缺陷是由手工方法與木料相適應、相結合而造成的。因此，要從根本上克服那些缺陷，必須從建築材料、製作方法以及加工工具三個方面進行改革。隨著冶鐵業的發展，人們逐步開始以鐵代替木材來生產機器零件，工廠越來越多地使用金屬設備。威爾金森提供的優質汽缸，保證了瓦特改良蒸汽機的成功。鐵器零件和設備的應用，必然要求製造方法和工具的改革。鐵取代木材，增加了機器材料的硬度，而機器構造的日益復雜則要求零件的精確性和標准化。對此，原有的手工方法及所用的工具已無法滿足需要。「大工業必須掌握它特有的生產資料，即機器本身，必須用機器來生產機器。這樣，大工業才能建立起與自己相適應的技術基礎，才得以自立。」 建國後，隨著國家機械工業的迅速發展。民族地區機械工業也得到較快地發展。現在，從製造一般機電產品到製造大型復雜地精密設備，甚至已達到生產電子產品，並在各省區已形成了一個門類比較齊全。布局目趨合理、具有一定規模和技術水平的現代化機械工業系統。並出現了一批如交通運輸設備製造、電氣機械和器材製造、儀器儀表及計量器具製造等門類的機械工業基地，主要集中在呼和浩特、銀川、烏魯木齊、昆明、貴陽、南寧、柳州、梧州等市。
但民族地區機械工業目前前仍不能滿足其經濟日益發展的需要。主要問題是：雖然發展較快，但基礎差，生產水平較低，設備陳舊消耗高，經濟效益差，交通不便，信息不靈，應變能力差，管理落後，產品單一，缺乏競爭力等等。所以，近幾年來各省區在「調整、改革、整頓、提高」的方針指引下，以經濟效益為中心，狠抓機械工業的高速和改革、技術改造、產品更新，使機械工業得到更加協調、健康地發展。

E. 機械原理發展史

機械（machinery）是機器（machine）和機構（mechanism）的總稱。各種機構都是用來傳遞與變換運動和力的可動裝置。至於機器則都是根據某種使用要求而設計的執行機械運動裝置，可用來傳遞和變換能量，物料和信息，機械是人類生活和生產的基本要素之一，是人類物質文明最重要的組成部分。機械的發明是人類區別於其他動物的一項主要標志。人類自從用機械代替簡單的工具，使手和足的「延長」在更大程度上得到發展 。而經過三次工業革命的洗禮，機械的飛速發展，更是使人類達到了前所未有的境地，可以說，世界機械的發展史，就是人類超越自我，探索未知領域的發展史。
1 世界機械發展的三個階段
世界機械的發展與人類的文明發展史緊密相連，根據人類文明的發展，世界機械的發展史可分為三個階段：從公元前7000年城市文明的出現到公元十七世紀末為機械的起源和古機械發展階段，從十八世紀到二十世紀初為近代機械發展階段，由二十世紀初到現在，為現代機械發展階段。每一個階段的機械都有各自的特點，都曾使得人類的社會飛躍發展，且帶來了人類社會質的改變。下面按時間來分，從三個階段來敘述世界機械的發展史。
1.1機械起源和古代機械發展階段
據世界考古家發現，公元前7000年，在巴勒斯坦地區猶太人建立傑里科城，城市文明首次出現在地球上，最找的機械———車輪或許是此時誕生的。車輪是人類重要的發明之一，正是由於車輪的誕生，才是車成為人類重要的交通工具。而最早的車輪是用來制陶的。當人類進入青銅器時代，機械得到了很大的發展，也開始變得更加實用，當今世界七大奇跡之一，埃及的金字塔，便是從進入青銅器時代的埃及巴達里人發明的搬運重物的工具慢慢建立起來的。公元前3500年，古巴比倫的蘇美爾誕生了帶輪的車，是在橇板下面裝上輪子而成。 公元前3000年，美索不達米亞人和埃及人開始普及青銅器，青銅農具及用來修造金字塔的青銅工具（比如：鑿子）在此時已廣泛使用。
公元前2800年，中國中原地區出現原始耕地工具——耒耜（木製）。
公元前2800年，青銅器製作技術傳入我國周邊，西域的游牧民族（現中國甘肅東鄉馬家窯文化遺址）出現錫青銅鑄成的銅刀。公元前2500年，歐亞之間地區就曾使用兩輪和四輪的木質馬車．埃及古代墓葬中曾發現公元前1500年前後的兩輪戰車。
公元前2500年，伊拉克和埃及用失蠟法鑄造青銅金屬飾物。 公元前2400年，埃及出現腕尺、青銅手術刀，滑輪等機械設備。
1.2近代機械的發展階段
為了實現大批量生產，從十九世紀開始，人們就開始探索，首先的用於大批量生產的是在軍事領域，人們採取了互換式的生產方法，其後，各種新式互換式的機床也應運而生，在製造機床上的同時，為了保證機床的精確度，千分尺等一大批測量器具和螺紋被設計製造出來。
在對管理模式的研究下，機械的製造開始走向自動化，例如，辛辛那提公司製造的液壓式平面磨床，就是具有自動循環系統；而在米爾沃爾基的工廠，鑽床實現了自動化，部件的安裝或移動，鑽頭的轉動及進給，工作台的移動等動作都是自動進行的。
1.3現代機械的發展階段
隨著電子科技的發展，機械的自動化程度越來越高，1952年，美國帕森斯公司製成第一台數字控制機床，1962年，美國本迪克斯公司首次在數控銑床上實現最佳控制（ACO）。 1967年，美國的福克斯首次提出機構最優化概念，英國莫林斯公司根據威廉森提出的柔性製造系統的基本概念研製出「系統24」。1976年，日本發那科公司首次展出有四台加工中心和一台工業機器人組成的柔性製造單元。
而這一時期，最重要的發明無疑是電腦，電腦的出現並運用到生產中，是機械的生產效率，精確度提高到了一個前所未有的高度。
2世界機械發展的未來趨勢
人類自從用機械代替簡單的工具，使手和足的「延長」在更大程度上得到發展。但是人還以頭腦為其獨有的特徵，為了使頭腦的功能得以延伸，因而產生了控制理論，計算機科學，人工智慧科學和信息科學。
現在的機械，已經遠遠不是馬克思時代定義的「原動機+傳動機+工作機」，而是已經會「自行思考」。隨著各種技術的發展，未來的機械將會更加智能化。機械的發展，將是計算機控制下的機械，計算機不僅僅是用來計算的機械，而且它起著頭腦的作用，不論是什麼機械，都將發展成為一個機器人。
3 對世界機械發展背後世界的思考
在機械飛速發展之下，自然環境受到了嚴重的破壞，空氣污染，水質污染，固體廢棄物污染，海洋污染，聚氯乙烯污染，內燃機引起的鉛污染等等，嚴重危害著人類自身以及其他生物的生存，而各種重要的資源如煤炭，石油，天然氣„„„也在殆盡之中。
告訴的機械發展背後是一個如此「骯臟」的世界，機械未來的發展也引起許多人為此擔憂，1987年世界環境與發展委員會《在我們的共同未來》報告中第一次闡述了可持續發展(Sustainable Development)的概念，為未來的發展開辟了希望。

F. 機械工程的發展歷史

17世紀以後，資本主義商品經濟在英、法等國迅速發展，許多人致力於改進各產業所需要的工作機械和研製新的動力機械——蒸汽機。製作機械的主要材料逐漸從木材改為金屬。機械製造工業開始形成，並逐漸成為重要產業。機械工程從分散性的、主要依賴匠師個人才智和手藝的技藝發展成為有理論指導的、系統的和獨立的工程技術。機械工程是促成18～19世紀的工業革命和資本主義機械大生產的主要技術因素。
工程技術的發展在提高人類物質文明和生活水平的同時，也對自然環境起了破壞作用。20世紀中期以來，暴露出來的嚴重問題有兩個方面：資源（其中最嚴重的是能源）的大量消耗和環境的嚴重污染。能源方面，在改進核裂變動力裝置、發展太陽能、地熱、潮汐能、海水溫差能等，可以減少對非再生的化石能源的依賴。從長遠的觀點看，核聚變是很有希望的和幾乎無窮盡的未來能源。以核物理學將來的成就為基礎，機械工程與其他工程技術一起，在21世紀中完成核聚變動力裝置的開發和推廣可能徹底解決世界的能源問題。使用這種新能源可同時消除對大氣的二氧化碳污染。
地殼中和海水中的金屬礦藏的蘊藏量極為豐富。只要改進采礦和選礦的工藝和提高采、選礦機械的性能，以降低可以經濟利用的礦石品位，並充分回收金屬廢料，在有足夠的能量供應的條件下，金屬材料資源不愁匱乏。在煤、石油、天然氣等不再被大量地用作燃料而主要作為合成材料的原料之後，非金屬材料的供應也可得到長遠的保證。
化學工程、冶金工程等生產流程中所產生的廢氣、廢水等環境污染源，通過改進流程、增加凈化機械和設施並提高其凈化效率，在技術上是能夠加以消除的。
機械工程一向以增加生產、提高勞動生產率、提高生產的經濟性，即以提高人類的利益為目標來研製和發展新的機械產品。在未來的時代，新產品的研製將以降低資源消耗，發展潔凈的再生能源，治理、減輕以至消除環境污染作為超經濟的目標任務。

G. 機械的發展簡史

人類成為「現代人」的標志就是製造工具。石器時代的各種石斧、石錘和木質、皮質的簡單粗糙的工具是後來出現的機械的先驅。從製造簡單工具演進到製造由多個零件、部件組成的現代機械，經歷了漫長的過程。
幾千年前，人類已創制了用於穀物脫殼和粉碎的臼和磨，用來提水的桔槔和轆轤，裝有輪子的車，航行於江河的船及槳、櫓、舵等。所用的動力，從人自身的體力，發展到利用畜力、水力和風力。所用材料從天然的石、木、土、皮革，發展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷，製造陶瓷器皿的陶車，已是具有動力、傳動和工作三個部分的完整機械。
人類從石器時代進入青銅時代，再進而到鐵器時代，用以吹旺爐火的鼓風器的發展起了重要作用。有足夠強大的鼓風器，才能使冶金爐獲得足夠高的爐溫，才能從礦石中煉得金屬。古埃及第十八王朝勒克米爾（Rekhmir,約公元前1450年）已有用以冶鑄用的罐狀鼓風器。在中國，公元前1000～前900年有了冶鑄用的鼓風器，並逐漸從人力鼓風發展到畜力和水力鼓風。
15～16世紀以前，機械工程發展緩慢。但在以千年計的實踐中，在機械發展方面還是積累了相當多的經驗和技術知識，成為後來機械工程發展的重要潛力。17世紀以後，資本主義在英、法和西歐諸國出現，商品生產開始成為社會的中心問題。
18世紀後期，蒸汽機的應用從采礦業推廣到紡織、麵粉、冶金等行業。製作機械的主要材料逐漸從木材改用更為堅韌，但難以用手工加工的金屬。機械製造工業開始形成，並在幾十年中成為一個重要產業。
機械工程通過不斷擴大的實踐，從分散性的、主要依賴匠師們個人才智和手藝的一種技藝，逐漸發展成為一門有理論指導的、系統的和獨立的工程技術。機械工程是促成18～19世紀的工業革命，以及資本主義機械大生產的主要技術因素。
動力是發展生產的重要因素。17世紀後期，隨著各種機械的改進和發展，隨著煤和金屬礦石的需要量的逐年增加，人們感到依靠人力和畜力不能將生產提高到一個新的階段。
在英國，紡織、磨粉等產業越來越多地將工場設在河邊，利用水輪來驅動工作機械。但當時的煤礦、錫礦、銅礦等礦井中的地下水，仍只能用大量畜力來提升和排除。在這樣的生產需要下，18世紀初出現了紐科門的大氣式蒸汽機，用以驅動礦井排水泵。但是這種蒸汽機的燃料消耗率很高，基本上只應用於煤礦。
1765年，瓦特發明了有分開的冷凝器的蒸汽機，降低了燃料消耗率。1781年瓦特又創制出提供回轉動力的蒸汽機，擴大了蒸汽機的應用范圍。蒸汽機的發明和發展，使礦業和工業生產、鐵路和航運都得以機械動力化。蒸汽機幾乎是19世紀唯一的動力源，但蒸汽機及其鍋爐、凝汽器、冷卻水系統等體積龐大、笨重，應用很不方便。
19世紀末，電力供應系統和電動機開始發展和推廣。20世紀初，電動機已在工業生產中取代了蒸汽機，成為驅動各種工作機械的基本動力。生產的機械化已離不開電氣化，而電氣化則通過機械化才對生產發揮作用。
發電站初期應用蒸汽機為原動力。20世紀初期，出現了高效率、高轉速、大功率的汽輪機，也出現了適應各種水利資源的水輪機，促進了電力供應系統的蓬勃發展。
19世紀後期發明的內燃機經過逐年改進，成為輕而小、效率高、易於操縱、並可隨時啟動的原動機。它先被用以驅動沒有電力供應的陸上工作機械，以後又用於汽車、移動機械和輪船，到20世紀中期開始用於鐵路機車。蒸汽機在汽輪機和內燃機的排擠下，已不再是重要的動力機械。內燃機和以後發明的燃氣輪機、噴氣發動機的發展，是飛機、航天器等成功發展的基礎技術因素之一。
工業革命以前，機械大都是木結構的，由木工用手工製成。金屬(主要是銅、鐵)僅用以製造儀器、鎖、鍾表、泵和木結構機械上的小型零件。金屬加工主要靠機匠的精工細作，以達到需要的精度。蒸汽機動力裝置的推廣，以及隨之出現的礦山、冶金、輪船、機車等大型機械的發展，需要成形加工和切削加工的金屬零件越來越多，越來越大，要求的精度也越來越高。應用的金屬材料從銅、鐵發展到以鋼為主。
機械加工包括鍛造、鍛壓、鈑金工、焊接、熱處理等技術及其裝備，以及切削加工技術和機床、刀具、量具等，得到迅速發展，保證了各產業發展生產所需的機械裝備的供應。
社會經濟的發展，對機械產品的需求猛增。生產批量的增大和精密加工技術的進展，促進了大量生產方法的形成，如零件互換性生產、專業分工和協作、流水加工線和流水裝配線等。
簡單的互換性零件和專業分工協作生產，在古代就已出現。在機械工程中，互換性最早體現在莫茨利於1797年利用其創制的螺紋車床所生產的螺栓和螺帽。同時期，美國工程師惠特尼用互換性生產方法生產火槍，顯示了互換性的可行性和優越性。這種生產方法在美國逐漸推廣，形成了所謂「美國生產方法」。 20世紀初期，福特在汽車製造上又創造了流水裝配線。大量生產技術加上泰勒在19世紀末創立的科學管理方法，使汽車和其他大批量生產的機械產品的生產效率很快達到了過去無法想像的高度。
20世紀中、後期，機械加工的主要特點是：不斷提高機床的加工速度和精度，減少對手工技藝的依賴；提高成形加工、切削加工和裝配的機械化和自動化程度；利用數控機床、加工中心、成組技術等，發展柔性加工系統，使中小批量、多品種生產的生產效率提高到近於大量生產的水平；研究和改進難加工的新型金屬和非金屬材料的成形和切削加工技術。
18世紀以前，機械匠師全憑經驗、直覺和手藝進行機械製作，與科學幾乎不發生聯系。到18～19世紀，在新興的資本主義經濟的促進下，掌握科學知識的人士開始注意生產，而直接進行生產的匠師則開始學習科學文化知識，他們之間的交流和互相啟發取得很大的成果。在這個過程中，逐漸形成一整套圍繞機械工程的基礎理論。
動力機械最先與當時的先進科學相結合。蒸汽機的發明人薩弗里、瓦特，應用了物理學家帕潘和布萊克的理論；在蒸汽機實踐的基礎上，物理學家卡諾、蘭金和開爾文建立起一門新的科學——熱力學。內燃機的理論基礎是法國的羅沙在1862年創立的；1876年奧托應用羅沙的理論，徹底改進了他原來創造的粗陋笨重、雜訊大、熱效率低的內燃機而奠定了內燃機的地位。其他如汽輪機、燃氣輪機、水輪機等都在理論指導下得到發展，而理論也在實踐中得到改進和提高。
早在公元前，中國已在指南車上應用復雜的齒輪系統，在被中香爐中應用了能永保水平位置的十字轉架等機件。古希臘已有圓柱齒輪、圓錐齒輪和蝸桿傳動的記載。但是，關於齒輪傳動瞬時速比與齒形的關系和齒形曲線的選擇，直到17世紀之後方有理論闡述。
手搖把和踏板機構是曲柄連桿機構的先驅，在各文明古國都有悠久歷史，但是曲柄連桿機構的形式、運動和動力的確切分析和綜合，則是近代機構學的成就。機構學作為一個專門學科，遲至19世紀初才首次列入高等工程學院的課程。通過理論研究，人們方能精確地分析各種機構，包括復雜的空間連桿機構的運動，並進而能按需要綜合出新的機構。
機械工程的工作對象是動態的機械，它的工作情況會發生很大的變化。這種變化有時是隨機而不可預見；實際應用的材料也不完全均勻，可能存有各種缺陷；加工精度有一定的偏差等等。
與以靜態結構為工作對象的土木工程相比，機械工程中各種問題更難以用理論精確解決。因此，早期的機械工程只運用簡單的理論概念，結合實踐經驗進行工作。設計計算多依靠經驗公式；為保證安全，都偏於保守，結果製成的機械笨重而龐大、成本高、生產率低、能量消耗很大。
從18世紀起，新理論的不斷誕生，以及數學方法的發展，使設計計算的精確度不斷的提高。進入20世紀，出現各種實驗應力分析方法，人們已能用實驗方法測出模型和實物上各部位的應力。
20世紀後半葉，有限元法和電子計算機的廣泛應用，使得對復雜的機械及其零件、構件進行力、力矩、應力等的分析和計算成為可能。對於掌握有充分的實踐或實驗資料的機械或其元件，已經可以運用統計技術，按照要求的可靠度，科學地進行機械設計。

H. 機械發展簡史是怎樣的

在人類歷史復的長河中，類人猿因為要應制對自然條件的變化，為了獲得食物，為了與野獸抗爭並生存下來，他們學會了使用木棍和石塊等天然工具，由於對工具的熟練應用，他們的大腦和雙手得到了鍛煉，由此開始能製造和使用簡單的木製和石制的工具，並開始逐步從事各種勞動。這種使用工具、發明工具以獲得生存的創舉是人類進化的重要標志和決定性因素。大約50萬年前，古人類學會了鑽木取火，利用火燒烤和煮熟食物，進而食物來源不斷豐富，使人類生活質量有了很大提高。大約15000年前，古人類為了獲得更多的食物，開始了農耕和畜牧，並大量使用簡單機械，使勞動生產率得到不斷提高。在1750年到1850年之間，蒸汽機的發明導致了一場工業革命，人們靠人力或畜力進行的手工生產逐步被以蒸汽為動力的機械化生產所取代，極大地推動了人類發展的進程。後來，隨著人們對電力的廣泛應用，以及計算機的發明，使人類生活發生了革命性改變。而今，機械作為推動人類歷史進步的工具，更重要的是改變人們的生產方式，提高生活質量。

I. 機械繫統的發展歷程

在機械加工中，機床、刀具、夾具與被加工工件構成了一個實現某種加工方法的整體系統，這一系統稱為
機械加工工藝
系統。即：在機械加工中，機床、刀具、夾具與被加工工件構成機械加工工藝系統。！