机械工程简史PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 机械发展的历史分期 1

1.1.1 古代（公元前5000年左右至欧洲文艺复兴） 1

1.1.2 近代（文艺复兴至第二次工业革命结束） 2

1.1.3 当代（19世纪末的新物理学革命以来） 2

1.1.4 科学革命、技术革命和工业革命 3

1.2 自然、社会、科学和技术间的几个重要关系 4

1.2.1 社会、科技和自然 4

1.2.2 科技发展背后的推动力 4

1.2.3 经济、科技的发展和整个社会的发展、变革密不可分 5

1.2.4 自然科学基础与相关科技领域的作用 6

1.3 为什么要学习一些科技发展史？ 6

1.3.1 扩大知识面要从横向和纵向两个方向进行 7

1.3.2 回溯历史，了解社会，理工结合，文理渗透 7

1.3.3 回溯历史，激发创新精神 8

第2章 古代机械的发展 9

2.1 概述 9

2.1.1 古代人类使用工具的三个时代 9

2.1.2 古代机械发展的三个主要区域 9

2.1.3 中国的辉煌与落伍 10

2.1.4 欧洲发展中的曲折 11

2.2 各种古代机械发展简介 12

2.2.1 简单机械 12

2.2.2 鼓风器 13

2.2.3 舟与车 14

2.2.4 农业机械 14

2.2.5 纺织机械 15

2.2.6 计时器与天文仪器 15

2.2.7 起重机械 17

2.2.8 兵器 18

2.2.9 礼仪与娱乐性机械 18

2.2.10 各种机构与传动 19

2.3 古代的机械制造技术 19

2.3.1 铸造技术 19

2.3.2 锻造和其他压力加工技术 20

2.3.3 焊接技术 21

2.3.4 切削加工技术 21

2.4 关于古代机械的几个问题 22

2.4.1 古代机械的动力 22

2.4.2 依靠直觉和灵感的巧妙创造 22

2.4.3 古代与现代相通 23

2.4.4 关于中国古代科技的两个深层次问题 23

第3章 工业革命前欧洲社会和科技的进步 25

3.1 文艺复兴至工业革命期间的社会发展 25

3.1.1 资本主义生产方式的出现 25

3.1.2 地理大发现 25

3.1.3 文艺复兴运动 26

3.1.4 宗教改革运动 26

3.1.5 启蒙运动 26

3.1.6 资产阶级革命 27

3.2 文艺复兴至工业革命前欧洲的机械科学技术 27

3.2.1 列奥纳多·达·芬奇 27

3.2.2 力学和机械理论的若干进展 28

3.2.3 工业革命前的机械技术 28

3.3 经典力学的创立和发展 30

3.3.1 天文学的突破和科学精神的解放 30

3.3.2 经典力学创立之前的理论准备 31

3.3.3 经典力学的创立 32

3.3.4 经典力学的局限性 33

3.4 微积分理论与微分方程理论的建立 34

3.4.1 微积分理论的建立 34

3.4.2 微分方程理论的建立和发展 35

第4章 第一次工业革命 36

4.1 第一次工业革命发展概况 36

4.1.1 英国发生工业革命的背景 36

4.1.2 第一次工业革命概述 37

4.2 蒸汽机的发明和交通运输革命 38

4.2.1 瓦特改进和发明蒸汽机 38

4.2.2 蒸汽机发明的划时代意义 39

4.3 第一次工业革命中的机械发明 40

4.3.1 蒸汽动力的广泛应用 41

4.3.2 纺织和缝纫机械 42

4.3.3 工程机械与矿山机械 42

4.3.4 农业机械 43

4.3.5 流体机械 44

4.3.6 武器 44

4.3.7 信息机械 45

4.4 近代机械制造业的诞生和早期发展 46

4.4.1 瓦特时代机械加工的状况 46

4.4.2 机床的改进和发明 47

4.4.3 互换性生产的出现 49

4.4.4 标准化的开端 50

4.5 永动机问题的理论解决 50

第5章 第二次工业革命 52

5.1 第二次工业革命发展概况 52

5.1.1 第二次工业革命的历史背景 52

5.1.2 电气时代 53

5.1.3 钢铁时代 54

5.1.4 第二次工业革命期间机械发展概况 55

5.1.5 第二次工业革命的特点 55

5.2 内燃机的发明和新的交通运输革命 56

5.2.1 内燃机的发明和进步 56

5.2.2 汽车的发明和早期发展 58

5.2.3 飞机的发明和早期发展 59

5.2.4 交通工具方面的其他变革 61

5.3 第二次工业革命期间的机械发明 62

5.3.1 动力机械 62

5.3.2 矿山机械 64

5.3.3 工程机械 66

5.3.4 泵和压缩机 67

5.3.5 信息机械 68

5.3.6 武器 69

5.3.7 其他机械 70

5.4 第二次工业革命期间的机械制造业 70

5.4.1 机床的发展 71

5.4.2 刀具材料的进步和切削速度的提高 73

5.4.3 测量水平的提高 74

5.4.4 泰勒的科学管理制度 74

5.4.5 福特首创的大批量生产模式 75

5.4.6 标准化、系列化的发展 76

5.5 机械产品发展的若干趋势 77

5.5.1 机械和运载工具的高速化和大功率化 77

5.5.2 机械的精密化 77

5.5.3 机械的轻量化 78

5.5.4 机械的半自动化 79

第6章 工业革命期间力学的进一步发展 80

6.1 分析力学 80

6.2 连续介质力学 81

6.2.1 固体力学 81

6.2.2 流体力学 85

第7章 近代机械工程学科的诞生和发展 87

7.1 机械工程学科的诞生 87

7.1.1 机构学的诞生 87

7.1.2 机械工程师学会的成立 88

7.2 近代机构学学科的发展 89

7.2.1 机构学的德国学派和俄苏学派 89

7.2.2 连杆机构的应用和理论 91

7.2.3 凸轮机构的演进、分析与设计 92

7.3 机械振动理论与应用的发展 94

7.4 近代的机械动力学 95

7.4.1 机械动力学分析方法的形成 95

7.4.2 转子动力学研究的起步 96

7.4.3 关于机构动力平衡的研究 98

7.5 机械传动与液压传动的演进 98

7.5.1 机械传动的演进 98

7.5.2 流体传动的出现和发展 100

7.6 近代的机械设计学科 102

7.6.1 机械设计发展的几个阶段 102

7.6.2 画法几何学诞生 103

7.6.3 机械设计从应用力学中独立出来 104

7.6.4 近代的机械结构强度学 104

7.6.5 主要机械零件设计方法的形成 105

7.7 近代的机械制造学科 107

7.7.1 概述 107

7.7.2 关于金属切削理论的研究 108

7.7.3 提高机械加工精度的理论与技术 109

第8章 第三次技术革命概貌 111

8.1 第三次技术革命的科学基础 111

8.1.1 新的物理学革命 111

8.1.2 信息论、控制论和系统论的诞生 112

8.1.3 非线性科学的诞生和发展 114

8.2 第三次技术革命的背景和概貌 115

8.2.1 第三次技术革命的背景 115

8.2.2 第三次技术革命的概貌 116

8.2.3 第三次技术革命的特点 117

8.3 第三次技术革命的主要内容 118

8.3.1 概述 118

8.3.2 信息技术 122

8.3.3 新材料技术 126

8.4 与机械工程相关的数学、力学的新进步 128

8.4.1 数值计算方法的巨大进步 128

8.4.2 振动理论的新进展 130

8.4.3 多体动力学的诞生 131

第9章 第三次技术革命中的机械工程概述 133

9.1 新时期的机械工程概述 133

9.1.1 新时期推动机械工程发展的四大因素 133

9.1.2 新时期机械工程的全面大发展 134

9.2 新时期机械产品发展的总趋向 136

9.2.1 机械和运载工具进一步的高速化和大功率化 136

9.2.2 对机械的精密化要求提高到更高的水平 137

9.2.3 对机械的可靠性要求提高到更高的水平 137

9.2.4 对机械和运载工具轻量化的要求更为迫切 138

9.2.5 追求产品的性能价格比 138

9.2.6 降低机器对环境的不良影响 139

9.2.7 机器应安全、舒适、宜人 139

9.2.8 产品的多样化与个性化 139

9.3 新时期机械的重大发明与改进 140

9.3.1 机电一体化产品 140

9.3.2 机器人 141

9.3.3 高速铁路车辆 144

9.3.4 盾构隧道掘进机 145

9.4 机械制造业几个重点领域的迅速发展 146

9.4.1 汽车工业 146

9.4.2 航空航天工业 147

9.4.3 大型发电设备制造业 148

9.4.4 IC制造业 149

9.4.5 机床制造业 149

9.5 关于复杂机电系统 150

第10章 新时期机械学理论的发展 152

10.1 机构学 152

10.1.1 新时期机构学发展概况 152

10.1.2 机构运动学 153

10.1.3 新的机构类型 154

10.1.4 机构动力学 154

10.2 机械传动学 156

10.2.1 齿轮强度计算标准的建立 156

10.2.2 齿轮动力学与减振降噪的研究 157

10.2.3 新型啮合传动的发展 157

10.2.4 其他机械传动 158

10.3 机器人学 159

10.3.1 机器人机构学 159

10.3.2 机器人动力学 160

10.4 机械动力学 162

10.4.1 概述 162

10.4.2 机械动力学分析模型 162

10.4.3 动力学建模的精细化 163

10.4.4 动力学分析与仿真的发展 163

10.4.5 机械动力学在横向形成几个分支领域 164

10.5 机械强度学 165

10.5.1 疲劳设计方法的建立 165

10.5.2 断裂力学的发展 166

10.5.3 智能结构与健康监测 167

10.6 摩擦学 167

10.6.1 近代关于摩擦、磨损和润滑的研究 167

10.6.2 当代的摩擦学研究 168

10.7 微机械学 169

10.7.1 MEMS的技术革命历程 169

10.7.2 MEMS的应用前景 170

10.7.3 关于微机械系统的研究 170

10.8 流体传动与控制 171

第11章 新时期机械设计的全新面貌 172

11.1 新时期机械设计概述 172

11.1.1 新时期机械设计的全面大发展 172

11.1.2 设计理论和方法学 174

11.2 机械创新设计的理论和方法 175

11.2.1 创造学在美国的诞生和发展 175

11.2.2 苏联的TRIZ理论和方法 176

11.2.3 机械创新设计 177

11.2.4 反求设计 177

11.2.5 仿生设计 178

11.3 计算机图形学和计算机辅助设计 178

11.3.1 计算机图形学 178

11.3.2 计算机辅助设计 180

11.4 保证产品主要性能的现代设计方法 181

11.4.1 优化设计 181

11.4.2 可靠性设计 181

11.4.3 保值设计 182

11.5 动态设计与振动控制 183

11.5.1 静态设计与动态设计 183

11.5.2 动态设计方法的发展 184

11.5.3 振动控制技术的发展 185

第12章 新时期机械制造的全新面貌 187

12.1 新时期机械制造概述 187

12.1.1 新时期对机械制造技术提出的新挑战 187

12.1.2 新时期机械制造技术发展的总趋向 188

12.2 自动化——先进制造技术发展的主线 189

12.2.1 数控加工和数控机床的诞生和发展 189

12.2.2 工艺编制技术的进步 190

12.2.3 CAD/CAPP/CAM的集成 191

12.2.4 柔性制造系统 191

12.2.5 机器人在制造中的应用 192

12.3 切削加工技术的进步 193

12.3.1 刀具材料的新进步 193

12.3.2 高速切削技术 194

12.3.3 精密与超精密加工技术 194

12.3.4 难加工材料的加工技术 195

12.3.5 干式加工技术 196

12.3.6 关于加工振动控制的理论与实践 196

12.3.7 与切削加工的进步相适应的机床技术 197

12.4 特种加工技术的出现和发展 198

12.5 增量制造技术 199

12.6 绿色制造技术 202

12.6.1 绿色制造——从认识到行动 202

12.6.2 绿色制造技术的内容 202

12.6.3 再制造技术 203

12.7 企业活动的信息化、智能化和网络化 204

12.7.1 计算机集成制造系统 204

12.7.2 制造活动的网络化 205

第13章 近当代中国的机械工程 207

13.1 洋务运动中的机械工程 207

13.1.1 鸦片战争以前西方机械技术的传入 207

13.1.2 洋务运动概况 207

13.1.3 中国近代机械工业的诞生 208

13.1.4 中国近代高等工程教育的诞生 209

13.1.5 洋务运动的失败 210

13.2 民国时期的机械工程 211

13.2.1 民国时期的机械工业 211

13.2.2 民国时期的机械工程教育与研究 212

13.2.3 中国机械工程学会的成立 213

13.3 当代中国的机械工程（改革开放以前） 213

13.3.1 新中国成立后的机械工业与机械科技 213

13.3.2 新中国成立后的高等机械工程教育 214

13.3.3 文化大革命中的机械工业和教育 215

13.4 当代中国的机械工程（改革开放以来） 216

13.4.1 改革开放以来中国机械工业的跨越式发展 216

13.4.2 改革开放以来中国的机械科学与技术 217

13.4.3 改革开放以来中国的高等机械工程教育 219

附录A 人名表 221

参考文献 227