发明改变世界2014.ppt

机械创新设计技术 1.绪论1.1 机械工程科学发展趋势 我有创造力吗？经常有人会问自己 创造与 “天才”划等号，这种认识导致的直接后果是抑制了自己创造力的激发和施展。 创造力人人都有，并不神秘 1.1 .1 发明改变世界 创造力起源于好奇心，在嬉戏玩耍的游戏中，在日常的活动中，常常蕴藏着创造的火花。 打破创造神秘感，在头脑中确立这样的观念，即：“人人是创造之人”。 中国机械发展 中国古代在机械方面有许多发明创造，在动力的利用和机械结构的设计上都有自己的特色。许多专用机械的设计和应用，如指南车、地动仪和被中香炉等，均有独到之处。 石斧 冶金技术和机械加工的发展 中国古代金属冶铸技术发明时间较早，且技术精湛。 中国在大约40～50万年前，就已出现加工粗糙的刮削器、砍砸器和三棱形尖状器等原始工具。4～5万年前出现磨制技， 许多石器都已比较光滑，刃部也较锋利，并有单刃、双刃、凸刃、凹刃和圆刃之分。新石器时代晚期，人们已能用石范和泥范铸造简陋的工具和武器。 春秋时期出现弩，控制射击的弩机已是比较灵巧的机械装置。到汉代，弩机的加工精度和表面光洁度已达到相当高的水平。汉弩有一石至十石等八种规格，这些规格的形成表明机械制造标准在汉代已初步确立。弩机上留下了作工、锻工、磨工等的名字。  东汉时已有不同形状和用途的齿轮和齿轮系。有大量棘轮，也有人字齿轮。特别是在天文仪器方面已有比较精密的齿轮系。张衡利用漏壶的等时性制成水运浑象，以漏水为动力通过齿轮系使浑象每天等速旋转一周。公元132年张衡创制了世界上第一台地震仪，即候风地动仪。 浑天仪 浑天仪是浑仪和浑象的总称。浑仪是测量天体球面坐标的一种仪器，而浑象是古代用来演示天象的仪表。它们是我国东汉天文学家张衡所制的。浑仪模仿肉眼所见的天球形状，把仪器制成多个同心圆环，整体看犹如一个圆球，然后通过可绕中心旋转的窥管观测天体。 候风地动仪 候风地动仪是世界上第一架测验地震的仪器。中国东汉时期天文学家张衡于汉顺帝阳嘉元年（132）制成，候风地动仪用精铜制成，直径2.7米，其外形像一个大型酒樽。 地动仪里面有精巧的结构，主要为中间的都柱（相当于一种倒立型的震摆）和它周围的八道（装置在摆的周围的8组机械装置）。在樽的外面相应地设置8条口含小铜珠的龙，每个龙头下面都有一只蟾蜍张口向上。如果发生较强的地震，都柱因受到震动而失去平衡，这样就会触动八道中的一道，使相应的龙口张开，小铜珠即落入蟾蜍口中，由此便可知道地震发生的时间和方向。据史料记载，候风地动仪曾成功地记录了138年发生在甘肃的一次强烈地震，从而证明了它的准确性和可靠性。 是中国古代能自报行车里数的车辆。它是利用汉代鼓车改装而成。车中装有传动齿轮和凸轮杠杆等机械，车行一里，车上木人受凸轮的牵动，由绳索拉起木人右臂击鼓。据考证，记里鼓车是东汉以后出现的，仅用作帝王出行时的仪仗。 被中香炉AVI 被中香炉是一个铜制的容器，里头放入火炭，置于被中，就成了中国古代用于冬天取暖、薰香的“被中香炉”，奇处就在这铜制容器上：不论香炉在被子里怎么翻滚，香炉四周的环形支架都能保证香炉呈水平放置，丝毫不用担心火炭会倾覆。 这就是现在航空、航海中广泛应用的万向支架，使现代航船上的指南针、飞机上的导航仪，在颠簸中能保持平衡，现代平衡环靠的就是中国古人取暖“被中香炉”的原理。 1.1.2 机械工程 科学发展的趋势 制造业是产业革命的主力军 第一次产业革命：1733-1878 1）又称为：蒸汽革命。 2）产业革命的标志：瓦特发明的蒸汽机。 3）英国的制造业孕育和实现了瓦特的发明 4）制造业和瓦特的发明推动了热力学理论 的诞生。 制造业是产业革命的主力军（2） 第二次产业革命：1879-1945 1）又称为：电气革命。 2）产业革命的标志：电灯（爱迪生）、电话（贝尔）、 电机（西门子）等电气化产品。 3）制造业肇始了电的应用，而后才有麦克 斯韦电动力学 理论的诞生。 4）麦克斯韦电动力学理论推动了20世纪初开始的无线电、 微波、雷达、合成孔径、微波成像、卫星通信、宇宙 微波探测等技术的发展。 5）牛顿力学和电动力学又为量子力学的发展指引了道路， 导致了量子场论的创立。 制造业是产业革命的主力军（3） 第三次产业革命：1945-1972 1）又称为：电子（原子）革命。 2）产业革命的标志：原子弹（1945）、 电子计算机（1946）、晶体管 （1948）、集成电路、微电子技术 等。 3）微电子制造技术开创了全新的信息 时代。 制造业是产业革命的主力军（4） 第四次产业革命：1973- 1）又称为：高新技术产业革命。 2）产