机械
科技名词定义
中文名称：
机械
英文名称：
machinery
定义：
机器与机构的总称。
所属学科：
机械工程（一级学科）；机构学（二级学科）；机构学一般名词（三级学科）
本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
目录
词语解释
简介
机械的的概念
机械的特征
机械的定义
机械工程的内容
机械工程分类
机电一体化的含义
词语解释
简介
机械的的概念
机械的特征
机械的定义
机械工程的内容
机械工程分类
机电一体化的含义
机电一体化技术具体包括
机电一体化专业
机电一体化系统组成
机械工程的发展历程
机械工程的发展展望
变频器对机械工程的节能改造应用
基本信息
内容简介
展开
编辑本段词语解释
基本信息
词目：机械
拼音：jīxiè
释义
1. 利用力学等原理组成的各种装置。各种机器、齿轮、枪炮等均是机械。
《庄子·天地》：“吾闻之吾师，有机械者必有机事。” 《辩亡论》下：“昔 蜀
之初亡，朝臣异谋，或欲积石以险其流，或欲机械以御其变。” “《前进，钢
铁的大军》：“他们都是工农出身的战士，一旦从敌人夺得机械，便能熟练地
加以掌握。”
2. 巧诈；机巧。《淮南子·原道训》：“故机械之心，藏于胸中，则纯白
不粹，神德不全。” “机械，巧诈也。” 宋 邵雍 《旋风吟》之一：“安有太平
人不平，人心平处固无争。棊中机械不愿看，琴里语言时喜听。”《明史·杨
恂传》：“且其机械独深，朋邪日众，将来之祸，更有难言者。” 清 纪昀 阅
微草堂笔记·滦阳消夏录一》：“然利己者必损人，种种机械，因是而生，种
种寃愆，因是而造。”
3. 桎梏，束缚。 金 蔡松年《庚申闰月从师还自颍上对新月独酌》诗：
“自要尘网中，低眉受机械。” 清 李渔 《玉搔头·错获》：“逃难纔离惊骇，又
无端忽遇降祸的公差。将宦门无罪女裙钗，当做脱逃钦犯施机械。”
4. 呆板、不灵活。 张天翼 《春风》二：“那个 施国兴 机械地站了起来。”
洪深 《电影戏剧的编剧方法》第三章一：“可是，‘一切戏剧都是教育’这句
话，不可理解得太机械了。” 杨朔 《木棉花》：“他们仍然是机械地在岗棚上
挂起一面红旗。”
编辑本段简介
机械 [jīxiè]
1. [machine;machinery]∶利用力学原理构成的
机械
装置
2. [mechanical;rigidly;inflexibly]∶比喻拘泥于成规,刻板而不知变通
机械（machine），源自于希腊语之 mechine 及拉丁文 mecina，原指“巧
妙的设计”，作为一般性的机械概念，可以追溯到古罗马时期，主要是为了区
别与手工工具。现代中文之“机械”一词为机构为英语之（mechanism）和机
器（machine）的总称。机构的特征有：机械是一种人为的实物构件的组合。
机械各部分之间具有确定的相对运动。 机器具备机构的特征外，还必须具备
第三个特征即能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能，故机器
能转换机械能或完成有用 代机械原理中的最基本的概念，中文机械的现代概
念多源自日语之“机械”一词，日本的机械饮用品对机械概念做如下定义（即
符合下面三个特征称为机械 machine）：
1.机械是物体的组合，假定力加到其各个部分也难以变形。2.这些物体
必须实现相互的、单一的、规定的运动。
3.把施加的能量转变为最有用的形式，或转变为有效的机械功。
编辑本段机械的的概念
中文概念
“机械” 词语由“机”与“械”两个汉字组成。“机”——原指局部的关键机件；
“械”——在中国古代原指某一整体器械或器具。这两字连在一起，组成“机械”
一词，便构成一般性的机械概念。
“机” 在古汉语中原指某种、某类特定的装置，后来又泛指一般的机械。
《尚书·太甲》有“若虞机张，往省括于度，则释”。《庄子·齐物论》：“其发
若机括。”《释文》称：“机，弩牙；括，箭括。”《说文解字》对“机”的解释
是“机，主发者也”，指弩机。《庄子·山林》道：“丰狐，文豹……不免于网
罗机辟之患”即指夹子一类的装置。古代之“机抒”指织布机。《淮南子·泛论》
载“伯余之初作衣也，……手经指挂，其成犹网罗。后世为之机抒胜复以便其
用。”《史记·郦生传》有“农夫释耒，二女下机”。由此可知，“机”之本义指
机械装置中构成转动副的转动构件。
“械”在古代中国指器械、器物等实物。《庄子·天地》载“有械于此，一
日浸百畦，用力甚寡而见功多”，其“械”在此为一般器械或器具；《墨子·公
输》：“公输般为楚造云梯之械”在此指兵器；《汉书·司马迁传》载：“淮阴
（韩信），王也，受械于陈”，在此 “械”指刑具。
《庄子·外篇·天地第十二》载“......子贡曰：‘有械于此，一日浸百畦，用
力甚寡而见功多，夫子不欲乎？’为圃者仰而视之曰：‘奈何？’曰：‘凿木为机，
后重前轻，挈水若抽，数如汤，其名曰槔。’为圃者忿然作色而笑曰：‘吾闻
之吾师，有机械者必有机事，有机事者必有机心。机心存于胸中，则纯白不
备。纯白不备，则神生不定。神生不定者，道之所不载也。吾非不知，羞而
不为也。’子贡瞒然，俯而不对。”这段对话为子贡与老人的对话给出了机械
的概念界定即“机械是能用力甚寡而见功多的器械”。《韩非子》卷十五《难》
二中有类似的论述：“审于地形、舟车、机械之利，用力少，致功大，则入多。”
故此中国最迟在战国时期已形成了与现代机械工程学之“机械”涵义较相近的
概念。
西方概念
西方最早的“机械”定义为古罗马建筑师维特鲁威（Vitruvii）在其着作
《建筑十书》给定为“机械是把木材结合起来的装置，主要对于搬运重物发挥
效力”，机械和工具作了区别：“机械（machane）和工具（organon）之间似
乎有着以下的区别。即机械是以多数人工和很大的力量而发生效果的，如重
弩炮和葡萄压榨机。而工具则是一名操纵人员慎重地处理来达到目的的，如
蝎形轻弩炮或不等圆的螺旋装置。因此工具和机械都是利用上不可缺少的东
西。”亚历山大利亚·希罗（Heron of Alexandria）在 1 世纪最早讨论了机械的
基本要素，他认为机械的要素有五类：轮与轴，杠杆，滑车，尖劈，螺旋。
希罗的论述反映了古典机械的特征。
1724 年德国莱比锡机械士廖波尔特（Leopold）给出的定义为“机械或工
具是一种人造的设备，用它来产生有利的运动；同时在不能用其他方法节省
时间和力量的地方，它能做到节省”。英国机械学家威利斯（）在其
《机构学原理》（The Principle of Mechanism，1841 年）所给的定义是：
“任何机械（machine）都是由用各种不同方式连接起来的一组构件组成，使
其一个构件运动，其余构件将发生一定的运动，这些构件与最初运动之构件
的相对运动关系取决于它们之间连接的性质。”德国机械学家勒洛
（ ）在其《理论运动学》（Theoretische Kinematik ,Grundzüge
einer Theorie des Maschienenwesens ,1875 年）中的定义为“机械是多个具有
抵抗力之物体的组合体，其配置方式使得能够借助它们强迫自然界的机械力
做功，同时伴随着一定的确定运动。”
总体来讲，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。我们通常把这些比较复杂的机械叫
做机器（小学五年级下册科学教科书）。
编辑本段机械的特征
机械是一种人为的实物构件的组合。
机械各部分之间具有确定的相对运动。
机器具备机构的特征外，还必须具备第三个特征即能代替人类的劳动以
完成有用的机械功或转换机械能，故机器能转换机械能或完成有用的机械功
的机构。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。
编辑本段机械的定义
机构和机器的定义来源于机械工程学，属于现代机械原理中的最基本的
概念，中文机械的现代概念多源自日语之“机械”一词，日本的机械工程学对
机械概念做如下定义（即符合下面三个特征称为机械 machine）：
机械是物体的组合，假定力加到其各个部分也难以变形。
这些物体必须实现相互的、单一的、规定的运动。 把施加的能量转变为
最有用的形式，或转变为有效的机械功。
一切具有确定的运动系统的机器和机构的总称。如机床·拖拉机等；呆板；
不灵活。
机械工程就是以有关的自然科学和技
机械
术科学为理论基础，结合在生产实践中积累的技术经验，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理论和实际问题的一门应用学
科。
各个工程领域的发展都要求机械工程有与之相适应的发展，都需要机械
工程提供所必需的机械。某些机械的发明和完善，又会导致新的工程技术和
新的产业的出现和发展。例如大型动力机械的制造成功，促成了电力系统的
建立；机车的发明导致了铁路工程和铁路事业的兴起；内燃机、燃气轮机、
火箭发动机等的发明和进步，以及飞机和航天器的研制成功导致了航空、航
天事业的兴起；高压设备的发展导致了许多新型合成化学工程的成功等等。
机械工程就是在各方面不断提高的需求的压力下获得发展动力，同时又
从各个学科和技术的进步中得到改进和创新的能力。
1 通常的解释
机械是简单的装置，它能够将能量、力从一个地方传递到另一个地方。
它能改变物体的形状结构创造出新的物件.在生活中，我们周围有数不清的不
同种类的机械在为我们工作。
机械的日常的理解是机械装置，也就是各种机器与器械。
2 重要性的解释
从机械专业的角度来说：机械具有相当重要的基础地位。
机械是现代社会进行生产和服务的五大要素(即人、资金、能量、材料和
机械)之一。
在马克思说到工业社会时候，说工业社会，尤其是大工业社会，即用机
器生产机器的时代。
无论从生活中接触的各种物理的装置，如电灯 电话 电视机 冰箱 电梯等
等都包含有机器的成分，或者包含在广义的机械之中，而从生产中来看，各
种机床，自动化装备，飞机，轮船，神五，神六等等，都缺不了机械。
更不用说化工厂，电厂等。
所以，毫不夸张的说，机械是现代社会的一个基础。如果有人要说农业
也是基础的话，也无可厚非，但是在现代的社会来说，机械做为整个工业和
工程的基础，可以毫不夸张的认为也是社会一根大柱子。
任何现代产业和工程领域都需要应用机械，就是人们的日常生活，也越
来越多地应用各种机械了，如汽车、自行车、钟表、照相机、洗衣机、冰箱、
空调机、吸尘器，等等。
3、英语的解释
machine machine tool mechanical cad/cam/cae/capp/cims
4、相关的词汇
机械工业 机器 机构 机械制造及其自动化 工作母机 优化设计 现代机械
设计方法
机械设计 机构设计 有限元分析 反求工程
5、机械设计手册
中国机械设计大典 中国机械工程师学会 机械工程学报 华中科技大学
编辑本段机械工程的内容
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，都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：研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、
研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、
研制和提供各种机械武器。
不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同，主要有：
建立和发展机械工程的工程理论基础。例如，研究力和运动的工程力学
和流体力学；研究金属和非金属材料的性能，及其应用的工程材料学；研究
热能的产生、传导和转换的热力学；研究各类有独立功能的机械元件的工作
原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学；研究金属和非金属的成
形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学等等。
研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代
机械产品，以适应当前和将来的需要。
机械产品的生产，包括：生产设施的规划和实现；生产计划的制订和生
产调度；编制和贯彻制造工艺；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材
料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制。
机械制造企业的经营和管理。机械一般是由许多各有独特的成形、加工
过程的精密零件组装而成的复杂的制品。生产批量有单件和小批，也有中批、
大批，直至大量生产。销售对象遍及全部产业和个人、家庭。而且销售量在
社会经济状况的影响下，可能出现很大的波动。因此，机械制造企业的管理
和经营特别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械
工业。
机械产品的应用这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维
护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长
期使用中的可靠性和经济性。
研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染，和自
然资源过度耗费方面的问题，及其处理措施。这是现代机械工程的一项特别
重要的任务，而且其重要性与日俱增。
编辑本段机械工程分类
机械种类繁多，可以按几个不同方面分为各种类别，如：按功能可分为
动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；按服务的产业可分为农业机械、矿
山机械、纺织机械等；按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等，
目前液压英才网上面很多机械类的液压工程师都挺不错的。
另外，机械在其研究、开发、设计、制造、运用等过程中都要经过几个
工作性质不同的阶段。按这些不同阶段，机械工程又可划分为互相衔接、互
相配合的几个分支系统，如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维
修等。
这些按不同方面分成的多种分支学科系统互相交叉，互相重叠，从而使
机械工程可能分化成上百个分支学科。例如，按功能分的动力机械，它与按
工作原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力机械、
核动力装置、内燃机、燃气轮机，以及与按行业分的中心电站设备、工业动
力装置、铁路机车、船舶轮机工程、汽车工程等都有复杂的交叉和重叠关系。
船用汽轮机是动力机械，也是热力机械、流体机械和透平机械，它属于船舶
动力装置、蒸汽动力装置，可能也属于核动力装置等等。
分析这种复杂关系，研究机械工程最合理的分支系统，有一定的知识意
义，但没有太大的实用价值。
编辑本段机电一体化的含义
日本企业界在 1970 年左右最早提出“机电一体化技术”这一概念，当时他
们取名为“Mechatronics”，即结合应用机械技术和电子技术于一体。随着计
算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展，总
体分解成相互关联的若干成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、
传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术，目前正向光机
电一体化技术（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）（Opto-
mechatronics）方向发展，应用范围愈来愈广。
编辑本段机电一体化技术具体包括
机电一体化技术具体包括以下内容：
(1)机械技术
机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体
化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性
能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的
要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算
机辅助技术，同时 其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、
专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
(2)系统技术
系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从 出发，将总体分解
成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实
现系统各部分有机连接的保证。
(3)自动控制技术
其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，
现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊
断校正、补偿、再现、检索等。
(4)传感检测技术
传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环
节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、
精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平
的保证。
(5)伺服传动技术
包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号
到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定
性的影响。
编辑本段机电一体化专业
（1）培养目标
本专业培养德、智、体、美、劳全面发展的具有机械、电子、液(气)压
一体化技术基本理论，掌握机电一体化设备的操作、维护、调试和维修，掌
握应用机电一体化设备加工的工艺设计和加工工艺系统控制要求向机械系统
提的基本方法 级工程技术人才，机电一体化的同学做液压行业的还是挺多的，
液压英才网提醒各位机电行业的朋友要多多发展交流的精神。
（2）主干课程
电工技术、电子技术、机械设计基础、机械加工机床、数控编程等)等都
包含在其中了。
编辑本段机电一体化系统组成
1.机械本体
机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础，
起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。与纯粹的机械产品
相比，机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强，这就要求机械
本体在机械结构、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面能够与之相适应，
具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点。
2.检测传感部分
检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是检测机电
一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电
子控制单元，电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。
3.电子控制单元
电子控制单元又称 和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地进行。
4.执行器
执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器
是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。
5.动力源
动力源是机电一体化产品能量供应部分，其作用是按照系统控制要求向
机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能
和液压能，以电能为主。
编辑本段机械工程的发展历程
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、皮质的简单粗糙的工具是后来出现的机械的先驱。从制造简单工具演
进到制造由多个零件、部件组成的现代机械，经历了漫长的过程。
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～前 900 年就已有了
冶铸用的鼓风器，并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。
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。
动力是发展生产的重要因素。17 世纪后期，随着各种机械的改进和发展，
随着煤和金属矿石的需要量的逐年增加，人们感到依靠人力和畜力不能将生
产提高到一个新的阶段。
在英国，纺织、磨粉等产业越来越多地将工场设在河边，利用水轮来驱
动工作机械。但当时的煤矿、锡矿、铜矿等矿井中的地下水，仍只能用大量
畜力来提升和排除。在这样的生产需要下，18 世纪初出现了纽科门的大气式
蒸汽机，用以驱动矿井排水泵。但是这种蒸汽机的燃料消耗率很高，基本上
只应用于煤矿。
1765 年，瓦特发明了有分开的冷凝器的蒸汽机，降低了燃料消耗率。
1781 年瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机，扩大了蒸汽机的应用范围。蒸
汽机的发明和发展，使矿业和工业生产、铁路和航运都得以机械动力化。蒸
汽机几乎是 19 世纪唯一的动力源，但蒸汽机及其锅炉、凝汽器、冷却水系统
等体积庞大、笨重，应用很不方便。
19 世纪末，电力供应系统和电动机开始发展和推广。20 世纪初，电动机
已在工业生产中取代了蒸汽机，成为驱动各种工作机械的基本动力。生产的
机械化已离不开电气化，而电气化则通过机械化才对生产发挥作用。
发电站初期应用蒸汽机为原动力。20 世纪初期，出现了高效率、高转速、
大功率的汽轮机，也出现了适应各种水利资源的水轮机，促进了电力供应系
统的蓬勃发展。
19 世纪后期发明的内燃机经过逐年改进，成为轻而小、效率高、易于操
纵、并可随时启动的原动机。它先被用以驱动没有电力供应的陆上工作机械，
以后又用于汽车、移动机械和轮船，到 20 世纪中期开始用于铁路机车。蒸汽
机在汽轮机和内燃机的排挤下，已不再是重要的动力机械。内燃机和以后发
明的燃气轮机、喷气发动机的发展，是飞机、航天器等成功发展的基础技术
因素之一。
工业革命以前，机械大都是木结构的，由木工用手工制成。金属(主要是
铜、铁)仅用以制造仪器、锁、钟表、泵和木结构机械上的小型零件。金属加
工主要靠机匠的精工细作，以达到需要的精度。蒸汽机动力装置的推广，以
及随之出现的矿山、冶金、轮船、机车等大型机械的发展，需要成形加工和
切削加工的金属零件越来越多，越来越大，要求的精度也越来越高。应用的
金属材料从铜、铁发展到以钢为主。
机械加工包括锻造、锻压、钣金工、焊接、热处理等技术及其装备，以
及切削加工技术和机床、刀具、量具等，得到迅速发展，保证了各产业发展
生产所需的机械装备的供应。
社会经济的发展，对机械产品的需求猛增。生产批量的增大和精密加工
技术的进展，促进了大量生产方法的形成，如零件互换性生产、专业分工和
协作、流水加工线和流水装配线等。
简单的互换性零件和专业分工协作生产，在古代就已出现。在机械工程
中，互换性最早体现在莫茨利于 1797 年利用其创制的螺纹车床所生产的螺
栓和螺帽。同时期，美国工程师惠特尼用互换性生产方法生产火枪，显示了
互换性的可行性和优越性。这种生产方法在美国逐渐推广，形成了所谓“美国
生产方法”。
20 世纪初期，福特在汽车制造上又创造了流水装配线。大量生产技术加
上泰勒在 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
品的生产效率很快达到了过去无法想象的高度。
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；提高成形加工、切削加工和装配的机械化和
自动化程度；利用数控机床、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。
18 世纪以前，机械匠师全凭经验、直觉和手艺进行机械制作，与科学几
乎不发生联系。到 18～19 世纪，在新兴的资本主义经济的促进下，掌握科
学知识的人士开始注意生产，而直接进行生产的匠师则开始学习科学文化知
识，他们之间的交流和互相启发取得很大的成果。在这个过程中，逐渐形成
一整套围绕机械工程的基础理论。
动力机械最先与当时的先进科学相结合。蒸汽机的发明人萨弗里、瓦特，
应用了物理学家帕潘和布莱克的理论；在蒸汽机实践的基础上，物理学家卡
诺、兰金和开尔文建立起一门新的科学——热力学。内燃机的理论基础是法
国的罗沙在 1862 年创立的；1876 年奥托应用罗沙的理论，彻底改进了他原
来创造的粗陋笨重、噪声大、热效率低的内燃机而奠定了内燃机的地位。其
他如汽轮机、燃气轮机、水轮机等都在理论指导下得到发展，而理论也在实
践中得到改进和提高。
早在公元前，中国已在指南车上应用复杂的齿轮系统，在被中香炉中应
用了能永保水平位置的十字转架等机件。古希腊已有圆柱齿轮、圆锥齿轮和
蜗杆传动的记载。但是，关于齿轮传动瞬时速比与齿形的关系和齿形曲线的
选择，直到 17 世纪之后方有理论阐述。
手摇把和踏板机构是曲柄连杆机构的先驱，在各文明古国都有悠久历史，
但是曲柄连杆机构的形式、运动和动力的确切分析和综合，则是近代机构学
的成就。机构学作为一个专门学科，迟至 19 世纪初才首次列入高等工程学院
(巴黎的工艺学院)的课程。通过理论研究，人们方能精确地分析各种机构，
包括复杂的空间连杆机构的运动，并进而能按需要综合出新的机构。
机械工程的工作对象是动态的机械，它的工作情况会发生很大的变化。
这种变化有时是随机而不可预见；实际应用的材料也不完全均匀，可能存有
各种缺陷；加工精度有一定的偏差，等等。
与以静态结构为工作对象的土木工程相比，机械工程中各种问题更难以
用理论精确解决。因此，早期的机械工程只运用简单的理论概念，结合实践
经验进行工作。设计计算多依靠经验公式；为保证安全，都偏于保守，结果
制成的机械笨重而庞大，成本高，生产率低，能量消耗很大。
从 18 世纪起，新理论的不断诞生，以及数学方法的发展，使设计计算的
精确度不断的提高。进入 20 世纪，出现各种实验应力分析方法，人们已能用
实验方法测出模型和实物上各部位的应力。
20 世纪后半叶，有限元法和电子计算机的广泛应用，使得对复杂的机械
及其零件、构件进行力、力矩、应力等的分析和计算成为可能。对于掌握有
充分的实践或实验资料的机械或其元件，已经可以运用统计技术，按照要求
的可靠度，科学地进行机械设计。
编辑本段机械工程的发展展望
机械工程以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来研
制和发展新的机械产品。在未来的时代，新产品的研制将以降低资源消耗，
发展洁净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。
机械可以完成人用双手和双目，以及双足、双耳直接完成和不能直接完
成的工作，而且完成得更快、更好。现代机械工程创造出越来越精巧和越来
越复杂的机械和机械装置，使过去的许多幻想成为现实。
人类现在已能上游天空和宇宙，下潜大洋深层，远窥百亿光年，近察细
胞和分子。新兴的电子计算机硬、软件科学使人类开始有了加强
机械
，并部分代替人脑的科技手段，这就是人工智能。这一新的发展已经显示出
巨大的影响，而在未来年代它还将不断地创造出人们无法想象的奇迹。
人类智慧的增长并不减少双手的作用，相反地却要求手作更多、更精巧、
更复杂的工作，从而更促进手的功能。手的实践反过来又促进人脑的智慧。
在人类的整个进化过程中，以及在每个人的成长过程中，脑与手是互相促进
和平行进化的。
人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系，其区别仅在
于人工智能的硬件还需要利用机械制造出来。过去，各种机械离不开人的操
作和控制，其反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限制，
人工智能将会消除了这个限制。计算机科学与机械工程之间的互相促进，平
行前进，将使机械工程在更高的层次上开始新的一轮大发展。
19 世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般
还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程，19 世纪下半叶才逐渐成为
一个独立学科。进入 20 世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，
机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在 20 世
纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。
由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业
化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统
观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新
技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专
业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，
也不利于继续自学提高。因此自 20 世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。
人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。
综合-专业分化-再综合的反复循环，是知识发展的合理的和必经的过程。
不同专业的专家们各具有精湛的专业知识，又具有足够的综合知识来认识、
理解其他学科的问题和工程整体的面貌，才能形成互相协同工作的有力集体。
综合与专业是多层次的。在机械工程内部有综合与专业的矛盾；在全面
的工程技术中也同样有综合和专业问题。在人类的全部知识中，包括社会科
学、自然科学和工程技术，也有处于更高一层、更宏观的综合与专业问题。
编辑本段变频器对机械工程的节能改造应用
机械工程在启动时，电机的电流会比额定高 5-6 倍的，不但会影响电机
的使用寿命而且消耗较多的电 量.系统在设计时在电机选型上会留有一定的
余量，电机的速度是固定不变，但在实际使用过程中，有时要以较低或者较
高的速度运行，因此进行变频改造是非常有必要的。变频器可实现电机软启
动、通过改变设备输入电压频率达到节能调速的目的，而且能给设备提供过
流、过压、过载等保护功能。国内比较有名气变频器厂家有三.晶、英威腾等
编辑本段基本信息
出版社： 机械工业出版社 作者： 力学学科组
编
丛书名： 普通中等专业教育机电类规划教材 机械工业出
版社精品教材
译者：
上架日期：2005-10-8 出版日期：1999-6-1
4
页数： 版次：1-9 ISBN：7111068750
装帧： 开本：
读者对象：中等职业/教师 学生
编辑本段内容简介
本书是为适应中专学校基础课课时普遍减少的教学需要编写的，适用学
时 65～85 学时。该书在保留了《工程力学》原有框架的同时，对部分章节
作了调整，并从加强实用性出发，对内容、例题和习题作了精心的考虑和选
择。
全书共分三部分。第一部分静力分析，包括静力分析基础、平面力系的
简化与合成、平面力系的平衡方程及应用、空间力系和重心；第二部分构件
的承载能力分析，包括轴向拉伸与压缩、剪切、圆轴扭转、平面弯曲、组合
变形、压杆稳定以及疲劳破坏简介；第三部分构件基本运动时的运动及动力
分析，包括刚体基本运动时的运动分析和动力分析。本书适用机械专业基础
课。
目录
前言
绪论
第一部分 物体的静力分析
第一章 静力分析基础
第一节 力
第二节 约束与约束反力
第三节 受力分析与受力图
思考题
习题
第二章 平面力系的简介
第一节 平面汇交力系的合成
第二节 力对点之矩
第三节 力偶与平面力偶系的合成
第四节 平面任意力系的简介方法
思考题
习题
第三章 平面力系的平衡条件及应用
第一节 平面力系的平衡条件
第二节 单个物体的平衡问题
第三节 物体系统的平衡问题
第四节 考虑磨擦的平衡问题
思考题
习题
第四章 空间力系和重心
第一节 力沿空间直角坐标轴的分解
第二节 轮轴类零件平衡问题的平面解法
第三节 重心和形心
思考题
习题
第二部分 构件的承载能力分析
第五章 轴向拉伸与压缩
第一节 轴向拉伸与压缩的概念
第二节 拉（压）杆的轴力和轴力图
第三节 拉（压）杆横截面的应力和变形计算
第四节 材料拉伸和压缩时的力学性能
第五节 拉（压）杆的强度计算
思考题
习题
第六章 剪切
第一节 剪切和挤压的概念
第二节 剪切和挤压的实用计算
思考题
习题
第七章 圆轴扭转
第一节 圆轴扭转的概念
第二节 扭矩 扭矩图
第三节 圆轴扭转时横截面上的应力和强度计算
第四节 圆轴扭转时的变形和刚度计算
思考题
习题
第八章 平面弯曲
第一节 平面弯曲的概念
第二节 梁的计算简图
第三节 梁横截面上的内力——剪力和弯矩
第四节 弯矩图
第五节 纯弯曲时梁潢截面上的应力
第六节 梁的正应力强度计算
第七节 梁的变形和刚度计算
第八节 提高梁弯曲强度和刚度的措施
思考题
习题
第九章 组合变形的强度计算
第一节 组合变形的概念
第二节 弯曲与拉伸（压缩）组合变形的强度计算
第三节 圆轴弯曲与扭转组合变形的强度计算
思考题
习题
第十章 压杆稳定 构件疲劳破坏简介
第一节 压杆稳定的概念 临界力
第二节 压杆的临界应力
第三节 压杆稳定性计算简介
第四节 交变应力及其循环特征
第五节 疲劳破坏简介
思考题
习题
第三部分 刚体基本运动时的运动及动力分析
第十一章 刚体基本运动时的运动分析
第一节 点的运动
第二节 刚体的平动
第三节 刚体绕定轴转动
第四节 定轴转动刚体上各点的速度和加速度
思考题
习题
第十二章 则体基本运动时的动力分析
第一节 质点的动力学基础
第二节 质点的动静法
第三节 刚体绕定轴转动的动力学方程
第四节 功和功率
思考题
习题
附录 A 型钢表
附录 B 习题答案
参考文献
扩展阅读：
1
机械专业
开放分类：
工业，机器，词汇，器械，机械设备
我来完善 “机械”相关词条：
磨浆机采沙船脉冲塔鄂式破碎机锤式破碎机细碎垫铁机械制造平衡机起重机空气压缩机压力容器
“机械”在汉英词典中的解释(来源：百度词典)：
; a machine; a mechanism
; inflexible; rigid
3.(said of persons) cunning or shrewd
