淺析機械應用與發展

陸澤寧

摘 要：當今社會，機械的應用已與現代工業生產緊密結合，使其成為人類社會發展的一重大推力。而面對當前日新月異的科學成果以及能源需求，機械又承擔起了與新技術相結合，生產新能源，協助人類探索未知世界的重任。

關鍵詞：機械;應用;發展

機械是機器與機構的總稱，是以降低工作強度與難度，代替人力為主要目的的工具。小到我們生活中的輪子、筷子、鑷子;大到車輛、船舶、飛行器，都屬于簡單機械的范疇。

一、機械發展的歷程

機械自人類文明之初便開始推動人類社會發展。石、斧等工具幫助人類加工 切割食物，結合火的使用，推動了人類進化。在古代的機械發展中，復雜的機械廣泛應用于生產生活中，大大節省了人力、物力，如我國的筒車、水排等農業機械。而隨著機械設計經驗的積累以及蒸汽動力的應用，西方的機械技術逐漸領先世界，從礦工之友的紐可門蒸汽機，解決煤礦抽水難題，再到瓦特改良的蒸汽機利用冷凝原理大大提升了蒸汽機效率，大量應用于工業生產，推動工業革命，機械為人類開啟了新的時代。

二、機械在各領域的應用

（一）機械在交通運輸的應用

當蒸汽機大量投入生產中時，便有人萌發了將其運用于交通方面的想法。于是，便有了史蒂芬孫火車、輪船乃至后來卡爾本茨的汽車，萊特兄弟的飛機，都體現了機械在交通運輸業中的巨大作用，而以上的幾項發明都運用一種重要的機械——曲軸。 蒸汽機或內燃機實現了活塞的直線往復運動，而通過曲軸我們可以將直線運動轉化為圓周運動，方便了能源的應用，并從此改變了世界的面貌。

（二）機械在工業自動化生產中的應用

1774年英國人約翰——威爾金森發明了世界上第一臺機床，炮筒機床，它所生產的氣缸大大滿足了瓦塔蒸汽機的需要。而后來的19世紀，由于交通運輸、軍火工業等的蓬勃發展，人們又對機床提出了更多要求，各種各樣的機床也因此誕生。美國人惠特尼制成了臥式銑床、外圓磨床、滾齒機和插齒機。該世紀杰出的機械師惠特沃斯發明了測長機，與現在的千分尺原理相同，利用分度板的轉動和螺絲紋夾夾住被測物件，并讀出分度板度數，增加了測量的精確度。而伴隨著機床的應用一起到來的是工業生產的統一化、標準化、自動化。

將各種功能的機床及生產設備人工整合到一起，便誕生了流水線生產。20世紀初，美國汽車工程師亨利.福特創立了福特汽車公司，并采用了流水線生產汽車。這種方式不僅顯著提升了生產效率和生產質量，同時也減少了人力的使用，使福特公司得以順利實行8小時工作制。如今，流水線生產已深入人心，并應用于各種產品的生產，因其效率大大提高而成本顯著下降，故使許多工業制成品價格得以下降，提升了我們的生活水平。

現在，隨著智能化時代的到來，機械自動化又迎來新的發展機遇。大量的工業機器人被應用于流水線生產中，工業機器人是多關節、多自由度的工業機械，它們可依據程序自動執行任務，也可以在人類的操控之下進行加工制造，還能依據人工智能技術的綱領規劃行動。現如今，工業機器人可用于加工制造及其精密復雜的產品，甚至能夠在雞蛋殼上作畫，又將加工的精確度提升到新的高度。而我們需要做的只是操控電腦，給他們提供能量，便能完成這看似不可能的任務。

（三）機械在能源產業中的應用

人類現在已能掌握并利用核能，但我們依然要直面這樣的現實——在人類的科學還無法深入到弄清能量的本質時，諸如核能等巨大的能源仍只能通過機械來實現轉化并利用。想要高效率地使用核能比用核能來制作武器還要難。歸根結底，人類利用能源的主要方式一直都是“燒水”，只是“燃料”會發生改變而已。化石資源燃燒所放出的熱或核裂變所放出的熱量都用來加熱水并產生蒸汽，以此推動蒸汽輪機轉動而產生電能。蒸汽輪機這一看似原理簡單的機械，實則為我們的生活提供了充足的電力保障。

（四） 機械在現在兵器中的應用

垂直起降的F-35，超音速巡航的F-22，精確的巡航導彈，一分鐘幾千發射速的加特林式機槍，這些高精尖武器的背后，是機械的功勞。

陀螺儀，早在古代便被發明，可它真正大顯身手則是在導彈、火箭大規模應用的時代。陀螺儀與光纖相結合，每當導彈的飛行狀況發生變化，我們就可以通過激光傳導的變化精確的測出導彈的飛行速度、飛行姿態，并以此通過與GPS的結合，引導導彈準確打擊目標，使其誤差在極其微小范圍內，精確打擊更是改變了現代作戰的觀念。

F-22之所以能成為世界公認的最強戰機，其強大的發動機功不可沒。兩臺F119渦扇發動機，每臺10.9的推動比，使其超音速巡航得到了保障，并可應用推力矢量引擎，大大提高了近戰時的機動性。而正是渦扇發動機的應用，不僅減少了油耗，而且大大提高性能。但與渦噴發動機相比，其機械機構更為復雜，并對風扇葉片材料提出了嚴苛要求。所以，先進的機械結構是強大發動機的保證。

三、機械發展方向

未來的機械發展，勢必朝著智能化、環保化方向邁進。近幾十年來，與電子信息技術相結合的機械在工業生產等諸多方面發揮了不可替代的作用，對前人所發明的機械進行重新開發與利用，并與新動力相結合，將為機械發展提供新的方向。與此同時，在日益嚴峻的環保形勢下，機械發展也應注重環保，并致力于節能減排以及生產過程的污染物減少。人機工程的發展，使機械與人的關系更和諧，讓人在操作機械時更便捷更舒適。

四、結語

伴隨著新能源的使用以及新技術的發展，時至今日，機械與能源技術的有機結合締造了現代社會。

參考文獻

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