1、第第1章章 绪论绪论1.1 机械的基本概况1.2 机械工程的涵义1.3 机械工程发展1.4 机械工业的地位1.5 我国机械制造业现状1.6 21世纪的机械工程 图1-1所示为内燃机机构,活塞2在气缸1内做直线往复运动,通过连杆3带动曲轴4做回转运动,输出动力,同时通过齿轮5、6带动凸轮轴7旋转,由凸轮轴7推动顶杆8做上下运动,开启或关闭进、排气门。1.11.1 机械的基本概况机械的基本概况 1.1.1 机械的基本名词机械的基本名词 1.机构机构 机构是由两个以上的构件通过活动连接以实现规定运动的组合体，其各组成部分之间具有一定的相对运动用来传递、转换运动与动力，或实现某种特定的运动。图图1-1
2、1-1内燃机机构内燃机机构 a)a)模型模型b)b)简图简图11气缸气缸22活塞活塞33连杆连杆44曲轴曲轴5 5、66齿轮齿轮77凸轮轴凸轮轴88顶杆顶杆1.11.1 机械的基本概况机械的基本概况 2.2.机器机器 机器是由一个或一个以上的机构组成,具有确定机械运动并完成一定有用工作过程的装置。例如,内燃机、电动机等动力机器将其他能量转换为机械能；机床完成加工。3.3.机械机械 机械是机构和机器的总称。设计机械的目的是完成预定的机械运动及特定的动作。一般来说，每一种复杂机械都由三大部分组成:u 原动部分原动部分：机械动力的来源；u 工作部分工作部分：处于传动路线的终点，完成机械的预定动作；u
3、 传动部分传动部分：把原动机件的运动和功率传递给工作部分的中间环节；u 自动控制部分自动控制部分。1.11.1 机械的基本概况机械的基本概况 机械是由零件、构件和部件组成的。1)1)零件。零件。零件分为两类:一类是组成机械的不可拆的基本单元，也是机械制造过程中的单个制件，如齿轮、轴等；另一类则是专用零件，它仅适用于一定类型的机械中，并能表示此种机械的特点，如内燃机曲轴、纺织机械上的纺锭、汽轮机叶片，以及农业机械中耕地的犁、铧等。2)2)构件构件。构件是在机构中组成机构彼此间具有一定相对运动关系的基本单元。图图1-11-1内燃机机构内燃机机构 11气缸气缸22活塞活塞33连连杆杆44曲轴曲轴5
4、5、66齿轮齿轮77凸轮轴凸轮轴88顶杆顶杆 如图1-1所示,活塞-连杆-曲柄机构中的构件为活塞、连杆、曲轴。1.11.1 机械的基本概况机械的基本概况 3)部件 部件是机械的一部分，为可以完成同一功能而在结构上连接在一起、能协同工作的零件的组合体。如图1-2所示，活塞连杆部件由17种零件组成，它的功能就是把活塞的往复运动通过连杆转换为曲轴的旋转运动。图图1-21-2活塞与连杆结构活塞与连杆结构11顶部顶部22环槽部环槽部33裙部裙部44环岸环岸55环槽环槽66销座销座77加强筋加强筋88卡环槽卡环槽99泄油孔与泄油槽泄油孔与泄油槽1010活塞销套活塞销套1111连杆小头连杆小头1212连杆身
5、连杆身 1313连杆大头连杆大头1414连杆轴承连杆轴承1515连杆螺母连杆螺母1616连杆轴承盖连杆轴承盖1717连杆螺栓连杆螺栓1.11.1 机械的基本概况机械的基本概况 1.1.2 机械的特征及种类机械的特征及种类 尽管各种机械的构造、性能和用途各异，但从它们的组成和运动形式来看，却有两个共同特征:u 它们是一种人为的实物构件的组合。u 它们各部分之间具有确定的相对运动。机器除了具备上述两个特征外，还必须具备第三个特征:能代替人类完成有用的机械功或转换机械能。机械门类繁多、结构不同、用途各异，分类方法多种多样：u 机械按功能，可分为动力机械、油料搬运机械、粉碎机械等。u 按服务的产业，可
6、分为农业机械、矿山机械、纺织机械等。u 按工作原理，可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。1.11.1 机械的基本概况机械的基本概况 考虑到分类的科学性和普适性，以及科学原理应用于多个行业的共性，本书以“大工程”为背景，参照中国大百科全书机械工程卷，采用混合分类法将机械进行分类。具体分类见表1-1。1.11.1 机械的基本概况机械的基本概况1.11.1 机械的基本概况机械的基本概况 1.1.3 制造业与机械工业制造业与机械工业 1.1.制造与制造业制造与制造业 所谓制造制造，即为人类按照市场需求，运用主观掌握的知识和技能，借助于手工或可以利用的客观物质工具，采用有效的工艺方法和必要的能源，将原
7、材料转化为最终物质产品并投放市场的全过程。制造的概念有广义和狭义之分:u 狭义的制造指生产车间内与物流有关的加工和装配过程。u 广义的制造则包含市场分析、产品设计、工艺设计、生产准备、加工装配、质量保证、生产过程管理、市场营销、售前售后服务,以及报废后的回收处理等整个产品生命周期内一系列相互联系的生产活动。1.11.1 机械的基本概况机械的基本概况代码代码类别名称类别名称代码代码类别名称类别名称13农副食品加工业20木材加工和木、竹、藤、棕、草制品业14食品制造业21家具制造业15酒、饮料和精制茶制造业22造纸和纸制品业16烟草制造业23印刷和记录媒介复制业17纺织业24文教、工美、体育和娱乐
8、用品制造业18纺织服装、服饰业25石油、煤炭及其他燃料加工业19皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋业26化学原料和化学制品制造业表表1-2 1-2 我国制造业分类我国制造业分类 制造业制造业是指将制造资源,包括物料、设备、工具、资金、技术、信息和人力等，通过制造过程转化为可供人们使用和消费的产品的行业。制造业是所有与制造有关的企业群体的总称。根据国民经济行业分类(GB/T 47542017)的规定，我国制造业分类见表1-2。1.11.1 机械的基本概况机械的基本概况代码代码类别名称类别名称代码代码类别名称类别名称27医药制造业36汽车制造业28化学纤维制造业37铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制
9、造业29橡胶和塑料制品业38电气机械和器材制造业30非金属矿物制品业39计算机、通信和其他电子设备制造业31黑色金属冶炼和压延加工业40仪器仪表制造业32有色金属冶炼和压延加工业41其他制造业33金属制品业42废弃资源综合利用业34通用设备制造业43金属制品、机械和设备修理业35专用设备制造业表表1-2 1-2 我国制造业分类（续）我国制造业分类（续）2.2.机械工业机械工业 机械工业是指制造业中从事机械设备或机械装置生产的行业，属于制造业，是制造业的重要组成部分，在国民经济中居主导地位。人们通常把机械工业称为国民经济的装备部门。1.21.2 机械工程的内涵机械工程的内涵 机械工程以有关的自然
10、科学和技术科学为其理论基础，结合生产实践中积累的实际经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、应用和维修各种机械中的全部理论和技术。机械工程是以机构机构和机器机器为基本对象的科学，各类和各种不同机械均属机械工程技术的范畴。从动态观点看，机械工程是一个技术过程，包含了人类的主要技术活动：发明与革新；设计与测试；制造(加工与制作)；使用与维修。机械从构思到实现要经历设计和制造两个性质不同的阶段，按照经历的阶段不同，机械工程科学包含机械学机械学和机械制造机械制造两大学科。机械学机械学是对机械及其系统进行功能综合并定量描述与控制其性能的基础技术学科。1.21.2 机械工程的内涵机械工程的内涵 机械制造
11、机械制造是研究制造系统、制造过程和制造方法的学科。机械工程包括的内容如图1-3所示。图图1-31-3机械工程包括的内容机械工程包括的内容1.21.2 机械工程的内涵机械工程的内涵 现代机械工程有五大服务领域：u 研制和提供能量转换机械能量转换机械，包括各种动力机械以及能量变换机械。u 研制和提供用于生产各种产品的机械用于生产各种产品的机械，包括应用于第一产业的农、林、牧、渔业机械和矿山机械，以及应用于第二产业的各种重工业机械和轻工业机械。u 研制和提供从事各种服务的机械从事各种服务的机械，包括交通运输机械，物料搬运机械，办公机械，医疗器械，通风、采暖和空调设备，防尘、净化、消声等环境保护设备等
12、。u研制和提供家庭和个人生活中应用的机械家庭和个人生活中应用的机械，如洗衣机、冰箱、钟表、照相机、运动器械等。u研制和提供各种军用机械和机械武器各种军用机械和机械武器。1.21.2 机械工程的内涵机械工程的内涵 按其工作性质，机械工程的工作内容可分为以下六个方面:u建立和发展可以直接应用于机械工程的工程理论基础。u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。u机械产品的生产。u机械制造企业的经营和管理。u机械产品的应用。u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。一般认为，机械工程涵盖的
13、内容有：u机械设计工程学：主要解决做什么样的机械的问题。u机械制造工程学：主要解决机械怎么做出来的问题。u机械基础学：主要解决机械的性能是怎么样的问题。1.31.3 机械工程发展机械工程发展 1.3.1 社会发展与机械工程社会发展与机械工程 人类历史发展中的几次大革命：u 第一次发生在大约200万年前，类人猿学会了使用天然工具使用天然工具。u第二次发生在大约50万年前，古猿人学会了制造和使用简单的木制制造和使用简单的木制和石制工具和石制工具，从事劳动，继而发现了火，学会了钻木取火，从地上站立起来，开启了从古猿到古人类的新纪元。u第三次发生在大约15000年前，古人类学会了制作和使用简单的机械制
14、作和使用简单的机械，开始了农耕与畜牧。此后，大约5000年前,古人类进入新石器时代。4000年前发现金属，并学会了冶炼技术，金属器械逐步取代了石制、骨制的器械。继而约2000年前发现了铁金属，进入铁器时代，各种复杂的工具和简单机械相继发明出来。1.31.3 机械工程发展机械工程发展u 第四次发生在1750年到1850年之间。1760年,瓦特在爱丁堡制造出第一台有实用价值的蒸汽机。1804年,英国人特莱维茨克发明并制造出第一台蒸汽机车。1830年,在法国修筑了从圣亚田到里昂的铁路。蒸蒸汽机车与铁路汽机车与铁路的普及奠定了现代工业的基础。u第五次是计算机技术计算机技术导致了一场现代工业革命。机电一
15、体化产品将成为今后机械产品发展的主流。进入21世纪，计算机技术、信息技术、网络技术以及由其带动的相关科学的发展，推动了科学迅速前进，机械工程学也发生了极大变化，制造业发展的重要特性是向全球化、网络化、虚拟化全球化、网络化、虚拟化方向发展。1.31.3 机械工程发展机械工程发展 1.3.2 机械工程发展史机械工程发展史 在许多研究机械工程史的著作中将其分为三个阶段：古代机械史、近代机械工程史和现代机械工程史。1.1.古代机械史古代机械史(17501750年年)u机械始于工具，公元前3000年以前(史前期)，人类已广泛使用石制和骨制的工具。u搬运重物的工具有滚子、撬棒和滑橇等。u史前期的重要工具有
16、弓形钻和制陶器用的转台。u原始木犁和金属镰刀用于农业，木质马车，磨谷子用的手磨。u在建筑和装运物料过程中，已使用了杠杆、绳索、滚棒和水平槽等简单工具。u埃及的水钟、虹吸管、鼓风箱和活塞式唧筒等流体机械。u公元前600年公元400年，木工工具有了很大改进：斧、弓形锯、弓形钻、铲和凿、球形钻、羊角锤、双人锯等。长轴车床和脚踏车床,用来制造家具和车轮辐条。1.31.3 机械工程发展机械工程发展u约在公元前1世纪，石轮磨、驴拉磨等。u公元1000年1500年，西欧开始用煤冶炼生铁，制造了大型铸件；在农业方面创造出装有曲凹面犁板的犁头；手摇钻的构造表明曲柄连杆机构的原理已用于机械；加工机械方面出现了大轮
17、盘的车床。u12世纪和13世纪后半期，先后出现了装有绳索擒纵机构的原始钟和天平式的钟。u 表是1500年前开始制造的，用螺旋弹簧代替重物以产生动力，此外还加了棘轮机构。u公元1500年1750年，用钢铁、特别是用生铁代替木材制造机器、仪器和工具。u1770年前后，英国发展了马拉有轨货车，先是用木轨，后又换成铁轨。u这一时期工具机也获得不少成就：制造出水力辗轧机械和几种机床，如齿轮切削机床、螺纹车床、小型脚踏砂轮磨床及研磨光学仪器镜片的抛光机等。u在欧洲诞生了工程科学，许多科学家，如牛顿、伽利略、莱布尼兹、玻意耳和胡克等，为新科学奠定了多方面的理论基础。u17世纪60年代出现了科学学会，如英国皇
18、家学会。1.31.3 机械工程发展机械工程发展 2.2.近代机械史近代机械史(1750(1750年年1900年年)1847年，在英国伯明翰成立了机械工程师学会，机械工程作为工程技术的一个分支得到了正式的承认。在这一历史时期内，世界上发生了引起社会生产巨大变革的工业革命。在工业革命中最主要的变革是：u 用生产能力大和产品质量高的大机器取代手工工具和简陋机械。u用蒸汽机和内燃机等无生命动力取代人和牲畜的肌肉动力。u用大型的集中的工厂生产系统取代分散的手工业作坊。在这期间,动力机械、生产机械和机械工程理论都获得了飞速发展。1873年，电动机成为机床的动力，开始了电力取代蒸汽动力的时代。19世纪末，已
19、有少数机床使用两台或多台电动机，分别驱动主轴和进给机构等。至此，被称为“机械工业的心脏”的机床工业已初具规模。1.31.3 机械工程发展机械工程发展 3.3.现代机械史现代机械史(1900(1900年年)第二次世界大战前的40年，机械工程发展的主要特点是：继承19世纪延续下来的传统技术并不断改进、提高和扩大其应用范围。二次世界大战以后的30年间，机械工程的发展特点是：除原有技术的改进和扩大应用外，与其他科技领域的广泛结合和相互渗透明显加深，形成了机械工程的许多新的分支，机械工程发展速度加快。进入20世纪70年代以后，机械工程与电工、电子、冶金、化学、物理和激光等技术相结合，创造了许多新工艺、新
20、材料和新产品，使机械产品实现了精密化、高效化和制造过程的自动化。1.31.3 机械工程发展机械工程发展 1.3.3 中国机械工程发展中国机械工程发展 中国机械史分为四个时期：简单工具时期、古代机械时期、近代机械时期和现代机械时期，每个时期又可分为不同的发展阶段。1.1.简单工具时期简单工具时期 该时期的时间大体相当于中国历史上的原始社会，即石器时代。该时期的时间很长，从云南元谋发掘出土的170万年前的古人石制刮削器和尖状器等，一直延续到大约4000多年前。该时期人们已能在生产中利用杠杆、尖劈、惯性、弹力和热胀冷缩等原理，生产知识逐渐丰富，加工能力不断提高。2.2.古代机械时期古代机械时期 大约
21、从4000多年前直到19世纪40年代，相当于中国历史上的奴隶社会和封建社会两个时代。1.31.3 机械工程发展机械工程发展 在此期间，中国古代机械经历了一个“迅速发展成熟缓慢前进”的过程。（1）迅速发展阶段：古车的出现和广泛应用可看作是这一时期开始的标志，古代机械的出现则是中国机械发展的一次飞跃。u 机械加工方法和工具日渐完善，木材、铜和铁相继得到广泛应用。u机械的种类由少到多，结构由简到繁，制作技术由粗到精，发展速度加快。u出现了百家争鸣的学术空气，思想活跃，人才辈出，更促使科学技术迅速发展。u考工记总结了多种手工业的生产经验，是一套手工业生产的技术规范，反映出当时手工业的生产水平。（2）成
22、熟阶段：该阶段，中国创造发明的古代机械种类多、水平高、价值大，处于世界领先的地位，其中一些如兵器、农机、冶金、纺织、陶瓷、造纸和印刷等技术还传到国外。大约到秦汉时期，中国古代机械的发展已趋于成熟，到宋、元时，科技发明内容更为丰富。1.31.3 机械工程发展机械工程发展u金属材料的冶炼、铸造和锻造水平都已很高，如利用水排和马排鼓风提高了金属冶炼的炉温和质量，创造了叠铸技术，铁的应用更广。u开始广泛利用水力和风力等来进行农业及其他多种生产。u一些机械上已出现了复杂的齿轮传动和自动控制系统。u三脚犁、提水翻车、风扇、手摇纺车、独轮车等，已能制造高大楼船和战船。u指南车、记里鼓车以及一些精密天文和计时
23、仪器指南车、记里鼓车以及一些精密天文和计时仪器等杰出科技成果的出现。u东汉出现的水力鼓风设备水排，由水轮、带传动、杆传动和鼓风器等组成，具备了先进机器所必须具有的原动机、传动机构和工作机或工具机三个组成部分。u宋、元时，出现了莲花漏、水运仪象台、水银浑仪、巨型浑仪、五轮砂漏和简仪等天文仪器重要发明。u火炮、炮车和喷射火箭、木风箱、水力大纺车、指南车等。u出现了一批杰出的科技人才，如张衡、马钧、祖冲之、燕肃、吴德仁、苏颂和郭守敬等，为中国古代机械的发展作出过重要贡献。u17世纪宋应星所著的天工开物，总结了中国长期以来的生产经验，成为一本百科全书式的著作，在科技史上占有重要的地位。1.31.3 机
24、械工程发展机械工程发展 （3）缓慢前进阶段：至明代,由于封建集权统治进一步加强，既限制了资本主义萌芽的发展,也阻碍了科学技术的前进。直到19世纪40年代的几百年间，在与机械有关的范围内，除兵器和造船方面有较为显著的进展外,其他方面几乎没有出现过价值重大的发明。此时,西方机械科学技术水平已明显超过中国。在此期间,外国传教士为中国带来西方先进的科学技术，除在天文和数学方面有一定影响外，就机械方面而言,当时西方科学技术几乎没有对中国产生明显的影响和实际的效益。从雍正到道光的一百多年间,清朝更采取闭关自守的政策,几乎断绝了西方科学技术的传入,中国机械科学技术与西方的差距越来越大。1.31.3 机械工程
25、发展机械工程发展 3.3.近代机械时期近代机械时期 1840年的鸦片战争打破了清朝闭关自守政策的堡垒，随之开始了中国机械史上的近代机械时期。当时，清朝统治集团中出现了洋务派，兴起了洋务运动。同时，西方一些发达的资本主义国家疯狂推行经济侵略和军事侵略政策，近代科学技术和近代机械也随同外国势力一起涌入中国。中国开始建立近代机械和兵器制造业，兴建铁路和制造轮船。19世纪后期出现了一批民族资产阶级创办的企业。至此，中国机械的面貌改观，近代机械工业在中国出现。1905年废科举、办新学，机械工程教育逐渐有了发展。20世纪初，工程技术学会和工程技术期刊也已出现。在一些企业中，涌现出一批机械工程技术人员和机械
26、工人骨干。1.31.3 机械工程发展机械工程发展 在该时期，中国从古代机械发展到近代机械，由手工业作坊发展到大工厂，由传统生产技术发展到近代生产技术，机械理论与实验研究和机械设计也逐渐增多。该阶段具有以下明显特点：u首先，中国近代机械的发展具有中国半殖民地的社会性质，处处适应帝国主义经济和政治侵略的需要，对帝国主义有很大的依赖性。u其次，中国科学技术与世界科学技术的关系日益密切，中国科学技术大量吸收了世界科学技术的内容。u再次，在此期间，中国依靠西方科学技术发展了近代机械，它与中国古代机械及传统生产技术很少有内在联系。根据以上简述可知，中国近代机械时期时间不长，但它是一个急速变化的时期，是中国
27、机械史上的一个大转折，其成败、得失、经验与教训都是值得加以深入研究的。1.31.3 机械工程发展机械工程发展 4.4.现代机械时期现代机械时期 1949年，新中国诞生；当时，世界上电子、原子能和计算技术等现代科学技术兴起并迅速发展。这两方面的因素推动中国机械进入现代机械时期。u新中国很快就能自己生产飞机、轮船、机车、汽车、机床和各种工程机械等，并进一步建立了门类比较齐全的机械工业体系。u各行各业许多部门迅速实现机械化，大量繁重的体力劳动被机械代替。u新中国的机械工业系统，已形成自己的机械研究、设计和制造力量。u机械工程教育蓬勃发展，培养了一大批高质量的高等和中等机械科学技术人才。u中国机械工程
28、学会和其他学术团体纷纷成立并积极开展工作，国内外学术活动十分活跃;兴办了多种学术期刊和科普期刊,编辑出版了许多教材、专著和科普读物。纵观机械工程的发展历程，制造业与制造技术的发展是由国家政治、制造业与制造技术的发展是由国家政治、经济、社会等多方面的因素决定的经济、社会等多方面的因素决定的。1.41.4 机械工业的地位机械工业的地位 国民经济产业结构中通常有三大产业：第一产业为农业，第二产业为工业，第三产业为服务业。2016年，全年国内生产总值744127亿元，其中全部工业增加值247860亿元，占国内生产总值的比重为33.3%。其中，全年规模以上工业中，农副食品加工业增加值比上年增长6.1%，
29、纺织业增长5.5%，化学原料和化学制品制造业增长7.7%，非金属矿物制品业增长6.5%，黑色金属冶炼和压延加工业下降1.7%，通用设备制造业增长5.9%，专用设备制造业增长6.7%，汽车制造业增长15.5%，电气机械和器材制造业增长8.5%，计算机、通信和其他电子设备制造业增长10.0%，电力、热力生产和供应业增长4.8%。工业战略性新兴产业增加值增长10.5%。高技术制造业增加值增长10.8%，占规模以上工业增加值的比重为12.4%。装备制造业增加值增长9.5%，占规模以上工业增加值的比重为32.9%。六大高耗能行业增加值增长5.2%，占规模以上工业增加值的比重为28.1%。1.41.4 机
30、械工业的地位机械工业的地位 在工业经济时代，一个国家的制造业增长一般高于国内生产总值(GDP)的增长。有人将制造业称之为工业经济年代一个国家经济增长的“发动机”。机械工业是制造业的主体和重要组成部分，是国民经济的基础工业。机械是现代社会进行生产和服务的五大要素(人、资金、能量、材料和机械)之一，几乎所有的现代产业和工程领域都需要应用机械装备。机械工业为生产和服务部门提供各种技术装备，直接关系到劳动生产率及国民经济的现代化程度，所以它是国民经济的重要基础，在国民经济各部门中起主导作用。研究、设计和发展新的机械装备及仪器，以适应当前和将来的社会需要，是机械工业的主要任务。1.41.4 机械工业的地
31、位机械工业的地位 机械制造业在国民经济中的地位和作用：u机械制造业是国民经济的“装备部”：机械制造业是国民经济持续发展的基础，担负着为各行业提供装备的重要任务。u机械制造业是工业的主要组成部分。u机械制造业是国家高技术产业的基础和载体，是高科技发展的重要平台：20世纪兴起的核技术、空间技术、信息技术、生物学技术等高新技术无一不是通过制造业的发展而产生并转化为规模生产力的，并由此形成了机械制造业中的高新技术产业。u机械制造业是新兴工业化国家的国民经济战略性产业。u机械制造业是国家安全的重要保障，是国防实力的重要保证。1.51.5 我国机械制造业现状我国机械制造业现状 当今中国已成为举世瞩目的制造
32、大国，其显著标志体现在：1.1.工业在产能上已稳居世界第一工业在产能上已稳居世界第一u研究机构IHS发布的一项研究指出，2010年中国的制造业产出占到了全世界19.8%，高于美国的19.4%，意味着中国已成为全球制造业产出最高的国家。u2013年，中国机电产品进出口总额达到2.1万亿美元，其中，出口从15.6亿美元增长到1.26万亿美元，占货物贸易出口的比重由8.6%增长到57.0%。2014年我国机电产品进出口总额达2.16万亿美元，增长2.9%；其中出口1.31万亿美元，增长3.6%，占全商品出口总额的55.7%。我国连续5年成为全球第一大机电产品贸易国。u2013年，我国发电设备产量1.
33、2亿kW，约占全球总量的60%；造船完工量4534万载重t，占全球比重41%；汽车产量2211.7万辆，占全球比重25%；机床产量95.9万台，占全球比重38%。1.51.5 我国机械制造业现状我国机械制造业现状 2.2.提供重大装备的能力不断提高提供重大装备的能力不断提高 重大装备的制造能力是体现制造大国的重要标志。我国在提供重大装备方面取得了突破性的进展，主要体现在下面几个方面:u生产大型火电、水电、核电成套设备。“十一五”以来，我国发电设备年产量占同期世界产量50%以上，对全球发电设备净增量的贡献超过50%，成为世界上最大的发电设备制造国。u生产高压大功率输变电设备，如1000kV特高压
34、交流输变电设备。u生产大型冶金、矿山设备，如年产千万吨级综采成套装备。u生产大型乙烯、化肥、煤化工成套设备，如百万吨乙烯装置所需的关键装备。u生产石油开采成套设备、重型机械设备，如海洋石油981深水半潜式钻井平台、SY2000C型200t级履带式液压挖掘机等。u生产其他设备，如正负电子对撞机、嫦娥登月探测器、蛟龙号深海潜水器等。1.51.5 我国机械制造业现状我国机械制造业现状 3.3.各具特色的制造业聚集地逐渐形成各具特色的制造业聚集地逐渐形成u珠江三角洲、长江三角洲已成为全球重要的家用电器、电子及通信设备制造聚集地。u东北重大成套设备制造聚集地。u川陕国防装备制造聚集地等制造中心。4.4.
35、中国制造业正在成为全球制造和供应基地中国制造业正在成为全球制造和供应基地u仅以机床为例，由于经济高速增长，近年我国机床产值、进口和消费高速增长，连续几年成为世界机床消费和进口第一大国。2014年中国机床产值为273.6亿美元,约占全球产值的30%。u中国装备制造业占规模以上工业增加值的比重达到30.4%(2014年)，已经奠定了中国制造走向海外的基础。u我国数控机床产品结构不断优化调整，技术水平稳步提高。1.51.5 我国机械制造业现状我国机械制造业现状 虽然我国已成为装备制造业大国，但还不是装备制造业强国，和世界工业发达国家相比仍有一定差距：u与世界先进水平相比，我国高端装备制造业仍存在较大
36、差距。2014年，我国高端制造业占规模以上工业增加值的比重仅为10.6%。以数控机床为例，我国中低端数控机床产量大，但80%的高端数控机床要进口。u制造业人均劳动率低于发达国家。u我国制造业核心技术和重大设备的对外依赖度还很高。u低档产品低效生产过剩，市场竞争力差，装备制造业的设备利用率低，工艺设备老化、陈旧，产品开发能力弱，周期长。u管理体制落后，在制造中人的能动性和积极性未能充分发挥。u企业质量观念普遍淡薄，基础研究不足。存在着重产品、轻基础，重设备、轻工艺的倾向。1.61.6 2121世纪的机械工程世纪的机械工程 21世纪是高新科学技术的世纪，其标志是高新科学技术及其产业将成为全球的经济
37、核心。针对21世纪新的挑战，美国麻省理工学院“敏捷性论坛”、“制造先驱者”两个部门，和“实施敏捷制造的技术”项目组共同主持了“下一代制造”研究项目，认为21世纪制造业竞争环境的主要特点如下:u由于因特网的迅速普及，信息无处不在，无孔不入。获取和应用各种有效信息的能力就成为一个企业的重要竞争优势。u信息技术和通信技术的发展使知识和技术更新加速，产品生命周期越来越短，加上生产力的提高，企业的规模将不断缩小，劳动力需求也会减少。u推广或获得新技术的途径更加容易，依靠新技术保持竞争优势越来越困难。u市场全球化、生产过程全球化、生产设施和知识劳动力的全球化，进一步加深了竞争的激烈性，带来深层次竞争的威胁
38、。1.61.6 2121世纪的机械工程世纪的机械工程u发展中国家教育和生活水平的提高，劳动力市场的全球化使制造业正在向发展中国家转移。u人类面临环境、生态和资源的危机，必须实行可持续发展策略，开发绿色产品，推行绿色制造。u顾客的要求将从单个产品转向问题的解决方案。顾客将越来越多地参与产品的开发，这将迫使企业提高为不同顾客提供不同产品和服务的能力。这就要求21世纪的机械制造企业必须具备下列属性：顾客响应度顾客响应度、工厂和设备的响应度工厂和设备的响应度、人力资源响应度人力资源响应度、全球市场响应度全球市场响应度、组织响应度组织响应度和快速响应的企业运作实践和文化快速响应的企业运作实践和文化。u顾
39、客响应度顾客响应度就是指站在顾客的角度来考虑，提供产品和服务的集成，以解决顾客在产品生命周期内对功能、费用和时间的全面要求。u工厂和设备的响应度工厂和设备的响应度是指建立和应用可重构的、可变规模的、有经济效益的制造过程、设备和工厂，使其迅速适应特殊生产的需要。1.61.6 2121世纪的机械工程世纪的机械工程u人力资源响应度人力资源响应度是指企业劳动力是知识化员工，他们有能力在变化的工作环境中主动地独立作出各种决策。u全球市场响应度全球市场响应度是指企业能预测和响应不断变化的全球市场，并且按照需要进行运作。u组织响应度组织响应度是指企业将把小组作为一种核心竞争能力。通过小组化的柔性组织获得知识
40、和能力来开发、生产和支持它的产品和服务。u快速响应的运作实践和文化快速响应的运作实践和文化，是指企业将不断发展核心竞争能力、组织结构、企业文化和业务实践的优势。21世纪的制造业将发生以下改变：u从以技术为中心向以人为中心转变，从强调专业化分工向模糊分工和一专多能转变，使全体劳动者的聪明才智和创造性得到充分发挥。1.61.6 2121世纪的机械工程世纪的机械工程u从金字塔的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变，减少层次和中间环节，加速信息的传递；从按功能划分的固定组织形式向动态的、自主管理的团队组织形式转变。u从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作效率；强调产品和过程的
41、集成，体现快速响应市场的竞争策略。u保证在整个产品生命周期内让顾客感到全面满意；提倡和实施清洁制造和绿色制造，保护环境。现代机械设备及制造技术的发展趋向如图1-4所示。为迎接21世纪的发展机遇和挑战，中国制造业应吸收、消化国外新的制造哲理，结合中国实际，重视以下四个方面:u创新体系和知识供应链的建立：提高产品和技术的自主开发能力。u创新和变革企业管理：传统企业管理是时间管理、成本管理和质量管理,21世纪的企业管理将是创新管理、知识管理和变革管理。1.61.6 2121世纪的机械工程世纪的机械工程u发展应用跨企业的系统集成方法和技术。u重视新材料、新工艺和新设备的开发应用。图图1-41-4现代机械设备及制造技术的发展趋向现代机械设备及制造技术的发展趋向复习思考题复习思考题p阐述机构、机器及机械的概念。p阐述零件、构件及部件的概念。p一般来说，机械由哪几大部分组成？p机械有哪些常见的分类方式？p从组成和运动形式来看，机械有哪些共同特征？p按工作性质，机械工程的工作内容有哪几个方面？p阐述机械制造业在国民经济中的地位和作用。p21世纪制造业竞争环境的主要特点是什么？p21世纪机械制造企业必须具备哪些属性？p为改变我国制造业相对落后的现状，应重视发展哪些方面？
