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1、机床的产生和发展
人类在原始时期，从劳动实践中逐渐认识到，假如要钻一种孔，就要使刀具旋转的同步向深度推进。假如要制造一种圆柱体，就需要使工件旋转的同步再拿着刀具沿着工件做纵向移动。在这样一种理念的基础上，就造出了最古老的机床。图示为几种中国三代的机床和18世纪的机床。
机械系统创新设计实例
图
古 代的机床
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第一节 机床的发展与创新设计
到了19世纪初发明了铣床，19世纪中期发展成基本上具有现代构造的万能铣床。机床传动系统的发展也是逐渐进行的，由齿轮变速箱替代了皮带塔轮传动。如图所示。
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2、现代机床的发展与展望
现代机床从功能、规模、效率、精度、切削方式等方面均有了很大的发展。
⑴组合机床 人们运用组合措施发明了多种多功能组合机床，从而使机床系统中各子系统的资源得到充足的运用，使加工工序缩短，提高了加工效率。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面、多工位、同步加工。在组合机床上可以完毕钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削等工序。组合机床的示意图如图所示。
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⑵大型机床
体积与质量大是大型机床的重要特征，但因此也就容易导致运动导轨接触面的压力增大，影响了运动的敏捷性，增大了摩擦力，从而导致较大的动力消耗。为了处理这一问题，就发明了大型机床专用的卸载装置，以及静压导轨。如图所示。
图 大型机床的导轨
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⑶高精度机床
伴随科技的发展，对机械产品的精度规定越来越高。例如宇宙飞行用陀螺仪中的30mm球形转子，；导弹控制系统的齿轮传动容许误差只有几秒。这些高精度的零件当然需要高精度机床来加工。高精度机床除自身具有高精度以外，重要还附加了某些特殊的校正、测量与定位装置。如图所示的机构。
⑷特种加工机床
伴随工件形状的曰益复杂，以及材料的特殊性能（高硬度材料及高脆性材料），引入了电加工、超声波加工的措施，为机床开辟了新的领域。图中超声波加工原理是：运用火花放电时能烧毁金属表面的电蚀现象进行金属的加工。此外图中还显示了电解原理的磨削加工示意图及超声波加工的应用实例。
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第二节 动力机发展与创新设计
  但凡将自然界中的能量转换为机械能的机械装置称为动力机械或设备。例如汽轮机、燃气轮机、内燃机、水轮机、风力机等都是经典的动力机械。动力机械在社会发展中的地位是明显的。18世纪60年代出现了第一代动力机械－蒸汽机，引起了产业革命，增进了社会的大发展，人类社会开始进入工业化时代。
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1、蒸汽机
⑴原始蒸汽机 17世纪末，法国技师巴本制成了世界第一台蒸汽机。其工作原理是，通过向汽缸中注水并加热，水蒸气将活塞推进上去，当活塞被推到汽缸顶部时再撤热，然后使缸内汽冷却，大气压力便将活塞推下来。该蒸汽机虽然很原始，但就其具有汽缸与活塞来说是具有划时代意义的。
⑵实用蒸汽机 18世纪初，英国的纽科门为了处理矿井积水的问题研制了实用性蒸汽机，用来抽水。该蒸汽机除了具有汽缸与活塞外，并且在汽缸中设有阀门，还配有一种锅炉。
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⑶改善型蒸汽机 纽科门的蒸汽机效率低下，尽管如此也用了60余年。后来瓦特分析了这种蒸汽机的缺陷，对它进行了两次改善。第一次是针对汽缸体冷却频繁转换，花费热能的问题进行改造。它用冷凝器替代向缸体喷冷水，当活塞运动到顶部时，关闭蒸汽机阀门的同步打开冷凝器的阀门，使汽缸内蒸汽压力消失，并冷凝形成真空。通过这样的改善，使蒸汽机的热效率提高了3倍，耗煤量节省了1/4。第二次改善是，增长了连杆与曲轴构造，使活塞的移动转换为曲轴的转动；并且还发明了世界上最早的自动控制系统，自动调整蒸汽流量，使机器运行速度保持恒定。瓦特的两次改善于1874年完毕，由于瓦特的改造使蒸汽机更广泛应用于工业生产中。