机械制造发展的条件自动化(高中家长必知：「机械设计制造及其自动化」很多人不知它是干吗的)

原创|迈涯堂

作者|JOHN六七

欢迎来到迈涯堂，迈进生涯第一堂。

截至2020年底，全国有400余所本科高校，开设了机械设计制造及其自动化专业。它是全国开设最广的10个大学专业之一。

本专业是典型的理工类专业，一般招收理科生，或选考物理、化学的同学（尤其是物理）。

初看这个专业的名字，你可能一头雾水，因为它的名字太长了，让人摸不着头脑。

我们把它拆开——机械、设计、制造、自动化，再逐一解读，你就容易理解了。

我们对这个专业的介绍，也会从机械开始。

机械零件

01

什么是机械？

机械这个词语你肯定听说过，因为物理课上有一种能量就叫做机械能。

站在通俗的角度，机械是帮我们降低工作难度、提升工作效率、减轻劳动负担的工具或装置。

按照这个定义：

工厂里的流水线、机床是机械。因为它们提高了产品生产量、零件加工速度。马路上的汽车、自行车、摩托车是机械。因为步行2个小时，用它们眨眼就到。天上的火箭、飞机是机械。因为人类靠自己永远无法飞到月亮上，但火箭可以载人上去。家庭用的扫地机器人、洗衣机是机械。因为它们让家务变得轻松、省力。

你可以举一反三，想想身边还有哪些机械？

扫地机器人、洗衣机是家庭里常见的机械

机械的要义是运动，因为只有它动，人类才能少动甚至不动，这是人类发明机械的意义。

机械可以是整体运动。比如汽车、飞机把人类从甲地带到乙地。

机械也可以是整体不动，但内部个别部件运动。比如洗衣机整体不位移，但内部滚筒要发生转动。

自动打蛋器—代替手工打蛋

机械有两个关键内涵：机构和机器。

它们是机械的基础，认识机械要从认识它们说起。

02

机构

这个机构不是政府机构、商业机构等人类组织，而是机械里的一个专有名词。

机构是对力和运动进行传导、转换的一组部件。

举个例子，骑自行车时踩下脚蹬子，自行车会向前走。

踩脚蹬子时，你发出的力是向下的，力的作用点是脚蹬子。

而驱动自行车前进的力却是水平向前的，力的作用点是后轮。

把垂直的力变为水平的力，把脚蹬子受的力传导给后轮，要靠齿轮、链条、轴承等一系列部件，它们就是一组机构。

对力传导、转换后，自行车得以前进

雨伞也包含机构。

撑伞时，你要捏住开关往上推。

你发出的力，是平行于伞柱的，受力部位是开关。

而伞面张开时，力是垂直于伞柱的，受力部位变成了伞面。

完成这一转换的，是连接开关和伞面之间的一根根伞骨，它们也是机构。

伞骨完成力的传导转换

机构多种多样，但无论它们怎样变化，本质都是对力和运动的传导和转换。后续文章里，我们会专门介绍几种常见的机构。

机械必须运动才有意义，运动的先决条件是力，力又必须经过转换才能使用，所以任何机械都离不开机构。

机构是机械的灵魂，没有机构的机械无法存活。

03

机器

只有机构还不行。

假如自行车只有齿轮、链条、轴承，而没有车轮、车座、刹车，那也无法使用。只有把它们组合到一起，才能发挥价值。

组合后的整体，就称为机器。

日常生活中，机器随处可见。洗衣机、缝纫机、吸尘器、电风扇、汽车、火车、起重机、电梯，以及更复杂的宇宙飞船、航空母舰、发电设备、盾构机等，都是机器。

庞大的机器，内含无数个机构

机器必须由机构组成，机构必须组成机器才有意义，它们相互依存、不可分割。

我们把机构和机器统称为机械。

所以，本专业的研究范围，也是既包括机构，又包括机器。

-本篇完-