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基本简介/机械

机械,源自于希腊语之Mechine及拉丁文Machina,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。机械的特征有: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。故机器能转换机械能或完成有用的机械功,是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,日本的机械应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)。

概念来源/机械

机械这个词源自于希腊语之Mechine及拉丁文Machina,最早的“机械”定义为古罗马建筑师维特鲁威(Vitruvii)在其著作《建筑十书》,主要对于搬运重物发挥效力的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。古希腊时期已有圆柱齿轮。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。中国古代在香炉中应用了能永保水平位置的十字转架等机件。
英国机械学家威利斯(R.Willis)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(F.Reuleaux )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。通常把这些比较复杂的机械叫做机器。
中文概念与来源“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·氾论》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。
 
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