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电气自动化的机械构造原理

引言

自18世纪始于英国的工业革命一来，蒸汽机的广泛使用标志着人类从此进入“蒸汽时

代”。其后经历了一百多年，第二次世界性技术革命中电力的广泛应用标志着我们又进入了

“电气时代”。

所谓电气，就是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空

间和环境的一门科学，涵盖电能的转换、利用和研究三方面，包括基础理论，应用技

术，设施设备等。

而所谓电气时代，是指以电动机为代表的第二次技术革命，使新兴的电能成为一

种主要能量形式广泛的为生活所用，也使世界进入了一个前人未曾想象的时代。究其

原因，电能有其独特的优点——易于传输的工业动力和有效可靠的信息载体。也正是

因为这两个优点，使得其在动力传输方面出现了大型发电机、高压输电网、各式各样

的电力设备和照明电灯，在信息传输方面，出现的电报、电话和无线电通讯。

到上世纪末，随着各种电子技术的问世，尤其是微机技术的发展，电气产品也出现了百花齐

放的时代。电气向着多元化、自动化发展，实现了电气自动化。宏观方面，各种大型电力设

备应用到工业生产中，先进的数控设备正在繁杂的手工劳动，更快捷也更安全。微观方面，

家用电器使得生活越来越方便，特别是各种电子技术的应用，使得电器也具有智能，能够更

方便的服务于我们。

我国的电气自动化开始发展于上世纪中叶，因其涵盖非常广，触须延伸至各个行业，在

现在的工业生产和生活中已成为必不可少的一部分。然而，电气自动化仍旧离不开各种巧妙

的机械构造。各种电气产品能够实现其功能，仍然是通过各种机构完成的。

机械一词源自于希腊语之mechine及拉丁文mecina，原指“巧妙的设计”。也就是利用

力学原理组成的各种装置。杠杆、滑轮、机器以及枪炮等都是机械。通常的解释：机械是

简单的装置，它能够将能量、力从一个地方传递到另一个地方。它能改变物体的形状结构创

造出新的物件.在生活中，我们周围有数不清的不同种类的机械在为我们工作。

早在公元前，中国已在指南车上应用复杂的齿轮系统，在被中香炉中应用了能永保水平

位置的十字转架等机件。古希腊已有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆传动的记载。但是，关于齿

轮传动瞬时速比与齿形的关系和齿形曲线的选择，直到17世纪之后方有理论阐述。

在汉语中，“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·泛论》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。

西方机械