1.30多名機械發明的科學歷程及其科學家的故事。

2. 這是一本機械發明基本知識及科學家故事的科普讀物：以機械製造發明家們故事為題材，介紹了我們熟悉的地動儀、指南車、紡紗機、蒸汽機、蒸汽機車、蒸汽機船、內燃機、汽車、現代車床、鏜床、電動機、飛機、計算機、電梯、自行車、縫紉機、火箭、機械鐘、望遠鏡、空調、電冰箱、電風扇、洗衣機等機器的用途、基本的工作原理、發明的歷程及科學家的故事。

 3. 本書融技術性、知識性和趣味性於一體，把複雜的機械製造知識用簡明、通俗的語言加以描述或說明，深入淺出，每一章都以科學家的名言作為結尾，同時配有大量的圖片和一些卡通圖，讓版面更活潑、閱讀更有趣、學習更輕鬆，以此激發廣大青少年和機械發明愛好者對機械製造知識的學習興趣和探索精神。

這是一本機械發明基本知識及科學家故事的科普讀物。編者以機械製造發明家們故事為題材，介紹了我們熟悉的地動儀、指南車、紡紗機、蒸汽機、蒸汽機車、蒸汽機船、內燃機、汽車、現代車床、鏜床、電動機、飛機、計算機、電梯、自行車、縫紉機、火箭、機械鐘、望遠鏡、空調、電冰箱、電風扇、洗衣機等機器的用途、基本的工作原理、發明的歷程及科學家的故事。本書融技術性、知識性和趣味性於一體，把複雜的機械製造知識用簡明、通俗的語言加以描述或說明，深入淺出，每一章都以科學家的名言作為結尾，同時配有大量的圖片和一些卡通圖，讓版面更活潑、閱讀更有趣、學習更輕鬆，以此激發廣大青少年和機械發明愛好者對機械製造知識的學習興趣和探索精神。

第1章 序幕 1

第2章 阿基米德的發明 12

第3章 齒輪的出現 19

第4章 地動儀的發明 33

第5章 中國古代機械發明家——馬鈞 39

第6章 珍妮紡紗機 46

第7章 瓦特和他的蒸汽機 51

第8章 蒸汽機車之父——斯蒂芬森 64

第9章 蒸汽機船“克萊蒙特”號的誕生 71

第10章 內燃機的發明 76

第11章 世界上輛汽車的誕生 90

第12章 現代汽車工業的先驅者 95

第13章 現代車床的發明人——亨利·莫茲利 99

第14章 是誰發明了電動機？ 107

第15章 實現飛天夢想的萊特兄弟 119

第16章 計算機的先驅者——查爾斯·巴貝奇 128

第17章 電梯的發明人奧蒂斯 135

第18章 誰發明了自行車 145

第19章 世界上台真正的鏜床是這樣誕生的 152

第20章 縫紉機的發明者們 158

第21章 昨天的夢想就是今天的希望、明天的現實——世界上枚液體火箭 166

第22章 單擺機械鐘的創制人 175

第23章 機械鐘錶的前世今生 183

第24章 發明望遠鏡的故事 194

第25章 林語堂與中文打字機的不解之緣 199

第26章 世界上台空調 206

第27章 發明電冰箱的故事 212

第28章 帶給人們涼爽的——電風扇 219

第29章 偉大的發明之一——洗衣機 227

第30章 斯特林發動機 233

第31章 早發明機械計算機的科學家——帕斯卡 240

第32章 台電子計算機的誕生 245

參考文獻 254

我們人類的生活無不與機械有關。它滲透在生活中的每個領域，我們隨時隨地都在享受著機械給人類帶來的恩惠。人類初的機械，當然不像現在的機械這樣複雜，但正是這樣極其簡單的機械代替了人的手腳，被人們所使用，並逐漸發展起來了，後才成為今天這個樣子。而且，今後機械發展的趨勢會越來越複雜。雖然隨著時光流逝，過去的一些機械已經非常陳舊了，甚至在當代人看來，這些機械已經變得很落伍，但是，它們在那個時代所作出的貢獻卻是不可磨滅的。我們要永遠記住那些機械製造發明的先驅們，是他們帶給了我們人類發展的動力和生機。在人類歷史的長河中，偉大的發明和創造帶給了人類一次又一次的震驚。本書是一本機械製造知識方面的科普讀物。編者以機械製造發明家們的故事為題材，介紹了我們熟悉的地動儀、指南車、紡紗機、蒸汽機、蒸汽機車、蒸汽機船、內燃機、汽車、現代車床、鏜床、電動機、飛機、計算機、電梯、自行車、縫紉機、火箭、機械鐘、望遠鏡、空調、電冰箱、電風扇、洗衣機等機器的用途、基本的工作原理、發明的歷程及科學家們的故事。從故事中我們了解科學家們攀登科學高峰的堅韌不拔的精神，為了科學技術貢獻了畢生的精力。通過這些故事我們知道機械發明的成功，還要靠許許多多勞動人民的智慧的積累。科學的成就是一點一滴積累起來的，唯有長期的積累才能由點滴匯成大海。本書使讀者能了解機械製造方面的一些基本知識和未來發展。融技術性、知識性和趣味性於一體，向廣大青少年讀者展示了一個豐富多彩的科學天地。把複雜的機械製造知識用簡明、通俗的語言加以描述或說明，深入淺出，每一章都以科學家的名言作為結尾，同時配有大量的圖片和一些卡通圖，讓版面更活潑、閱讀更有趣、學習更輕鬆。這本書也是為廣大青少年機械製造的愛好者提供了拓展機械製造方面的科普讀物，是青少年了解機械製造方面知識的科普小課堂！本書共分32章，描述了30多名科學家發明的故事及機器的發展歷程，能讓讀者從故事中吸取機械方面的知識。希望通過對這些趣味知識的了解，可以激發讀者對機械知識的學習興趣和探索精神，從而也能讓讀者了解世界機械的現狀及未來發展的趨勢，同時讓讀者愛上機械這門未來發展不可缺少的偉大學科。

編者2017年10月

◆本書是一本機械（機器）基本構造與原理的基礎性普及讀物，將機械常識性的內容融入我們常見機器之中，讓讀者輕鬆了解和掌握各種機械（機器）的工作原理和基本構造等通用基礎知識。

◆全書涵蓋了百餘種行業機器：動力機器（蒸汽機、內燃機、壓縮機、電動機等）、加工機器（機床、軋鋼機器、紡織機器、包裝機器等）、運輸機器（汽車、飛機、起重機、工程車、輸送機、電梯等）、信息機器（複印機、打印機、繪圖機、掃描儀等）、生活中常見小機器（千斤頂、自行車、電風扇、和麵機、打蛋機、壓麵條機、榨汁機、食品攪拌機、腳踏縫紉機以及指南車、記裡鼓車、機械鐘錶等古代機器）、機器人（工業機器人和特種機器人）等多個行業的機器。

◆本書融技術性、知識性和趣味性於一體，把複雜的機械基本知識用簡明、通俗的語言加以描述或說明，深入淺出，配有大量的立體模型圖和卡通圖，讓版面更活潑、閱讀更有趣、學習更輕鬆，以此激發廣大讀者對機械的興趣和探索創新精神。

本書是一本機械（機器）基本構造與原理的基礎性普及讀物，將機械原理、機械傳動、機械零部件等機械常識性的內容融入我們常見的機器之中，讓讀者輕鬆了解和掌握各種機械（機器）的工作原理和基本構造等通用基礎知識。全書涵蓋了動力機器（蒸汽機、內燃機、壓縮機、電動機等）、加工機器（機床、軋鋼機器、紡織機器、包裝機器等）、運輸機器（汽車、飛機、起重機、工程車、輸送機、電梯等）、信息機器（複印機、打印機、繪圖儀、掃描儀等）、生活中常見的小機器（千斤頂、自行車、電風扇、和麵機、打蛋機、麵條機、榨汁機、食品攪拌機、腳踏縫紉機以及指南車、記裡鼓車等古代機器）、機器人（工業機器人和特種機器人）等多個行業的機器。

本書融技術性、知識性和趣味性於一體，把複雜的機械基本知識用簡明、通俗的語言加以描述或說明，深入淺出，配有大量的立體模型圖和卡通圖，讓版面更活潑，閱讀更有趣，學習更輕鬆，以此激發廣大讀者對機械的興趣和探索創新精神。

第1章　了解機器　 001

1.1　人類為什麼創造機器　 001

1.2　認識機器　 003

1.3　機器的分類　 005

1.4　機器的組成　 009

1.5　機器的發展歷程　 010

第2章　機器中的通用零部件　 021

2.1　機器的基本組成要素　 021

2.1.1　機器中的部件　 021

2.1.2　機器部件中的零件　 022

2.2　支承迴轉零件——軸 　 023

2.3　支承軸旋轉的部件——軸承　 027

2.4　 連接兩軸傳遞運動和動力的裝置——聯軸器　 031

2.5　 接合或分離兩軸的可動連接裝置——離合器　 034

2.5.1　離合器的分類　 034

2.5.2　 離合器的應用　 036

第3章　動力機器原理與構造　 039

3.1　從蒸汽機說起　 039

3.1.1　蒸汽機如何工作　 039

3.1.2　 向蒸汽機供應高壓蒸汽的鍋爐　 040

3.1.3　蒸汽機車　 041

3.2　內燃機　 043

3.2.1　內燃機構造原理　 043

3.2.2　汽油機和柴油機的區別　 046

3.2.3　內燃機的用途　 046

3.3　壓縮機　 049

3.3.1　壓縮機的發展歷程　 049

3.3.2　冰箱壓縮機　 053

3.3.3　空調壓縮機　 054

3.3.4　螺桿壓縮機　 058

3.4　電動機　 061

3.4.1　直流電動機　 061

3.4.2　交流電動機　 066

3.4.3　三相異步電動機　 067

3.4.4　單相異步電動機　 069

3.4.5　同步電動機　 069

3.4.6　步進電動機　 071

3.4.7　伺服電動機　 072

第4章　加工機器原理與構造　 077

4.1　加工機床　 077

4.1.1　車床　 078

4.1.2　銑床　 079

4.1.3　其他金屬切削機床　 081

4.1.4　數控機床　 082

4.1.5　機床傳動原理　 091

4.2　軋鋼機器　 096

4.2.1　軋鋼　 097

4.2.2　軋鋼機　 099

4.3　紡織機器　 101

4.3.1　古老的紡機設備　 102

4.3.2　現代的織布機　 104

4.4　包裝機器　 109

4.4.1　供送裝置　 110

4.4.2　充填機　 113

4.4.3　灌裝機　 115

4.4.4　封口機　 118

4.4.5　包裝機　 122

4.4.6　多功能包裝機　 124

4.4.7　貼標機　 126

4.4.8　啤酒流水線　 127

第5章　運輸機器原理與構造　 134

5.1　汽車　 134

5.1.1　汽車的組成　 134

5.1.2　汽車的動力傳遞過程　 135

5.1.3　汽車發動機　 137

5.1.4　離合器　 140

5.1.5　變速器　 141

5.1.6　傳動軸與萬向節　 142

5.1.7　差速器　 144

5.1.8　半軸　 145

5.2　飛機　 150

5.2.1　飛機的構造　 150

5.2.2　飛機的分類　 151

5.2.3　飛機的動力　 153

5.2.4　飛機的起飛原理　 160

5.3　起重機　 163

5.3.1　塔式起重機　 164

5.3.2　鶴式起重機　 166

5.3.3　汽車起重機　 168

5.4　工程車　 170

5.4.1　挖掘機　 171

5.4.2　混凝土攪拌輸送車　 172

5.4.3　自卸車　 174

5.4.4　壓路機　 175

5.4.5　裝載機　 178

5.5　輸送機　 179

5.5.1　帶式輸送機　 179

5.5.2　鍊式輸送機　 180

5.5.3　輥子輸送機　 181

5.5.4　板式輸送機　 182

5.5.5　刮板輸送機　 182

5.5.6　螺旋輸送機　 183

5.5.7　管狀帶式輸送機　 184

5.6　電梯　 187

5.6.1　垂直升降電梯　 187

5.6.2　自動扶梯　 190

5.6.3　自動人行道　 192

第6章　信息機器原理與構造　 196

6.1　複印機　 196

6.2　打印機　 198

6.2.1　激光打印機　 198

6.2.2　噴墨打印機　 202

6.2.3　3D打印機　 204

6.3　計算機控制的繪圖儀　 206

6.4　掃描儀　 208

6.4.1　掃描儀的結構　 208

6.4.2　掃描儀的工作過程　 209

第7章　常用小機器原理與構造　 211

7.1　千斤頂　 211

7.1.1　千斤頂的類型　 212

7.1.2　齒條千斤頂　 213

7.1.3　螺旋千斤頂　 215

7.2　自行車　 217

7.2.1　早的自行車　 217

7.2.2　形式各異的自行車　 218

7.2.3　自行車的結構　 221

7.2.4　自行車的變速系統　 225

7.3　電風扇　 230

7.3.1　台式電風扇的結構　 231

7.3.2　電風扇為什麼會“搖頭”　 231

7.4　家用和麵機　 234

7.4.1　立式和麵機　 235

7.4.2　臥式和麵機　 236

7.4.3　和麵機傳動原理　 237

7.5　打蛋機　 239

7.5.1　手動打蛋器　 239

7.5.2　立式打蛋機　 240

7.6　麵條機　 245

7.6.1　手動麵條機　 245

7.6.2　電動麵條機　 246

7.6.3　全自動家用麵條機　 248

7.7　家用榨汁機　 248

7.7.1　榨汁機構造原理　 249

7.7.2　高速離心榨汁機　 249

7.7.3　低速擠壓式榨汁機　 251

7.8　家用食品攪拌機　 253

7.8.1　家用食品攪拌機工作原理　 253

7.8.2　多功能食品攪拌機　 253

7.9　家用腳踏縫紉機　 255

7.9.1　縫紉機工作原理　 258

7.9.2　縫紉機中的各種工作機構　 260

7.10　揭秘古代指南車　 266

7.10.1　指南車齒輪傳動系統　 267

7.10.2　指南車離合裝置　 268

7.10.3　指南車差動齒輪裝置　 268

7.11　揭秘古代記裡鼓車　 269

7.11.1　記裡鼓車的結構　 270

7.11.2　記裡鼓車工作原理　 271

7.12　機械手錶　 273

7.12.1　機械手錶的組成　 274

7.12.2　機械手錶的工作原理　 275

第8章　 自動化機器（機器人）原理與構造　 280

8.1　機器人構造原理　 280

8.2　工業機器人　 282

8.2.1　焊接機器人　 284

8.2.2　噴漆機器人　 285

8.2.3　碼垛機器人　 286

8.2.4　搬運機器人　 288

8.3　特種機器人　 289

8.3.1　水下機器人　 289

8.3.2　管道機器人　 292

8.3.3　外科手術機器人　 294

8.3.4　農業機器人　 298

8.3.5　軍用機器人　 300

8.3.6　服務機器人　 304

8.3.7　娛樂機器人　 307

8.4　智能機器人　 308

參考文獻　 314

科學的世界五彩繽紛，絢麗多彩，在人們的頭腦中編制出謎一樣的光環。當代科學技術的迅猛發展，給人類創造了一個神奇的世界，人們對機器充滿了幻想。機器可以完成人用雙手、雙目、雙足以及雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。現代機械工程創造出越來越精巧的機器，使過去人們的許多幻想成為現實。機器的發展對人類的生活、生產起到了不可替代的作用，人類社會隨著機器的發展更加繁榮昌盛，我們的生活已經離不開機器了。

機械化是社會生產力發展水平的重要標誌。為了讓機械從業人員、熱愛機械製造業並熱愛科學技術的廣大讀者了解機器，了解機械原理，了解機械製造技術，本書用通俗的語言和科學的概念講述科學技術的道理，它向讀者傳達一種精神，一種思考的方法，能帶給讀者一種獨特的視角，一種探究科學的勇氣，也使讀者充分認識到世界需要科學，科學也需要世界。其目的並不意味著讓每個人都去攀登科學的高峰，但至少要讓更多的人認識科學技術，勇於探索和創新，使讀者在愉快的閱讀中增長知識。

《圖解機械原理與構造　機器是怎樣工作的？ 》一書特色鮮明，屬於科學技術教育普及讀物，內容主要涉及機械原理及常用機器的工作原理等方面的內容。本書嘗試著把機械原理、機械傳動、機器的零部件這些內容融合到動力機器、加工機器、運輸機器中去描述，把多方面的知識點有機地融合在一起。

本書通過“機器是怎樣工作的”來描述機械傳動原理，不只局限於做定性的概念描述，而是將機械原理貫穿全書，通過書中一些基本概念來了解機器、了解機構、了解零部件、了解機械傳動等，然後以一些常見的機器為例子，描述了機器的結構、工作原理，讓讀者認識到什麼是機器，即機器是由各種金屬和非金屬部件組成的裝置，它消耗能源，可以運轉、做功，它用來代替人的勞動，進行能量變換、信息處理以及產生有用功；使讀者也認識到，按照用途不同可以把機器分為動力機器、加工機器、運輸機器、信息機器，機器是由原動力、傳動部分、控制部分、執行部分組成的。本書把機械基礎知識和機械傳動原理穿插到每一個例子中講解，讓讀者很容易理解其工作原理。後以“今後機器都將是機器人”結尾，描述了機器人的基本機械結構和用途。此書很容易讀懂，讀者能從書中體會到一種新的觀念，獲得對科學技術及機器的一種全新的理解。全書圖文並茂，深入淺出，適合機械從業人員、初入機械製造行業的人員以及對機械製造業感興趣的廣大讀者閱讀。

因筆者水平所限，書中不妥之處在所難免，懇請讀者予以批評指正。