在歐洲，加工技術的改進從17世紀就已經開始了。18世紀時，車床逐漸由木結構改為金屬結構。1750年，法國蒂奧在車床上安裝了壹個刀架，用絲杠驅動作縱向移動，比過去手握車刀前進了壹大步；1774年威爾金森制造了壹臺新的炮筒鏜床，可以加工直徑達1.83m的內圓，1775年他曾為瓦特成功地制造出蒸汽機汽缸；1770年英國拉姆斯登首先用車床制造螺絲；1784年布拉默制成壹把具有比較復雜機構的鎖，他還與莫茲利***同改進和制造了幾種機床。1797年，莫茲利在車床上安裝了絲桿、光桿和滑動刀架，能加工精密平面和精密螺絲，使機械制造技術的精度水平大為提高。1804年布魯勒設計的機床如圖2-85所示，1820年前後，英國的懷特沃斯制成第壹臺既能加工圓柱齒輪，又能加工圓錐齒輪的機床，如圖2-86所示。1836年設計的機床溜板和鉆床如圖2-87所示。1845年，美國制造出轉塔車床，用八個刀具裝在可旋轉塔形支架上，由壹人操作輪流完成八種加工工序，1861年又實現了轉塔的自動轉動。之後，為進壹步節省勞力，又研制出自動螺絲車床。19世紀出現了現代意義的機床。
19世紀下半葉，新的工具材料和新的動力來源也促進了機床的繼續發展。1836年，史密斯制成刨床。這臺刨床已經具備了現代牛頭刨床的基本結構。1842年他還設計制造了單作用和雙作用的蒸汽錘，如圖2-88所示，擴大了鍛件的尺寸。1830—1850年間，惠特沃思利用螺紋微調原理制造的測量裝置，使機械產品質量進壹步提高，為後來的互換性生產創造了條件。1850年的碳素鋼刀具只能在約12m/min以下的切削速度下工作。1868年穆舍特發明含有鎢和釩的錳鋼（合金工具鋼），使切削速度提高到18.3m/min。1898年泰勒等人用含鉻的高速鋼把切削速度提高到36.6m/min。切削速度的提高反過來又促進了機床各部分強度、軸承、變速機構的改進。
圖2-86 懷特沃斯設計的機床內燃機發展至今，約有壹個半世紀的歷史了。同其他科學壹樣，內燃機的每壹個進步都是人類生產實踐經驗的概括和總結。內燃機的發明始於對活塞式蒸汽機的研究和改進。在它的發展史中應當特別提到的是德國人奧托和狄塞爾，正是他們在總結了前人無數實踐經驗的基礎上，對內燃機的工作循環提出了較為完善的奧托循環和狄塞爾循環，才使得到他們為止幾十年間無數人的實踐和創造活動得到了壹個科學的總結，並有了質的飛躍，他們將前任粗淺的、純經驗的、淩亂無序的經驗，加以繼承、發展、總結、提高，找出了規律性，為現代汽油機和柴油機熱力循環奠定了熱力學基礎，為內燃機的發展作出了偉大的貢獻。
圖2-87 機床溜板和鉆床
圖2-88 勒克魯索施奈德公司的蒸汽錘最早出現的內燃機是以煤氣為燃料的煤氣機。1860年，法國發明家萊諾制成了第壹臺實用內燃機（單缸、二沖程、無壓縮和電點火的煤氣機，輸出功率為0.74～1.47kW，轉速為100r/min，熱效率為4%）。法國工程師德羅沙認識到，要想盡可能提高內燃機的熱效率，就必須使單位氣缸容積的冷卻面積盡量減小，膨脹時活塞的速率盡量快，膨脹的範圍（沖程）盡量長。在此基礎上，他在1862年提出了著名的等容燃燒四沖程循環：進氣、壓縮、燃燒和膨脹、排氣。
1876年，德國人奧托制成了第壹臺四沖程往復活塞式內燃機，如圖2-89所示，單缸、臥式、以煤氣為燃料、功率大約為2.21kW、180r/min。在這部發動機上，奧托增加了飛輪，使運轉平穩，把進氣道加長，又改進了氣缸蓋，使混合氣體充分形成。這是壹部非常成功的發動機，其熱效率相當於當時蒸汽機的兩倍。奧托把三個關鍵的技術思想：內燃、壓縮燃氣、四沖程融為壹體，使這種內燃機具有效率高、體積小、質量輕和功率大等壹系列優點。在1878年巴黎萬國博覽會上，被譽為“瓦特以來動力機方面最大的成就”。等容燃燒四沖程循環由奧托實現，也被稱為奧托循環。
圖2-89 第壹臺四沖程往復活塞式內燃機煤氣機雖然比蒸汽機具有很大的優越性，但在社會化大生產的情況下，仍不能滿足交通運輸業所要求的高速、輕便等性能。因為它以煤氣為燃料，需要龐大的煤氣發生爐和管道系統。而且煤氣的熱值低（約1.75×107～2.09×107J/m3），故煤氣機轉速慢，比功率小。到19世紀下半葉，隨著石油工業的興起，用石油產品取代煤氣作燃料已成為必然趨勢。
1680年，荷蘭物理學家惠更斯開始研究內燃機，1833年，英國的賴特提出了壹種原動機的設想，1838年由巴尼特制出第壹臺裝有點火裝置的內燃機。1897年，德國狄塞爾（Rudolf Diesel）發明了著名的狄塞爾內燃機。自此後，解決了汽車、輪船等許多機器的動力源問題。機械工業發展進入壹個新階段。1880年，21歲的狄塞爾以優異的成績在慕尼黑工業大學畢業後，經過17年堅持不懈的研究，克服各種困難，終於在1897年研制成功了狄塞爾內燃機，如圖2-90所示，為機械文明的發展作出了很大的貢獻，圖2-91是在塞爾內燃機基礎上發展起來的四沖程內燃機。
圖2-90 狄塞爾和他設計的內燃機
圖2-91 四沖程內燃機最早的自行車是源於法國的“玩具馬”，如圖2-92所示。騎車人用雙腳蹬地，推動車子前進，這奠定了自行車的基本原理。大約在1860年左右，出現了如圖2-93所示的壹種雜耍單車，它有壹大壹小兩個車輪，用踏板直接驅動大輪。之所以采用很大的主動輪，是為了保證車子有足夠的速度並保持平衡。這種雜耍車騎起來是很危險的，需要非常敏捷和熟練的技巧。從設計方面來說，車子的形式直接反映了機械功能，但由於座位太高，限制了它的使用。
1870年後出現了鏈條驅動的自行車，如圖2-94所示，使自行車的安全性得到了改善。經過壹段時間的改進之後，英國考文垂市的約翰·K·斯達雷（John Kemp Starley）於1888年生產出了第壹輛現代自行車——“安全”自行車，如圖2-95所示，這種車的基本形式至今仍廣為流行。
電的發現，給人類帶來了光明。電動機的發明引起壹場新的動力革命。1879年，美國的發明家愛迪生（Thomas Alva Edison）發明了電燈。英國的法拉第（Michael Faraday）闡述了發電機和電動機的原理。比利時的格拉姆（Zenobe Theophili Gramme）制造出第壹臺實用的發電機（圖2-96），它由蒸汽機驅動，主要用於照明和電鍍。由於偶然的因素而發明了電動機。1873年，在維也納舉行了世界博覽會。在實驗發電機時，由於操作失誤，外部電流流向了發電機，發電機卻突然轉動起來。這壹意外的發現，觸動了科學家的靈感。不久，實用的電動機誕生了（圖2-97）。最初，電動機安裝在機床以外的壹定距離處，通過皮帶傳動。後來把電動機直接安置在機床內部。19世紀末，已有少數機床使用兩臺或多臺電動機，分別驅動主軸和進給機構等。至此，被稱為“機械工業的心臟”的機床工業已初具規模。
圖2-92 最早出現於法國的“玩具馬”
圖2-93 1860年左右出現的雜耍單車
圖2-94 第壹輛鏈條驅動自行車
圖2-95 “安全”自行車19世紀的大部分年代裏，機床的動力來源主要是蒸汽動力，車間頂棚布滿縱橫交錯的軸和傳動皮帶。1873年，電動機成為機床的動力，開始了電力取代蒸汽動力的時代。1879年，德國西門子（Erust Werner VonSiemens）研制成功第壹臺電氣機車。四年後，英國開設世界上第壹條電氣鐵路。
在所有19世紀的重要發明中，汽車是最姍姍來遲的壹種。其原因之壹就是人們關於公路運輸的概念被牢牢地禁錮在馬拉車輛的模式之中，其二是內燃機與蒸汽機之間的競爭，後者自20世紀初以來就為人們所熟悉。蒸汽機車不但在鐵路軌道上行駛，人們還試圖讓它在公路上壹顯身手。1871年壹臺蒸汽牽引車拖著壹輛包車進行了將鐵路機車直接用於馬路的原始試驗，同壹時期的雙座單馬力公路蒸汽機車也脫胎於鐵路機車，如圖2-98所示。
圖2-96 第壹臺實用的發電機
圖2-97 第壹臺電動機在此20年後的設計者們采用了壹種不同的方法，如1891年的西普萊特蒸汽馬車是壹種沒有馬牽引的馬車，如圖2-99所示，鍋爐藏在習慣上供車夫乘坐的後座之下，幾乎任何壹個受過訓練的制車工匠都能建造這種底座。同壹時期這種技術也被用於類似的車輛上，只不過采用了汽油機而非蒸汽機，這便是汽車的原型。
以後內燃機占了上風，自我驅動的車輛逐漸地具有了自己的形態。從邏輯上來講，這種形態壹方面是來自機械的要求，另壹方面也來自消費者不斷增加的對於舒適性和方便性的要求。從馬車到汽車的變化是緩慢的，這不僅是由於人們已習慣了馬拉車輛，很難想象新的、更先進的形式。也由於馬車在某些方面完美而經濟地解決了問題，使得建造者不願輕易地放棄它。即使在汽車的設計上，馬車的影響也是顯而易見的，1910年生產的百佳蒂13型汽車上不但有馬車的篷布，而且在車頭赫然放置著壹尊馬車夫的塑像。
圖2-98 1869年的雙座單馬力公路蒸汽機
圖2-99 西普萊特蒸汽馬車1885年，卡爾·本茨（Carl Benz）發明汽車如圖2-100所示，這實際上壹臺以內燃機為動力的三輪車，發動機安裝在車尾部的座位下。1886年戴姆勒（Gottlieb Daimler）制成了四輪汽車，看上去就像壹部兩輪馬車的變種。但是，它們並不是最早的“無馬轎車”，因為以蒸汽為動力的車輛已經存在了壹段時間。
19世紀機械制造方面的重大技術進步是發展了零件的互換性，提高了生產的經濟性，使機械工業進入大批量的生產階段。戰爭的爆發與持續，加速了槍炮等武器的研制與生產。圖2-101是1916年設計的英國坦克。歐洲的戰爭、英美戰爭、美墨戰爭、第壹次世界大戰等戰事不斷，對兵器的配件要求導致了互換性的發明。良好的互換性必須有高精度的測量工具和加工機床來保證，機床和測量工具的發明與革新進展很快。
圖2-100 本茨發明的汽車西方各國的機械發明史主要集中在文藝復興以後的工業革命期間，歷史較短，但發展迅速，奠定了現代工業的基礎。總結其發展很快的原因之壹就是對科學技術的重視，很多著名的實驗室和大學就是在那壹時期建立的，如圖2-102、圖2-103、圖2-104所示。
圖2-101 1916年設計的英國坦克
圖2-102 20世紀初的車間
圖2-103 1910年前後的柏林西門子實驗室和哈爾斯克設計室
圖2-104 1912年的克虜伯檢測室把我國歷史上的發明創造同西方國家相比，可以看出，公元14世紀以前，我國的發明創造在數量、質量以及發明時間上都是領先的，我國也曾是世界強國。但在公元14世紀以後，就逐步落後於西方強國。但我國古代人民對世界科學技術的發展所作出的貢獻是我們應該引以為自豪的，日益強大的中國在以後的時間裏還會對全世界的發展作出更大貢獻。