按工作原理可分为热力机械、透平机械、仿生机械和流体机械等。相同的工作原理,相同的功能或服务于同一产业的机械有相同的问题和特点,因此机械工程就有几种不同的分支学科体系。另外,全部机械在研究、开发、设计、制造、运用过程中,要经过若干工作性质不同的阶段。
20世纪前,图样都是利用一般的绘图用具手工绘制的。20世纪初出现了机械结构的绘图机,提高了绘图的效率。20世纪下半叶出现了计算机绘图,将需要绘制的图样编制成程序输入电子计算机,计算机再将其转换为图形信息输给绘图仪绘出图样,或输送给计算机控制的自动机床进行加工。

这些分支学科系统互相交叉、互相重叠,使机械工程可能分化成上百个分支学科。例如按功能分的动力机械,与按工作原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力装置、核动力装置,内燃机、燃气轮机
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