机械原理

机械专业学科

机械原理（theory of machines and mechanisms）研究机构和机器的学科，其主要组成部分为机构学与机械动力学。一般把机构和机器合称为机械，因而机械原理研究的对象为机械。

简介

机械原理研究机械中机构的结构和运动，以及机器的结构、受力、质量和运动的学科。这一学科的主要组成部分为机构学和机械动力学。人们一般把机构和机器合称为机械。机构是由两个以上的构件通过活动联接以实现规定运动的组合体。机器是由一个或一个以上的机构组成，用来作有用的功或完成机械能与其他形式的能量之间的转换。

不同的机器往往由有限的几种常用机构组成，如内燃机、压缩机和冲床等的主体机构都是曲柄滑块机构。这些机构的运动不同于一般力学上的运动，它只与其几何约束有关，而与其受力、构件质量和时间无关。1875年，德国的 F.勒洛把上述共性问题从一般力学中独立出来，编著了《理论运动学》一书，创立了机构学的基础。书中提出的许多概念、观点和研究方法至今仍在沿用。1841年，英国的R.威利斯发表《机构学原理》。19世纪中叶以来，机械动力学也逐步形成。进入20世纪，出现了把机构学和机械动力学合在一起研究的机械原理。1934年，中国的刘仙洲所著《机械原理》一书出版。1969年，在波兰成立了国际机构和机器原理协会，简称IFTOMM。

机构学的研究对象是机器中的各种常用机构，如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、螺旋机构和间歇运动机构（如棘轮机构、槽轮机构等）以及组合机构等。它的研究内容是机构结构的组成原理和运动确定性，以及机构的运动分析和综合。机构学在研究机构的运动时仅从几何的观点出发，而不考虑力对运动的影响。

机械动力学的研究对象是机器或机器的组合。研究内容是确定机器在已知力作用下的真实运动规律及其调节、摩擦力和机械效率、惯性力的平衡等问题。

按机械原理的传统研究方式，一般不考虑构件接触面间的间隙、构件的弹性或温差变形以及制造和装配等所引起的误差。这对低速运转的机械一般是可行的。但随着机械向高速、高精度方向发展，还必须研究由上述因素引起的运动变化。因而从40年代开始，又提出了机构精确度问题。由于航天技术以及机械手和工业机器人的飞速发展，机构精确度问题已越来越引起人们的重视，并已成为机械原理的不可缺少的一个组成部分。

教学方法

（1）应用多媒体与板书相结合的教学方法。充分发挥学校数字化教室的硬件优势。多媒体软件和资源对于提出问题，揭示矛盾，从工程背景引出理论问题，培养学生发现问题的能力具有很好的效果。并对于扩大课堂信息量，增进工程实践意识，开展师生交互式教学，加强学生对重点、难点的理解和记忆，具有明显的效果。同时，也要利用板书解决讲授中的重点、难点，遵循由浅入深、由简单到复杂、由易到难的教学规律，使学生易于理解所学知识。

（2）在教学中注意在简捷的数学推导过程中突出思路、突出方法。因此，在数学推导前，首先要有定性分析，使学生懂得“问题是什么？”、“问题的性质是什么？”、“解决问题的方法是什么？”特别注意启发式教学，少一些理论与推导，多一些问题的分析与讨论。

通过该课程的先进教学方法和教学手段，使学生在较短课时掌握较多知识。学生从对本专业的茫然到了解，最后热爱专业，学生不仅要知道机械原理的内容、思维方式和解决问题的方法，而且要激发他们对机制专业的探索和开拓激情，以及对科学执着的追求精神。

2.学习、研究方法指导

本课程是一门技术基础课，其最显著的特点是基础理论与工程实际的结合。要用到物理、数学、力学、机械制图和工程材料及机械制造基础等先修课程的知识，尤其是理论力学的知识。但并不是这些课程的简单重复，而是要引导学生如何应用所学的只是解决工程实际中所遇到的问题。所以本课程的学习不同于理论课程的学习，也不同于专业课，而具有一定的理论系统性及逻辑性和较强的工程实践性的特点。因此，在学习本课程时应注意掌握基本的概念、原理及机构的分析与综合的方法。

注重理论联系实际:本课程并不是研究某种具体的机械，而是着重研究一般机械的共性问题，即机构的结构分析和综合的基本理论和基本的方法。这些基本理论和方法是紧密为工程服务的。因此，在本课程的学习过程中，一方面要注意这些理论和方法在理论上建立和推演的严密性和逻辑性，另一方面更要注意这些理论和方法如何在工程实际中的应用。此外还应随时留意日常生活和生产中遇到的各种机械，以丰富自己的感性认识；并用所学到的理论和方法认识分析这些机械，以加深理解，使理论和实践相互促进。

初步建立工程观点:本课程要用到很多与工程有关的名词、符合、公式、标准及参数和对机械研究的一些常用的简化方法，如倒置、反转、转化、当量、等效、代换等等。在机构分析与综合中，除解析法外还介、实验法以及试凑等一些工程中实用的方法。因此在学习时，对名词应正确理解其含义，对公式应着重于应用，而对方法则着重掌握其基本原理和作法。另外，实际工程工程问题都是涉及多方面的因素的问题，其求解可采用多种方法，其解一般也不是唯一的。这就要求设计者具有分析、判断、决策的能力，要养成综合分析、全面考虑问题的习惯和科学严谨、一丝不苟的工作作风。

认真对待教学的每一个环节: 本课程全部教学工作的完成，需要自学、听课、习题课、实验课、课后作业、答疑和考试等教学环节。要学好这门课，希望大家对每个教学环节予以充分重视。

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