機(jī)械原理簡(jiǎn)介

機(jī)械原理研究機(jī)械中機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)，以及機(jī)器的結(jié)構(gòu)、受力、質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)的學(xué)科。這一學(xué)科的主要組成部分為機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動(dòng)力學(xué)。人們一般把機(jī)構(gòu)和機(jī)器合稱為機(jī)械。機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)以上的構(gòu)件通過活動(dòng)聯(lián)接以實(shí)現(xiàn)規(guī)定運(yùn)動(dòng)的組合體。機(jī)器是由一個(gè)或一個(gè)以上的機(jī)構(gòu)組成，用來作有用的功或完成機(jī)械能與其他形式的能量之間的轉(zhuǎn)換。

不同的機(jī)器往往由有限的幾種常用機(jī)構(gòu)組成，如內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)和沖床等的主體機(jī)構(gòu)都是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不同于一般力學(xué)上的運(yùn)動(dòng)，它只與其幾何約束有關(guān)，而與其受力、構(gòu)件質(zhì)量和時(shí)間無關(guān)。1875年 ，德國的 F.勒洛把上述共性問題從一般力學(xué)中獨(dú)立出來，編著了《理論運(yùn)動(dòng)學(xué)》一書，創(chuàng)立了機(jī)構(gòu)學(xué)的基礎(chǔ)。書中提出的許多概念、觀點(diǎn)和研究方法至今仍在沿用。1841年，英國的R.威利斯發(fā)表《機(jī)構(gòu)學(xué)原理》。19世紀(jì)中葉以來，機(jī)械動(dòng)力學(xué)也逐步形成。進(jìn)入20世紀(jì)，出現(xiàn)了把機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動(dòng)力學(xué)合在一起研究的機(jī)械原理。1934年，中國的劉仙洲所著《機(jī)械原理》一書出版。1969年，在波蘭成立了國際機(jī)構(gòu)和機(jī)器原理協(xié)會(huì)，簡(jiǎn)稱IFTOMM。

機(jī)構(gòu)學(xué)的研究對(duì)象是機(jī)器中的各種常用機(jī)構(gòu)，如連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（如棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等）以及組合機(jī)構(gòu)等。它的研究?jī)?nèi)容是機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的組成原理和運(yùn)動(dòng)確定性，以及機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和綜合。機(jī)構(gòu)學(xué)在研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)時(shí)僅從幾何的觀點(diǎn)出發(fā)，而不考慮力對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響。

機(jī)械動(dòng)力學(xué)的研究對(duì)象是機(jī)器或機(jī)器的組合。研究?jī)?nèi)容是確定機(jī)器在已知力作用下的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其調(diào)節(jié)、摩擦力和機(jī)械效率、慣性力的平衡等問題。

按機(jī)械原理的傳統(tǒng)研究方式，一般不考慮構(gòu)件接觸面間的間隙、構(gòu)件的彈性或溫差變形以及制造和裝配等所引起的誤差。這對(duì)低速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械一般是可行的。但隨著機(jī)械向高速、高精度方向發(fā)展，還必須研究由上述因素引起的運(yùn)動(dòng)變化。因而從40年代開始，又提出了機(jī)構(gòu)精確度問題。由于航天技術(shù)以及機(jī)械手和工業(yè)機(jī)器人的飛速發(fā)展，機(jī)構(gòu)精確度問題已越來越引起人們的重視，并已成為機(jī)械原理的不可缺少的一個(gè)組成部分。

（1）應(yīng)用多媒體與板書相結(jié)合的教學(xué)方法。充分發(fā)揮學(xué)校數(shù)字化教室的硬件優(yōu)勢(shì)。多媒體軟件和資源對(duì)于提出問題，揭示矛盾，從工程背景引出理論問題，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力具有很好的效果。并對(duì)于擴(kuò)大課堂信息量，增進(jìn)工程實(shí)踐意識(shí)，開展師生交互式教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)的理解和記憶，具有明顯的效果。同時(shí)，也要利用板書解決講授中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，遵循由淺入深、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由易到難的教學(xué)規(guī)律，使學(xué)生易于理解所學(xué)知識(shí)。

（2）在教學(xué)中注意在簡(jiǎn)捷的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程中突出思路、突出方法。因此，在數(shù)學(xué)推導(dǎo)前，首先要有定性分析，使學(xué)生懂得“問題是什么？”、“問題的性質(zhì)是什么？”、“解決問題的方法是什么？”特別注意啟發(fā)式教學(xué)，少一些理論與推導(dǎo)，多一些問題的分析與討論。

（3）大學(xué)教育應(yīng)該是“授人以漁” 不是“授人以魚”。因而在教學(xué)過程中關(guān)鍵是要教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，使得終身受益。要為學(xué)生留出充分的思維空間，留出一些問題讓學(xué)生去想、去自學(xué)、去研究；要改變教師“一言堂”，展開課堂討論，活躍學(xué)術(shù)氣氛。在選課后習(xí)題時(shí)，要精而少，避免學(xué)生"照貓畫虎"，讓學(xué)生自己去思考學(xué)過的知識(shí)，并把知識(shí)應(yīng)用到解題中。

通過該課程的先進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，使學(xué)生在較短課時(shí)掌握較多知識(shí)。學(xué)生從對(duì)本專業(yè)的茫然到了解，最后熱愛專業(yè)，學(xué)生不僅要知道機(jī)械原理的內(nèi)容、思維方式和解決問題的方法，而且要激發(fā)他們對(duì)機(jī)制專業(yè)的探索和開拓激情，以及對(duì)科學(xué)執(zhí)著的追求精神。

2.學(xué)習(xí)、研究方法指導(dǎo)

本課程是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，其最顯著的特點(diǎn)是基礎(chǔ)理論與工程實(shí)際的結(jié)合。要用到物理、數(shù)學(xué)、力學(xué)、機(jī)械制圖和工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)等先修課程的知識(shí)，尤其是理論力學(xué)的知識(shí)。但并不是這些課程的簡(jiǎn)單重復(fù)，而是要引導(dǎo)學(xué)生如何應(yīng)用所學(xué)的只是解決工程實(shí)際中所遇到的問題。所以本課程的學(xué)習(xí)不同于理論課程的學(xué)習(xí)，也不同于專業(yè)課，而具有一定的理論系統(tǒng)性及邏輯性和較強(qiáng)的工程實(shí)踐性的特點(diǎn)。因此，在學(xué)習(xí)本課程時(shí)應(yīng)注意掌握基本的概念、原理及機(jī)構(gòu)的分析與綜合的方法。

注重理論聯(lián)系實(shí)際:本課程并不是研究某種具體的機(jī)械，而是著重研究一般機(jī)械的共性問題，即機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和綜合的基本理論和基本的方法。這些基本理論和方法是緊密為工程服務(wù)的。因此，在本課程的學(xué)習(xí)過程中，一方面要注意這些理論和方法在理論上建立和推演的嚴(yán)密性和邏輯性，另一方面更要注意這些理論和方法如何在工程實(shí)際中的應(yīng)用。此外還應(yīng)隨時(shí)留意日常生活和生產(chǎn)中遇到的各種機(jī)械，以豐富自己的感性認(rèn)識(shí)；并用所學(xué)到的理論和方法認(rèn)識(shí)分析這些機(jī)械，以加深理解，使理論和實(shí)踐相互促進(jìn)。

初步建立工程觀點(diǎn):本課程要用到很多與工程有關(guān)的名詞、符合、公式、標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)和對(duì)機(jī)械研究的一些常用的簡(jiǎn)化方法，如倒置、反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)化、當(dāng)量、等效、代換等等。在機(jī)構(gòu)分析與綜合中，除解析法外還介、實(shí)驗(yàn)法以及試湊等一些工程中實(shí)用的方法。因此在學(xué)習(xí)時(shí)，對(duì)名詞應(yīng)正確理解其含義，對(duì)公式應(yīng)著重于應(yīng)用，而對(duì)方法則著重掌握其基本原理和作法。另外，實(shí)際工程工程問題都是涉及多方面的因素的問題，其求解可采用多種方法，其解一般也不是唯一的。這就要求設(shè)計(jì)者具有分析、判斷、決策的能力，要養(yǎng)成綜合分析、全面考慮問題的習(xí)慣和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的工作作風(fēng)。

認(rèn)真對(duì)待教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié): 本課程全部教學(xué)工作的完成，需要自學(xué)、聽課、習(xí)題課、實(shí)驗(yàn)課、課后作業(yè)、答疑和考試等教學(xué)環(huán)節(jié)。要學(xué)好這門課，希望大家對(duì)每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)予以充分重視。

機(jī)械原理課程背景

機(jī)械是人類重要的生產(chǎn)工具，機(jī)械的不斷改進(jìn)和新機(jī)械的與應(yīng)用推動(dòng)著生產(chǎn)方式的變革，促進(jìn)了人類文明的進(jìn)步。在21世紀(jì)，工業(yè)發(fā)展離不開機(jī)械，因此東北大學(xué)開設(shè)了機(jī)械原理課程。

機(jī)械原理課程定位

機(jī)械原理課程是機(jī)械類專業(yè)系列技術(shù)基礎(chǔ)課程中的核心課，是一門理論與實(shí)踐密切結(jié)合的課程。

機(jī)械原理課程背景

機(jī)械是人類社會(huì)發(fā)展的產(chǎn)物，也是驅(qū)動(dòng)社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力。汽車、高鐵、飛機(jī)，機(jī)器人、生產(chǎn)線以及各種產(chǎn)品都是機(jī)械的產(chǎn)物，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)革命的轉(zhuǎn)型都依賴于機(jī)械。工業(yè)生產(chǎn)和人們生活都已經(jīng)離不開機(jī)械。工業(yè)4.0和第四次工業(yè)革命已經(jīng)到來。在此背景下，鹽城工學(xué)院開設(shè)了機(jī)械原理課程。

機(jī)械原理課程定位

機(jī)械原理課程是機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，是機(jī)械類專業(yè)必修主干課程。

機(jī)械原理適用專業(yè)

機(jī)械原理課程適用于機(jī)械類專業(yè)（機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、過程裝備控制與工程、機(jī)械電子工程、車輛工程、能源與動(dòng)力工程）學(xué)生學(xué)習(xí)。

機(jī)械原理課程背景

為了創(chuàng)新設(shè)計(jì)一種新機(jī)械或新裝置，首先要分析新機(jī)械或新裝置是運(yùn)動(dòng)原理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，進(jìn)而分析該機(jī)械的受力性、工作可靠性、制造性、運(yùn)動(dòng)精度、使用壽命等性能，因此吉林大學(xué)開設(shè)了機(jī)械原理課程。

機(jī)械原理課程定位

機(jī)械原理是機(jī)械類和近機(jī)類專業(yè)必修的技術(shù)基礎(chǔ)課。機(jī)械原理課程在國外也有叫作“機(jī)構(gòu)學(xué)”的，課程任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)習(xí)者進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和使用要求的運(yùn)動(dòng)方案和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)器動(dòng)力學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，學(xué)會(huì)各種常用基本機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)方法，具有按照機(jī)械的使用要求進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案綜合設(shè)計(jì)的初步能力。