機械原理課程論文

機械原理課程論文機械原理學科的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢〔仲愷農(nóng)業(yè)工程學院機電學院〕摘要：機械原理是研究機械中機構(gòu)的構(gòu)造和運動，以及機器的構(gòu)造、受力、質(zhì)量和運動的學科。人們一般把機構(gòu)和機器合稱為機械。機構(gòu)是由兩個以上的構(gòu)件通過活動連接以實現(xiàn)規(guī)定運動的組合體，是用來傳遞與變換運動和力的可動的裝置。機器是由一個或一個以上的機構(gòu)組成、根據(jù)某種使用要求而設(shè)計的執(zhí)行機械運動的裝置，可用來變換或傳遞能量、物料和信息。這一學科的主要組成部分為機構(gòu)學和機械動力學。關(guān)鍵詞：機械原理；機構(gòu)；機械；機械設(shè)計；機械制造引言：近年來，機械原理學科的發(fā)展是非常迅速的，不管是在基本原理方面，還是在研究方法方面，都有較大的進展。在機構(gòu)的類型方面也有一些新的創(chuàng)造，有些已突破傳統(tǒng)機構(gòu)學的范疇，而進入所謂“廣義機構(gòu)學的〞領(lǐng)域，創(chuàng)造了具有氣、液、光、電等環(huán)節(jié)的機構(gòu)。當前尚有由三本基本機構(gòu)組成的組合機構(gòu)，和包括撓性構(gòu)件的組合機構(gòu)。對空間組合機構(gòu)的研究也已進行了不少工作。此外，對于一些具有特殊運動及動力性能的組合機構(gòu)也有所研究。隨著機械向高速、重載方向的發(fā)展，機械動力學的研究發(fā)展很快。由于電子計算機的普遍應(yīng)用，機構(gòu)的計算機輔助分析和計算機輔助設(shè)計得到較快發(fā)展。從機械原理學科的發(fā)展能夠看出，生產(chǎn)發(fā)展的需要是學科發(fā)展的動力。而學科的發(fā)展又反過來促進了生產(chǎn)的發(fā)展，提高了生產(chǎn)的水平。能夠期望，隨著生產(chǎn)對技術(shù)當代化的要求不斷提高，機械原理學科也會繼續(xù)迅速的得到發(fā)展。一、機械原理學科與先進制造技術(shù)1.機械原理學科的概述不同的機器往往由有限的幾種常用機構(gòu)組成，如內(nèi)燃機、壓縮機和沖床等的主體機構(gòu)都是曲柄滑塊機構(gòu)。這些機構(gòu)的運動不同于一般力學上的運動，它只與其幾何約束有關(guān)，而與其受力、構(gòu)件質(zhì)量和時間無關(guān)。1875年，德國的F.勒洛把上述共性問題從一般力學中獨立出來，編著了（理論運動學）一書，創(chuàng)立了機構(gòu)學的基礎(chǔ)。書中提出的很多概念、觀點和研究方法至今仍在沿用。1841年，英國的R.威利斯發(fā)表（機構(gòu)學原理）。19世紀中葉以來，機械動力學也逐步構(gòu)成。進入20世紀，出現(xiàn)了把機構(gòu)學和機械動力學合在一起研究的機械原理。1934年，中國的劉仙洲所著（機械原理）一書出版。1969年，在波蘭成立了國際機構(gòu)和機器原理協(xié)會，簡稱IFTOMM。機構(gòu)學的研究對象是機器中的各種常用機構(gòu)，如連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、螺旋機構(gòu)和間歇運動機構(gòu)〔如棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)等〕以及組合機構(gòu)等。它的研究內(nèi)容是機構(gòu)構(gòu)造的組成原理和運動確定性，以及機構(gòu)的運動分析和綜合。機構(gòu)學在研究機構(gòu)的運動時僅從幾何的觀點出發(fā)，而不考慮力對運動的影響。機械動力學的研究對象是機器或機器的組合。研究內(nèi)容是確定機器在已知力作用下的真實運動規(guī)律及其調(diào)節(jié)、摩擦力和機械效率、慣性力的平衡等問題。按機械原理的傳統(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。這對低速運轉(zhuǎn)的機械一般是可行的。但隨著機械向高速、高精度方向發(fā)展，還必須研究由上述因素引起的運動變化。因此從40年代開場，又提出了機構(gòu)準確度問題。由于航天技術(shù)以及機械手和工業(yè)機器人的飛速發(fā)展，機構(gòu)準確度問題已越來越引起人們的重視，并已成為機械原理的不可缺少的一個組成部分。2.機械學科的內(nèi)涵機械學是對機械進行功能綜合并定量描繪以及控制其性能的基礎(chǔ)技術(shù)科學。它的主要任務(wù)是把各種知識、信息注入設(shè)計，將其加工成機械系統(tǒng)能夠接受的信息并輸入機械制造系統(tǒng)，以便生產(chǎn)出知足使用要求和能被市場接受的產(chǎn)品。機械學包括機構(gòu)學、機械振動學、機械構(gòu)造強度學、摩擦學、設(shè)計理論與方法學、傳動機械學、微機械學和機器人機械學等。機械制造是將設(shè)計輸出的指令和信息輸入機械制造系統(tǒng)，加工出符合設(shè)計要求的產(chǎn)品的經(jīng)過。機械制造科學是研究機械制造系統(tǒng)、機械制造經(jīng)過和制造手段的科學。它包括機械制造冷加工和機械制造熱加工兩大部分。3.機械學科和機械制造在國民經(jīng)濟中的地位和作用機械學科是一門有著悠久歷史的學科，是國家建設(shè)和社會發(fā)展的支柱學科之一。機械制造業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分，是國家工業(yè)體系的重要基礎(chǔ)和國民經(jīng)濟各部門的裝備部。機械制造技術(shù)水平的提高與進步對整個國民經(jīng)濟的發(fā)展，以及科技、國防實力的提高有著直接的重要的影響，是衡量一個國家科技水安然平靜綜合國力的重要標志之一。在相當長的時期里，中國經(jīng)濟還得靠制造業(yè)牽引。制造業(yè)增加值在國內(nèi)生產(chǎn)總值中所占的比重一直維持在40%以上；中國財政收入的一半來自于制造業(yè)；制造業(yè)吸引了一半的城市就業(yè)人口，農(nóng)村剩余勞動力轉(zhuǎn)移也有將近一半流入了制造業(yè)；20世紀90年代以來，我國制造業(yè)出口額一直維持在總出口額的80%以上，創(chuàng)造了接近3/4的外匯收入。沒有制造業(yè)的提高和發(fā)展，我國其他產(chǎn)業(yè)也不可能良性發(fā)展，就業(yè)問題就更為尖銳，人民生活水平難以普遍提高，我國的當代化就難以實現(xiàn)。無論科學技術(shù)如何進步，發(fā)展先進的制造業(yè)是我國捉住“發(fā)展〞這個主題的關(guān)鍵。二、機械原理學科的發(fā)展形勢1.機械原理發(fā)展現(xiàn)狀當今世界正經(jīng)歷著一場新的技術(shù)革命，新概念、新理論、新方法、新工藝不斷出現(xiàn)。作為向各行各業(yè)提供裝備的機械工業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展。當代機械工業(yè)日益向高速、重載、高精度、高效率、低噪音等方向發(fā)展，對機械提出的要求也越來越苛刻。有的需用于宇宙空間，有的要在深海作業(yè)，有的小到能沿人體血管爬行，有的又是龐然大物，有的速度數(shù)倍于音速，有的又要做亞微米級甚至納米級的微位移，如此等等。處于機械工業(yè)發(fā)展前沿的機械原理學科，為了適應(yīng)這些情況，新的研究課題與日俱增，新的研究方法日新月異。為了適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，當前在自控機構(gòu)、機器人機構(gòu)、仿生機構(gòu)、柔性及彈性機構(gòu)和機電光液廣義機構(gòu)等的研制上有很大進展。在機械的分析