機(jī)械原理課程論文機(jī)械原理學(xué)科的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)〔仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院機(jī)電學(xué)院〕摘要：機(jī)械原理是研究機(jī)械中機(jī)構(gòu)的構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)，以及機(jī)器的構(gòu)造、受力、質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)的學(xué)科。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)連接以實(shí)現(xiàn)規(guī)定運(yùn)動(dòng)的組合體，是用來傳遞與變換運(yùn)動(dòng)和力的可動(dòng)的裝置。機(jī)器是由一個(gè)或一個(gè)以上的機(jī)構(gòu)組成、根據(jù)某種使用要求而設(shè)計(jì)的執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，可用來變換或傳遞能量、物料和信息。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)。關(guān)鍵詞：機(jī)械原理；機(jī)構(gòu)；機(jī)械；機(jī)械設(shè)計(jì)；機(jī)械制造引言：近年來，機(jī)械原理學(xué)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(jìn)展。在機(jī)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(jī)構(gòu)學(xué)的范疇，而進(jìn)入所謂“廣義機(jī)構(gòu)學(xué)的〞領(lǐng)域，創(chuàng)造了具有氣、液、光、電等環(huán)節(jié)的機(jī)構(gòu)。當(dāng)前尚有由三本基本機(jī)構(gòu)組成的組合機(jī)構(gòu)，和包括撓性構(gòu)件的組合機(jī)構(gòu)。對(duì)空間組合機(jī)構(gòu)的研究也已進(jìn)行了不少工作。此外，對(duì)于一些具有特殊運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力性能的組合機(jī)構(gòu)也有所研究。隨著機(jī)械向高速、重載方向的發(fā)展，機(jī)械動(dòng)力學(xué)的研究發(fā)展很快。由于電子計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用，機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助分析和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)得到較快發(fā)展。從機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展能夠看出，生產(chǎn)發(fā)展的需要是學(xué)科發(fā)展的動(dòng)力。而學(xué)科的發(fā)展又反過來促進(jìn)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(duì)技術(shù)當(dāng)代化的要求不斷提高，機(jī)械原理學(xué)科也會(huì)繼續(xù)迅速的得到發(fā)展。一、機(jī)械原理學(xué)科與先進(jìn)制造技術(shù)1.機(jī)械原理學(xué)科的概述不同的機(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(guó)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)。書中提出的很多概念、觀點(diǎn)和研究方法至今仍在沿用。1841年，英國(guó)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)也逐步構(gòu)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(guó)的劉仙洲所著（機(jī)械原理）一書出版。1969年，在波蘭成立了國(guó)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)構(gòu)造的組成原理和運(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。因此從40年代開場(chǎng)，又提出了機(jī)構(gòu)準(zhǔn)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)準(zhǔn)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。2.機(jī)械學(xué)科的內(nèi)涵機(jī)械學(xué)是對(duì)機(jī)械進(jìn)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(xué)。它的主要任務(wù)是把各種知識(shí)、信息注入設(shè)計(jì)，將其加工成機(jī)械系統(tǒng)能夠接受的信息并輸入機(jī)械制造系統(tǒng)，以便生產(chǎn)出知足使用要求和能被市場(chǎng)接受的產(chǎn)品。機(jī)械學(xué)包括機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械振動(dòng)學(xué)、機(jī)械構(gòu)造強(qiáng)度學(xué)、摩擦學(xué)、設(shè)計(jì)理論與方法學(xué)、傳動(dòng)機(jī)械學(xué)、微機(jī)械學(xué)和機(jī)器人機(jī)械學(xué)等。機(jī)械制造是將設(shè)計(jì)輸出的指令和信息輸入機(jī)械制造系統(tǒng)，加工出符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品的經(jīng)過。機(jī)械制造科學(xué)是研究機(jī)械制造系統(tǒng)、機(jī)械制造經(jīng)過和制造手段的科學(xué)。它包括機(jī)械制造冷加工和機(jī)械制造熱加工兩大部分。3.機(jī)械學(xué)科和機(jī)械制造在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用機(jī)械學(xué)科是一門有著悠久歷史的學(xué)科，是國(guó)家建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的支柱學(xué)科之一。機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分，是國(guó)家工業(yè)體系的重要基礎(chǔ)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的裝備部。機(jī)械制造技術(shù)水平的提高與進(jìn)步對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及科技、國(guó)防實(shí)力的提高有著直接的重要的影響，是衡量一個(gè)國(guó)家科技水安然平靜綜合國(guó)力的重要標(biāo)志之一。在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期里，中國(guó)經(jīng)濟(jì)還得靠制造業(yè)牽引。制造業(yè)增加值在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值中所占的比重一直維持在40%以上；中國(guó)財(cái)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(dòng)力轉(zhuǎn)移也有將近一半流入了制造業(yè)；20世紀(jì)90年代以來，我國(guó)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(guó)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(guó)的當(dāng)代化就難以實(shí)現(xiàn)。無論科學(xué)技術(shù)如何進(jìn)步，發(fā)展先進(jìn)的制造業(yè)是我國(guó)捉住“發(fā)展〞這個(gè)主題的關(guān)鍵。二、機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展形勢(shì)1.機(jī)械原理發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)今世界正經(jīng)歷著一場(chǎng)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(jī)械工業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展。當(dāng)代機(jī)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(duì)機(jī)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(jí)甚至納米級(jí)的微位移，如此等等。處于機(jī)械工業(yè)發(fā)展前沿的機(jī)械原理學(xué)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(dāng)前在自控機(jī)構(gòu)、機(jī)器人機(jī)構(gòu)、仿生機(jī)構(gòu)、柔性及彈性機(jī)構(gòu)和機(jī)電光液廣義機(jī)構(gòu)等的研制上有很大進(jìn)展。在機(jī)械的分析