機械原理

機械原理研究機械中機構的結構和運動，以及機器的結構、受力、質量和運動的學科。這一學科的主要組成部分為機構學和機械動力學。人們一般把機構和機器合稱為機械。機構是由兩個以上的構件通過活動聯接以實現規定運動的組合體。機器是由一個或一個以上的機構組成，用來作有用的功或完成機械能與其他形式的能量之間的轉換。

不同的機器往往由有限的幾種常用機構組成，如內燃機、壓縮機和沖床等的主體機構都是曲柄滑塊機構。這些機構的運動不同於一般力學上的運動，它只與其幾何約束有關，而與其受力、構件質量和時間無關。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，創立了機構學的基礎。書中提出的許多概念、觀點和研究方法至今仍在沿用。1841年，英國的R.威利斯發表《機構學原理》。19世紀中葉以來，機械動力學也逐步形成。進入20世紀，出現了把機構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和機器原理協會，簡稱IFTOMM。

機構學的研究對象是機器中的各種常用機構，如連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、螺旋機構和間歇運動機構（如棘輪機構、槽輪機構等）以及組合機構等。它的研究內容是機構結構的組成原理和運動確定性，以及機構的運動分析和綜合。機構學在研究機構的運動時僅從幾何的觀點出發，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。研究內容是確定機器在已知力作用下的真實運動規律及其調節、摩擦力和機械效率、慣性力的平衡等問題。

按機械原理的傳統研究方式，一般不考慮構件接觸面間的間隙、構件的彈性或溫差變形以及製造和裝配等所引起的誤差。這對低速運轉的機械一般是可行的。但隨著機械向高速、高精度方向發展，還必須研究由上述因素引起的運動變化。因而從40年代開始，又提出了機構精確度問題。由於航天技術以及機械手和工業機器人的飛速發展，機構精確度問題已越來越引起人們的重視，並已成為機械原理的不可缺少的一個組成部分。

（1）應用多媒體與板書相結合的教學方法。充分發揮學校數字化教室的硬體優勢。多媒體軟體和資源對於提出問題，揭示矛盾，從工程背景引出理論問題，培養學生髮現問題的能力具有很好的效果。並對於擴大課堂信息量，增進工程實踐意識，開展師生互動式教學，加強學生對重點、難點的理解和記憶，具有明顯的效果。同時，也要利用板書解決講授中的重點、難點，遵循由淺入深、由簡單到複雜、由易到難的教學規律，使學生易於理解所學知識。

（2）在教學中注意在簡捷的數學推導過程中突出思路、突出方法。因此，在數學推導前，首先要有定性分析，使學生懂得“問題是什麼？”、“問題的性質是什麼？”、“解決問題的方法是什麼？”特別注意啟髮式教學，少一些理論與推導，多一些問題的分析與討論。

（3）大學教育應該是“授人以漁”不是“授人以魚”。因而在教學過程中關鍵是要教會學生學習的方法，使得終身受益。要為學生留出充分的思維空間，留出一些問題讓學生去想、去自學、去研究；要改變教師“一言堂”，展開課堂討論，活躍學術氣氛。在選課後習題時，要精而少，避免學生"照貓畫虎"，讓學生自己去思考學過的知識，並把知識應用到解題中。

通過該課程的先進教學方法和教學手段，使學生在較短課時掌握較多知識。學生從對本專業的茫然到了解，最後熱愛專業，學生不僅要知道機械原理的內容、思維方式和解決問題的方法，而且要激發他們對機制專業的探索和開拓激情，以及對科學執著的追求精神。

2.學習、研究方法指導

本課程是一門技術基礎課，其最顯著的特點是基礎理論與工程實際的結合。要用到物理、數學、力學、機械製圖和工程材料及機械製造基礎等先修課程的知識，尤其是理論力學的知識。但並不是這些課程的簡單重複，而是要引導學生如何應用所學的只是解決工程實際中所遇到的問題。所以本課程的學習不同於理論課程的學習，也不同於專業課，而具有一定的理論系統性及邏輯性和較強的工程實踐性的特點。因此，在學習本課程時應注意掌握基本的概念、原理及機構的分析與綜合的方法。

注重理論聯繫實際:本課程並不是研究某種具體的機械，而是著重研究一般機械的共性問題，即機構的結構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的。因此，在本課程的學習過程中，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際中的應用。此外還應隨時留意日常生活和生產中遇到的各種機械，以豐富自己的感性認識；並用所學到的理論和方法認識分析這些機械，以加深理解，使理論和實踐相互促進。

初步建立工程觀點:本課程要用到很多與工程有關的名詞、符合、公式、標準及參數和對機械研究的一些常用的簡化方法，如倒置、反轉、轉化、當量、等效、代換等等。在機構分析與綜合中，除解析法外還介、實驗法以及試湊等一些工程中實用的方法。因此在學習時，對名詞應正確理解其含義，對公式應著重於應用，而對方法則著重掌握其基本原理和作法。另外，實際工程工程問題都是涉及多方面的因素的問題，其求解可採用多種方法，其解一般也不是唯一的。這就要求設計者具有分析、判斷、決策的能力，要養成綜合分析、全面考慮問題的習慣和科學嚴謹、一絲不苟的工作作風。

認真對待教學的每一個環節: 本課程全部教學工作的完成，需要自學、聽課、習題課、實驗課、課後作業、答疑和考試等教學環節。要學好這門課，希望大家對每個教學環節予以充分重視。