第1章　绪论[视频讲解]

1.1　本章要点详解

本章要点

■了解本课程研究对象与内容

■本课程学习方法概要

重难点导学

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一、机械原理的研究对象与内容

1．研究对象

机械即机器和机构的总称，所以本课程的研究对象就是机器和机构。

（1）机构

机构是一种用来传递与变换运动的力的可动装置。比如前面提到的内燃机，其中包括了齿轮机构、连杆机构、凸轮机构等一系列的机构，这些机构通过有序的组合，形成一个整体。

（2）机器

机器是一种执行机械运动的装置，可用来变换和传递能量、物料和信息。机器按其用途可分为两类：

①凡将其他形式的能量转换为机械能的机器称为原动机；

②凡利用机械能来完成有用功的机器称为工作机。

（3）机器与机构的区别

机器与机构都是由一系列的运动单元体所组成的，且各运动单元体之间都具有确定的相对运动，但是机器可以转换机械能或完成有用的机械功以代替或减轻人们的劳动，而机构则不具备此特征。机器是机构组成的，一部机器至少包含一种机构。

2．研究内容

（1）机构的结构分析

①研究机构是怎样组成的，其组成对运动的影响，以及机构具有确定运动的条件；

②研究机构的组成原理及机构的结构分类；

③如何绘制机构运动简图的问题。

（2）机构的运动分析

介绍对机构进行运动分析（包括位移、速度及加速度分析）的基本原理和方法。

（3）机器动力学

分析机器在运转过程中各构件的受力情况，以及这些力的做功情况。

（4）常用机构的分析与设计

研究常用机构（如齿轮机构、凸轮机构、连杆机构等）的类型、工作原理及运动特性分析和机构设计的基本原理和方法。

（5）机械传动系统运动方案的设计

研究在进行具体机械设计时机构的选型、组合、变异及机械传动系统运动方案的设计等问题。

二、学习本课程的目的

1．本课程的地位

机械原理课程是研究机械基础理论的一门科学，是机械类各专业的一门主干技术基础课程，在创新设计机械所需的知识结构中也占有核心地位。

2．学习本课程的任务

（1）掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能，学会各种常用基本机构的分析和综合方法；

（2）具有按照机械的使用要求进行机械传动系统方案设计的初步能力。

三、机械未来发展重要方向

在21世纪，随着生产力的不断发展，机械的发展也应该契合时代的需要。机械未来的发展方向体现在下面三个方面。

1．微型化

机械的微型化是指机械尺寸向毫米级、微米级和纳米级发展的趋势。近年来，微机械发展迅速，如微操机器人已经应用于生物工程中的细胞分裂、显微手术和生物芯片的制造工艺。

图1-1-1  微小机器人内窥镜系统

2．智能化

机器的智能化是指机器在各类复杂环境中自主地或交互地执行拟人化操作的趋势。目前来说，Google的AlphaGo和Tesla的无人驾驶技术都是属于这一范畴的产物。

图1-1-2  智能机器人

3．大型化

机械的大型化是指为了适用大型工程的需要，为了提高生产效率，简化操作流程，降低基建投资和操作维修费用，机械的功率和体积向更高、更大发展的趋势。

图1-1-3  大型工程机械

四、本课程学习方法概要

1．掌握本课程的特点

（1）本课程的学习需要利用理论力学等先修课程，运用所学知识解决工程实践中所遇到的问题。

（2）本课程具有一定的理论系统性、逻辑性和较强的工程实践性问题。

（3）在本课程的学习中，要注意掌握基本概念、原理和机构的分析与综合的方法。

2．注重理论联系实践

本课程所研究的机械的共性问题是紧密为工程实践服务的。在学习中，要注意这些理论和方法。

（1）在理论上建立推演的严密性和逻辑性；

（2）如何在工程实际中的应用；

（3）注意留意日常生活中的机械，丰富感性认识，并利用感性认识指导实践，加深理解。

3．初步建立工程观点

（1）本课程的工程名词

本课程要用到很多与工程有关的名词、符合、公式、标准及参数和一些简化方法，如倒置、反转、转化、当量、等效、代换等等。

（2）本课程所用的工程方法

①解析法；

②图解法；

③实验法；

④试凑法。

4．认真对待教学的每一个环节

（1）本课程的教学环节

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，以及课程设计等教学环节。

（2）重视每个教学环节

要学好这门课，首先必须对每个教学环节予以充分重视。其次，还要转变被动学习方式为自主学习方式。