机械原理

（theoryofmachineandechanisms）机械原理是一门研究机构和机器运动学、动力学特性及其通用综合方法的学科。它是机械学中的一个重要分支。机构和机器都是劳动工具，是生产力的最重要的部分，因此机械原理学科的发展与工业生产方法的发展紧密联系着。在19世纪以前，机械原理科学的内容，仅仅是一些零星的有关机构和机器发明创造以及它们的简单研究方法，并且包含在应用力学中，如斜面、杠杆、铰盘等。进入工业革命之后，机械生产的出现和发展，出现了古典学派，认为为便于机器原理的研究，必须将它分解为一些组成部分，并以运动转换为基础加以分类。到了19世纪中下叶，便奠定了机械原理中机构运动学这部分内容的基础。之后相继出现了德国雷亚莱克（Realeax，F.）、英国R.威利斯（Willis，R.)等学派。自19世纪末叶和20世纪初后，随着机器转速与功率的提高，使研究机械动力学问题具有重要的意义，并在研究中获得很好的成果。由于机构运动学和动力学研究结果的增多，为简化研究并建立通用的方法而推动机构分类的研究，建立了机构结构理论，因此直到20世纪以后，机械原理才初步成为一门独立完整的学科。机械原理的研究内容共分三个部分：（1）机构的结构分析与型综合。以探索创造新结构的途径。（2）机构的运动分析与运动学综合。以探索新的分析方法和综合方法。（3）机械和机构动力学。以探索求解真实运动的方法、研究作用力和运动、质量间的关系以及调整运动和质量的方法等。机械原理学科在近代数学、力学和电子计算机技术的基础上，在研究的深度和广度上都有了很大的进展。在近十多年来，在机械原理学科中出现了许多重要的发展趋势，如机构计算机辅助设计、机构运动分析和动力分析的通用程序，运动链的运动学和动力学问题，机器人工作空间的确定，力和力矩通过机器人系统的传递等，均引起人们的高度重视。由于这些问题的迅速发展，推动了基础机械力学研究的进一步开展并取得成绩，其中包括机构的概念设计、瞬时运动学、平面与空间机构分析与综合、生物力学系统（如机械手、人体运动、抓取运动、人造四肢等）的运动学和动力学、机构运动学和动力学的最优化、高速机构从动系统动态响应，具有间隙和柔性元件的机构动力学、高速机械平衡、机构和机构系统新的分析方法、精巧机构，精度问题以及机构运动学和动力学的测试与试验等，都成为当前机械原理学科中最活跃的研究课题。随着近代数学与力学的新成就以及计算机技术的发展，我们的知识与工具已初步具备研究更复杂机构分析、综合与最优化的能力，这将是机构原理学科发展的一个重要的方向。