下面是范文網(wǎng)小編收集的機械原理教案模板5篇(機械原理電子教案)，以供參考。
機械原理教案模板1
機 械 原 理
Principle of Machinery 課程代碼：0 適用專業(yè)：機械設計制造及其自動化專業(yè)，車輛工程專業(yè)
學 時 數(shù)： 56
學 分 數(shù)： 執(zhí) 筆 者：邊紅麗
編寫日期：2007年10月
一、課程性質(zhì)和目的本課程是機械類各專業(yè)中研究機械共性問題的一門主干技術基礎課，它的任務是使學生掌握機構學和機械動力學的基本理論、基本知識和基本技能，并初步具有擬定機械運動方案、分析和設計機構的能力。它在培養(yǎng)高級工程技術人才的全局中，具有增強學生對機械技術工作的適應能力和開發(fā)創(chuàng)造能力的作用。
二、課程教學的基本要求
通過本課程的學習，學生應達到下列要求：
1.掌握機構結構的基本知識和機構的組成原理，掌握機構運動簡圖的繪制方法； 2.具有對平面機構進行運動分析和力分析的能力，盡量運用計算機和CAD技術； 3.了解各種常用機構的運動特性和動力特性，并初步具有根據(jù)給定的運動要求或傳力條件選擇機構的類型及其組合以及進行機構綜合的能力；
4.掌握機械的平衡和機械運轉速度波動調(diào)節(jié)的原理和計算方法； 5.了解機械傳動系統(tǒng)方案設計的基本常識，并初步具有機構創(chuàng)新的能力。教學環(huán)節(jié)包括：課堂講授及習題課、課外作業(yè)、實驗、考試等。通過各個環(huán)節(jié)的教學，重點培養(yǎng)學生的自學能力、動手能力、分析問題和解決問題的能力。
1.課堂講授
(1)教學方法：采用啟發(fā)式教學，調(diào)動學生學習的主觀能動性，培養(yǎng)學生思考問題、分析問題和解決問題的能力；引導和鼓勵學生通過實踐和自學獲取知識，以“少而精”為原則，精選教學內(nèi)容，精講多練；通過各章的課外習題，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。
(2)教學手段：在教學中采用電子教案、CAI課件及多媒體教學等先進教學手段，將傳統(tǒng)教學與多媒體教學相結合，提高課堂信息量，增加教學的直觀性。
(3)計算機的應用：以解析法為主，多安排學生自己上機編程進行機構設計和機構
1 運動及動力分析。
2.教學輔助資料
機械原理教學軟件、機械原理習題集、實驗指導書、機械原理試題庫。3.實驗環(huán)節(jié)
(1)實驗要求：實驗課是本課程中重要的實踐環(huán)節(jié)，目的是培養(yǎng)學生運用實驗方法研究機械的能力。
(2)建議選擇的實驗教學內(nèi)容和學時分配： ①機構運動簡圖的測繪與分析（2學時）②機構演示實驗（2學時）
③機構設計組裝及運動參數(shù)檢測（2學時）
④齒輪的范成原理(利用多媒體課件進行演示)（2學時）⑤回轉件的平衡（2學時）
⑥平面連桿機構創(chuàng)意設計實驗（一周）注：③、④、⑤選一項，⑥為開放型實驗。4.習題課、課外作業(yè)
(1)習題課：安排在機構的結構分析和綜合、連桿機構的分析和設計、齒輪傳動、輪系等主要章節(jié)。
(2)課外習題：可根據(jù)教材各章的習題要求有目的地選擇，并根據(jù)教學重點內(nèi)容的要求選擇教學輔助資料的有關習題；學生作業(yè)完成情況應作評定課程成績的一部分。
5.考試環(huán)節(jié)
課程考試形式為筆試，參照試題庫命題，有填空、選擇、簡答、判斷、計算等題型。
三、課程教學內(nèi)容與學時分配
1.緒論
(1學時)明確本課程研究的對象和內(nèi)容，以及課程的性質(zhì)和任務。介紹機械原理學科發(fā)展的趨勢。
2.機構的結構分析和綜合(6學時+實驗2學時)(1)常用機構的運動簡圖繪制(2)平面結構自由度計算(3)平面機構組成的基本原理(4)平面結構的結構綜合2 重點：運動副和運動鏈的概念、機構運動簡圖的繪制、機構具有確定運動的條件及機構自由度的計算。
難點：機構自由度計算中有關虛約束的識別及處理。
3.連桿機構分析和設計
(16學時+實驗2學時)(1)平面四桿機構的類型、應用及其演化
(2)介紹曲柄存在的條件、傳動角、死點、極位夾角和行程速比系數(shù)等概念(3)平面連桿機構的運動分析
(4)平面連桿機構的力分析和機械效率（課外自學）(5)四桿機構的設計
重點：(1)平面鉸鏈四桿機構的演化；四桿機構的設計。(2)用解析法對平面連桿機構作速度和加速度分析；速度瞬心的概念和“三心定理”的應用。(3)作用在機械上的力及機構力分析的目的和方法；拆桿組法對平面連桿機構進行動態(tài)靜力分析的數(shù)學模型。(4)機械的機械效率、自鎖現(xiàn)象及自鎖條件和考慮摩擦時各種運動副中的力分析。
難點：(1)曲柄存在條件的全面分析、平面四桿機構最小傳動角的確定；四桿機構的設計。(2)桿組法運動分析的數(shù)學模型的建立。(3)機構的平衡力（或平衡力矩）及構件的質(zhì)量代換兩個概念。(4)摩擦圓的概念及轉動副中總反力作用線的確定。
4.凸輪機構及其設計
(6學時)(1)凸輪機構的類型和應用
(2)介紹從動件運動規(guī)律、凸輪機構的壓力角和自鎖概念(3)盤形凸輪機構基本尺寸的確定(4)盤形凸輪廓線的解析法設計
重點：推桿常用運動規(guī)律的特點及其選擇原則；盤形凸輪機構凸輪輪廓曲線的設計；凸輪基圓半徑與壓力角及自鎖的關系。
難點：凸輪廓線設計中所應用的“反轉法”原理和壓力角的概念。
5.齒輪機構及其設計
(16學時+實驗2學時)(1)齒輪嚙合基本定律
(2)漸開線齒廓、漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸
(3)漸開線直齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件、傳動類型及特點和傳動綜合(4)斜齒圓柱齒輪傳動、直齒圓錐齒輪傳動、蝸桿蝸輪傳動的共軛齒面生成、單個齒輪基本參數(shù)和幾何尺寸、標準齒輪傳動參數(shù)和尺寸計算
3(5)變位齒輪傳動的類型、應用和變位系數(shù)的選擇
重點：漸開線直齒圓柱齒輪外嚙合傳動的基本理論和設計計算。
難點：共軛齒廓的確定；一對輪齒的嚙合過程；變位齒輪傳動；斜齒輪和錐齒輪的當量齒輪和當量齒數(shù)。
6.輪系及其設計
(4學時)(1)輪系的分類和應用
(2)定軸、周轉和混合輪系傳動比計算(3)行星輪系的設計
重點：周轉輪系及復合輪系傳動比的計算，輪系的功用及行星輪系設計中齒輪齒數(shù)的確定問題。
難點：如何將復合輪系正確劃分為各基本輪系，行星輪系傳動效率的計算，行星輪系設計中的安裝條件。
7.其它常用機構
（課外自學）了解棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構、萬向聯(lián)軸節(jié)等其它常用機構的工作原理、運動特點、應用及設計要點。
8.機械的運動方案及機構的創(chuàng)新設計
(1學時)(1)機構和執(zhí)行機構的類型和選擇(2)機構運動方案的設計(3)機構的創(chuàng)新設計
9.機械的運轉及其速度波動的調(diào)節(jié)
（課外自學）(1)了解機械的運轉及其速度波動的調(diào)節(jié)的目的(2)研究建立單自由度機器系統(tǒng)等效動力學模型及運動方程式的方法(3)力為位置函數(shù)時的運動方程式求解
(4)穩(wěn)定運轉狀態(tài)下機械的周期性速度波動及其調(diào)節(jié)(5)機械的非周期性速度波動及其調(diào)節(jié)
重點：等效力（力矩）、等效質(zhì)量（轉動慣量）、等效構件和等效動力學模型的概念；掌握力為機構位置函數(shù)時其等效構件真實運動的求解方法；飛輪轉動慣量的計算。
難點：計算飛輪轉動慣量時最大盈虧功的計算方法。
10.機械的平衡
（課外自學）(1)剛性轉子靜、動平衡的原理和方法
4(2)平面四桿機構的平衡原理
重點：剛性轉子靜、動平衡的原理和方法。難點：剛性轉子動平衡概念的建立。
四、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工
先修課程：高等數(shù)學，工程圖學，理論力學，機械制造基礎 后修課程：機械設計，機械設計課程設計
五、建議教材與教學參考書
《機械原理》，王知行、鄧宗全，高等教育出版社，2006年5月 《機械原理》，孫恒，高等教育出版社，2006年5月
《機械原理》，鄭文緯、吳克堅，高等教育出版社，1997年7月
機械原理教案模板2
機械原理電子教案
第一章
緒論 基本要求:
1.明確機械原理課程的研究對象和內(nèi)容
2.了解機械原理在培養(yǎng)機械類高級工程技術人才全局中的地位、任務和作用。
3.了解機械原理學科的發(fā)展趨勢。
教學內(nèi)容: 1.機械原理課程的研究對象
2.機械原理課程的研究內(nèi)容
3.機械原理課程的地位及學習本課程的目的
4.機械原理課程的學習方法 重點難點: 本章的學習重點是機械原理課程的研究對象和內(nèi)容
念
了解機械原理課程的性質(zhì)和特點。
1 機械原理課程的研究對象
機械是人類用以轉換能量和借以減輕人類勞動、提高生產(chǎn)率的主要工具力發(fā)展水平的重要標志。機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱工業(yè)之一。當今社會高度的物質(zhì)文明是以近代機械工業(yè)的飛速發(fā)展為基礎建立起來的的不斷改善也與機械工業(yè)的發(fā)展緊密相連。機械原理Theory of Machines and Mechanisms 究機構和機器的運動設計和動力設計
機器的種類繁多 們的組成、功用、性能和運動特點各不相同。機械原理是研究機器的共性理論 必須對機器進行概括和抽象 內(nèi)燃機與機械手的構造、用途和性能雖不相同 是從它們的組成、運動確定性及功能關系看
主要研究機構的組成原理以及各種機構的類型、特點、功用和運動設計方法。通過機構類型綜合 分析、連桿機構、凸輪機構、齒輪機構和間歇運動機構等一些常用的機構及組合 方式期運動和工作要求的各種機構的設計理論和方法。
主要介紹機械運轉過程中所出現(xiàn)的若干動力學問題 和實驗改善機械動力性能的途徑。主要包括求解在已知力作用下機械的真實運動 規(guī)律的方法、減少機械速度波動的調(diào)節(jié)問題、機械運動過程中的平衡問題、以及 機械效率和摩擦問題。3
主要介紹機械系統(tǒng)方案設計的設計內(nèi)容、設計過程、設計思路和設計方法。主要內(nèi)容包括機械總體方案的設計和機械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計等內(nèi)容。
通過對機械原理課程的學習析的方法
機械原理課程的地位和作用 機械原理是以高等數(shù)學、物理學及理論力學等基礎課程為基礎的機械所具有的共性問題 掌握新的科學技術成就打好工程技術的理論基礎。因此 業(yè)的一門非常重要的技術基礎課 械類專業(yè)學生能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育的最基本的課程。在教學中起著承上啟下的作 用
其目的在于培養(yǎng)學生以下幾點 1.掌握機構運動學和機械動力學的基本理論和基本技能 動方案、分析和設計機構的能力 的科學技術打好工程技術的理論基礎。
2.掌握機構和機器的設計方法和分析方法 造打基礎。
3.掌握創(chuàng)新設計方法養(yǎng)創(chuàng)造性思維和技術創(chuàng)新能力 階段
機械原理課程的學習方法 1.學習機械原理知識的同時,注重素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。
在學習本課程時 新性思維的能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。
2,加強形象思維能力的培養(yǎng)。
從基礎課到技術基礎課 解和掌握本課程的一些內(nèi)容 輯思維是遠遠不夠的在學習本課程的過程中圖中的 有關知識運用到本課程的學習當中。
4,做到舉一反三。
機械原理教案模板3
機 械
制 造 工 程
教
案
原 理
緒
論
一、課程概述
1、課程名稱：機械制造工程原理
2、課程內(nèi)容：
3、學習目的：培養(yǎng)專業(yè)人材
4、基本要求：識記
理解
應用
二、制造行業(yè)現(xiàn)狀
發(fā)展快，要求高，專業(yè)人員缺乏
現(xiàn)代制造的目標：高質(zhì)量、高效率、低成本和自動化
第一章
工件的定位夾緊與夾具設計
本章內(nèi)容：第一節(jié)
工件在機床上的安裝
第二節(jié)
夾具概念
第三節(jié)
定位原理
第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊 第五節(jié) 夾具舉例
第一節(jié)
工件在機床上的安裝
一、安裝概念
定位：把工件安放在機床工作臺上或夾具中，使它和刀具之間有相對正確的位置。
夾緊：工件定位后，將工件固定，使其在加工過程中保持定位位置不變。
二、工件在機床或夾具上的三種安裝方式
1、直接找正安裝
2、劃線找正安裝
3、夾具安裝
夾具安裝指直接由夾具來保證工件在機床上的正確位置，并在夾具上直接夾緊工件。
第二節(jié)
夾具概念
一、夾具的概念
機床夾具是將工件進行定位、夾緊，將刀具進行導向或?qū)Φ?，以保證工件和刀具間的相對運動關系的附加裝置，簡稱夾具。
二、夾具的基本構成夾具構成：
1、定位元件；
2、夾緊裝置；；
3、導向元件和對刀裝置；
4、連接元件；
5、夾具體；
6、其它元件及裝置。
三、夾具的分類
1、通用夾具
2、專用夾具
3、成組夾具
4、組合夾具
5、隨行夾具
第三節(jié)
定位原理
一、六點定位原理
長方體六點定位
三、定位方法
1、平面定位 ⑴支承釘
固定支承釘
可調(diào)支承釘
自定位支承
輔助支承
輔助支承和可調(diào)支承的區(qū)別：輔助支承是在工件定位后才參與支承的元件，其高度是由工件確定的，因此它不起定位作用，但輔助支承鎖緊后就成為固定支承，能承受切削力。輔助支承主要用來在加工過程中加強被加工部位的剛度和提高工作的穩(wěn)定性，通過增加一些接觸點防止工件在加工中變形，但又不影響原來的定位。⑵支承板
支承板
2、圓孔定位 ⑴圓柱定位銷
圓柱定位銷
菱形銷
⑵圓錐銷
圓錐銷 ⑶心軸
剛性心軸
3、外圓柱面定位 ⑴V形塊
⑵定位套
工件外圓以套筒和錐套定位
4、圓錐孔定位
工件在錐度心軸上定位
三、完全定位與不完全定位 實例一：如何對下圖所示工件定位？
解：方案一：不完全定位
球體上通銑平面限制2 個自由度：X、Z
方案二：不完全定位
球體上通銑平面限制2 個自由度：X、Y、Z 實例二：不完全定位
實例三：完全定位
四、欠定位和過定位
1、欠定位：應該限制的自由度沒有被限制。
2、過定位：有重復限定的自由度 ⑴平面的過定位
注意：這種過定位只用于已加工表面，以加強剛度。⑵大端平面與長銷組合產(chǎn)生的過定位
解決方法一：長銷小平面組合方法二：短銷大端平面組合方法三：使用球面墊圈
⑶一面兩銷組合產(chǎn)生的過定位
解決方法：銷2采用菱形銷，釋放了重復限制的自由度Y。
五、定位誤差分析與計算
1、基準不重合誤差
2、定位基準位移誤差 用支承釘作定位元件
3、用V形塊定位的定位誤差分析
定位誤差的分解解析
第四節(jié)
工件在夾具中的夾緊
一、夾緊機構的作用
夾緊機構保證了在加工力的作用下工件正確的定位狀態(tài)。
二、夾緊機構的動力源
夾緊機構的動力源大致可以分為三類：手動夾緊機構、氣（液）動夾緊裝置和電磁夾緊裝置。
三、電磁無心夾具的兩種工作狀態(tài)
電磁無心夾具常見的兩種工作情況是以外圓定位加工內(nèi)孔和以外圓定位加工外圓。其主要調(diào)整參數(shù)為偏心量ｅ、偏心方向角θ、支承角α及兩支承的夾角β。
四、夾緊力
1、夾緊力的作用方向的選擇
2、夾緊力的作用點的選擇
第五節(jié) 夾具舉例
本節(jié)將簡要介紹鉆床、鏜床、銑床和車床等機床使用的夾具，并結合各燈機床夾具對夾具中有關元件或裝置進行簡要說明。一．鉆床夾具
鉆床夾具因大都具有刀具導向裝置，習慣上又稱為鉆模，在機床夾具中，鉆模占有相當大的比例。
1.鉆模的類型
鉆模根據(jù)其結構特點可分為固定式鉆模、回轉式鉆模、翻轉式鉆模、蓋板式鉆模和滑柱式鉆模等。
2.鉆模設計要點 （1）鉆套
鉆套是引導刀具的元件，用以保證孔的加工位置，并防止加工過程中刀具的偏斜。鉆套按其結構特點可分為四種類型，即固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套。（2）鉆模板
鉆模板用于安裝鉆套。
鉆模板與夾具體的聯(lián)接方式有固定式、鉸鏈式、分離式和懸掛式等幾種。（3）夾具體
二、鏜床夾具
具有刀具導向的鏜床夾具，習慣上又稱為鏜模，鏜模與鉆模有很多相似之處。
1.鏜模的種類
鏜模根據(jù)其鏜套支架的布置形式可分為單面導向和雙面導向兩類。
2.鏜模的設計要點
（1）鏜套
鏜套用于引導鏜桿。根據(jù)其在加工中是否運動可分為固定式鏜套和回轉式鏜套丙類。（2）鏜模支架與夾具體
鏜模支架用于安裝鏜套，保證被加工孔系的位置精度，并可承受切削力的作用。
三、銑床夾具
銑床夾具主要用于加工零件上的平面、鍵槽、缺口及成形表面等。1.銑床夾具的類型
由于銑消過程中，夾具大都與工作臺一起進給運動，耐銑床夾具的整體結構又常常取決于銑削加工的進給方式。因此，常按不同的進給方式將銑床夾具分為直線進給式、圓周進給式和仿形進給式三種類型。
2.銑床夾具的設計要點 （1）夾具總體結構
銑削加工的切削力較大，又是斷續(xù)切削，加工中易引起振動，因此銑床夾具的受力元件要有足夠的強度和剛度。夾緊機構所提供的夾緊力應足夠大，且要求有較好的自鎖性能。為提高夾具的工作效率，應盡可能采用機動夾緊機構和聯(lián)動夾緊機構，并在可能的情況下，采用多件夾緊和多件加工。
（2）對刀裝置
對刀裝置用以確定夾具相對于刀具的位置。銑床夾具的對刀裝置主要由對刀塊和塞尺構成。（3）夾具體
銑床夾具的夾具體要承受較大的切削力，因此要有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，通常在夾具體要適當?shù)夭贾媒畎?，夾具體的安裝面應足夠大，且盡可能作成周邊接觸的形式。
四、車床夾具
車床夾具主要用于加工零件的內(nèi)外圓柱面、圓錐面、回轉成形面、螺紋及端平面等。1.車床夾具的類型
根據(jù)工件的定位基準和夾具本身的結構特點，車床夾具可分為以下四類： 1）以工件外圓定位的車床夾具，如種類夾盤和夾頭。2）以工件內(nèi)孔定位的車床夾具，如各種心軸。3）以工件頂尖孔定位的車床夾具，如頂尖、撥盤等。
4）用于加工非回轉體的車床夾具，如各種彎板式、花盤式車床夾具。
2.車床夾具設計要點 （1）車床夾具總體結構
車床夾具大都安裝在機床主軸上，并與主軸一起作回轉運動。（2）夾具與機床主軸的聯(lián)接
車床夾具與機床主軸的聯(lián)接方式取決于機床主軸軸端的結構以及夾具的體積和精度要求。
第二章
機械加工表面質(zhì)量
機械加工表面質(zhì)量包含了幾何參數(shù)方面的質(zhì)量和物理機械參數(shù)方面的質(zhì)量。幾何參數(shù)方面質(zhì)量是指機械加工表面本身精度和表面這間相對位置精度即尺寸精度、幾何形狀精度和位置精度；物理機械參數(shù)方面的質(zhì)量是指機械加工表面層因塑性變形引起的冷作硬化，因切削熱引起的金相組織變化和殘余應力。其中表面物理機械參數(shù)方面質(zhì)量和微觀幾何形狀精度屬于表面質(zhì)量范疇，在配音將作詳細介紹，耐尺寸精度、宏觀幾何精度和位置精度屬加工精度范疇，將在下章詳細介紹。
第一節(jié)
機械加工表面質(zhì)量的概念
一、機械加工表面質(zhì)量的含義
機械加工表面質(zhì)量指經(jīng)過機械加工后，在零件已加工表面上幾微米至幾百微米表面層所產(chǎn)生的物理機械性能的變化，以及表面層微觀幾何形狀誤差，所以機械加工表面質(zhì)量的主要內(nèi)容包含了表面層微觀幾何形狀和表面層物理機械性能。
1.表面層幾何形狀誤差
表面層幾何形狀誤差主要由表面粗糙度和波度兩個部分組成。表面粗糙度是指表面的微觀幾何形狀誤差，它是切削運動后，刀刃在被加工表面上形成的峰谷不平的痕跡。波度是介于加工精度（宏觀幾何形狀誤差）和表面粗糙度之間的周期性幾何形狀誤差，它主要是由加工過程中工藝系統(tǒng)的振動所引起的。
2.表面層物理機械性能
表面層的金屬材料在切削加工時會產(chǎn)生物理、機械以及化學性質(zhì)的變化。它主要有： 1）表面層硬化深度和程度。工件在機械加工過程中，表面層金屬產(chǎn)生強烈的塑性變形，使表面層的硬度提高，這種現(xiàn)象稱表面冷作硬化；
2）表面層內(nèi)殘余應力的大小、方向及分布情況。在切削或磨削加工過程中，由于切削變形和切削熱的影響，加工表面層會產(chǎn)生殘余應力，其應力狀態(tài)（拉應力或壓應力）和大小對零件合作性能有很大影響。
3）表面層金相組織的改變。這種改變包括日粒大小和形狀、析出物和再結晶等的變化。如磨削淬火零件時由于磨削燒傷引起的表面層金相組織由馬氏體轉變?yōu)榍象w、索氏體，表面層硬度降低。
4）表面層內(nèi)其它物理機械性能的變化。這種變化包括極限強度、疲勞強度、導熱性和磁性等的變化。
二、表面質(zhì)量對使用性能的影響
表面質(zhì)量對零件合作性能，如耐磨性、耐疲勞性、耐腐蝕性、配合質(zhì)量等都有一定程度的影響。
1、耐磨性
2、耐疲勞性
3、耐腐蝕性
4、配合質(zhì)量
第二節(jié)
表面粗糙度及其影響因素
影響表面粗糙度的因素主要有幾何因素和物理因素。
1.切削加工后的表面粗糙度
（1）切削速度的影響。
（2）被加工材料性質(zhì)的影響。
（3）刀具的幾何形狀、材料、刃磨質(zhì)量的影響。2.磨削加工后的表面粗糙度
圖5-10 磨粒在工件上的刻痕
圖5-11 磨粒上的微刃 影響磨削表面粗糙度的主要因素是：（1）砂輪的粒度。（2）砂輪的修整。（3）砂輪速度。
（4）磨削切深與工件速度。
第三節(jié) 機械加工后表面物理機械性能的變化
一．加工表面的冷作硬化
圖5-12 切削加工后表面層的冷硬
圖5-13 切削速度與進給量對冷作硬化的影響 影響冷作硬化的主要因素有： 1）刀具的影響。2）切削用量的影響。3）被加工材料的影響。
二．加工表面的金相組織變化—磨削燒傷
避免燒傷的途徑是減少熱量的產(chǎn)生和加速熱量的傳出。具體措施與消除裂紋措施相同，將在后面敘述。三．加工表面層的殘余應力
1.表面殘余應力的產(chǎn)生原因 （1）冷塑性變化的影響。（2）熱塑性變形的影響。（3）金相組織變化的影響。2.磨削裂紋及避免產(chǎn)生裂紋的措施
磨削裂紋的產(chǎn)生與材料熱處理工序有很大關系。解決這一問題的主要措施有：
（1）提高冷卻效果。
（2）磨削用量的選擇。（3）改善砂輪的磨削性能。
第四節(jié) 控制加工表面質(zhì)量的途徑
1.控制磨削參數(shù)
2.采用超精加工、珩磨等光整加工方法作為最終加工工序。 3.采用噴丸、滾壓、輾光等強化工藝。
第五節(jié) 振動對表面質(zhì)量的影響及其控制
一．振動對表面質(zhì)量的影響
圖5-22 切削加工中振動的類型 二．自由振動
自由振動是當系統(tǒng)所受的外界干擾力去除后系統(tǒng)本身的衰減振動。三．強迫振動
強迫振動是由外界周期性的干擾力所支持的不衰減振動。1.切削加工中產(chǎn)生強迫振動的原因。2.強迫振動的特點
1）強迫振動的穩(wěn)態(tài)過程是諧振動，只要干擾力存在，振動不會被阻尼衰減掉，去除了干擾力，振動停止。
2）強迫振動的頻率等于干擾力的頻率。
3）阻尼愈小，振幅愈大，諧波響應軌跡的范圍大。增加阻尼，能在效地減小振幅。4）在共振區(qū)，較小的頻率變化會引起較大的振幅和相位角的變化。3.消除強迫振動的途徑 1）消振與隔振。
2）消除回轉零件的不平衡。3）提高傳動件的制造精度。4）提高系統(tǒng)剛度，增加阻尼。四．自激振動
1.自激振動的原理
圖5-23 機床自激振動系統(tǒng)
2.自激振動的特點 3.消除自激振動的途徑
1）合理選擇與切削過程有關的參數(shù)。2）提高工藝系統(tǒng)本身的抗振性。3）使用消振裝置。
第三章
機械加工精度
第一節(jié)
機械加工精度的概念
一、機械加工精度的含義及內(nèi)容
加工精度是指零件經(jīng)過加工后的尺寸、幾何形狀以及各表面相互位置等參數(shù)的實際值與理想值相符合的程度，而它們之間的偏離程度則稱為加工誤差。
零件的幾何參數(shù)包括幾何形狀、尺寸和相互位置三個方面，故加工精度包括：（1）尺寸精度（2）幾何形狀精度（3）相互位置精度
二、機械加工誤差分類
1、系統(tǒng)誤差與隨機誤差
從誤差是否被人們掌握來分，可分為系統(tǒng)誤差和隨機誤差。
2、靜態(tài)誤差與切削狀態(tài)誤差
從誤差是否與切削狀態(tài)有關來分，可分為靜態(tài)誤差與切削狀態(tài)誤差。
第二節(jié)
獲得加工精度的方法
1、試切法
2、調(diào)整法
調(diào)整法可分為靜調(diào)整法和動調(diào)整法兩大類：
3、尺寸刀具法
尺寸刀具法大多利用定尺寸的孔加工刀具，如鉆頭、鏜刀塊、拉刀及鉸刀等來加工孔。
4、主動測量法
在加工過程中，邊加工邊測量加工尺寸，達到要求時就立即停止加工，這就是主動測量法。
第三節(jié) 影響加工精度的因素
一、原理誤差
原理誤差是由于采用了近似的加工運動或者近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的。
二、工藝系統(tǒng)的制造精度和磨損對加工精度的影響
工藝系統(tǒng)中機床、刀具、夾具本身的制造精度及磨損將對工件的加工精度有不同程度的影響。
1、機床的制造精度和磨損 （1）導軌誤差
2、刀具的制造精度和尺寸磨損
3、夾具的制造精度和磨損
三、工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響
1、剛度的概念
剛度是物體受力后抵抗外力的能力，也就是物體在受力方向上產(chǎn)生單位彈性變形所需要的力。
2、剛度曲線及影響剛度的因素 （1）工藝系統(tǒng)的變形曲線 1）加載變形曲線
2）正反加卸載變形曲線 3）多次重復加卸載變形曲線
（2）影響工藝系統(tǒng)剛度的因素 1）接觸面的表面質(zhì)量
2）系統(tǒng)存在薄弱環(huán)節(jié)—剛度較差的零件
3）連接件夾緊力的影響 4）摩擦力的影響 5）間隙的影響
（3）工藝系統(tǒng)剛度及其組成3、工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響 （1）切削力對加工精度的影響
工藝系統(tǒng)受切削力的作用將產(chǎn)生變形，當切削力變化時造成變形量的變化，因此將會影響工件的尺寸精度、形狀精度及位置精度。
（2）傳動力對加工精度的影響（3）慣性力對加工精度的影響（4）夾緊力對加工精度的影響（5）重力對加工精度的影響、內(nèi)應力對加工精度的影響（1）毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應力（2）冷校直帶來的內(nèi)應力
5、提高工藝系統(tǒng)剛度的措施 （1）機床構件自身剛度的提高（2）提高工件安裝時的剛度（3）提高加工時刀具的剛度（4）提高零件表面質(zhì)量（5）減少接觸面（6）加預緊力
四、工藝系統(tǒng)受熱變形對加工精度的影響
1、工藝系統(tǒng)的熱源 （1）切削熱
（2）傳動系統(tǒng)的摩擦熱和能量損耗（3）外部熱源
2、工件的熱變形 （1）工件比較均勻地受熱（2）工件不均勻受熱
3、刀具的熱變形
4、機床的熱變形
5、減少熱變形對加工精度影響的措施 （1）減少熱源的能量（2）用熱補償方法（3）改善機床結構（4）保持工藝系統(tǒng)的熱平衡（5）控制環(huán)境溫度
五、調(diào)整誤差
不同的調(diào)整方式，有不同的誤差來源： 1）試切法調(diào)整（1）度量誤差（2）加工余量的影響（3）微進給誤差 2）按定程機構調(diào)整 3）按樣件或樣板調(diào)整
六、度量誤差
（1）度量方法和度量儀器的選擇（2）測量力引起的變形誤差（3）度量環(huán)境的影響（4）讀數(shù)誤差
第四節(jié)
加工誤差的分析與控制
一、分布曲線法
1、正態(tài)分布曲線
2、利用分布曲線研究加工精度 （1）工藝驗證—工藝能力系數(shù)（2）誤差分析
3、運用分布曲線研究加工精度所存在的問題
二、點圖法
三、相關分析法
1、相關性
2、回歸直線
3、應用舉例
四、分析計算法
1、系統(tǒng)誤差的綜合2、隨機系統(tǒng)的綜合3、系統(tǒng)誤差與隨機誤差的綜合4、應用舉例
第四章
機械加工工藝規(guī)程的制定
第一節(jié)
基本概念
一、機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程與機械加工工藝過程 機械加工工藝過程是機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一部分。
二、機械加工工藝過程的組成1、工序
工序是指一個（或一組）工人在一個工作地點對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成的那一部分加工過程。
2、安裝
在同一個工序中，工件每定位和夾緊一次所完成的那部分加工稱為一個安裝。
3、工位
每一個加工位置上所完成的工藝過程稱為工位。
4、工步
在一個工位中，加工表面、切削刀具、切削速度和進給量都不變的情況下所完成的加工，稱為一個工步。
5、走刀
切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工走內(nèi)容，稱為一次走刀。
三、生產(chǎn)類型與機械加工工藝規(guī)程
用工藝文件規(guī)定的機械加工工藝過程，稱為機械加工工藝規(guī)程。
1、生產(chǎn)綱領
產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領就是年生產(chǎn)量。
2、生產(chǎn)類型
機械制造業(yè)的生產(chǎn)類型一般分為三類即大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)。
3、機械加工工藝規(guī)程的作用
4、機械加工工藝規(guī)程的格式
四、機械加工工藝規(guī)程的設計原則、步驟和內(nèi)容
制訂機械加工工藝規(guī)程是工藝準備中最重要的一項工作。其主要內(nèi)容和順序包括以下幾方面。
1、制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料
2、設計機械加工工藝規(guī)程的步驟和內(nèi)容 1）閱讀裝配圖和零件圖 2）工藝審查 3）熟悉或確定毛坯 4）擬定機械加工工藝路線 5）確定滿足各工序要求的工藝裝備 6）確定各主要工序的技術要求和檢驗方法 7）確定各工序的加工余量、計算工序尺寸和公差。8）確定切削用量 9）確定時間定額 10）填寫工藝文件
第二節(jié)
定位基準及選擇
一、基準
1、設計基準
2、工藝基準 （1）定位基準（2）測量基準（3）裝配基準
二、定位基準的選擇
1、選擇定位基準的基本方法
2、粗基準的選擇
1）選加工余量小的、較準確的、光潔的、面積較大的毛面做粗基準 2）選重要表面為粗基準 3）選不加工的表面做粗基準 4）粗基準一般只能使用一次
3、精基準的選擇 （1）基準重合原則（2）基準單一原則（3）互為基準原則（4）自為基準原則
第三節(jié)
工藝路線的制定
一、加工經(jīng)濟精度與加工方法的選擇
1、加工經(jīng)濟精度
2、加工方法的選擇
二、典型表面的加工路線
1、外圓表面的加工路線
2、孔的加工路線
3、平面的加工路線
三、工序順序的安排
1、工序順序的安排原則
（1）先加工基準面，再加工其它表面（2）一般情況下，先加工平面，后加工孔（3）先加工主要表面，后加工次要表面（4）先安排粗加工工序，后安排精加工工序
2、熱處理工序及表面處理工序的安排
3、其它工序的安排
四、工序的集中與分散
同一個工件，同樣的加工內(nèi)容，可以安排兩種不同形式的工藝規(guī)程：一種是工序集中，另一種是工序分散。
五、加工階段的劃分
根據(jù)精度要求的不同，可以劃分為工：（1）粗加工階段（2）半精加工階段（3）精加工階段
（4）精密、超精密加工、光整加工階段
第四節(jié)
加工余量、工序間尺寸及公差的確定
一、加工余量的概念
1、加工總余量與工序余量
2、工序余量的影響因素 （1）上道工序的加工精度（2）上道工序的表面質(zhì)量（3）本道工序的安裝誤差
二、加工余量的確定 確定加工余量的方法有三種：計算法、查表法和經(jīng)驗法。
三、工序尺寸與公差的確定
1）擬定該加工表面的工藝路線，制定工序及工步
2）按各工序所采用加工方法的經(jīng)濟精度，確定工序尺寸公差和表面粗糙度 3）按工序用分析計算法或查表法確定其加工余量 4）填寫工序尺寸并按“入體原則”標注工序尺寸公差
第五節(jié)
工藝尺寸鏈
一、直線尺寸鏈的基本計算公式
1、極值法計算公式 （1）封閉環(huán)的基本尺寸
（2）封閉環(huán)的公差
（3）封閉環(huán)的上下偏差
機械原理教案模板4
1.構具有確定運動的條件是什么？若此條件不滿足，將會產(chǎn)生什么結果？
機構具有確定運動的條件是F＞0，且F等于原動件數(shù)。F＞0時，如原動件數(shù)目少于自由度數(shù)，則運動不能確定；如原動件數(shù)目多于自由度數(shù)，則機構不能滿足所有原動件的給定運動。F＝0時，構件之間不可能存在相對運動，是一個剛性桁架。F＜0時，構件之間所受約束過多，成為超靜定桁架。
2.何謂平面連桿機構？何謂平面四桿機構？何謂鉸鏈四桿機構？
平面連桿機構是許多構件用低副（轉動副和移動副）連接組成的平面機構，有時也稱為低副機構。由四個構件組成的平面連桿機構稱為平面四桿機構。全部四個運動副都是轉動副的平面四桿機構，稱為鉸鏈四桿機構。
3.平面連桿機構有哪些優(yōu)缺點？
優(yōu)點：面接觸，承載能力高，耐磨損；制造簡便，易于獲得較高的制造精度。缺點：不易精確實現(xiàn)復雜的運動規(guī)律；設計較為復雜；構件數(shù)和運動副數(shù)較多時，效率較低。
4.剛性轉子的靜平衡條件和動平衡條件是什么？
靜平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力平衡，離心慣性力的合力為零；動平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩同時平衡，離心慣性力系的合力及合力矩為零。
5.飛輪是如何調(diào)節(jié)周期性速度波動的？
飛輪實質(zhì)是一個能量儲存器。當機械出現(xiàn)盈功速度上升時，飛輪的角速度只做微小上升，他將多余的能量儲存起來；當機械出現(xiàn)虧功速度下降時，他將能量釋放出來，飛輪的角速度只做微小下降。
6.造成轉子動不平衡的原因是什么？如何平衡？
轉子的偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩不平衡。平衡方法：增加或減少配重使轉子偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩同時平衡。
7.造成轉子不平衡的原因？平衡目的是什么？
原因：轉子質(zhì)心與其回轉中心存在偏距。平衡目的：使構件的不平衡慣性力和慣性力矩平衡以消除或減小其不良影響。
8.何謂凸輪工作廓線的變尖現(xiàn)象和推桿運動的失真現(xiàn)象？它對凸輪機構的工作有何影響？如何加以避免？
凸輪理論廓線的曲率半徑ρ等于滾子半徑時，實際廓線的曲率半徑為零。于是工作廓線將出現(xiàn)尖點，尖點變尖現(xiàn)象。應在滿足滾子強度條件下，減小其半徑大小。當ρn
9.鉸鏈四桿機構存在曲柄的條件是什么？以不同構件為機架時，各為何種機構？
⑴最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和；⑵取最短桿或最短桿相鄰桿為機架。取最短桿為機架時，為雙曲柄機構。取最短桿相鄰桿為機架時，為曲柄搖桿機構。
10.何謂壓力角？何謂傳動角？它們的大小對連桿機構工作有何影響？
在不計各桿質(zhì)量和運動副中的摩擦的情況下，作用在從動件上的驅(qū)動力和該力作用點處從動件的絕對速度之間所夾的銳角，稱為壓力角，用α表示。壓力角的余角，稱為傳動角，用γ表示。α越小，γ越大，傳動越省力，機構傳力性能越好，傳動效率越高。反之，α越大，γ越小，傳動越費力，機構傳力性能越差，傳動效率越低，并有可能自鎖。
11.凸輪輪廓曲線設計的基本原理是什么？如何選擇推桿滾子半徑？。
1）反轉法原理。2）在滿足強度條件下，保證凸輪實際輪廓曲線不出現(xiàn)尖點和失真，即小于凸輪理論輪廓的最小曲率半徑。
12.凸輪機構有哪些優(yōu)缺點？
優(yōu)點：只要正確地設計和制造出凸輪的輪廓曲線，就能把凸輪的回轉運動準確可靠地轉變?yōu)閺膭蛹A期的復雜運動規(guī)律的運動，而且設計簡單；凸輪機構結構簡單、緊湊、運動可靠。缺點：凸輪與從動件之間為點或線接觸，故難以保持良好的潤滑，容易磨損；加工制造較復雜。
13.何謂凸輪機構的壓力角？壓力角的大小與凸輪機構的傳力性能有何關系？
壓力角是不計摩擦時，凸輪對從動件的作用力（法向力）與從動件上受力點速度方向所夾的銳角。壓力角越小，凸輪機構的傳力性能越好。
14.判定機械自鎖的條件有哪些？
1）驅(qū)動力位于摩擦錐或摩擦圓內(nèi)；2）機械效率小于等于0；3）工作阻力小于或等于0。
15.齒輪機構有哪些主要優(yōu)缺點?
齒輪機構的優(yōu)點有：使用的圓周速度和功率范圍廣；效率較高；能保證恒定的傳動比；壽命長；工作平穩(wěn)，可靠性高；能傳遞任意夾角兩軸間的運動。缺點有：制造、安裝精度要求較高，因而成本也較高；不宜作遠距離傳動。
16.機構運動分析當中的加速度多邊形具有哪些特點？
1）極點p’的速度為零；2)由極點向外放射的矢量代表絕對加速度，而連接倆絕對加速度矢端的矢量代表該兩點的相對加速度；3)加速度多邊形相似于同名點在構件上組成的多邊形。
17.要使一對齒輪傳動時保持定角速比，則齒廓曲線應滿足什么條件？
欲使兩齒輪瞬時角速比恒定不變，則無論齒廓在何處嚙合，過接觸點所作的齒廓公法線必須與連心線交于一個定點。
18.什么是齒輪的節(jié)圓？標準直齒輪在什么情況下其節(jié)圓與分度圓重合？
經(jīng)過節(jié)點、分別以兩嚙合齒輪回轉中心為圓心的兩個相切的圓稱為節(jié)圓。當兩標準齒輪按標準中心距安裝時其節(jié)圓與分度圓重合。
19.圓的漸開線是怎樣形成的？有哪些主要性質(zhì)？
當一直線在一圓周上純滾動時，此直線上任意一點的軌跡稱為該圓的漸開線。這個圓稱為漸開線的基圓，該直線稱為發(fā)生線。
漸開線的性質(zhì)有：1)發(fā)生線在基圓上滾過的一段長度等于基圓上相應被滾過的一段弧長。2)漸開線上任意一點的法線必與基圓相切。3)漸開線齒廓上各點的壓力角不等。離輪心越遠，壓力角越大。4)漸開線的形狀取決于基圓的大小。5)基圓內(nèi)無漸開線。
20.漸開線齒廓嚙合的特點？
1）定傳動比；2）可分性；3）輪齒的正壓力方向不變
21.漸開線齒輪有哪些傳動特性？
1）漸開線齒廓滿足定角速比要求。2）漸開線齒輪傳動嚙合角不變，正壓力的大小和方向也不變，傳動過程比較平穩(wěn)。3）漸開線齒廓具有中心距的可分性。
22.什么是標準中心距？一對標準齒輪的實際中心距大于標準中心距時，其傳動比和嚙合角分別有無變化？
一對標準齒輪安裝時他們的分度圓相切即各自分度圓與節(jié)圓重合時的中心距為標準中心距。當實際中心距大于標準中心距時，傳動比不變，嚙合角增大。
23.漸開線直齒圓柱齒輪/外嚙合斜齒圓柱齒輪輪傳動/直齒錐齒輪傳動/蝸桿傳動的正確嚙合條件是什么？
兩輪的模數(shù)和壓力角分別相等/兩斜齒輪的法面模數(shù)相等；兩斜齒輪的法面壓力角相等；兩斜齒輪的螺旋角大小相等，方向相反。/兩輪大端模數(shù)相等，兩輪壓力角相等，兩輪外錐距相等/蝸桿的軸向模數(shù)等于蝸輪的端面模數(shù)，蝸桿的軸向壓力角等于蝸輪的端面壓力角，蝸桿中圓柱上螺旋線的導程角等于蝸輪分度圓上的螺旋角，且螺旋線方向相同。
24.何謂漸開線齒輪的重合度？它對傳動有何影響？齒輪連續(xù)傳動的條件是什么？
實際嚙合線長度與基圓齒距的比值稱為重合度，以ε表示。重合度大對提高齒輪傳動的平穩(wěn)性和承載能力都有重要意義齒輪連續(xù)傳動的條件是ε＞1。
25.什么叫根切？有何危害？
用展成法加工齒輪時，若刀具的齒頂線（或齒頂圓）超過理論嚙合線極限點N時，被加工齒輪齒根附近已加工出的漸開線齒廓將被切去一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。根切使齒輪的抗彎強度削弱、承載能力降低、嚙合過程縮短、傳動平穩(wěn)性變差，因此應避免根切。
26.什么是機械的自鎖？移動副和轉動副自鎖的條件分別是什么？
自鎖：無論驅(qū)動力多大，機構都不能運動的現(xiàn)象。移動副條件：驅(qū)動力作用在摩擦錐里；轉動副條件：驅(qū)動力作用在摩擦圓里。
27.直齒圓柱齒輪傳動存在哪些主要缺點？斜齒圓柱齒輪傳動有何優(yōu)缺點？
直齒圓柱齒輪傳動在高速重載的情況下，會出現(xiàn)傳動不平穩(wěn)和承載能力差的情況。斜齒圓柱齒輪傳動運轉平穩(wěn)，噪聲?。怀休d能力較高；不根切最少齒數(shù)小于直齒輪。主要缺點是有軸向力。
28.什么是周轉輪系？什么是周轉輪系的轉化輪系？
至少有一個齒輪的軸線的位置不固定，而繞其他固定軸線回轉的輪系稱為周轉輪系。在周轉輪系加上公共角速度-ωH后，行星架相對靜止，此時周轉輪系轉化成定軸輪系，這個假想的定軸輪系即為轉化輪系。
29.螺旋角β對斜齒輪的傳動性能有何影響？其取值范圍如何？
螺旋角β對斜齒輪的傳動性能影響很大。β較小，優(yōu)點不突出；β太大，則軸向力太大。設計時一般取β=8°-20°。
機械原理教案模板5
機械原理學科的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
當今世界正經(jīng)歷著一場新的技術革命，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。
現(xiàn)代機械日益向高速、重載、高精度、高效率、低噪聲等方向發(fā)展，對機械提出的要求也越來越苛刻。有的需要用于宇宙，有的要在深海作業(yè)，有的小到能沿人體的血管爬行，有的又是龐然大物，有的速度數(shù)倍于聲速，有的又要作亞微米級甚至納米級的微位移，如此等等。處于機械工程發(fā)展前沿的機械原理學科，為了適應這種情況，新的研究課題與日俱增，新的研究方法日新月異。
為了適應生產(chǎn)發(fā)展的需要，當前在自控機構，機器人機構、仿生機構、柔性及彈性機構和機電光液廣義機構等的研制上有很大進展。在機械的分析與綜合中，也由只考慮其運動性能過渡到同時考慮其動力性能的影響；考慮到機械在運轉時構件的振動和彈性變形，運動副中的間隙和構件的誤差對機構運動及動力性能的影響；以及如何對構件和機構進一步作好動力平衡的問題等。
在連桿機構方面，重視了對空間連桿機構，多桿多自由度機構，連桿機構的彈性動力學和連桿機構的動力平衡的研究；在齒輪機構方面，發(fā)展了齒輪嚙合原理，提出了許多性能優(yōu)異的新型齒廓曲線和新型傳動，加快了對高速齒輪、精密齒輪、微型齒輪的研制；在凸輪機構方面，十分重視對凸輪結構的研究，為了獲得動力性能好的凸輪機構，在凸輪機構推桿運動規(guī)律的開發(fā)、選擇和組合上作了很多工傷。此外，為了適應現(xiàn)代機械高速度、快節(jié)拍、優(yōu)性能的需要、還發(fā)展了高速高定位精度的分度機構、具有優(yōu)良綜合性能的組合機構以及各種機構的變異和組合等。
目前，在機械的分析和綜合中日益廣泛地應用了計算機，發(fā)展并推廣了計算機輔助設計、優(yōu)化設計、考慮誤差的概率設計、提出了多種便于對機械進行分析和綜合的數(shù)學工具，編制了許多大型通用或?qū)Ｓ玫挠嬎愠绦?。此外，隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，測試手段的日臻完善，也加強了對機械的實驗研究。
總之，作為機械原理學科，其研究領域鹽十分廣闊，內(nèi)涵豐富。在機械原理的各個領域，每年都有大量內(nèi)容新穎的文獻資料涌現(xiàn)。但是，作為一門技術基礎課程，將只有研究有關機械的一些最基本的原理和方法。
1、生產(chǎn)的發(fā)展促進了機械原理學科的發(fā)展。而學科的發(fā)展又反過來為生產(chǎn)的發(fā)展提供了有利條件，促進了生產(chǎn)的發(fā)展。隨著科學技術的發(fā)展，為了更好地滿足生產(chǎn)實際的需要和機械自動化的要求,就需要不斷創(chuàng)新一些新型機構,因而以機構創(chuàng)新為主要內(nèi)容的機構學得到了迅速發(fā)展。例如多桿多自由度的平面連桿機構、空間機構、各種組合機構（包括各種含有撓性構件的組合機構）、機、電、液一體化的機構都在研究之中，有些已得到應用。同時機器人、機械手等仿生機械得到較快的發(fā)展,包括高溫、高壓、有毒、有放射性等特殊條件
下工作的機器人和機械手。例如宇宙飛船上用于收回衛(wèi)星的機械臂；在核電站安裝設備的機器人；在深海海底作業(yè)的機器人等。此外,微技術的發(fā)展,還創(chuàng)造了一些微型機械。如可在人的腹腔內(nèi)進行外科手術的手術刀,甚至可在人的血管中爬行的微型機器人等都已經(jīng)使用。
2、為了對這些新型機械的分析及設計,機械原理學科近年來也發(fā)展了許多新的理論和方法,并引入了一些不同的數(shù)學及力學工具,特別是計算機的推廣應用,為機械原理學科的發(fā)展提供了極有利的條件。計算機輔助分析、計算機輔助設計、優(yōu)化設計（包括多目標優(yōu)化設計）都得到迅速發(fā)展,并且漸趨成熟。
3、由于機械向高速度、高精度、高負荷、高效率等方向發(fā)展，也給機械原理學科提出了一些新的課題，開辟了一些新的研究領域。例如，對于高速重載機械來說，不僅要研究其運動性能，還要研究其動力性能，有時還要考慮構件的彈性形變、質(zhì)量分布、連接間隙及機械中摩擦等對機械工作的影響，考慮機械的振動、沖擊和平衡問題。
隨著宇航技術、核技術、海洋開發(fā)、醫(yī)療器械、工業(yè)機器人及微技術等高新科學技術的興起和計算機的普及應用 ,極大地促進了機械原理學科的發(fā)展,創(chuàng)立了不少新的理論和研究方法,開拓了一些新的研究領域。
1、在機構結構理論方面,主要是機構的類型綜合、桿數(shù)綜合和機構自由度的計算。對平面機構來說,雖然機構結構的分析與綜合研究得比較成熟,但仍有一些新的發(fā)展。例如將關聯(lián)矩陣、圖論、拓撲學、網(wǎng)絡理論等引入對結構的研究;用拆副、拆桿、甚至拆運動鏈的方法將復雜桿組轉化為簡單桿組,以簡化機構的運動分析和力分析;仿照機構組成原理對機構功能原理的研究;關于機構中虛約束的研究及無虛約束機制的綜合;以及組合機構的類型綜合等。近年來對空間機構結構分析與綜合的研究也有不少的進展,特別是在機器人機構學方面取得了較多成就。
2、在機構運動分析和力分析方面,主要是大力發(fā)展了計算機輔助分析方法的研究,并且已經(jīng)研制了一些應用軟件。 對于高級別平面機構的運動分析及力分析問題,可以采用型轉化法或選不同的構件為機架以降低機構級別的方法進行,也可以采用分解合成的分析方法。對空間機構的運動分析及力分析則多采用按桿組分析的方法。另外,為了便于利用計算機進行分析,建立機構運動分析及力分析的邏輯體系,并期望將機構的結構分析、運動分析、動力分析構成一個整體的系統(tǒng)。
3、在機器動力學方面,大力發(fā)展了機構彈性動力學的研究,包括低副機構和高副機構。在某些高速重載的高副機構中還考慮了熱變形的問題，還開展了對機械中的摩擦、機械效率以及功率傳遞等問題的研究；發(fā)展了對運動副間隙引起的沖擊、動載荷、振動、噪聲及疲勞
失效等問題的研究；對機構運動精度及誤差的研究。對于平面機構平衡問題的研究,得出了一般n桿機構可以用n/2 個配重達到平衡的結論。對空間機構平衡問題的研究,也得到了不少的成果。此外,還研究了具有變質(zhì)量構件和在運動過程中結構有變化的機構的平衡問題,機構在非穩(wěn)定狀態(tài)及瞬變過程中的時間、位移、速度和加速度等的動力響應的計算問題等。
4、在機構學方面,對平面連桿機構的研究仍在繼續(xù)深入,并轉而注重于多桿多自由度平面連桿機構的研究,提出了這類機構的分析和綜合的一些方法。研究了提高機構動力性能為目標的綜合方法,多精確點的四桿機構的綜合方法(如點位縮減法)等。由于電子計算機的普遍應用,連桿機構的優(yōu)化設計得到了迅速發(fā)展,包括多目標優(yōu)化。并且編制了一些表征機構主要尺度參數(shù)與其運動、動力性能之間關系的數(shù)表及圖譜,編制了大量適用范圍廣、節(jié)省機時、使用方便的機構分析與綜合的軟件。
5、在凸輪機構方面,高速凸輪的彈性動力學是一個受到普遍重視的研究課題,并且已研究得比較深入。推桿運動規(guī)律的選擇和擬合,凸輪機構尺度參數(shù)的優(yōu)化設計,凸輪機構工作過程中的振動、減振和穩(wěn)定性的研究,也都受到重視,并已取得不少研究成果。
6、在齒輪機構方面,首先是齒輪嚙合原理的研究,再如新型齒廓的選用(如圓弧、拋物線等非漸開線齒廓),輪齒的修正和修形等課題的研究,也都取得不少的新成就。
7、在輪系方面,一些新型齒輪機構(如內(nèi)齒行星輪傳動、活齒齒輪傳動、行星摩擦傳動、非圓齒輪周轉輪系、錐齒輪諧波傳動、摩擦式諧波傳動等)的研制，周轉輪系效率的研究，考慮摩擦時的功率流及考慮輪齒彈性變形時的功率流的計算問題的研究，周轉輪系均載裝置的研究等，都已取得一些研究成果。此外，應用圖論、網(wǎng)絡理論和其他一些新的數(shù)學工具和計算技術來研究輪系的類型綜合及運動分析和力分析問
題也得到大力開展，并取得一些成績。除上述連桿、凸輪和齒輪三大常用的基本機構以外，組合機構的研究近年來也發(fā)展得十分迅速。對齒輪—連桿、凸輪—連桿等類型的組合機構的分析和綜合，已有較詳細的研究。
近年來機械原理學科的發(fā)展是非常迅猛的。不論在基本原理方面，還是在研究方法方面，都有較大的進展。在機構的類型方面也有一些新的創(chuàng)造，有些已突破傳統(tǒng)機構學的范疇，而進入所謂“廣義機構學的”領域，創(chuàng)造了具有氣、液、光、電等環(huán)節(jié)的機構。當前尚有由三本基本機構組成的組合機構，和包括撓性構件組合機構。對空間組合機構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用，機構的計算機輔助分析和計算機輔助設計得到較快發(fā)展。從機械原理學科的發(fā)展可以看出，生產(chǎn)發(fā)展的需要是學科發(fā)展的主要動力。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?？梢云谕?，隨著生產(chǎn)對技術現(xiàn)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。
參考文獻
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