(1)機械原理簡介
機器與機構學(theory of)是研究機械中機構的結構和運動，以及機器的結構、力、質量和運動的壹門學科。人們壹般把機構和機器稱為機器。機構是由兩個以上的部件組成的組件，這些部件可移動地連接在壹起以實現特定的運動。機器是由壹個或多個機構組成的，用來做有用功或完成機械能和其他形式的能量之間的轉換。這門學科的主要組成部分是機構學和機械動力學。
不同的機器通常由有限數量的常用機構組成。
因此，內燃機、壓縮機和沖床等主要機構都是曲柄滑塊機構。這些機構的運動不同於壹般力學的運動，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. Leroy把* * *的上述問題從壹般力學中分離出來，編成了《理論運動學》壹書，創立了機構學的基礎。書中提出的許多概念、觀點和研究方法沿用至今。1841年，英國的R. Willis出版了《機構學原理》。19世紀中葉以來，機械動力學逐漸形成。20世紀出現了機構學和機械動力學的結合。
研究的機械原理。1934年，中國的劉仙洲寫的《機械原理》壹書出版了。1969年，國際機構與機器原理協會(IFTOMM)在波蘭成立。
機構學的研究對象是機器中各種常用的機構，如連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、螺旋機構、間歇運動機構(如棘輪機構、滑輪機構等。)和組合機制。其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。機構學僅從幾何角度研究機構的運動，不考慮力對運動的影響。1.機器和機構
機器是具有確定的機械運動的人造物體的組合，可以用來轉換能量，完成有用功或處理信息，以代替和減少人類的勞動。機構是具有確定機械運動的人造物體的組合，可以用來傳遞和變換運動。機器和機構的關系如下:1)機器和機構都是人造物體的組合，都有確定的機械運動；2)機器是由機構組成的。簡單的機器可能只有壹個機構，但壹般會有多個機構。比如空氣壓縮機只包含壹個連桿機構，而內燃機包含連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等等。機器和機構的區別在於，單個機構不具有轉換能量或完成有用功的功能，只能傳遞和改變運動和動力；機器可以做有用的工作，轉換能量或處理信息。機械是機器和機構的總稱。2.部件和零件
部件是構成機構並具有確定運動的單元，零件是指不能再次拆卸的最小制造單元。壹個組件可以由壹個零件或幾個不同的零件組成，但這些零件之間沒有相對運動。他們
整體鍛煉。部件和零件的區別在於，部件是運動單元，零件是加工制造單元。因為機構構件之間的相對運動與構件的形狀和數量、構件的形狀及其截面的形狀和尺寸無關；因此，在《機械原理》課程中，機構的分析綜合和機械系統運動方案的設計都是以構件為最小單位進行研究的，構件用簡單的線條和規定的符號表示。清楚了這壹點，學生在以後學習機構運動圖的繪制內容時就不會感到困惑了。3.運動鏈和機構
應特別強調運動鏈的概念及其與機構學的關系。運動鏈是由運動副連接的幾個部件組成的部件系統。如果壹個運動鏈中的每個構件至少包含兩個運動副元素，其中每個構件形成壹個閉頭和壹個閉端的系統稱為閉鏈；否則稱為開鏈。在壹個運動鏈中，如果將壹個構件固定為壹個框架，給定另壹個構件或幾個構件的運動規律，運動鏈中其余構件的運動就相應確定，這個運動鏈就成了壹個機構。所有機構都有明確的運動。這壹點在目前大部分機械原理教材中並沒有明確說明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整、摩擦力與機械效率的平衡、慣性力等問題。按照傳統的力學原理研究方法，壹般不考慮構件接觸面之間的間隙、構件的彈性或溫差變形以及制造和裝配引起的誤差。這對於低速機器通常是可行的。然而，隨著機械向高速、高精度方向發展，有必要研究上述因素引起的運動變化。因此，從20世紀40年代開始，機構精度的問題就被提了出來。由於空間技術、機械手和工業機器人的迅速發展，機構精度問題越來越受到人們的重視，已經成為機械原理中不可缺少的壹部分。
(2)機械的所有階段
1.原始機械
在古代，人類創造並使用了杠桿、滑輪、斜面、螺絲等原始的單機。在埃及建造金字塔的過程中，滾動的圓木被用來搬運巨石。阿基米德用螺旋將水提升到高處，這就是今天螺旋輸送機的始祖。中華民族有著悠久的文明史，在機械方面有很多發明，在壹些特種機械的設計和應用上也有自己的特色。如指南針、水排、地震儀等。，都有獨特的功能。指南針是中國古代的文化瑰寶之壹，是古代科技成果的傑出代表。南導車巧妙地運用了齒輪傳動機構。無論汽車朝哪個方向行駛，放在車上的木頭人的手臂總是指向南方。這項發明充分體現了古人的偉大智慧，是中國人的驕傲。原始機械只有人力、畜力和水力驅動。它的作用是減少人類的體力勞動，是制約機械發展的動力。2.傳統機械
18世紀，瓦特發明了蒸汽機，拉開了工業革命的大幕。蒸汽機給人類帶來了巨大的動力，紡織機、車床等各種動力驅動的機械如雨後春筍般出現。19世紀內燃機和電動機的發明是又壹次技術革命。在大多數情況下，電代替了蒸汽，在機床和紡織機上安裝了獨立的電機。內燃機的發明使汽車和飛機的出現成為可能。與原始機械相比，傳統機械有自己的“心臟”——動力驅動，其作用不僅僅是減少人類的體力勞動，更重要的是替代人類的體力勞動。
3.現代機械
20世紀下半葉，計算機的發明是科學發展史上劃時代的事件。隨著計算機的出現，機器人作為現代機械的典型代表，越來越廣泛地應用於工業生產中，承擔著許多人無法完成的任務。電子技術和計算機技術與機械的結合使機械越來越自動化和智能化，機器甚至可以在沒有人操作的情況下正常運轉。現代機械正朝著主動控制、信息化、智能化的方向發展，這將極大地改善人類的生產和生活。與傳統機械相比，現代機械有自己的“大腦”——控制系統，其功能不僅可以代替人類的體力勞動，還可以代替人類的腦力勞動。[1]
生產的發展促進了機械原理學科的發展。學科的發展反過來為生產的發展提供有利條件，促進生產的發展。隨著科學技術的發展，為了更好地滿足生產的實際需要和機械自動化的要求，需要不斷創新壹些新的機構，於是以機構創新為主要內容的機構學迅速發展起來。如多桿多自由度平面連桿機構、空間機構、各種組合機構(包括各種含柔性構件的組合機構)、機、電、液壹體化的機構等都在研究中，有的已經應用。與此同時，機器人、機械手等仿生機械發展迅速，包括在高溫、高壓、毒性、放射性等特殊條件下工作的機器人和機械手。例如，航天器上用於回收衛星的機械臂；在核電站安裝設備的機器人；在深海海底工作的機器人等。此外，微型技術的發展也創造了壹些微型機械。例如，可以在人體腹腔內進行手術的手術刀，甚至可以在人體血管內爬行的微型機器人都已被使用。
為了分析和設計這些新機器，機械原理學科近年來也發展了許多新的理論和方法，引進了壹些不同的數學和機械工具，特別是計算機的普及和應用，為機械原理學科的發展提供了極其有利的條件。計算機輔助分析、計算機輔助設計和優化設計(包括多目標優化設計)都得到了迅速發展並趨於成熟。
由於機械向高速、高精度、高負荷、高效率方向發展，給機械原理學科提出了壹些新的課題，開辟了壹些新的研究領域。比如對於高速重載的機械，不僅要研究其運動性能，還要研究其動力性能。有時需要考慮機械中的彈性變形、質量分布、連接間隙和摩擦對機械工作的影響，考慮機械的振動、沖擊和平衡。
(3)未來前景
近年來，機械原理的發展非常迅速。無論是基本原理還是研究方法都取得了長足的進步。在機構的類型上也有壹些新的創造，有些突破了傳統機構的範圍，進入了所謂的“廣義機構”領域，創造出了具有氣、液、光、電等環節的機構。目前有由三種基本機構組成的組合機構，也有包括柔性構件的組合機構。在空間組合機構的研究方面已經做了大量的工作。此外，還研究了壹些具有特殊運動和動力性能的組合機構。隨著機械向高速重載方向發展，機械動力學的研究得到了迅速發展。由於電子計算機的廣泛應用，機構的計算機輔助分析和計算機輔助設計得到了迅速發展。從機械原理學科的發展可以看出，生產發展的需要是該學科發展的主要動力。學科的發展反過來促進了生產的發展，提高了生產水平。可以預計，隨著生產對技術現代化要求的不斷提高，機械原理學科將繼續快速發展。[2]