機械原理發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢-文庫吧
2025-07-21 08:24 本頁面
【正文】 種運動鏈便成為機構(gòu)。凡是機構(gòu)都具有確定的運動。這一點在目前的多數(shù)機械原理教材中都沒能闡述清楚機械動力學的研究對象是機器或機器的組合。研究內(nèi)容是確定機器在已知力作用下的真實運動規(guī)律及其調(diào)節(jié)、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(tǒng)研究方式，一般不考慮構(gòu)件接觸面間的間隙、構(gòu)件的彈性或溫差變形以及制造和裝配等所引起的誤差。這對低速運轉(zhuǎn)的機械一般是可行的。但隨著機械向高速、高精度方向發(fā)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(gòu)精確度問題。由于航天技術(shù)以及機械手和工業(yè)機器人的飛速發(fā)展，機構(gòu)精確度問題已越來越引起人們的重視，并已成為機械原理的不可缺少的一個組成部分。在遠古時期,人類就創(chuàng)造并使用了杠桿、滑輪、斜面、螺旋等原始單機械。埃及在修建金字塔的過程中就使用了滾木來搬運巨石。阿基米德用螺旋將水提升至高處,那就是今天的螺旋式輸送機的始祖。有著悠久文明史的中華民族,在機械方面有許多發(fā)明創(chuàng)造,在一些專用機械的設(shè)計和應用上都有自己的特色。如指南車、水排、地動儀等,均有獨到之處。指南車是我國古代的文化瑰寶之一,是古代科技成果的杰出代表。指南車巧妙利用了齒輪傳動機構(gòu),不管車子向何方行駛,放于車子上的木人的手臂始終指向南方。這一發(fā)明充分體現(xiàn)了古人偉大的智慧,是中國人民的驕傲。原始機械僅用人力、畜力和水力來驅(qū)動,其功能是減輕人的體力勞動,是動力制約了機械的發(fā)展。18世紀瓦特發(fā)明了蒸汽機,揭開了工業(yè)革命的序幕。蒸汽機給人類帶來了強大的動力,各種動力驅(qū)動的機械如紡織機、車床等如雨后春筍般出現(xiàn)。19世紀內(nèi)燃機和電動機的發(fā)明是又一次技術(shù)革命。在絕大多數(shù)場合,電力代替了蒸汽,在機床和紡織機上都安裝了獨立的電機。而內(nèi)燃機的發(fā)明則為汽車、飛機的出現(xiàn)提供了可能。與原始機械相比,傳統(tǒng)機械具有了自己的“心臟”——動力驅(qū)動,其功能不只是減輕人的體力勞動,而且可以替代人的體力勞動。在20世紀后半葉計算機的發(fā)明是科學發(fā)展史上劃時代的大事。隨著計算機的問世,機器人作為現(xiàn)代機械的典型代表被越來越廣泛地應用于工業(yè)生產(chǎn)中,承擔著許多人們無法完成的工作。電子技術(shù)以及計算機技術(shù)與機械的結(jié)合使得機械變得越來越自動化,越來越智能化,機器甚至可以在無人操作下正常的運行?，F(xiàn)代機械正向著主動控制、信息化和智能化的方向發(fā)展,必將大大改善人類的生產(chǎn)和生活。與傳統(tǒng)機械相比,現(xiàn)代機械具有了自己的“大腦”——控制系統(tǒng),其功能不只是替代人的體力勞動,而且可以 替代人的腦力勞動。［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(shù)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(gòu),因而以機構(gòu)創(chuàng)新為主要內(nèi)容的機構(gòu)學得到了迅速發(fā)展。例如多桿多自由度的平面連桿機構(gòu)、空間機構(gòu)、各種組合機構(gòu)（包括各種含有撓性構(gòu)件的組合機構(gòu)）、機、電、液一體化的機構(gòu)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(shè)備的機器人；在深海海底作業(yè)的機器人等。此外,微技術(shù)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(shù)的手術(shù)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。為了對這些新型機械的分析及設(shè)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
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