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机械原理的定义范文1
基本概念
1、压力(F)：垂直作用在物体表面上的力叫压力。
2、压强(P)：物体单位面积上受到的压力叫压强。
单位：帕斯卡(Pa):1Pa=1N/m2
3、液体压强产生的原因：是由于液体受到重力,具有流动性。
4、测量液体压强的仪器：压强计
通过U形管中液面高度差显示薄膜受到的压强大小
5、根据液体压强公式：
可得，液体的压强与液体的密度和深度有关，而与液体的体积和质量无关。
6、大气压强产生的原因：
空气受到重力作用而产生的，大气压强随高度的增大而减小。
7、证明大气压强存在的实验是：马德堡半球实验。
测定大气压强值的实验是：托里拆利实验。
8、测定大气压的仪器是：气压计，常见气压计有水银气压计和无液气压计(金属盒气压计)
9、标准大气压=760毫米汞柱=1.013×105帕=10.34米水柱。
10、连通器
定义：上端开口，下端连通的容器
原理：连通器里装同一种液体且液体不流动时，各容器的液面保持相平
应用：茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等
基本公式
1、压强通用公式：P=F/S
2、液体压强计算公式：P=ρgh
基本规律
1、液体压强特点：
①液体对容器底和壁都有压强，
②液体内部向各个方向都有压强;在同一深度，液体向各个方向的压强相等;
③液体的压强随深度增加而增大，
④在深度相同时，液体密度越大，压强越大。
2、增大压强方法:
①S不变，F②F不变，S③同时把F，S
减小压强方法则相反。
3、液体压强主要类型
4、沸点与气压关系：
一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。
5、流体压强大小与流速关系：
在流体中流速越大地方，压强越小，
流速越小的地方，压强越大。
6、升力
原理：飞机前进时，由于机翼上下不对称上凸下平，机翼上方空气流速大，压强较小，下
方流速小，压强较大，机翼上下表面存在压强差，这就产生了向上的升力。
1、实验方案
①原理：F浮=F向上-F向下
②器材：溢水杯、小桶、弹簧测力计、
③步骤：
㈠测出物体重力G
㈡测出小桶的重力G0
㈢把物体浸入水中，测出物体完全浸没后测力计示数F和排开水和小桶总重力G1
2、计算物体的浮力进行验证：
物体受到的浮力：F浮=G-F
排开液体重力：G排=G1-G0
基本概念
1、杠杆
①定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。
②支点：杠杆绕着转动的点。
③动力：使杠杆转动的力。
④阻力：阻碍杠杆转动的力。
⑤动力臂：从支点到动力作用线的距离。
⑥阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。
2、定滑轮
①定义：轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
②原理：定滑轮实质是等臂杠杆，不省力，但能改变力的方向。
3、动滑轮
①定义：轴可以随物体一起移动的滑轮叫动滑轮。
②原理：动滑轮实质是动力臂(滑轮直径D)为阻力臂(滑轮的半径R)2倍的杠杆。动滑轮省一半力。
4、滑轮组
①定义：由几个滑轮组合在一起使用就叫滑轮组。
②原理：既利用了动滑轮省一半力又利用了定滑轮改变动力的方向。
③承担物重的绳子有几段，所用拉力为物重的几分之一。
5、机械功(J)
①功的初步概念：力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过了一段距离，
功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。
②功的计算：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：功=力×距离
③功的单位：焦耳，简称焦，符号为J。
力的单位是N，距离的单位是m，功的单位就是N·m
6、功率(W)
①功率的概念：单位时间里完成的功，叫做功率。功率表示做功的快慢。
②功率的计算：公式为功率=功/时间，
③功率的单位：功率的单位是J/s瓦特。简称瓦，符号W。
功的单位是J，时间的单位是s，功率的单位就是J/s。
7、机械效率(η)
①有用功跟总功的比值叫机械效率。公式：η=W有用/W总×100%
②机械效率总是小于1。
③注意机械效率跟功率的区别
机械效率和功率是从不同的方面反映机械性能的物理量，它们之间没有必然的联系。功率大的机器不一定效率高。
8、动能和势能
①动能：物体由于运动而具有的能量。一切运动的物体都具有动能。运动物体的速度越大，质量越大，它的动能就越大。
②势能：势能可分为重力势能和弹性势能。
重力势能：物体由于被举高而具有的能量。物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能就越大。
弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。
③机械能：动能和势能统称为机械能。
9、能和势能的转化
动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能。
基本公式
1、杠杆的平衡条件：
动力×动力臂=阻力×阻力臂，F1·L1=F2·L2
2、功的计算：W=Fs
3、功率的计算：P=W/t
4、滑轮组拉的大小：F=G/n
5、滑轮组机械效率：
基本实验
一、测滑轮组的机械效率
1、实验方案
①原理：
②器材：弹簧测力计、刻度尺
③步骤：
㈠使弹簧测力计竖直向上匀速提升重物，测量绳子移动距离s、物体上升高度h
㈡测出拉力F、物体重力G
㈢计算滑轮组的机械效率
2、实验结论
①滑轮组中动滑轮个数越多越省力，但机械效率越低;
②同一机械，提升的重物越多，机械效率越高
③重物提升高度不影响滑轮组的机械效率
基本规律
1、杠杆分类
①省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆。例如：起子、扳手、撬棍、铡刀等。
②费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆。例如：镊子、钓鱼杆，赛艇的船浆等。
③等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆。例如：天平。
特点：省力杠杆省力，但费距离(动力移动的距离较大)，费力杠杆费力，但省距离。等臂杠杆不省力也不省距离。既省力又省距离的杠杆是不存在的。
2、功的原理
使用机械时，人们所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。这个结论叫做功的原理。
3、常见不做功的三种情况：
①有力无距：如搬而未起，推而未动;
②有距无力：如物体在光滑的水平面上做匀速直线运动;
③力距垂直：水平方向运动的物体，由于运动方向与重力方向垂直，故重力不做功。
机械原理的定义范文2
1.1在教学中应用的理论依据
虚拟仿真技术可将学习对象、学习资源、学习情境和学习工具进行有机结合，将一些看得见表面但摸不着实际的学习对象，通过某些技术和工具，使学习者能看得清其实质，还能感觉到其实际，为学习者创设良好的学习情境，有效促进了学习者的体验学习。关于体验学习，美国心理学家库伯(DavidKolb)用4个元素建立起了4阶段理论模型:具体的经验、观察与反思、形成抽象的概念和普遍的原理以及在新情境中检验概念的意义。对学习者而言，其学习过程应遵循“学习圈”(learningcycle)。学习的起点或知识的获取首先是来自人们的经验或者感性的认知，有了“经验”，学习者的下一步逻辑过程便是对已获经验进行“观察”与“反思”(reflection)，把“有限的经验”形成抽象的概念和普遍的原理。在教学过程中，特别是高等教育中的机械类课程，学习者即学生很难在有限的时间对其学习对象如一些机械装备进行感性认识，虚拟仿真技术在教学中的应用恰恰满足了学生在学习中感性体验的需求，在情景中体验概念的意义，使得知识外延扩大。
1.2在机械类课程中教学的效果
机械基础类课程通常由《机械制图》、《机械原理》和《数控机床》等课程组成。在这些课程的教学中，既需要演示大量的实物、机械运动过程、加工、制造、检验方法和过程等，又需要将工程实际中提出的理论问题用虚拟仿真手段演示。采用虚拟仿真技术的CAI课件可以为教学提供很好的资源。如《机械制图》课程中，除了强调学生的识图绘图能力之外，空间想象与空间思考能力尤为重要。作为教学重点与难点，传统的文字讲解与配图很难让学生在脑中具体地构造模型，而虚拟仿真技术的应用可以直接将三维立体图展现在课堂之上，化抽象为具体。学生可从内部、外部以及各角度观察立体模型，再与平面绘图相结合，利于学生的理解。在《机械原理》课程中，运动机构的认知与理解为教学的核心，如何将教材中静止的机构配图的运动情景理解为真实的场景成为学习《机械原理》的关键。如在机构自由度的分析和计算过程中，复合铰链很难讲解透彻，若用设计出复合铰链实际的装配，学生会一目了然看到在3个杆件的结合点有2个铰链，而避免因平面图形看上去只有1个铰链的错误感觉。采用虚拟仿真技术，将机构运动做成虚拟动画，即可达到更好的教学效果，还可节省成本，符合教学改革发展的趋势。在《数控机床》课程中，机床加工过程用纯文本加图片的教学方式不易被学生理解，最佳的学习方式就是实际操作，但很多学校办学规模有限，缺少相应的实习基地，且实际操作具有一定风险。采用虚拟仿真技术进行设计加工的模拟，既可以避免真实教学给人带来的危险，又可以减少相应投资的成本，同时可以系统、完整地为学生呈现出整个工艺过程，极大地帮助学生的理解和记忆。
2棉花制钵机的仿真动画制作
教学过程中向学生展示农业棉花制钵机，实物成本高，体积大，不适合作为课堂教具，虚拟仿真技术在教学中的应用，可以利用Pro?E软件对棉花制钵机进行实体建模，并以其机构部件的实际连接为基础，对其进行装配。在设置了机构连接方式和运动方式的前提下，利用Pro?E的“机构”模块对制钵机工作过程进行了仿真，进而分析了制钵机构工作过程中的运动特点，使得学生更加直观地了解其工作原理。
2.1制钵机主要结构的三维建模
制钵机由传动机构、填料机构、压料机构和输出机构等部分组成。
(1)传动机构:制钵机传动机构由单相异步电动机、离合器、减速器和链条等机构组成。实现了速度的调速以及运动的配合，使压料机构和送料机构的动作能够匹配。
(2)填料机构:由进料斗、间歇齿轮和钵模盘组成。
(3)压料机构:由偏心轮顶压结构和曲柄滑块结构组成。偏心轮顶压结构和曲柄滑块结构的两冲头做直线往复运动，在模孔中将土壤挤压成型和冲出钵体。
(4)输出结构:主要由链轮组成，将成形的营养钵输出。
2.2制钵机装配模型的建立
装配时，用应用程序的“标准”界面操作。点击“插入”中“元件”后的“装配”，选择保存路径中元件，根据实际情况选择连接方式。如减速箱内轴与减速箱体，齿轮与轴之间连接类型为销钉连接、制钵机机架与填料箱顶杆为刚性连接。制钵机的动态虚拟仿真除标准装配模式外，还需要采用Pro?E“应用程序”中的“机构”功能，可选择齿轮间的连接以及添加伺服电机。制钵机装配过程应按如下顺序进行。
(1)插入机架，连接方式设置为缺省，即为完全约束。
(2)电机支架、轮胎杆，以及各个顶杆与机架间连接方式为刚性连接。
(3)轮胎与轮胎杆之间连接方式为销钉连接，需设置旋转轴与连接平面。
(4)制动杆与电机轴间为圆柱连接。
(5)减速箱内轴与减速箱壳体为刚性连接，轴上齿轮与轴为销钉连接，而相互啮合的齿轮间为“机构”功能中的“齿轮连接”。
(6)料斗与机架之间采用平面连接，制钵机构通过连杆的滑动杆连接与机架相连。
2.3制钵机虚拟仿真运动模型的建立
制钵机的工作原理:电动机为动力输出源，通过胶带与减速箱相连。减速箱中装有锥齿轮，动力分水平与竖直两方向输出。水平方向通过链轮与冲压装置相连，构成曲柄滑块机构，竖直方向通过不完全齿轮机构带动料斗间歇运动。同时通过另一链轮与滚轮相连，带动输出胶带的传动。料斗中的营养土在刮板带动下进入钵体，压料机构杆向下运动压实钵体中的营养土，再转一个角度，钵体下方设有托盘，接着另一个压料机构杆轻压落入胶带后被胶带传输至储存处。根据机构装配所建的仿真装配文件，选择“应用程序”中的“机构”进入Pro?E的机构模块，仿真设置过程如下。
(1)检测装配模型，进入系统机构设计环境，然后点击“拖动模型”工具，并拖动各运动机构看是否按预期的运动方式运动。
(2)添加伺服电动机，在工具栏中选择“定义伺服电机”，根据需要在电动机类型中选择“运动轴”或者“几何”，再选择“轮廓”中的参数，通过位置、速度和加速度3个参数与时间的函数关系来定义电机。同时可根据设定“模”来实现精准的电机控制。“图形”功能可以直观地显示电动机的运动模型。
(3)电机运行，使用工具栏中的“机构分析”功能，在分析定义中的“电动机”中设置各电机的起始与终止时间，仿真过程中电机数量较多，需根据需要一一设定。
(4)创建动画。简单动画制作可使用机构树中的“回放”功能，可选择“捕获”按钮将动画输出。或根据“应用程序”中的“动画”模块进行更为生动的运动动画。通过“定时视图”与“定时透明”功能实现多角度、全方位的观察视角的变化，从而更具体细致地观察制钵机的工作过程。
3结束语
机械原理的定义范文3
关键词：机械制造 自动化 发展趋势
1 机械自动化的定义
对于现代机械的定义，由于研究的角度不同，进而给出不同的定义。例如美国机械工程师协会，在1984年将其定义为：“现代机械就是通过计算机信息网络协调与控制的机械和（或）机电部件相互联系的系统，该系统可以完成机械力、运动和能量流等动力学任务”。而国际机器与机构理论联合会将现代机械定义为：机电一体化是精密机械工程、电子控制和系统思想在产品设计和制造过程中的协同结合。
2 机械设计制造及自动化的设计原则
2.1 满足机器的功能要求 机械自动化系统通过处理进入系统的物质、能量和信息等，进而在一定程度上输出所需特性的物质、能量与信息。
2.2 利用先进技术进行创新 基于物料搬运、加工、能量转换、信息处理等功能构成原理，便于对各种机械自动化的产品进行设计或分析。
3 机械自动化系统的应用
3.1 锅炉汽包水位控制
3.1.1 单冲量控制系统
汽包水位控制是通过对给水控制来实现的，单冲量控制系统如图1所示：
3.1.2 双冲量控制系统
引入蒸汽流量信号，购入双冲量控制系统，如图2所示：
3.1.3 三冲量控制系统
在实施方案方面，三冲量控制系统比较多，典型控制方案如图3所示：
三冲量控制系统的方框图，如图4所示：
加法器可以接在控制器之前或者之后，如图5（a）、（b）所示：
3.2 冷却器控制方案的研究
3.2.1 冷却剂流量的控制
如图6所示：
物料出口温度与液位的串级控制方案，如图7所示，对液位的上限进行限制。或者采用选择性控制方案，如图8所示：
3.2.2 控制气氨排量
4 机械自动化的优势
4.1 提高工作质量 根据设计的要求，机械的执行机构完成预定的动作，自动化控制系统提供了精确地保证，工作质量和产品合格率得到有效地保证。
4.2 安全和可靠性高 机械自动化产品在工作过程中，由于使用电子元器件，可动构件和磨损部件在机械产品中明显减少，在一定程度上确保了灵敏度和可靠性。
4.3 调整和维修方便 借助被控对象的数学模型和外界参数的变化，高级机械自动化产品在一定程度上寻找最佳的工作程序，进而对自动化操作进行最优化。
4.4 复合功能 自动化控制，以及自动补偿、校验、调节、保护等，以及智能化是机械自动化产品必须具备的基本功能，通常情况下都能满足用户的需要。
4.5 改善劳动条件 机械自动化产品自动化程度高，工厂、办公、农业、交通等的自动化，以及家庭的自动化等，在一定程度上都可以实现。
4.6 节约能源 对于机械自动化产品来说，通过降低驱动机构的能耗，通过调节控制，在一定程度上提高了能源的利用率，实现节能效果。
5 机械设计制造自动化的发展方向
5.1 机电一体化 机械工业发展的唯一出路就是向着机电一体化的方向发展和延伸。
5.2 智能化 机械自动化产品具有低级智能或人的部分智能。
5.3 模块化 电气产品的模块化在一定程度上为机械自动化企业指明方向。
5.4 网络化 以计算机为中心，将各种家用电器利用家庭网络进行连接，构成计算机集成家电系统，让人民享受高科技带来的便利和快乐。
5.5 微型化 微机械自动化具有不可比拟的优势。
5.6 绿色化 通常情况下，机械自动化产品的绿色化是指使用时不对环境构成污染，报废后能回收利用。
5.7 人性化 一方面人是机械自动化产品的最终使用者，另一方面结合生物机理、研制机械自动化产品。
6 结论
综上所述，我们可知，机电一体化的发展从本质上就是机械自动化的发展，为此，广大设计人员需要对机械设计制造提高认识，因为只有机械自动化设计制造才是未来的发展方向。
参考文献：
[1]刘武发，刘德平.机电一体化设计基础[M].北京化学工业出版社，2007.5.
机械原理的定义范文4
创新教育的目的就是培养和提高受教育者的创新素质和创新精神。要实现此目的,首先从改变教学内容入手,重视介绍学科发展的新动态、新方向、新内容,注重激励学生的学习欲望,调动学生的积极性,让学生了解更多更新的理论、技术与方法。例如,在绪论部分的讲述中,以往的内容主要是针对本课程的研究对象、基本概念、课程的地位和作用以及本课程的学习方法等展开的。但是,为了培养学生的创新意识,调动学生的创新积极性,除了经典部分的阐述外,还有必要结合现代科学技术的飞速发展,重点阐述机械原理学科的发展动向。如在机构的结构理论发展发面,可以让学生了解:为了广泛应用机电一体化技术,当今社会也迫切希望开展包括对液压、电磁、光电等非机械传动元件的广义机构设计。在对机构的平衡问题进行介绍时,引申到机构的动力学研究,进而让学生了解到大型机械设备的故障诊断和在线监测都是现代研究者关注的重点。有意识地将一些机械原理学科前沿的研究引入教学内容中,如微型机械的研究,它不是将传统的机械直接微型化,而是已经远远超出了传统机械的概念和范畴,是涉及多学科的综合技术的应用,也推动了处于机械原理学科前沿的微型机构学分支的产生。结合一些相关视频资料,学生在课堂上获取到这些知识的同时,兴趣也被调动了起来,拓宽了知识面和视野。让学生意识到“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力”,“一个没有创新能力的民族,难以屹立于世界民族之林”[3]。此外,在教学内容的创新改革中,还可以尝试重心的转移,强调创新设计能力的培养,突出计算机的应用。教师在教学过程中逐渐实现淡化图解计算分析,强化解析法内容的教学,进一步加强学生对机械系统设计的综合认识。这种重心转移体现在:由图解法为主向解析法为主转变,使计算理论与计算机技术统一起来,提高机构设计的效率和正确性;由手动设计计算向计算机自动计算转变,提高学生计算机应用能力;由过去重机构分析计算向重机构综合转变,提高学生机构方案构思与设计创新能力和综合应用知识解决实际问题的能力。在教学中不断地营造创新环境,大大提高了学生的创新积极性。
二、教学方法的创新
教学方法应该能够配和教学内容的改革。创新素质就是指由知识结构、智慧品质、人格品质三种成分有机结合构成的综合素质。创新教育就是要培养具有这种综合创新素质的学生。在当前课堂教学中,以知识传授为主导的教学方法并未根本改变,教与学的关系是以教师为主导、为中心的,这种方式在某种程度上制约了学生的学习主动性及其创新潜能的发挥。在机械原理课程的教学方法上,应加强与学生的互动,要将以教师为主的“灌输式”教学向以启发式、问题式、讨论式教学为主的新的教学方法转变,让学生从被动学习转变为主动学习,真正成为教学活动的主体。以学生为本的创新教育教学方法可以通过以下几个方面来实现:鼓励学生不迷信书本知识、不迷信权威观点,敢于提出问题,无论课堂内外,对于任何问题都应多问几个为什么。如对“极位夹角”的概念解释,大部分教材上的定义是“摇杆处于两极限位置时,相应的曲柄位置线所夹的锐角”。在教学中可以引导学生进行思考,对这个广泛应用的定义提出质疑———是否所有的“极位夹角”都是锐角,是否有钝角的情况存在,而不是直接给出学生更完善的定义。在这个过程中,学生开始学会发现问题,也开始尝试如何自己解决问题。鼓励学生的求异思维和发散思维,开阔学生的思路。当然,创新离不开科学的根基,引导学生要坚持科学的思维,在提出自己独特见解的同时,也应该能用科学的理论对其进行解释和验证。鼓励学生多参加亲身实践,只有亲自动手验证了创新思维的正确性,才能真正达到创新的目的。机械原理是一门既有高度的抽象性,又有很强实践性的课程。如机构运动简图、机构运动分析与力分析模型等都是从实际机械中抽象出来的,许多的概念需要通过动态过程才能得到准确描述。原来的教学方法大多通过教师手工绘制或将静态图展示给学生,教学效果并不理想。因此,现在的教学方法中采用多媒体手段教学,课件中涵盖了丰富的三维动画、趣味的图片、简洁的文字等。通过教师讲解、动态演示与板书相结合的方式,使学生在学习中可直观地了解机构的运动过程及其所具有的特性、产生的各种现象,加快了学生对诸如“死点”、“急回特性”等概念、原理的理解速度,激发起学生的好奇心,强化了直觉思维,加深了学生对这些概念所表达物理意义的理解程度。
三、教学手段的创新
在教学手段上,着重培养学生对机械系统的整体认识,注重学生的参与,与机械原理课程设计、机械原理创新实验相结合,加强学生对所学基础理论知识的理解。培养学生应用所学过的知识,独立解决工程实际问题的能力,培养学生的创新设计能力,使学生得到一次较完整的设计方法的基本训练。在机械原理课程设计中,教师通过介绍创新设计的方法和展示创造发明实例,启迪学生创新的思维,让学生了解设计过程,掌握设计方法。在设计过程中,能在认真思考的基础上提出自己的见解,充分发挥自己的创造性,不是简单的抄袭或没有根据的臆造。教师仅指明设计思路,主要启发学生独立思考。设计方案确定后,安排学生向小组成员介绍自己的方案,并与其他成员讨论,这样既提高了学生学习兴趣,调动了学习主动性,又破除学生对创新设计的神秘感,有助于让学生对自己的设计方案有全面的认识,使学生受益匪浅。机械原理创新实验是一个针对机械类或相关专业学生的开放性动手实验。它是一个很好地培养学生主动学习能力、独立工作能力、创造能力以及团队协作能力的平台。学生自己拟定、设计机构运动方案,根据机构组成原理对杆组进行拆分,再将构件正确拼装实现机构的运动,这个过程就要求学生必须将所学的理论知识充分地运用到具体的实验中去。例如,学生要设计并实现一个具有急回特性的送料机构,该机构就有多种搭建方案,实验过程中学生首先提交自己根据要求拟定的设计方案,绘制该平面机构的运动简图,再计算所有的杆长、角度、位移等数据,然后在此基础上将运动简图搭建为能够正确运动的实验机构。设计过程中学生将会接触到机械原理的各大机构,也会进一步深入了解各大机构的运动特点,而搭建过程又会涉及到机械设计及零件的知识。将学生分为多组,同组学生共同拟定实验方案、协同完成实验,最后各自撰写实验报告。在设计和拼接过程中学生会遇到各种在理论学习中很少遇到的问题,在发现问题、解决问题的过程中学生各方面的能力也得到了很好的综合培养。该创新实验用问题法、探究式教育来培养学生的创新意识和科研能力,让学生学习到了许多课本上学不到或曾经被忽略的知识,参加过创新实验的学生都深有体会。
机械原理的定义范文5
1关于波的图象
《异构》一文利用了如图1所示的波形图去探查学生对机械波的理解.学生被要求说出图1中A、B、C、D、E、F各点的振幅.结果学生们都认为A、B、C、D、E的振幅都是5 cm，F点的振幅为零.接着《异构》评论说“对波形图的理解是有局限性的，他们能认识到它反映参与波动质点的位移分布的含义，但丢失了一列波不仅是一条直线上的点在振动，而是波传播到的地方所有质点都在振动的含义，他们曲解为波形图上振幅大小范围所限定那些点才有可能参与振动，而且波形曲线上的那些点才会运动.”显然，《异构》一文认为A、B、C、D、E、F各点的振幅都是5 cm，而且在下文还把学生的错误归因为“学生的机械波不完备心理模型和绳波概念原型的‘捆绑’ ”.看来对机械波的波形图的理解不仅学生当中存在错误，老师当中也有问题.
错误在于把“波形图”与“波的实物图”混淆起来了.“波形图”是在Oxy直角坐标系中把x轴的各点作为各个质点的平衡位置，亦即为某一时刻各个质点的位置的横坐标xi，而y轴表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，亦即为某一时刻各个质点的位置的纵坐标yi，所有的（xi，yi）的集合构成了一条波动曲线，即“波形图”.所以，在“波动曲线”上的各点与实际介质中我们所观察的各点在某一时刻的位置有一个对应关系，但是介质中的其它未被取为观察点的质点的位置未在“波形图”中得到反映，所以不在“波动曲线”上的E、F点没有意义，并不对应于介质中的什么点.
有意思的是《异构》一文把错误归因为“机械波不完备心理模型和绳波概念原型的‘捆绑’ ”确实是正确的.因为在高中物理教材当中，关于机械波波形图的介绍是以绳波为例的.而且教材中所画出的“波形图”与“波的实物图”成1∶1的比例，如图2所示 .这样就容易误导读者把“波形图”与“波的实物图”混淆起来.实际上，当我们改变xy轴的比例，“波形图”的形状就与“波的实物图”不相似了.况且，对于纵波（仍然以简谐波为例）来说，“波的实物图”是疏密相间的形状，“波形图”仍然是正弦（或余弦）曲线，更不相似了.
为了避免这种误解，建议高中物理教材进行适当修改，画出的“波形图”与“波的实物图”不要成1∶1的比例.
2关于简谐波传播时介质中质点的振动
中学物理教材认为，“介质中有正弦波传播时，介质的质点[HJ1.7mm]在做简谐运动.”这是错误的，而且这种错误的说法并不是个别现象，有些大学物理教材当中也这样说：“该质元也做简谐振动”. 实际上，介质中的质点的振动虽然遵循正弦（或余弦）规律，但不是做简谐运动，因为介质中质点的振动周期不等于固有周期，而是决定于振源；能量也是在传播之中，势能与动能变化的相位相同，而非像简谐运动那样势能与动能相互转化总机械能守恒……因此，诸多特征表明介质中各质点不是做简谐运动，而是做受迫振动.当然，由于波源的振动符合正弦规律，所以由它带动的质点的受迫振动的驱动力按正弦规律变化，稳定状态下，质点的受迫振动也符合正弦规律，依此向外传播，介质中形成了正弦波.
3关于简谐波的波长和波速
机械原理的定义范文6
关键词：ADAMS；机械原理课程设计；仿真
中图分类号：G622.3 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2009）017（c）-0113-01
机械原理课程设计能够培养机械类专业学生创新能力，是学生综合运用机械原理课程所学的理论知识解决实际问题，获得工程技术实训的实践性教学环节。长期以来，各个学校来对“机械原理”课程设计的教学内容与教学方法进行了不少的改革，取决了较好的效果。但在课程设计过程中对机械机构的方案进行对比分析或变参数分析存在很多局限性，这在一定程度上影响到这门课程的教学效果和学生的学习积极性。
为进一步巩固学生在课程阶段所学的理论知识，培养其独立分析和解决问题的能力，解决产品方案设计教学与结构设计教学相脱节的问题，获得产品开发的综合设计能力，笔者让学生利用ADAMS软件完成课程设计中的机械运动学及动力学的分析和设计，这改变了原来学生用图解法或解析法进行机械原理课程设计的传统做法。让学生在设计过程中得到系统的训练，这使学生变学生的被动学习为主动学习，教学效果很好。
一、虚拟样机技术――ADAMS简介
虚拟样机技术是一项新生的工程技术。借助于这项技术，工程师们可以在计算机上建立机械系统的模型，伴之以三维可视化处理，模拟在现实环境下系统的运动和动力特性，并根据仿真结果精化和优化系统的设计与过程。ADAMS是由美国MDI公司开发的一套应用最为广泛的机械系统运动学和动力学仿真分析软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟样机进行静力学、运动学和动力学分析，利用ADAMS软件建立参数化模型可以进行设计研究、试验设计和优化分析，为系统参数优化提供了一种高效开发工具。因此，利用ADAMS软件可对机械原理中凸轮机构、齿轮机构、曲柄连杆机构等常用机构的静力学、运动学和动力学特性进行仿真，使学门了解现代计算机辅助机械设计的高效、直观、快捷的特点，从而提高他们的学习积极性。
二、ADAMS在机械原理课程设计中应用
机械原理课程设计的内容和步骤如图1所示。以机械运动方案设计与解析法机构设计好机构后，可以用ADAMS进行三维运动仿真验证机构设计的合理性。
ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。同学用户在仿真过程进行中或者当仿真完成后，都可以观察主要的数据变化以及模型的运动。这些就像做实际的物理试验一样。ADAMS的仿真流程如图2所示。
1、建模：ADAMS/View是ADAMS系列产品的核心模块之一，可以像建立物理样机一样建立任何机械系统的虚拟样机。几何建模是ADAMS/View仿真分析的第一步，先要建立好几何模型（或者从CAD软件中导入）、然后用约束限制和定义ADAMS中各零件的位置和运动，模拟机械的实际运行状况。最后利用外力或运动将他们驱动。ADAMS/View支持参数化建模，以便能很容易地修改模型并用于实验研究。
2．求解：ADAMS/Solver会根据设定自行运算求解，得到如位移、速度、加速度、作用力及反作用力等信息，不但能得到最终结果，而且还可以获得计算过程中的每一步的信息。设定仿真时间及仿真步数，设定完毕后点击即可开始仿真，提交给求解器，在求解的同时，主窗口会同步显示模型的运动状况。待仿真结束我们通过可以进行动画回放模型的运动过程。
3．后处理：进入ADAMS/PostProcessor后处理模块，可以对仿真结果进行深入分析。ADAMS/PostProcessor模块主要提供了两大功能：仿真结果回放和分析曲线绘制功能。图3为一个挖土机用ADAMS建立模型后在后处理模块进行真结果回放和分析曲线绘制界面。通过仿真结果的后处理，可以：1）对进一步调试样机提供指南；2）可以通过多种方式验证仿真结果，并对仿真结果进行进一步的分析；3）可以绘制各种仿真分析曲线并进行一些曲线的数学和统计计算；4）可以通过图形和数据曲线比较不同条件下的分析结果；5）可以进行分析结果曲线图的各种编辑。
