機械動力學包括什麼

1. 機械動力學的分類

按其將自然界中不同能量轉變為機械能的方式可以分為風力機械、水力機械和熱力發動機3大類。
風力機械 有風帆、風車（風力機）、風磨等。20世紀出現直接應用風力的發電裝置，但受到自然風區分布的限制。一般認為風速應大於 4米/秒才有利用價值。據估計，地球上蘊有風能約達10吉瓦，已經利用的不及百分之一，故風能大有開發的前景。 熱力發動機包括蒸汽機、汽輪機、內燃機(汽油機、柴油機、煤氣機等)、熱氣機、燃氣輪機、噴氣式發動機等。在工業、農業、交通、采礦、兵工等部門，內燃機的應用最為廣泛。船舶、機車、汽車、拖拉機、物料搬運機械、土方機械、坦克、排灌機械、摩托車、電影放映機、航空模型、小型發電裝置無不以內燃機為動力。
①汽油機：以汽油為燃料，採用電點火，轉速一般在3000～6000轉/分，甚至高達每分萬轉。功率由幾百瓦至幾百千瓦。在農林方面廣泛用作採茶機、割草機、機鋤、噴葯機、割灌機、機鋸等的動力；在交通方面用作摩托車、汽車、小艇的動力。此外，用於通信和電影放映機的小型發電機組，采礦用鑿岩機、建築用打夯機等，無不以小型汽油機作動力。早期的飛機曾以大型汽油機為動力，後已基本上為渦輪機，特別是噴氣式發動機所取代。汽油機的排放物對人類環境的污染毒害十分嚴重。
②柴油機：以柴油為燃料，利用壓縮熱自燃，轉速一般在百餘轉至五、六千轉每分，功率由幾千瓦至數萬千瓦。廣泛用作汽車、拖拉機、坦克、船舶、軍艦、機車、發電機組、物料搬運機械、土方機械等的動力。60年代以來，由於世界性的石油危機，以及柴油機具有較高的熱效率，柴油機的應用范圍也日益擴大。一些過去採用汽油機的領域，如小轎車、輕型卡車等採用柴油機作動力的日漸增多。
③煤氣機：以煤氣、天然氣和其他可燃氣體為燃料，有採用電點火的，也有採用噴入少量柴油壓燃引火的。由於氣體燃料來源的限制，加上煤氣機本身體積大、攜帶困難等原因，它的應用遠不及汽油機、柴油機廣泛。煤氣機大多應用於固定式動力裝置，但也有將氣體燃料裝囊，或液化裝瓶以用於運輸車輛的，但因使用不便，未能推廣。
④蒸汽機：把蒸汽中的熱能轉化為機械能的熱力裝置。

2. 機械動力學的課程

課程代碼：X020509
學分/學時：2.0 /54
開課時間：秋
課程名稱：機械動力學
開課學院：機械與動力工程學院
任課教師：郭為忠
面向專業：機械學·機械工程各專業
預修課程：機械原理, 理論力學,,材料力學
課程內容簡介：
中文：該課程為機械工程研究生選修課，介紹機械動力學的基本知識，包括轉子動力學、機構平衡、凸輪機構動力學、運動彈性動力學、機械繫統動力學、多剛體動力學等。該課程有助於學生理解、分析並改進現代機器的動態性能。
英文：This course is an elective course for graate students. It provides an introction to the basic knowledge of mechanical dynamics. The dynamics of the rotors, the balancing of the mechanisms, the cam dynamics, the kineto-elasto dynamics, the dynamics of mechanical systems, and multi-rigid-body dynamics are included. It helps the students understand, analyze and improve the dynamic performances of modern machines.
教學大綱：
Week 1 緒論
Week 2平面機構的平衡
Week 3單自由度機械繫統動力學
Week 4多自由度機械繫統動力學
Week 5計算多體動力學簡介
Week 6回轉體機械動力學
Week 7連桿機構彈性動力學
Week 8凸輪機構彈性動力學
Week 9機械繫統彈性動力學

3. 機械動力學的研究內容

1.在已知外力作用下求具有確定慣性參量的機械繫統的真實運動規律。為了簡化問題，常把機械繫統看作具有理想、穩定約束的剛體系統處理。對於單自由度的機械繫統，用等效力和等效質量的概念可以把剛體系統的動力學問題轉化為單個剛體的動力學問題；對多自由度機械繫統動力學問題一般用拉格朗日方程求解。機械繫統動力學方程常常是多參量非線性微分方程，只在特殊條件下可直接求解，一般情況下需要用數值方法迭代求解。許多機械動力學問題可藉助電子計算機分析。計算機根據輸入的外力參量、構件的慣性參量和機械繫統的結構信息，自動列出相應的微分方程並解出所要求的運動參量。
2.分析機械運動過程中各構件之間的相互作用力。這些力的大小和變化規律是設計運動副的結構、分析支承和構件的承載能力以及選擇合理潤滑方法的依據。在求出機械真實運動規律後可算出各構件的慣性力，再依據達朗伯原理用靜力學方法求出構件間的相互作用力。
3.研究回轉構件和機構平衡的理論和方法。平衡的目的是消除或減少作用在機械基礎上周期變化的振顫力和振顫力矩。對於剛性轉子的平衡已有較成熟的技術和方法：對於工作轉速接近或超過轉子自身固有頻率的撓性轉子平衡問題，不論是理論和方法都需要進一步研究。
平面或空間機構中包含有往復運動和平面或空間一般運動的構件。其質心沿一封閉曲線運動。根據機構的不同結構，可以應用附加配重或附加構件等方法全部或部分消除其振顫力。但振顫力矩的全部平衡較難實現。優化技術應用於機構平衡領域已經取得較好的成果。
4.研究機械運轉過程中能量的平衡和分配關系。這包括：機械效率的計算和分析；調速器的理論和設計；飛輪的應用和設計等。
5.機械振動的分析研究是機械動力學的基本內容之一。它已發展成為內容豐富、自成體系的一門學科。 6.機構分析和機構綜合一般是對機構的結構和運動而言，但隨著機械運轉速度的提高，機械動力學已成為分析和綜合高速機構時不可缺少的內容。

4. 機械動力學概述

機械動力學是機械原理的主要組成部分，它主要研究機械在運轉過程中的受力情況，機械中各構件的質量與機械運動之間的相互關系等等，是現代機械設計的理論基礎。 研究機械運轉過程中能量的平衡和分配關系。
為了簡化問題，常把機械繫統看作具有理想、穩定約束的剛體系統處理。對於單自由度的機械繫統，用等效力和等效質量的概念 ，可以把剛體系統的動力學問題轉化為單個剛體的動力學問題；對多自由度機械繫統動力學問題一般用拉格朗日方程求解。
機械繫統動力學方程常常是多參量非線性微分方程，只在特殊條件下可直接求解，一般情況下需要用數值方法迭代求解。許多機械動力學問題可藉助電子計算機分析。
機械運動過程中，各構件之間相互作用力的大小和變化規律是設計運動副的結構、分析支承和構件的承載能力 ，以及選擇合理潤滑方法的依據。在求出機械真實運動規律後可算出各構件的慣性力，再依據達朗貝爾原理，用靜力學方法求出構件間的相互作用力。
平衡的目的是消除或減少作用在機械基礎上周期變化的振顫力和振顫力矩。對於剛性轉子的平衡已有較成熟的技術和方法：對於工作轉速接近或超過轉子自身固有頻率的撓性轉子平衡問題，不論是理論和方法都需要進一步研究。
平面或空間機構中包含有往復運動和平面或空間一般運動的構件 ，其質心沿一封閉曲線運動。根據機構的不同結構，可以應用附加配重或附加構件等方法，全部或部分消除其振顫力。但振顫力矩的全部平衡較難實現。
機械運轉過程中能量的平衡和分配關系包括：機械效率的計算和分析，調速器的理論和設計，飛輪的應用和設計等。
機械振動的分析是機械動力學的基本內容之一， 現已發展成為內容豐富、自成體系的一門學科。
機構分析和機構綜合一般是對機構的結構和運動而言，但隨著機械運轉速度的提高，機械動力學已成為分析和綜合高速機構時不可缺少的內容。
近代機械發展的一個顯著特點是 ，自動調節和控制裝置日益成為機械不可缺少的組成部分。機械動力學的研究對象已擴展到包括不同特性的動力機和控制調節裝置在內的整個機械繫統，控制理論已滲入到機械動力學的研究領域。
在高速、精密機械設計中，為了保證機械的精確度和穩定性，構件的彈性效應已成為設計中不容忽視的因素。一門把機構學、機械振動和彈性理論結合起來的新的學科——運動彈性體動力學正在形成，並在高速連桿機構和凸輪機構的研究中取得了一些成果。
在某些機械的設計中，已提出變質量的機械動力學問題。各種模擬理論和方法以及運動和動力參數的測試方法，日益成為機械動力學研究的重要手段。
機械原理的主要組成部分。它研究機械在運轉過程中的受力、機械中各構件的質量與機械運動之間的相互關系，是現代機械設計的理論基礎。
內容 機械動力學研究的內容包括6個方面。
①在已知外力作用下求具有確定慣性參量的機械繫統的真實運動規律。為了簡化問題，常把機械繫統看作具有理想、穩定約束的剛體系統處理。對於單自由度的機械繫統，用等效力和等效質量的概念可以把剛體系統的動力學問題轉化為單個剛體的動力學問題；對多自由度機械繫統動力學問題一般用拉格朗日方程求解。機械繫統動力學方程常常是多參量非線性微分方程，只在特殊條件下可直接求解，一般情況下需要用數值方法迭代求解。許多機械動力學問題可藉助電子計算機分析。計算機根據輸入的外力參量、構件的慣性參量和機械繫統的結構信息，自動列出相應的微分方程並解出所要求的運動參量。
②分析機械運動過程中各構件之間的相互作用力。這些力的大小和變化規律是設計運動副的結構、分析支承和構件的承載能力以及選擇合理潤滑方法的依據。在求出機械真實運動規律後可算出各構件的慣性力，再依據達朗伯原理用靜力學方法求出構件間的相互作用力。
③研究回轉構件和機構平衡的理論和方法。平衡的目的是消除或減少作用在機械基礎上周期變化的振顫力和振顫力矩。對於剛性轉子的平衡已有較成熟的技術和方法：對於工作轉速接近或超過轉子自身固有頻率的撓性轉子平衡問題，不論是理論和方法都需要進一步研究。
平面或空間機構中包含有往復運動和平面或空間一般運動的構件。其質心沿一封閉曲線運動。根據機構的不同結構，可以應用附加配重或附加構件等方法全部或部分消除其振顫力。但振顫力矩的全部平衡較難實現。優化技術應用於機構平衡領域已經取得較好的成果。
④研究機械運轉過程中能量的平衡和分配關系。這包括：機械效率的計算和分析；調速器的理論和設計；飛輪的應用和設計等。
⑤機械振動的分析研究是機械動力學的基本內容之一。它已發展成為內容豐富、自成體系的一門學科。
⑥機構分析和機構綜合一般是對機構的結構和運動而言，但隨著機械運轉速度的提高，機械動力學已成為分析和綜合高速機構時不可缺少的內容。
展望 近代機械發展的一個顯著特點是自動調節和控制裝置日益成為機械不可缺少的組成部分。機械動力學的研究對象已擴展到包括不同特性的動力機和控制調節裝置在內的整個機械繫統，控制理論已滲入到機械動力學的研究領域。在高速、精密機械設計中，為了保證機械的精確度和穩定性，構件的彈性效應已成為設計中不容忽視的因素。一門把機構學、機械振動和彈性理論結合起來的新的學科──運動彈性體動力學 (KED)正在形成，並在高速連桿機構和凸輪機構的研究中取得了一些成果。考慮運動副中間隙和摩擦的機械動力學問題,有待於進一步深入研究。在某些機械的設計中，已提出變質量的機械動力學問題。各種模擬理論和方法以及運動和動力參數的測試方法，日益成為機械動力學研究的重要手段。

5. 機械動力學主要學些什麼出來後可以從事什麼專業，此專業是否有前途，請詳細解答謝謝

一、機械動力學性質
1. 機械：機構、機器的總稱。
（機械原理） 2.動力學：研究剛
體運動及受力關系的學科。 動力
學正問題—已知力（力矩）求運
動； 動力學反（逆）問題—已知
運動求力（力矩）。
F = ma
機械動力學：是研究機械在力作
用下的運動、 機械在運動中產生
的力（力矩）的科學。
例：
ω
M
v
F
機構組成性質：曲柄、急回。 若
已知力（力矩），當機構處於平
衡狀態時，求力 矩（力） --機械
靜力學問題。 若已知M、F，求
ω、v時—機械動力學。
二、機械動力學研究內容
1. 描述機械有那些基本參數 1）
機構參數：幾何參數（桿長）；
物理參數（質量 m，轉動慣量
J）。 2）運動參數：轉角θ、
ω、α、s、v、a。 3）力矩M、力
F。
2. 內容 1）已知機械的物理、幾
何參數進行動力學分析。 a、已
知力求運動；b、已知力求運
動。 可表示為：f ( F , M ) g (l , m,
J , v, a, ω , α ) 2）已知運動、受力
求結構 這是機械設計研究問題，
一般實際做法是先 設計後校核，
少數情況是直接求設計參數。
例：求支點最佳位置。
如果梁靜止為靜力學問題； 如果
梁有慣性運動為動力學問題。
q
3）具體章節內容 單自由度運動
學方程的建立 二自由度運動學方
程的建立，如差動輪系、五桿機
構 多自由度運動學方程的建立，
如機械手臂、機器人等
理想情況下（無摩擦變形等） 考
慮摩擦，如鉸鏈、關節處摩擦 考
慮彈性變形，如桿變形、並聯柔
性機器人 變質量問題，如推土機
工作過程、火箭發射過程 有間隙
情況下動力學研究，不詳講述
三、 研究對象--以機械為研究對
象
三大典型機構 連桿機構 凸輪機
構 齒輪機構 組合機構
四、其它
1. 學習機械動力學目的、意義 學
習動力學分析問題的思想和基本
方法，能夠 解決一般動力學問
題。 2.教材（見前言） 3.考核方
式 開卷。
第一章 單自由度的機械繫統動力
學分析
§1-1 利用動態靜力法進行動力學
分析 一、思路
動靜法：根據達朗貝爾原理將慣
性力計入靜力平衡 方程，求出為
平衡靜載荷和動載荷而需在原動
件上 施加的力（力矩）。平衡方
程包括：慣性力、載荷、 約束反
力和驅動力（力矩）。 ※用靜力
平衡方程解決動力學問題 基本方
程為： F = ma M = Jα
M 1 (驅) 解：利用動靜法拆開機
構 輪1：有反作用力R，慣性力
矩 J11 輪2：有反作用力R，慣性
力矩 J 2 2 則有方程： M Rr J = 0
1 1 1 1 M 2 Rr2 J 22 = 0
二、典型實例 例1：已知：z1 ,
z2 , J! , J 2 , M 1 , M 2 求：角加速
度 1
r1 r2
M 2 (阻)
得
M 1 M 2 ( z1 / z2 ) 1 = J1 + J 2
( z1 / z2 ) 2
結論：1、加慣性力（力矩） 2、
約束反力 3、

詳細可以去網路文庫找，，
專業就是機械化工程之類的，，主要是工程，

6. 機械動力學的介紹

機械動力學是機械原理的主要組成部分。它研究機械在運轉過程中的受力、機械中各構件的質量與機械運動之間的相互關系，是現代機械設計的理論基礎。研究機械運轉過程中能量的平衡和分配關系。主要研究的是：在已知外力作用下，求具有確定慣性參量的機械繫統的真實運動規律 ；分析機械運動過程中各構件之間的相互作用力；研究回轉構件和機構平衡的理論和方法；機械振動的分析；以及機構的分析和綜合等等。