机械原理主要研究机械中机构的结构和运动，以及机器的动力学等问题。以下是其主要内容和原理：
一、机构的结构分析
- 构件与运动副
- 构件是机器中独立的运动单元，可以是一个零件，也可以是由若干零件组成的刚性组合体。
- 运动副是两构件直接接触并能产生相对运动的活动连接，如转动副、移动副、高副等。
- 机构运动简图
- 用简单的线条和符号来表示机构的结构和运动情况，便于分析机构的运动特性。
- 机构的自由度计算
- 机构的自由度是指机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目。通过计算自由度可以判断机构的运动是否确定，以及是否存在冗余约束等问题。
二、机构的运动分析
- 速度瞬心法
- 利用速度瞬心来求解机构中各构件的速度关系。速度瞬心是两构件上相对速度为零的重合点。
- 矢量方程图解法
- 通过建立机构中各构件的速度和加速度矢量方程，利用图解法求解各构件的速度和加速度。
三、机器的动力学
- 力与运动的关系
- 研究机器在运转过程中力与运动的关系，包括惯性力、驱动力、阻力等对机器运动的影响。
- 机械的效率
- 衡量机器对能量的利用效率，通常用输出功与输入功的比值来表示。
- 机械的运转及其速度波动的调节
- 机器在运转过程中会由于各种因素导致速度波动，需要采取措施进行调节，如安装飞轮等。
四、常用机构的设计
- 连杆机构
- 由若干个杆件通过低副连接而成的机构，可实现各种复杂的运动规律。如四杆机构、多杆机构等。
- 凸轮机构
- 由凸轮、从动件和机架组成，通过凸轮的轮廓曲线来控制从动件的运动规律。
- 齿轮机构
- 利用齿轮的啮合来传递运动和动力，具有传动比准确、效率高等特点。
- 间歇运动机构
- 能够实现间歇运动的机构，如棘轮机构、槽轮机构等。
总之，机械原理是一门研究机械运动和动力传递的学科，它为机械设计、制造和控制提供了理论基础。
