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研究機械中機構的結構和運動，以及機器的結構、受力、質量和運動的學科。人們一般把機構和機器合稱為機械。機構是由兩個以上的構件通過活動聯接以實現規定運動的組合體。機器是由一個或一個以上的機構組成，用來作有用的功或完成機械能與其他形式的能量之間的轉換。這一學科的主要組成部分為機構學和機械動力學。
不同的機器往往由有限的幾種常用機構組成，如內燃機、壓縮機和沖床等的主體機構都是曲柄滑塊機構。這些機構的運動不同于一般力學上的運動，它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.勒洛把上述共性問題從一般力學中獨立出來，編著了《理論運動學》一書，創立了機構學的基礎。書中提出的許多概念、觀點和研究方法至今仍在沿用。1841年，英國的R.威利斯發表《機構學原理》。19世紀中葉以來，機械動力學也逐步形成。進入20世紀，出現了把機構學和機械動力學合在一起研究的機械原理。1934年，中國的劉仙洲所著《機械原理》一書出版。1969年，在波蘭成立了機構和機器原理協會，簡稱IFTOMM。
機構學的研究對象是機器中的各種常用機構，如連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、螺旋機構和間歇運動機構(如棘輪機構、槽輪機構等)以及組合機構等。它的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。機構學在研究機構的運動時僅從幾何的觀點出發，而不考慮力對運動的影響。
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節、摩擦力和機械效率、慣性力的平衡等問題。
按機械原理的傳統研究方式，一般不考慮構件接觸面間的間隙、構件的彈性或溫差變形以及制造和裝配等所引起的誤差。這對低速運轉的機械一般是可行的。但隨著機械向高速、高精度方向發展，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，又提出了機構度問題。由于航天技術以及機械手和工業機器人的飛速發展，機構度問題已越來越引起人們的重視，并已成為的*的一個組成部分。
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