机械原理教学大纲

1、机械原理课程教学大纲课程编码：0110006课程名称：机械原理英文名称：Mach ine theory学时：64学分：4课程类型：必修课程性质：专业课适用专业：机械设计制造及其自动化先修课程：画法几何与机械制图、工程材料、 理论力学、材料力学、机械加工工 艺学开课学期：4开课院系：机电工程学院一、课程的地位、目的和任务本课程地位：机械原理是培养学生具有机构运动方案设计能力的技术基础课。在机械类专业教学培养计划中是主干课程。本课程在教学内容方面应着于重基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面应重视设 计构思、创新意识和设计技能的培养。本课程目的：1掌握机构学和机械动力学的基本知识、基本理

2、论和基本技能；2初步具有拟定机械系统原理方案、分析和设计机构的能力。本课程任务：1掌握通用机械零、部件设计的原理、方法和机械设计的一般规律，具有设计典型机械传动装置和简 单机械的能力；2树立正确的设计思想和创新意识，了解本课程基本理论的创立、运用和发展；3了解国家当前的有关技术、经济政策，具有正确运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料 的能力；4了解机械零、部件常见的实验方法，获得一定的实验技能和基本训练。二、本课程与其它课程的联系本课程应在学完画法几何与机械制图、理论力学、材料力学、机械加工工艺学课程等课程以后进行，并为机械创新设计、现代制造技术等专业课打下基础。三、教学内容及要求第一

3、章绪论教学要求：（1）阐述了机械原理研究的对象和内容；（2）了解机械原理课程在教学计划中的地位以及机械原理学科的新发展。重点：本课程的性质、研究对象、学习目的、课程特点和学习方法难点：理解机构和机器的概念与区别，了解机器的组成。教学内容：第一节 本课程研究的对象及内容（一）本课程研究的对象（二）本课程研究的主要内容第二节 学习本课程的目的（一）学习本课程的目的 第三节 如何进行本课程的学习（一）如何进行本课程的学习第二章 机构的结构分析教学要求 ：（1）了解平面运动副及其分类；（2）理解平面机构运动简图；、机（ 3 ）掌握平面机构自由度的计算、自由度计算注意事项（复合铰链、局部自由度、虚约束等

4、） 构具有确定运动的条件；（4）了解平面机构的组成原理（杆组、拆杆组、杆组级别、机构级别、内副、外副） 重点：平面机构运动简图，平面机构自由度的计算。难点：拆杆组。教学内容 ：第一节 机构结构分析的内容及目的（一）机构结构分析的内容（二）机构结构分析的目的第二节 机构的组成（一）机构的含义（二）机构的组成第三节 机构运动简图（一）机构运动简图的含义（二）机构运动见图的绘制方法（三）机构运动简图的应用 第四节 机构具有确定运动的条件（一）运动的确定性（二）机构具有确定运动的条件第五节 机构自由度的计算（一）自由度的含义（二）自由度的计算方法（三）自由度的计算公式第六节 计算平面机构自由度时应注意

5、的事项（一）复合铰链（二）局部自由度（三）虚约束第三章 平面机构的运动分析（1）了解机构运动分析和力分析的目的和方法；（2）能对二级机构进行运动分析和力分析。 重点：平面机构运动分析的相对运动图解法。 难点：相对运动方程及其图解法。教学内容 ：第一节 机构运动分析的任务、目的和方法（一）机构运动分析的任务（二）机构运动分析的目的（三）机构运动分析的方法第二节 用速度瞬心法作机构的速度分析（一）速度瞬心概念（二）瞬心个数的计算方法（三）速度瞬心法速度分析第三节 用矢量方程图解法作机构的速度及加速度分析（一）用矢量方程图解法作机构的速度分析（二）用矢量方程图解法作机构的加速度分析第四节 综合运用瞬

6、心法和矢量方程图解法对复杂机构进行速度分析（一）综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进行速度分析第四章 平面机构的力分析教学要求 ：（1）掌握构件惯性力的确定；（2）用杆组法进行平面机构的力分析，茹可夫斯基杠杆法。 重点：茹可夫斯基杠杆法。难点：力分析的杆组法。教学内容 ：第一节 机构力分析的任务、目的和方法（一）机构力分析的任务（一）机构力分析的目的（一）机构力分析的方法第二节 构件惯性力的确定（一）构件惯性力的含义（二）机构惯性力的计算公式第三节 运动副中摩擦力的确定（一）摩擦力含义（二）摩擦力分析方法（三）摩擦力计算第五章 机械的效率和自锁教学要求 ：（1）了解运动副中的摩擦力及其确

7、定方法、机械效率和自锁条件； （ 2）考虑摩擦时机构力分析的方法。 重点：运动副总反力的确定。难点：考虑摩擦时机构的力分析。教学内容 ：第一节 机械的效率（一）机械的效率含义（二）机械效率的组成（三）机械效率的计算第二节 机械的自锁（一）机械自锁的含义（二）机械自锁的分析方法（三）机械自锁的种类第六章 机械的平衡教学要求 ：（1）掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法；（2）了解平面四杆机构的平衡原理。重点：动平衡计算。 难点：动平衡质径积的分配。教学内容 ：第一节 机械平衡的目的及内容（一）机械平衡的目的（二）机械平衡的内容第二节 刚性转子的平衡计算（一）刚性转子的平衡原理（二）刚性转子的平衡计

8、算第三节 转子的许用不平衡量（一）许用不平衡量（二）不平衡量的计算第七章 机械的运转及其速度波动的调节教学要求 ：（1）了解建立单自由度机械系统等效动力学模型及运动方程式的方法； （2）了解转动惯量简易计算法；（3）了解周期性及非周期性速度波动调节的基本概念。 重点：等效转动惯量、等效质量、等效力矩、等效力、飞轮转动惯量的确定。 难点：机械运动方程式的求解。教学内容 ：第一节 概述（一）机械的运转分析（二）速度波动情况分析第二节 机械的运动方程式（一）运动状态分析（二）运动状态数学表达式第三节 机械运动方程式的求解（一）机械运动方程式的求解第四节 稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节（一

9、）稳定运转状态下机械的周期性速度波动（二）稳定运转状态下机械的周期性速度调节第五节 机械的非周期性速度波动及其调节（一）机械的非周期性速度波动（二）机械的非周期性速度调节第八章 平面连杆机构及其设计教学要求 ：（1）了解铰链四杆机构的基本形式、演化和应用；（2）掌握曲柄存在条件、传动角、死点和极位、行程速比系数等有明确的概念；（3）了解实现给定连杆曲线的实验或图谱综合法。 重点：平面四杆机构的类型与应用，有关四杆机构的一些基本知识，平面四杆机构的设计。 难点：按已知几何条件和运动条件对几种主要平面机构进行运动学设计。教学内容 ：第一节 连杆机构及其传动特点（一）连杆机构特点（二）连杆机构的应用

10、第二节 平面四杆机构的类型和应用（一）平面四杆机构的类型（二）平面四杆机构的应用第三节 平面四杆机构的基本知识（一）曲柄存在条件（二）急回特性（三）压力角和传动角第四节 平面四杆机构的设计（一）平面机构设计方法第九章 凸轮机构及其设计教学要求 ：（1）了解凸轮机构的类型和应用；（2）掌握从动件的基本运动规律、凸轮机构压力角和自锁有明确的概念；（3）能合理确定盘状凸轮机构的基本尺寸及凸轮廓线的设计方法。 重点：解析法设计凸轮廓线。难点：反转法原理及其应用。教学内容 ：第一节 凸轮机构的应用和分类（一）凸轮机构的应用（二）凸轮机构的分类第二节 推杆的运动规律（一）一次多项式运动规律（二）二次多项式

11、运动规律（三）五次多项式运动规律第三节 凸轮轮廓曲线的设计（一）凸轮轮廓曲线的设计方法第四节 凸轮机构基本尺寸的确定（一）基圆半径（二）滚子半径（三）压力角第十章 齿轮传动机构及其设计教学要求 ： （1）了解齿轮机构的类型和应用；（2）掌握平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律；（3）了解共轭齿廓的求法；，掌握（ 4）深入了解渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性（定传动比、可分性、连续啮合传动条件等） 标准直齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸的关系、渐开线齿轮的展成原理、根切现象、最少齿数；（5）了解变位和变位齿轮传动的概念；（ 6）了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点。并能计算标准斜齿圆柱齿轮的几何尺寸；

12、（7）了解标准直齿圆锥齿轮传动、蜗轮蜗杆传动的特点及其基本尺寸的计算。重点：各类轮系传动比的计算。 难点：变位齿轮传动。教学内容 ：第一节 齿轮机构的特点及类型（一）齿轮机构的特点（二）齿轮机构的类型第二节 齿轮的齿廓曲线（一）齿轮的啮合原理（二）齿轮的齿廓曲线第三节 渐开线齿廓及其啮合特点（一）渐开线齿廓（二）渐开线啮合特点第四节 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸 一）渐开线标准齿轮的基本参数二）渐开线标准齿轮的几何尺寸第五节 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动一）渐开线直齿圆柱齿轮啮合原理二）渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动第六节 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动一）渐开线齿廓的切制原理二）渐开线齿廓

13、的根切现象第七节 渐开线变位齿轮简介 一）正变位 二）负变位第八节 斜齿圆柱齿轮传动 一）斜齿圆柱齿轮传动原理 二）斜齿圆柱齿轮传动类型三）斜齿圆柱齿轮传动分析第九节 直齿锥齿轮传动 一）直齿锥齿轮传动原理 二）直齿锥齿轮传动类型三）直齿锥齿轮传动分析第十节 蜗杆传动 一）蜗杆传动原理 二）蜗杆传动类型三）蜗杆传动分析第十一章 齿轮系及其设计教学要求 ：（1）了解轮系的分类和应用； （2）掌握定轴、周转及混合轮系传动比的计算；（3）了解轮系的应用和设计时应注意的问题。 重点：各类轮系传动比的计算。难点：复合轮系的分解。教学内容 ：第一节 齿轮系及其分类（一）齿轮系（二）齿轮系分类第二节 定轴轮

14、系的传动比 （一）定轴轮系含义（二）定轴轮系的传动比第三节 周转轮系的传动比周转轮系周转轮系的传动比第四节 复合轮系的传动比复合轮系 复合轮系的传动比第五节 轮系的功用轮系的功用第十二章 其他常用机构教学要求 ：（1）结合专业特点了解几种其他基本机构及新型传动机构的工作原理、运动特点及应用。 重点：棘轮机构和槽轮机构。难点：万向铰链机构、螺旋机构、凸轮式分度机构。教学内容 ：第一节 棘轮机构（一）棘轮机构的特点第二节 槽轮机构（一）槽轮机构的特点第三节 凸轮间歇运动机构（一）凸轮间歇运动机构特点第四节 不完全齿轮机构（一）不完全齿轮机构的特点第五节 星轮机构（一）星轮机构的特点第六节 非圆齿轮

15、机构（一）非圆齿轮机构的特点第七节 螺旋机构（一）螺旋机构的特点第八节 万向铰链机构（一）万向铰链机构的特点第九节 组合机构（十）组合机构的特点第十四章 机械系统的方案设计教学要求 ：（1）了解机构选型的基本知识； （2）了解运动循环图和机构组合应用的基本概念。 重点：联轴器的特性和选择，离合器的特性和选择。 难点：联轴器、离合器的工作原理。教学内容 ：机构选型方案分析第二节机械工作原理的拟定机械工作原理分析第三节执行机构的运动设计和原动机的选择执行机构的运动设计原动机的选择第四节机构的选型和变异p-f-H概述（一）机构的选型 （二）机构的变异四、教学安排及方式总学时：64学时，其中理论教学时

16、数 56学时，实验教学时数为 8学时。、教学环节 教学时数课程内容'''''讲 课实 验习 题 课上 机看或 录参 像观小 计备 注第一章绪论11第二章机构的结构分析628第三章平面机构的运动分 析66第四章 平面机构的力分析44第五章机械的效率和自锁44第六章机械的平衡426第七章机械的运转及其速 度波动的调节44第八章平面连杆机构及其设计66第九章凸轮机构及其设计44第十'早齿轮传动机构及其 设计8412第十'一早齿轮系及其设计66第十二章其他常用机构11第十四章机械系统的方案 设计22合计56864五、考核方式1考核方式：笔试闭卷考试。2成绩评定：（1）平时