机械原理教学大纲

1、机械原理（机械类）课程教学大纲本课程的基本信息1、课程代码：05200802、课程名称：机械原理/theory of machines and mechanisms3、学时/学分：66/84、先修课程：工程制图，理论力学，计算机应用基础等 5、面向专业：机械设计制造及自动化等机械类专业6、开课院（系）：机电学院、航海学院7、教材、教学参考书：教材：机械原理（第六、七版），孙桓等主编，高等教育出版社，2006教学参考书：机械原理作业集（第二、三版），葛文杰主编，高等教育出版社，2006机械原理学习指南（第四、五版），陈作摸主编，高等教育出版社，2006机械原理网络课程，葛文杰主编，高等教育出版社

2、，2006本课程的性质、目的和任务 机械原理是高等工业学校本科机械类专业教学计划中的一门必修的技术基础课。本课程主要研究各种机械的一般共性问题，即研究机构的组成原理、机构运动学及机器动力学等；研究各种机器中常用机构的运动及动力性能分析与设计方法和机械传动系统方案设计的问题。本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习，掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能，并初步具有拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。它在培养高级工程技术人才的全局中，具有增强学生对机械技术工作的适应能力和开发创造能力的作用。理论教学内容和基本要求1课程理论教学内容    

3、;                        绪论                           &

4、#160;                     1学时机械原理研究的对象和内容学习机械原理课程的目的和方法机械原理学科发展概貌。      机构的结构分析                 

5、;                      3学时 机构结构分析的内容及目的机构的组成、机构运动简图及机构具有确定运动的条件平面机构与空间机构的自由度计算及应注意的事项平面机构的组成原理、结构分类及结构分析虚约束对机构工作性能的影响及机构结构的合理设计 平面机构的运动分析         

6、;                           4学时 机构运动分析的任务、目的和方法用速度瞬心法作机构的速度分析用矢量方程图解法作机构的速度及加速度分析用解析法（复数法或矩阵法）作机构的运动分析。 平面机构的力分析           &#

7、160;                          4学时作用在机械上的力构件惯性力的确定（质量代换法）运动副中摩擦的概念、摩擦力的计算和总反力方向的确定考虑摩擦时机构的受力分析 机械的效率和自锁            &

8、#160;                         3学时机械的效率和自锁的概念机械与机组的机械效率计算机械自锁条件的确定 机械的平衡                   

9、                         2学时机械平衡的目的刚性转子的静平衡计算和动平衡计算刚性转子的静平衡和动平衡实验转子的许用不平衡量概念平面四杆机构平衡的基本概念。 机械的运转及其速度波动的调节            

10、60;             5学时机械运转过程的三个阶段机械上的驱动力与工作阻力的特性机械系统的等效动力学模型机械运动方程式的建立和求解机械周期性速度波动产生的条件、程度描述及其调节方法机械非周期性速度波动及其调节原理 平面连杆机构及其设计                   

11、0;              5学时连杆机构及其传动特点平面四杆机构的基本型式及其演化和应用平面四杆机构有曲柄条件、急回运动、传动角及死点、连杆曲线和运动连续性等连杆机构设计的基本问题用图解法设计四杆机构的方法用解析法设计四杆机构的方法用实验法设计四杆机构的方法 凸轮机构及其设计                 &#

12、160;                    4学时凸轮机构的应用、分类和特点推杆运动规律的名词术语、常用运动规律及选择的原则用图解法和解析法设计凸轮的轮廓曲线凸轮机构的受力分析、压力角的概念及意义凸轮基圆半径、滚子半径和平底长度等基本尺寸的确定 齿轮机构及其设计            

13、                          8学时 齿轮机构的应用及分类齿廓啮合基本定律和渐开线齿廓及其啮合特点渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸渐开线标准直齿轮的正确啮合条件、中心距和连续啮合的条件渐开线标准直齿轮切制与齿轮的变位修正的概念；平行轴斜齿圆柱齿轮传动啮合特性及其几何尺寸计算蜗杆传动和圆锥齿轮传动的特点和几何尺寸计算 齿轮系及其设计&#

14、160;                                       4学时齿轮系的分类及功用定轴轮系、周转轮系和复合轮系的传动比计算行星轮系的效率和行星轮系选型即各轮齿数的确定 其他常用机构  

15、;                                        3学时棘轮、槽轮、螺旋及万向铰链机构的工作原理、运动特点和设计要点擒纵轮、凸轮式间歇运动机构和不完全齿轮机构的工作原理和运动特点组合机构的

16、概念、类型及运动特点简介。 *工业机器人机构及其设计（选讲内容）                    4学时工业机器人的组成工业机器人操作机的分类及主要技术指标机器人操作机的运动分析机器人操作机的静力和动力分析工业机器人操作机机构的设计 机械传动系统的方案设计 （安排在课程设计中讲授）      （4学时） 机械传动系统方案设计的内容机械工作原理

17、的拟定、执行构件的运动设计和原动机的选择机构的选型、机构的变异和组合机械传动系统方案的拟定机械传动系统设计举例                 2、理论教学的基本要求1）明确本课程研究的对象和内容，以及在培养高级工程技术人才全局中的地位、任务和作用；对机械原理学科的发展趋势有所了解。2）明确机构组成的概念；能绘制常用机构的机构运动简图和计算平面机构的自由度，了解空间机构的自由度计算和平面机构的组成原理。3）用图解法和解析法对级机构进行运

18、动分析，特别是能运用计算机进行机构的运动分析。4）了解作用在机械中的力的分类，掌握运动副中摩擦力的计算方法和总反力方向的确定。5）明确机械效率和自锁的概念，能确定机构的瞬时机械效率和机构的自锁条件。6）明确机械平衡的目的，掌握刚性转子的静平衡和动平衡的条件、平衡原理和方法，了解平面四杆机构的平衡原理。7）掌握建立单自由度机械系统的等效动力学模型及运动方程式的方法，会求解力为函数时的运动方程式；了解飞轮的调速原理和特点，掌握飞轮转动惯量的简易计算方法；了解非周期性速度波动调节的基本概念。8）了解平面四杆机构的基本型式及其演化，对曲柄存在条件、急回运动（极位和极位夹角）和行程速比系数、压力角、传动

19、角、死点及运动连续性，有明确的概念，掌握四杆机构的设计方法。9）了解凸轮机构的类型和应用，对推杆的运动规律，凸轮机构的压力角及自锁有明确的概念，能确定盘形凸轮机构的基本尺寸；掌握盘形凸轮廓线的设计方法。10）了解齿轮机构的类型和应用；掌握齿廓啮合基本定律，深入了解渐开线直齿圆柱轮传动的啮合特性；掌握标准直齿圆柱齿轮传动的基本参数和几何尺寸的计算方法；了解渐开线齿轮的展成原理和根切、最少齿数、变位、变位齿轮传动等概念；了解平行轴斜齿圆柱齿轮传动的啮合特点，掌握标准斜齿轮传动几何尺寸的计算方法；了解标准直齿轮圆锥齿轮的传动特点及几何尺寸的计算方法；对蜗轮蜗杆的传动特点有所了解。 

20、0;  11）了解轮系的分类和应用；掌握定轴轮系、周转轮系和复合轮系传动比的计算方法；了解行星轮系的选型、效率和齿轮数的选取等基本知识。   12）了解四至六种其他常用机构的工作原理，运动特点及其应用，了解组合机构的概念、类型及运动特点。* 13）了解工业机器人的组成及其操作机的分类和主要技术指标，了解机器人操作机的位姿正解与位姿逆解的方法和工业机器人操作机机构设计的内容及要点。 14）掌握机构选型的基本知识，了解机构的组合和变异，了解运动循环图的基本概念。实践教学内容及基本要求1设计训练内容及基本要求（1）机械原理计算机辅助分析与设计大作业  

21、;           课外 25个机时 大作业内容为平面连杆机构的运动分析和凸轮机构的设计。大作业的基本要求为每生安排25个上机机时，三人为一组，运用解析法并通过编程（运用标准子程序）进行上机计算求解，完成上述两个大作业，即一套计算程序，每人一套结果和编制一份设计计算说明书。以培养学生应用计算机能力和计算机辅助机构分析与设计的能力。（2）机械原理课程设计           

22、                        12学时机械原理课程设计题目为教师命题或学生自选的题目，也可以是学生参加机械创新设计大赛参赛题目，其内容主要为机械运动方案设计方面的内容。其设计的基本要求为：根据设计要求，确定机械运动方案、设计运动循环图、主要机构以及进行设计方案分析与评价。完成相应的机械系统运动方案的机构运动简图和编制一份设计说明书。通过设计，使学生受

23、到确定机械运动方案的初步训练、并初步具有确定机械运动方案和分析及设计的能力以及机械运动方案创新设计的能力。2实验教学内容及基本要求  6学时实验内容主要有以下三个系列：现代机械认知及机构运动简图测绘与分析                  1）现代机械认知（必修）1学时2）机构运动简图测绘与分析（必修） 2学时                        机械的运动参数及动力参数的测定及性能测试研究1）凸轮机构的运动及动力参数测定（必修） 1学时   &