《机械原理》课程教学大纲

1、机械原理课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：03120109课程名称：机械原理 课程英文名称：Principle of Mechanics课程所属单位：机械工程系机械基础教研室课程面向专业：机械设计制造及其自动化、包装工程、工业设计、过程装备与控制工程 课程类型：必修课 先修课程：机械制图；理论力学；工程材料及机制基础；程序设计等 学分：4 总学时：64 （其中理论学时：54 实验学时：10 ） 二、课程性质与目的机械原理是面对机械类各专业开设的一门研究机械共性问题的专业基础课，在教学计划中具有承上启下的地位和作用。它的任务是使学生掌握机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，并初步

2、具有确定机械运动方案、分析和设计机构的能力。它在培养机械类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性、培养其开发及创新能力的作用。三、课程教学内容与要求（一） 绪论 1. 教学内容与要求 （1） 本课程研究的对象及内容 （2）学习本课程的目的 （3）如何进行本课程的学习 要求明确本课程的研究对象、内容及学习本课程的目的，对机械原理学科的新发展有所了解。2. 教学重点明确本课程的研究对象、内容及学习本课程的目的。（二） 平面机构的结构分析 1. 教学内容与要求 （1）机构结构分析的内容及目的 （2）机构的组成 （3）机构运动简图 （4）机构具有确定运动的条件 （5）平面机构自由

3、度的计算 （6）计算平面机构的自由度时应注意的事项（7）机构的组成原理及平面机构的结构分类要求掌握机构运动简图的绘制，掌握平面机构的自由度的计算，了解平面机构组成的基本原理。2. 教学重点绘制常用机构的运动简图计算平面机构的自由度3. 教学难点 虚约束的判定（三）平面机构的运动分析1. 教学内容与要求 （1）机构运动分析的目的和方法 （2）速度瞬心及其在平面机构速度分析中的应用 （3）用矢量方程图解法分析机构的速度和加速度 （4）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 （5）用解析法分析机构的运动要求用瞬心法对简单低、高副机构进行速度分析，用矢量方程图解法或解析法对二级机构进行运

4、动分析。 2. 教学重点（1）用瞬心法分析机构的速度（2）用矢量方程图解法对二级机构进行运动分析 3. 教学难点 用矢量方程图解法或解析法对二级机构进行运动分析（四）平面机构的力分析 1. 教学内容与要求 （1）研究机械中摩擦的目的 （2）运动副中的摩擦 要求了解研究机械中摩擦的目的，能确定运动副中的摩擦力 2. 教学重点 运动副中摩擦力的确定 3. 教学难点 转动副中摩擦力的确定（五）机械中的摩擦和机构效率1. 教学内容与要求 （1）机械的效率 （2）机械的自锁要求了解机械效率的确定方法。掌握机械自锁条件的判定方法。了解机构的正、反行程。 2. 教学重点 机械自锁条件的判定方法 3. 教学难

5、点机械自锁条件的判定（六）机械的平衡 1. 教学内容与要求 （1）机械平衡的目的及内容 （2）刚性转子的平衡计算（3）刚性转子的平衡实验（4）刚性转子的许用不平衡量要求了解刚性转子静平衡和动平衡的原理和方法。掌握刚性转子静平衡和动平衡的条件。能进行刚性转子的平衡计算。2. 教学重点刚性转子静、动平衡的条件和计算。3. 教学难点刚性转子的动平衡计算（七）机构的运动及其速度波动调节1. 教学内容与要求（1）概述 （2）机械的运动方程式 （3）机械运动方程式的求解 （4）稳定运动状态下机械的周期性速度波动及其调节（5）机械的非周期性速度波动及其调节要求了解建立单自由度机械系统等效动力学模型及运动方程

6、式的的建立。了解周期性速度波动产生的原因及调节方法。掌握飞轮转动惯量简易计算法。了解非周期性速度波动调节的基本概念。2. 教学重点 （1）周期性速度波动产生的原因及调节方法（2）飞轮转动惯量简易计算法3. 教学难点 借助能量指示图确定最大盈亏功（八）平面连杆机构及其设计1. 教学内容与要求 （1）连杆机构及其传动特点 （2）平面四杆机构的类型和应用 （3）平面四杆机构的基本知识 （4）平面四杆机构的设计（5）多杆机构要求了解铰链四杆机构的基本形式、演化和应用。对曲柄存在条件、传动角、死点和极位、行程速比系数等有明确的概念。能按连杆三位置和连架杆三对应位置、行程速比系数设计四杆机构。2. 教学重

7、点 （1）曲柄存在条件、传动角、死点和极位、行程速比系数等概念。 （2）按行程速比系数设计四杆机构的方法3. 教学难点 按连架杆对应位置设计平面连杆机构（九）凸轮机构及其设计1. 教学内容与要求 （1）凸轮机构的应用和分类 （2）推杆的运动规律 （3）凸轮轮廓曲线的设计（4）凸轮机构基本尺寸的确定要求了解凸轮机构的类型和应用。对从动件的常用运动规律、凸轮机构压力角和自锁等概念有明确的认识。能合理确定盘状凸轮机构的基本尺寸和凸轮的廓线。 2. 教学重点（1）对心及偏置直动从动件盘状凸轮轮廓的设计（2）基圆半径的确定，滚子半径的选择及平底尺寸的确定。 3. 教学难点摆动从动件盘状凸轮廓线的设计（十

8、）齿轮机构及其设计1. 教学内容与要求（1）齿轮机构的应用及分类 （2）齿轮的齿廓曲线 （3）渐开线齿廓的啮合特点 （4）渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸 （5）渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 （6）渐开线齿轮的变位修正 （7）斜齿圆柱齿轮传动（8）蜗杆传动 （9）圆锥齿轮传动要求了解齿轮机构的类型和应用。掌握平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律。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）。掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸的计算。理解渐开线轮齿的展成原理、根切现象、最少齿数。理解变位和变位齿轮传动的概念。了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点，并能计算标

9、准斜齿圆柱齿轮的几何尺寸。了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点及其基本尺寸的计算。了解蜗轮蜗杆的传动特点。 2. 教学重点 （1）标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算。 （2）渐开线轮齿的根切现象，最少齿数和变位齿轮的概念。 3. 教学难点斜齿、圆锥齿轮当量齿数的概念。（十一）齿轮系及其设计 1. 教学内容与要求 （1）轮系及其分类 （2）定轴轮系的传动比 （3）周转轮系的传动比 （4）复合轮系的传动比 （5）轮系的功用 （6）行星轮系的效率（自学） （7）行星轮系的类型选择及设计的基本知识（自学） （8）其他新型行星齿轮传动简介要求了解轮系的分类和应用。掌握定轴、周转、混合轮系传动比的计算。了

10、解渐开线少齿差、摆线针轮行星传动。 2. 教学重点掌握定轴、周转、复合轮系传动比的计算。3. 教学难点复合轮系传动比的计算（十二）其他常用机构 1. 教学内容与要求 （1）棘轮机构 （2）槽轮机构 （3）擒纵轮机构 （4）凸轮式间歇运动机构 （5）不完全齿轮机构 （6）非圆齿轮机构 （7）螺旋机构 （8）万向铰链机构 （9）组合机构要求了解其他常用机构的类型、工作原理和应用。 2. 教学重点 棘轮机构和槽轮机构的组成、工作特点、类型和应用。 3. 教学难点 棘轮机构和槽轮机构主要工作参数的确定。四、学时分配学时分配表序号教学内容（按章填写）学时课堂讲授实验课习题课讨论课其它1第一章、绪论22第

11、二章、机构的组成、机构自由度计算、机构运动简图423第三章、用瞬心法分析速度；用图解法、解析法作机构的运动分析514第四章、平面机构的力分析25第五章、机械的效率；机械的自锁46第六章、机械的平衡；机构动平衡实验227第七章、机械运动方程式；周期性速度波动的调节48第八章、平面四杆机构的基本知识；平面四杆机构的设计519第九章、凸轮轮廓曲线的设计；凸轮机构基本尺寸的确定610第十章、渐开线直、斜、锥齿轮啮合传动；蜗杆传动11511第十一章、定轴、周转、复合轮系的传动比的计算5112第十二章、其它常用机构11小计51103比例80%15.6%4.4%合计64实验学时分配表序号实验项目（或内容）名

12、称实验学时实验类型每组实验人数说明验证性设计性综合性其它1常用机构现场教学2152机构运动简图绘制223齿轮范成实验224机构运动方案创新设计245典型机构及机构系统的分析1156工业机器人认知115小计10424五、教学环节与教学要求：1.课堂讲授 课堂讲授应用多种媒体结合、采用启发式的教学方法授课。在有关章节，要求学生采用计算机辅助设计。2.实验详见实验教学大纲。3.课程设计 结合一个简单的机械系统，综合运用所学理论，使学生受到确定机构运动方案的初步训练。要求进行机械的综合，并对传动方案中二三个基本机构进行运动学设计以及运动和传动性能的分析和校核。通过设计，提高学生机构运动简图的设计能力；

13、利用技术资料、用计算机进行计算和绘图的能力以及编写设计说明书的能力。 要求每个学生绘制二三张图纸，设计说明书一份，参加课程设计答辩。课程设计单独评分。 设计内容包括：1机构系统传动方案的选择与确定。2制定机构运动循环图。3机构运动简图的设计。4飞轮设计5连杆机构设计与分析6凸轮机构设计7齿轮设计8其他常用机构的设计4.习题课 通过习题课教学，使学生对相关章节的基本理论、基本知识有更深刻的理解，起到举一反三的作用。其方式是教师演讲与学生讨论相结合。5.作业布置作业是教学环节的一个重要组成部分。学生通过完成一定量的作业，可进一步巩固课堂所学的基本理论和基本知识、开拓思路和视野。 作业布置情况如下： 第二章：4题 第三章：5题 第四章：2题 第五章：3题 第六章：2题 第七章：2题 第八章：8题 第九章：3题 第十章：5题 第十一章：7题六、课程考核办法 闭卷。 成绩评定： 平时（作业、实验）：30% ； 考试：70%七、教材与主要参考书 教材： 1孙桓、陈作模主编.机械原理.第六版.北京：高等教育出版社，2000主要参考书：