《机械原理》教学大纲（本科）

《机械原理》教学大纲注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。课程英文名TheoryofMachinesandMechanisms课程代码01M0027学分3总学时48理论学时42实验/实践学时6课程类别学科基础课程性质必修先修课程工程图学、理论力学、大学物理适用专业机械设计制造及其自动化、机械电子等开课学院机电工程学院执笔人审定人制定时间2020年12月一、课程地位与课程目标（一）课程地位《机械原理》是针对机械设计制造及其自动化、机械电子工程等专业本科开设的机械大类技术基础课程，为机械运动方案设计提供理论基础。《机械原理》以机械为对象，研究机械的共性问题，该课程理论与实验相结合，主要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，培养学生分析和设计基本机构与初步拟定机械运动方案的能力。它是以高等数学、普通物理、机械制图及理论力学等课程为基础，同时为后续学习机械设计和有关专业课程以及掌握新的科学技术打好工程技术的理论基础，并能使学生受到一些必要的、严格的基本技能和创造思维训练。机械原理在培养高级技术人才的全局中，不仅能够培养解决机械工程领域复杂工程问题所需要的专业知识和专业技能，而且能够培养学生良好的工程素质及创新能力，以及严谨认真的工作作风，良好的职业道德以及团队合作精神和沟通能力，以增强学生对机械技术工作的适应能力和开发创新能力。（二）课程目标.掌握机构学、机构运动学、动力学分析与设计的基本理论、基本知识和基本方法；理解知识的内涵和价值，培养良好的价值观和理想信念；（支撑指标点1.3/H）.能够运用机构学基本理论知识和方法，对常用机构进行相关参数设计与性能分析，在设计中培养学生严谨认真的工作作风（支撑指标点2.2/H）.能够结合实际需求,具备初步拟定机械系统传动方案的能力，培养学生创新设计能力和课程知识综合运用能力以及团队合作精神和沟通能力；（支撑指标点3.1/H）.掌握操作实验仪器设备进行机构性能参数测定的方法，能对典型机构进行分析和建立典型机构系统原型，具有一定的实验数据分析处理能力，培养学生勇于探索、实事求是的实践精神。（支撑指标点4.2/H）二、课程目标达成的途径与方法《机械原理》课程教学以课堂教学为主，采用线上线下混合教学模式，结合自主学习、实验教学、小组讨论、课外作业、大作业等，针对通用机械系统，学习机械系统常用机构设

五、课程期末考试试卷设计方案课程目标具体内容・考察点占比期末期末备注1掌握机构学、机构运动学、动力学分析与设计的基本理论、基本知识和基本方法；（支撑指标点1.3/H）机构自由度计算与简图绘制机构运动学分析方法的应用机械的受力分析方法机械运动速度波动调节的方法机械的静平衡与动平衡方法机械运动中自锁的判断40%题型：填空题、选择题、简答题难度分为：容易、中等偏易、中等偏难三个等次，其比例构成近似为30：40：302能够运用机构学基本理论知识和方法，对常用机构进行相关参数设计与性能分析；（支撑指标点2.2/H）连杆机构及其设计凸轮机构及其设计齿轮机构及其设计轮系及其设计其它常用机构55%题型：作图题、计算题难度分为：容易、偏难、难四个等次，其比例构成近似为30：40：303培养学生课程知识综合运用能力、团队合作能力和自主学习的意识，能够结合实际设计需求，掌握机械系统抽象为机构进行分析的方法，初步建立针对工程中的实际问题拟定机械系统传动方案的能力。（支撑指标点3.1/H）机械系统的方案设计机械产品开发流程5%题型：设计题难度：中等偏难计方法与机械传动方案设计。培养学生运用工程基础知识和机械设计专业知识，分析和解决机械工程领域复杂工程问题的能力。（1）课堂教学主要讲述机械设计的基本概念，基本原理、计算和设计方法。结合实际课程内容，将机械工程实例融入理论教学中，使学生能够更加容易理解抽象的理论知识，提高学习机械的兴趣，熟悉机械系统分析与设计的理论知识体系，形成良好的思维方式和学习方法。在课堂教学中，充分引入互动环节，提高教学效果。（2）针对某些较为容易或先期讲解较为充分的知识点，列出部分内容作为学生自主学习环节，训练，培养学生自主学习意识和创新能力。（3）根据课程内容难度和重要性，适当安排线上学习内容和小组讨论内容，培养自学能力以及知识应用能力。（4）设计验证性、设计性实验，采用实验教学方式，训练实验技能，培养理论知识的应用能力、实验数据分析和处理能力和团队协作能力。三、课程目标与毕业要求的对应关系注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求1工程知识毕业要求2问题分析毕业要求3设计开发解决方案毕业要求4研究课程目标1H课程目标2H课程目标3M课程目标4H四、课程主要内容与基本要求知识点主要内容基本要求L机械系统简述①机械发展历史L1②机械设计的基本概念L22.机构的结构分析①机构的组成及分类L2②机构运动简图L3③机构自由度的计算及注意事项L33.平面机构的运动分析①机构运动分析目的和方法L1③图解法作机构的运动分析L34.平面机构的力分析①机构力分析的任务、目的和方法L1②构件惯性力、摩擦力的确定L3④机构的受力分析L3

注：基本要求：L1-理解，L2-掌握，L3-熟练掌握

5.机械的效率、自锁①机械的效率L1②机械的自锁L26.机械的平衡①机械的平衡内容L1②机械的平衡计算L37.机械的运转及其速度波动调节①机械的运动方程式及求解L1②机械的周期性速度波动及其调节L38.连杆机构及其设计①连杆机构的传动特点、类型、应用、特性L1②平面四杆机构的基本知识L2③平面四杆机构的设计L39.凸轮机构及其设计①凸轮机构的应用及分类L2②推杆的运动规律L3③凸轮轮廓曲线的设计及尺寸确定L310.齿轮机构及其设计①齿轮机构的特点及类型L1②齿轮的渐开线齿廓曲线及啮合特点L2③渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸L3④渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动L3⑤渐开线齿廓的切制原理与根切现象、变位齿轮概念L2⑥斜齿圆柱齿轮传动L3⑦直齿锥齿轮传动、L2⑧蜗轮蜗杆传动L211.齿轮系及其设计①轮系及传动比概念L1②定轴与周转轮系传动比的计算L3③复合轮系传动比计算和轮系的应用L312.其他常用机构①棘轮机构、槽轮机构、擒纵机构、凸轮式间歇运动机构、不不完全齿轮机构特点和应用等L2②星轮机构、非圆齿轮机构、螺旋机构、带有挠性元件的传动机构、组合机构、含有某些特殊元器件的广义机构特点L2②机械的周期性速度波动及其调节L314.机械系统的方案设计①机械工作原理的拟定L2⑤机构的创新设计L2五、课程学时安排

章节号教学内容学时分配学生任务对应课程目标作业要求自学要求讨论第1章机械系统简述机械发展历史机械设计的基本概念课程地位、任务、基本要求2课前自学机械的发展现状和趋势1:日常生活中常见一种机械运动原理分析课程目标3第2章机构的结构分析2.1机构的组成及分类2.2机构运动简图22-102-11课前自学机构基本概念和组成分析、工程图表达方法课程目标1机构自由度的计算及注意事项平面机构的组成原理与结构分析22-122-17课前自学自由度的概念与结构分析第3章平面机构的运动分析机构运动分析目的和方法图解法作机构的运动分析23-123-13课前自学运动分析的内容和方法，重点自学瞬心法课程目标1第4章平面机构的力分析1机构力分析的任务、目的和方法构件惯性力、摩擦力的确定机构的受力分析24-104-11课前自学机构受力分析方法，主要图解法课程目标1第5章机械的效率、自锁5.1机械的效率5.2机械的自锁25-65-10课前自学效率、自锁的概念和计算方法课程目标1第6章机械的平衡机械平衡的目的和内容刚性转子的平衡计算6.3刚性转子的平衡实验26-66-7课前自学平衡的概念和计算方法，多边形力的计算方法课程目标1第7章机械的运转及其速度波动调-Hj-机械的运动方程式及求解机械的周期性速度波动及其调节27-127-13课前自学周期性速度波动调节的方法，飞轮的设计课程目标1实验一动平衡实验2课前自学机械平衡原理及实验方法课程目标4第8章连杆机构及其设计8.1连杆机构的传动特点、类型、应用、特性8.2平面四杆机构的基本知识28-78-9课前自学平面四杆机构基本概念与特性课程目标28.3平面四杆机构的设计28-158-178-24课前自学平面四杆机构图解法设计方法实验二机构测绘与分析2课前自学各类机构结构组成课程目标4第9章凸轮机构及其设计9.1凸轮机构的应用及分类9.2推杆的运动规律29-1课前自学凸轮机构应用及各种运动规律课程目标29.3凸轮轮廓曲线的设计及尺寸确定29-79-14课前自学凸轮机构的设计方法：反转法用机计木绕论利学设转和机讨2:所构旋马线第10章齿轮机构及其设计10.1齿轮机构的特点及类型10.2齿轮的渐开线齿廓曲线及啮合特点210-210-23课前自学齿轮基本类型及应用与渐开线形成特性课程目标210.3渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸10.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动210-2610-27课前自学渐开线直齿圆柱齿轮的啮合条件10.5渐开线齿廓的切制原理与根切现象、变位齿轮概念10.6斜齿圆柱齿轮传动210-35课前自学渐开线齿轮的切齿原理及出现现象，斜齿轮传动特点10.7直齿锥齿轮传动10.8蜗轮蜗杆传动210-3810-41课前自学圆锥齿轮与蜗杆传动基本知识

第n章齿轮系及其设计11.1轮系及传动比概念11.2定轴轮系传动比计算211-111-11课前自学轮系的应用及定轴轮系传动比计算课程目标2周转轮系传动比计算复合轮系传动比计算和轮系的应用211-1411-1711-1911-21课前自学周转轮系及复合轮系传动比计算方法讨论3：机械表原理分析与设计实验三齿轮范成实验2自学齿轮范成法加工原理课程目标4第12章其他常用机构12.1棘轮机构、槽轮机构、擒纵机构、凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构特点和应用等212-312-6课前自学间歇运动机构的特点和应用课程目标212.2星轮机构、非圆齿轮机构、螺旋机构、带有挠性元件的传动机构、组合机构、含有某些特殊元器件的广义机构特点212-10课前自学相关间歇运动机构的特点和应用讨论4：利用所学机构进行具体机械的综合设计第14章机械系统的方案14.1机械工作原理的拟定14.2机构的创新设计2主题设计课前自学创新设计的方法课程目标3六、实践环节及基本要求

序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别对应课程目标1机构测绘与分析2了解机构测绘和分析机构测绘与简图绘制验证必做课程目标42齿轮范成实验2了解齿轮范成原理齿轮范成加工过程描绘验证必做课程口标43动平衡实验2了解动平衡原理和方法动平衡试验验证选做课程目标44机构创新设2掌握常用机构机构创设计必做课程目标4计实验的工作原理新设计与搭建5机组运转及飞轮调节实验2掌握机械周期性速度波动调节方法和设计指标进行周期性速度波动试验与计算验证选做课程目标4实验学时26学时七、考核方法及成绩评定本课程学生总评成绩由平时成绩、期末考试、课内实验和小组讨论四部分组成，学生总评成绩注重过程考核。考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例平时成绩含到课率、课堂讨论发言、平时作业等根据出勤情况、课堂发言记录、作业完成质量20%期末考试期末考试成绩试卷参考答案和评分标准60%课内实验实验成绩根据实验中的表现和实验报告质量10%小组讨论讨论作业成绩小组讨论作业质量或PPT讲解10%考核类别考试+报告成绩登记方式百分制100%八、推荐教材与主要参考书推荐教材.孙恒，陈作模.机械原理,北京：高等教育出版社，2013.4（第八版）主要参考书.邹惠君等.机械原理.北京：高等教育出版社，2016.1（第二版）.魏兵等.机械原理.武汉：华中科技大学出版社，2017.1（第二版）

附件一、平时成绩评分标准考核内容A(90-100)B(80-89)C(70-79)D(60-69)E(<60)知识及概念掌握全面知知识及概念知识及概念知识及概念没有掌握知掌握程度，课识及概念，运掌握较全掌握较全面，掌握程度一识及概念，不堂参与情况用得当。面，能正确应能够运用，但般，并不能正会运用公式(权重30%)课堂发言，互用。没有考虑约确运用极少参与课动积极参与课堂发言和互动束条件能够参与课堂发言和互动，不够主动偶乐参与课堂发言、互动堂发言、互动作业解题过解题过程正解题过程较解题过程较解题过程中解题过程错程的正确性、确、完整，逻正确、完整，基本正确、完存在错误，答误且不完整，完整性，课程辑性强，答案逻辑性较强，整，答案正确案正确率超答案正参与度正确率超过答案正确率率超过过60%确率低于(权重70%)90%,书写清晰超过80%,书写清晰70%60%二、实验考核评分标准考核内容A(90-100)B(80-89)C(70-79)D(60-69)E(<60)现场操作流程熟练性（权重40%）试验操作流程正确、熟练程度高试验操作流程基本正确、熟练程度较高试验操作流程基本正确、会有小失误，熟练程度尚可试验操作流程正确性失误较多，不够熟练试验操作流程错误，不熟练，实验原理和目的不清试验结果正确性和试验报告规范性（权重60%）试验结果正确，完整，数据分析合理，试验报告书写规范、内容清晰试验结果较合理、完整，数据分析较合理，试验报告书写较规范、内容较清晰试验结果较合理、完整性欠缺，数据分析不够合理，试验报告书写较清晰试验结果合理、完整性欠缺，数据分析不合理，试验报告书写不够规范、清晰试验结果不合理，存在明显错误，数据分析错误，试验报告书写