《机械原理》课程教学大纲

《机械原理》课程教学大纲课程中文名称：机械原理Mechanicalprinciples课程编码：103226301课程性质：专业必修课适用专业：非织造材料与工程学时数：48；其中，理论学时：48；实践学时：0；机动学时：0；学分数：3；一、课程简介（一）课程性质与任务1、机械原理课程对于非机械类，比如：纺织工程、纺织工程（卓越）、非织造材料与工程专业是主干技术基础课程，是研究机械共性问题的主干学科基础。2、综合运用先修课程中所学到的有关知识和技能，通过学习本课程的机构和通用机械零件的基本知识和基本设计方法，结合各种教学实践环节进行机械工程应用型人才必要的基本训练，为顺利地过渡到学习专业课程及进行机械工程现场的技术应用打下初步的基础。（二）课程教学目的及要求旨在培养学生综合运用先修课程中所学知识和技能，解决机械工程实际问题的能力，结合各种实践教学环节，进行机械工程技术人员所需的基本训练，为学生进一步学习有关专业课程和日后从事机械设计工作打下基础。因此，在近机械类专业和非机械类专业的教学计划中占有重要地位和作用，是高等工科院校的一门主干课程。本课程的教学目的：1、培养学生掌握机构分析与设计的基本理论和基本方法；具有对机械系统运动方案创新设计的初步能力；2、掌握设计或选用通用机械零部件的基本理论、基本知识和基本技能，具有设计机械传动装置和一般机械的能力；3、具有运用标准、规范，查阅技术资料的能力、计算能力、绘图能力；4、掌握机械设计基础的实验原理和方法，具有进行实验研究的初步能力。5、了解机械设计的新理论、新方法。（三）教学内容及基本要求教学内容:本课程研究的对象是机器和机构，课程的主要内容有以下几个方面。(1)设计的基本理论

主要介绍机械设计的要求和设计的一般过程；机构结构学、运动学和动力学的基础知识；机械零部件的工作能力和设计准则；机械零件的强度理论；摩檫、磨损和润滑理论；机械结构设计准则、方法以及零件材料选用等。另外，扼要地介绍现代机械设计思想和方法。(2)常用机构及其传动设计

常用机构包括连杆机构、凸轮机构、齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链传动、间歇运动机构及其他常用机构等。这些机构是传动系统和执行系统的基本组成单元，用于实现运动和动力的传递及运动形式的改变。常用机构设计主要包括以下三个方面：①运动设计，包括机构的类型、工作原理、运动特点、运动参数及几何尺寸计算等内容；②工作能力设计，受力分析、失效分析、设计准则及承载能力设计计算；③零件结构设计、材料选择及润滑等。(3)通用零部件设计

通用零部件主要指用于连接和支承的常用零部件，介绍它们的类型、特点、工作原理、工作能力设计、结构设计、组合设计以及标准零部件的选用等。(4)机械系统设计

概述机械系统总体设计，重点介绍执行系统方案设计和传动系统设计、典型的传动装置以及机械系统的动力学问题。简略介绍动力机选择等其他系统的基础知（四）课程教学内容教学内容:本课程研究的对象是机器和机构，课程的主要内容有以下几个方面。(1)设计的基本理论

主要介绍机械设计的要求和设计的一般过程；机构结构学、运动学和动力学的基础知识；机械零部件的工作能力和设计准则；机械零件的强度理论；摩檫、磨损和润滑理论；机械结构设计准则、方法以及零件材料选用等。另外，扼要地介绍现代机械设计思想和方法。(2)常用机构及其传动设计

常用机构包括连杆机构、凸轮机构、齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链传动、间歇运动机构及其他常用机构等。这些机构是传动系统和执行系统的基本组成单元，用于实现运动和动力的传递及运动形式的改变。常用机构设计主要包括以下三个方面：①运动设计，包括机构的类型、工作原理、运动特点、运动参数及几何尺寸计算等内容；②工作能力设计，受力分析、失效分析、设计准则及承载能力设计计算；③零件结构设计、材料选择及润滑等。(3)通用零部件设计

通用零部件主要指用于连接和支承的常用零部件，介绍它们的类型、特点、工作原理、工作能力设计、结构设计、组合设计以及标准零部件的选用等。(4)机械系统设计

概述机械系统总体设计，重点介绍执行系统方案设计和传动系统设计、典型的传动装置以及机械系统的动力学问题。简略介绍动力机选择等其他系统的基础知识。

（四）先修课程及后续课程本课程应在学完《机械制图》课程和《工程力学》、课程开课一学期以后开讲，可与《公差配合与技术测量》课程同时开设，并为《机械制造工艺学》、《金属切削机床》、《模具设计》、《夹具设计》等专业课打下基础。二、课程教学总体安排（一）学时分配建议表学时分配建议表课程内容教学环节讲课习题课实验设计绪论2机械设计概述2平面机构的自由度及机构运动简图22平面连杆机构42凸轮机构4间歇运动机构2联接4带传动22齿轮传动22蜗杆传动2轮系2轴系结构2滚动轴承2滑动轴承2联轴器和离合器2弹簧2速度波动调节及转子动平衡2总计（学时）48（二）推荐教材及参考书目教材：杨可桢等主编《机械设计基础》高等教育出版社参考书：张建中主编《机械设计基础》中国矿业大学出版社（三）课程考核方式1．考核方式闭卷考试，2．成绩构成平时作业30%,期末考试70%三、课程教学内容及基本要求（一）绪论1．教学目的绪论部分阐述机构和机器的概念和组成，介绍本课程的性质和研究对象以及学习本课程的方法。2．教学要求要求学生理解机构和机器的概念，了解机器的组成。了解本课程的性质、研究对象和学习本课程的基本要求和学习方法。（二）机械设计概述1．教学目的（1）熟悉机器与机构，零件与构件的基本概念。（2）了解本课程内容、性质和任务，介绍本课程的学习方法。（3）了解机械设计的内容、步骤及基本要求，熟悉零件的失效形式。2．教学内容：2.1机械设计的基本要求2.2机械设计的内容和步骤2.3失效形式及设计准则2.4机械设计的标准化系列化及通3．教学重点设计机器的一般程序、机械零件失效形式、计算准则、设计步骤4．学生练习及作业复习题1.1、１.2、１.4（三）平面机构的运动简图和自由度1．教学目的（1）掌握平面运动副的一般表示法，能熟练看懂一般机构运动简图，基本掌握将实际机构绘制成机构运动简图的技能。（2）

掌握一般平面机构的自由度计算并能判断机构运动是否确定。2．教学重点与难点（1）教学重点看懂机构的运动简图；运动副的概念和种类；约束的概念和自由度（2）教学难点计算自由度时特殊情况的判断3．教学内容：3.1机构的组成3.2平面机构运动简图3.3平面机构的自由度4．学生练习及作业复习题2.1、2.5、2.6（四）平面连杆机构1．教学目的

（1）

基本掌握简单机构的运动分析,力分析，四杆机构的基本形式及其演化。（2）

掌握四杆机构的基本特性,了解基本特性在实际中的应用,能够设计简单的平面四杆机构。2．教学重点与难点（1）教学重点铰链四杆机构的基本类型和应用；铰链四杆机构的基本性质（2）教学难点链四杆机构的基本性质；铰链四杆机构的设计3．教学内容：4.1概述4.2平面机构运动分析4.3平面机构力分析4.4四杆机构的基本类型及演化4.5平面四杆机构的基本特性4．学生练习及作业复习题3.2、3.10、3.14、3.20（五）凸轮机构1．教学目的（1）了解凸轮机构的组成、特点和分类。（2）

掌握三种运动规律的位移线图的绘制和特点。（3）

重点掌握反转法设计尖顶对心移动从动件盘形凸轮的轮廓曲线。（4）

学习凸轮机构的静力学分析，了解基圆半径对压力角的影响，滚子半径对实际轮廓曲线的影响。2．教学重点与难点教学重点图解法设计直动从动件盘形凸轮轮廓.，凸轮机构基本尺寸的确定。3．教学内容：5.1概述5.2常用从动件运动规律5.3盘形凸轮轮廓的设计加工方法5.4凸轮机构基本尺寸的确定4．学生练习及作业复习题4.2、4.7、4.8、4.10（六）间歇运动机构1．教学目的了解棘轮机构、槽轮机构的工作特点及应用场合。2．教学重点棘轮机构,槽轮机构,不完全齿轮机构的工作原理,特点和应用3．教学内容：6.1棘轮机构6.2槽轮机构6.3不完全齿轮机构4．学生练习及作业复习题5.2、5.4（七）螺纹联接与螺旋传动1．教学目的（1）了解螺的、防松原理及防松结构；（2）掌握螺栓组联接的结构设计原则、受力分析的目的及方法，能够合理设计螺栓组联接，掌握单个螺栓联接的失效形式、受力分析及强度计算；（3）掌握提高螺栓联接强度的措施；（4）了解螺旋传动与螺纹联接在螺纹牙选型、性能要求、材料选择及设计计算等方面的区别。2．教学重点与难点（1）教学重点螺纹联接的基本形式，应用范围和防松装置；螺旋传动的转速和移距（2）教学难点教学难点：螺纹连接的强度计算3．教学内容：7.1螺纹连接基本知识7.2罗纹的预紧和防松6.3单个螺栓的强度计算7.4螺栓组连接的结构和受力分析7.5螺纹连接件的材料和许用应力7.6提高螺栓连接强度的措施7.7滑动螺旋传动简介7.8滚动螺旋传动简介4．学生练习及作业复习题7.2、7.3、7.4（八）带传动1．教学目的（1）

了解带传动的特点及应用，熟悉V胶带的标准和带轮的结构，掌握V带传动的工作原理。（2）定性介绍弯曲应力分布规律和疲劳破坏的基本概念，熟悉带传动的失效形式分析，参数选择和设计。2．教学重点与难点（1）教学重点：带传动的工作能力分析；带传动的主要参数；V带传动的选用（2）教学难点教学难点：弹性滑动和打滑的区别4．教学内容：8.1概述8.2V带和带轮的结构8.3带的工作能力分析8.4V带传动的设计4．学生练习及作业复习题8.3（九）

链传动1．教学目的（1）了解链传动的类型、特点及应用。（2）掌握链传动的运动不均匀性，链传动的失效形式，布置、张紧及润滑。2．教学内容：9.1概述9.2链轮9.3链传动的运动特性9.4链传动的布置张紧及润滑（十）

齿轮传动1．教学目的（1）

了解齿轮传动的基本类型及特点，熟悉渐开线的性质，掌握齿轮传动的传动比为何恒定及中心距的可分性，（2）

掌握直齿和斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算及正确啮合条件，了解直齿圆柱齿轮的加工原理，掌握直齿和斜齿不发生根切的最少齿数（3）

熟悉变位齿轮的概念，了解变位齿轮的应用，熟悉变位齿轮和直齿圆柱齿轮的异同点及不发生根切的最小变位系数。（4）了解圆锥齿轮的应用。（5）掌握圆柱齿轮传动的受力分析和失效形式分析，能提出防止失效的措施。（6）

了解材料选择的原则，能根据具体条件选择齿轮材料。掌握齿轮传动的强度计算和设计。（7）

了解齿轮的结构和润滑。2．教学重点与难点（1）教学重点直齿圆柱齿轮啮合原理和几何尺寸计算；齿轮轮齿的失效形式；直齿圆柱齿轮的结构特点和设计计算（2）教学难点渐开线齿轮的受力分析3．教学内容：10.1齿轮传动的特点和基本类型10.2渐开线齿轮的齿廓及传动比10.3主要参数及几何尺寸计算10.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动10.5渐开线齿轮的加工方法10.6渐开线齿廓的根切现象与最少齿数10.7渐开线变位齿轮传动简介10.8齿轮常见失效形式与设计准则10.9常用材料及许用应力10.10渐开线标准直齿圆柱齿轮强度计算10.11平行轴斜齿圆柱齿轮传动10.12直齿圆锥齿轮传动10.13齿轮结构设计及齿轮传动的润滑和效率4．学生练习及作业复习题10.2、10.5（十一）蜗杆传动1．教学目的（1）了解蜗杆传动的工作特点和几何尺寸计算，以及蜗杆传动的失效形式和材料选择。（2）

掌握蜗杆传动的参数选择及受力分析。（3）

了解它的强度计算和热平衡计算。2．教学重点与难点（1）教学重点蜗杆传动的应用特点；蜗杆传动的基本参数、普通蜗杆传动几何尺寸计算及正确啮合条件（2）教学难点蜗杆传动的受力分析3．教学内容：11.1蜗杆传动的类型特点11.2主要参数和几何尺寸计算11.3失效形式和设计准则11.4材料和结构11.5强度计算11.6热平衡计算4．学生练习及作业复习题11.2、10.3（十二）轮系1．教学目的（1）

了解轮系的分类。（2）掌握定轴轮系、行星轮系传动比的计算，了解轮系的应用特点。2．教学重点与难点（1）教学重点轮系传动比的计算（2）教学难点轮系传动比的计算3．教学内容：12.1定轴轮系传动比计算12.2行星轮系传动比计算12.3轮系应用4．学生练习及作业复习题12.2、12.3（十三）轴教学目的（1）

了解轴的类型、轴的设计步骤。（2）

掌握轴的结构设计方法、轴的强度计。（3）

掌握轴毂连接方式特点应用。2．教学重点与难点（1）教学重点轴的分类和应用特点；常用轴的结构；键联接的种类和应用特点；平键的选用（2）教学难点常用轴的结构3．教学内容：13.1概述13.2轴的结构设计13.3强度计算13.4材料选择13.5轴的设计13.6轴毂连接4．学生练习及作业复习题13.2、13.4（十四）轴承1．教学目的（1）

了解滑动轴承与滚动轴承的功用和类型及异同点，掌握滚动轴承的代号及类型选择。（2）

能根据实际情况判断轴承的失效形式，掌握轴承的寿命计算，了解轴承的组合设计。（3）

了解