机械原理教案

《机械原理》教案1

一、授课章节

绪论

§0-1机械原理课程研究的对象和内容

§0-2机械原理课程的地位、作用和学习方法

二、教学目的及要求

1.明确本课程的研究对象、内容以及它的地位、任务和作用。

2.对本学科的发展状况和趋势有所了解。了解机械、机器、机构、构件和零件的概念。

三、教学重点：

1.机器、机构、机械的概念。

2.本课程的主要内容、地位、作用与学习方法。

四、教学难点：

机器的特征、机构的特征。

五、教学方法：板书。

六、教学过程：

内容及学设计思想教学教学详细教学过程和内容作业及

时模式行为小结

-1

一、以内燃机为例，介绍本课程研

究的对象

1．机械

机械原理

2．机器及其特征

课程研究

3．机构及其特征

介绍本课程掌握机器、

的对象和举例讲述机构、机械

4．常用机构：连杆机构、齿轮机构、

性质、内容。的概念。

内容。凸轮机构、间歇运动机构

（1学时）二、机械原理课程研究的内容

1．机构的结构分析

2．机构的运动分析

3．机械的动力学分析

4．常用机构的分析与设计

5．机械的传动系统设计

一、机械原理课程的地位和作用

1．本课程的地位：是机械类及近机

械类专业进入专业课前必修的一门

重要的技术基础课。

机械原理2．本课程的作用

介绍本课程掌握本课

课程的地二、机械原理课程学习方法

的地位、作举例程的地位

位、作用和讲述1．强调重视基本概念

用与学习方分析作用与学

学习方法。2．深入理解基本原理

法。习方法。

（1学时）3．牢牢掌握基本研究方法

4．逐步树立工程观点

三、学习机械原理课程的要求及有

关事项

《机械原理》教案2

一、授课章节

第1章平面机构的结构分析

§1-1概述

§1-2机构的组成

§1-3机构运动简图

二、教学目的及要求

1.了解机构的组成，掌握构件、零件、运动副、运动副元素、运动链的概念。

2.能熟练绘制机构运动简图。

三、教学重点：

1.运动副的定义、分类。

2.机构运动简图的绘制。

-2

四、教学难点：

运动副的分类、运动副约束、机构运动简图的绘制。

五、教学方法：板书。

六、教学过程：

内容及学设计思想教学教学详细教学过程和内容作业及

时模式行为小结

一、构件与零件

二、运动副及其分类（表2－1）

运动副：两构件通过直接接触组

成的可动联接称为运动副。

运动副元素：两构件参与接触而

构成运动副的部分称为运动副元

构件、运动

素。

副的定义、结合动画实

讲述、1．低副：两构件通过面接触而形成掌握运动

分类；运动例分析典型

举例学生5的运动副（回转副，移动副）。副的分类，

链的概念；机构，进而

分析分钟2．高副：两构件通过点、线接触而高副、低副

机构的组引出本节各

练习形成的运动副（齿轮副，凸轮副）。的定义。

成。个概念。

三、运动链与机构

（1学时）

1．运动链：由若干构件通过运动副

联接组成构件系统，称为运动链。

2．机构：运动链中的一个构件固定

作为机架，它的一个或几个构件作

给定的独立运动，则这种运动链称

为机构。

一、机构运动简图的绘制

通过分析机机构运动简图定义：用简单的线

机构运动

器实例，引条和规定的运动副符号，按照一定掌握机构

简图的绘举例

出机构运动讲述的比例尺所绘制的图形。运动简图

制。分析

简图的绘制二、运动副与构件的常用表示方法的绘制方

（1学时）

目的。（表）法。

三、机构运动简图绘制方法和步骤

《机械原理》教案3

一、授课章节

第1章平面机构的结构分析

§1-4平面机构的自由度

§1-5机构的组成原理和结构分析

二、教学目的及要求

1.能正确计算平面机构的自由度。

2.掌握机构具有确定运动的条件。

三、教学重点：

1.平面机构自由度的计算。

2.机构具有确定运动的条件。

-3

四、教学难点：

平面机构自由度的计算，计算平面机构自由度的注意事项。

五、教学方法：板书。

六、教学过程：

内容及学时设计思想教学教学详细教学过程和内容作业及

模式行为小结

一、机构自由度

机构自由度：机构具有独立运动的数

目。

二、平面机构的自由度计算公式

F3n2pp

lh

该式也称为平面机构的结构公式（又称

契贝谢夫公式）。

平面运动链

自由度计算三、计算机构自由度时应注意的事项

公式；计算1．复合铰链：两个以上构件在同一处以

通过分析实

机构自由度转动副相联接，所构成的运动副称为复合掌握平面

例，引出自由举例

的注意事讲述铰链。机构自由

度计算的意分析

项；机构具2.局部自由度：对整个机构运动无关的度计算的

义。

有确定运动自由度称为局部自由度。计算方

的条件。3.虚约束：对机构不起独立限制作用的法。

（2学时）约束，称为虚约束。

①轨迹重合的虚约束虚约束。

②转动副轴线重合的虚约束。

③移动副导路平行的虚约束。

④机构中对称部分的虚约束。

四、机构具有确定运动的条件

原动件数目=机构的自由度数

若机构的自由度数大于原动件数，机构

的运动将不确；反之，机构将不动。

《机械原理》教案4

一、授课章节

第2章平面机构的运动分析和力分析

§2-1机构运动分析的目的和方法

§2-2用速度瞬心法作机构的速度分析

§2-3用矢量方程图解法作机构速度和加速度分析

二、教学目的及要求

能运用瞬心法和相对运动图解法对平面机构进行运动分析。

-4

三、教学重点：

1.运用瞬心法对平面机构进行速度分析。

2.运用相对运动图解法对平面机构进行运动分析。

四、教学难点：

机构的运动分析。

五、教学方法：板书。

六、教学过程：

内容及学时设计思想教学教学详细教学过程和内容作业及

模式行为小结

一、速度瞬心的概念

瞬心：互相作平面相对运动的两构件上

的等速重合点。

通过分析实

二、机构瞬心的数目

例，介绍机构

机构运动分

瞬心的概念，KN(N1)/2

析的瞬心举例掌握用瞬

用瞬心法对讲述

法。分析心法对机

机构进行速三、瞬心位置的确定

（1学时）构进行速

度分析的方1.构成运动副的两构件的瞬心

度分析。

法。2.未构成运动副的两构件的瞬心

四、速度瞬心的应用举例

一、同一构件上各点的速度和加速度分析

1.运用速度合成定理进行速度分析掌握用相

2.运用加速度合成定理进行速度分析对运动图

通过分析实

机构运动分二、组成移动副两构件重合点的速度和加解法对机

例，介绍机构

析的相对运举例速度分析构进行速

运动分析的讲述

动图解法。分析度分析和

相对运动图

（1学时）加速度分

解法。

析的方

法。

《机械原理》教案5

一、授课章节

第2章平面机构的运动分析和力分析

§2-5用解析法作机构的运动分析

二、教学目的及要求

1.掌握解析法的原理。

2.能运用解析法对平面机构进行运动分析。

-5

三、教学重点：

1.解析法的分类。

2.运用解析法对平面机构进行运动分析。

四、教学难点：

机构的运动分析。

五、教学方法：板书。

六、教学过程：

内容及学时设计思想教学教学详细教学过程和内容作业及

模式行为小结

一、复数矢量法

1.位置分析

2.速度分析

3.加速度分析

4.连杆2上任意点M的运动分析

通过分析实二、矩阵法

机构运动分了解机构

例，介绍用解

析的解析举例1.位置分析运动分析

析法对机构讲述

法。分析2.速度分析的解析

进行运动分

（1学时）3.加速度分析法。

析的方法。

一、作用在机械上的力

作用在机械上的力有：驱动力、阻抗力、

通过分析实重力、惯性力及上述诸力引起的运动副反

平面机构的了解机构

例，介绍机构举例力

力分析。讲述力分析的

力分析的图分析二、构件惯性力的确定

（1学时）图解法。

解法。三、机构动态静力分析的图解法

《机械原理》教案6

一、授课章节

第3章平面机构的动力分析

§3-1机构力分析的目的和方法

§3-2运动副中摩擦力的确定

二、教学目的及要求

1.掌握移动副中摩擦力、总反力的大小和方向的确定方法。

2.掌握转动副中摩擦力、总反力的大小和方向的确定方法。

-6

三、教学重点：

移动副中的摩擦；转动副中的摩擦。

四、教学难点：

移动副和转动副中的摩擦力和总反力的分析方法。

五、教学方法：板书。

六、教学过程：

内容及学设计思想教学教学详细教学过程和内容作业及

时模式行为小结

一、移动副中摩擦力的确定

通过分析实1.两构件沿平面接触构成移动副

例，介绍移FfNfQ

移动副中21掌握移动

动副中的摩举例2.两构件沿V形槽面接触构成移动副

的摩擦。讲述副中摩擦

擦力和总反分析FfNfQ/sinfQ

（1学时）的分析方

力的分析方2121v

3.两构件沿半圆柱面接触构成移动副法。

法。

FfN'fkQfQ

2121v

二、移动副中总反力的确定

一、径向轴颈的摩擦

摩擦力矩为：MF/fFr

f21v21

摩擦圆半径为：fr

v

二、止推轴颈的摩擦

通过分析实

例，介绍转摩擦力矩为：MfQr'掌握转动

转动副中f

动副中的摩举例副中摩擦

的摩擦。讲述当量摩擦半径为：

擦力和总反分析的分析方

（1学时）1.对于非跑合的止推轴颈

力的分析方法。

法。2r3r3

r'21

3r2r2

21

2.对于跑合的止推轴颈

rr

r'12

2

《机械原理》教案7

一、授课章节

第3章平面机构的动力分析

§3-3平面机构的静力分析

§3-4机构惯性力的确定

二、教学目的及要求

1．掌握平面机构的静力分析方法。

2．了解考虑摩擦时的机构受力分析方法。

-7

三、教学重点：

1．平面机构的静力分析方法。

2．构件惯性力的确定。

四、教学难点：

转动副中的摩擦力和总反力的分析方法；考虑摩擦时的机构受力分析方法。

五、教学方法：板书。

六、教学过程：

内容及学设计思想教学教学详细教学过程和内容作业及

时模式行为小结

1.构件组的静定条件

2.不考虑摩擦时机构的静力分析

通过分析实

平面机构3.考虑摩擦时机构的静力分析掌握平面

例，介绍平

的静力分举例机构的静

面机构的静讲述

析方法。分析力分析方

力分析方

（1学时）法。

法。

1.作平面复杂运动的构件

FmaMJ

PiSiS

2.作平面移动的构件

FmaM0

PiSi

3.绕质心轴转动的构件

通过分析实F0MJ了解构件

构件惯性PiiS

例，介绍构举例4.绕非质心轴转动的构件惯性力的

力的确定。讲述

件惯性力的分析确定方

（1学时）FmaMJ

确定方法。PiSiS法。

《机械原理》教案8

一、授课章节

第3章平面机构的动力分析

§3-6机械的效率和自锁

二、教学目的及要求

1.掌握机械效率的计算方法。

2.解机械自锁的条件和分析机械自锁的方法。

-8

三、教学重点：

1.机械的效率。

2.机械的自锁。

四、教学难点：

机械效率的计算方法；机械自锁的条件和分析机械自锁的方法。

五、教学方法：板书。

六、教学过程：

内容及学设计思想教学教学详细教学过程和内容作业及

时模式行为小结

一、机械效率

WWWW

机械效率：rdf1f

WWW

ddd

NQPM

用功率表示：rQ00

NQPM

dP

机械的效介绍机械效二、机械效率的计算方法

举例

率。率的分析计讲述1.串联掌握机械

分析

（1学时）算方法。效率的计

NNNN

123k算方法。

NNNN123k

d12k1

2.并联

NNNNN

r112233kk

NNNNN

d123k

3.混联

一、单一运动副的自锁

1.移动副的自锁条件：

通过分析实

例，介绍机了解机械

机械的自2.转动副的自锁条件：h

械自锁的条举例自锁的条

锁。讲述

件和机械自分析二、机械的自锁件和分析

（1学时）

锁的分析方根据效率的定义，可得到普遍意义的机械自方法。

法。锁条件为机械效率小于或等于零，即

0

《机械原理》教案9

一、授课章节

第3章平面机构的动力分析

§3-7斜面传动的效率和自锁

§3-8螺旋传动的效率和自锁

-9

二、教学目的及要求

1.了解斜面传动的效率和自锁。

2.了解螺旋传动的效率和自锁。

三、教学重点：

1.斜面传动效率的计算方法和自锁条件。

2.螺旋传动效率的计算方法和自锁条件。

四、教学难点：

斜面传动和螺旋传动的动力分析。

五、教学方法：板书。

六、教学过程：

内容及学时设计思想教学教学详细教学过程和内容作业及

模式行为小结

一、滑块等速上升

通过分析实FFtan()掌握斜面

斜面传动的

例，介绍斜面PQ传动的效

效率和自举例tan/tan()

传动的效率讲述率和自锁

锁。分析

和自锁的分二、滑块等速下降的分析方

（1学时）

析方法。FFtan()法。

PQ

tan()/tan

一、矩形螺纹螺旋副中的摩擦

1.拧紧螺母时所需的力矩为

dd

MF22Ftan()

dP22Q

通过分析实2.而松退螺母时所需的力矩为

螺旋传动的掌握螺旋

例，介绍螺旋

效率和自dd传动的效

传动的效率举例讲述MF22Ftan()

锁。dd22Q率和自锁

和自锁的分

（1学时）的分析方

析方法。二、三角形螺纹螺旋副中的摩擦

法。

当量摩擦因数和当量摩擦角分别为

ff/sin(90)f/cos

v

arctanf

vv

《机械原理》教案10

一、授课章节

第5章机械的平衡

§4-1机械平衡的目的和内容

§4-2刚性转子的平衡计算

§4-3刚性转子的平衡试验

-10

二、教学目的及要求

1.掌握刚性转子的平衡计算方法。

2.掌握刚性转子的平衡试验原理。

三、教学重点：

1.刚性转子的平衡计算。

2.刚性转子的平衡试验。

四、教学难点：

刚性转子的平衡计算方法。

五、教学方法：板书。

六、教学过程：

内容及学时设计思想教学教学详细教学过程和内容作业及

模式行为小结

一、机械平衡的目的

二、机械平衡的内容

三、刚性转子的静平衡计算

mrmrmrmrmr0

通过对存在11223344

即刚性转子的静平衡条件为各不平衡质

不平衡偏心

4．1、4．3

质量的刚性量质径积的矢量和等于零。可用图解法求

刚性转子的掌握刚性

转子的分析，举例解。

平衡计算。讲述转子的平

引出刚性转分析四、刚性转子的动平衡计算

（学时）衡分析方

子的平衡计把各不平衡质量的惯性力（空间力系）

法

算方法。

分别分解到所选定的两个平衡基面内，在

这两个平面内分别进行静平衡计算，使两

平面内的惯性力之和均等于零，该构件就

完全平衡了

一、刚性转子的静平衡试验

通过实例介二、刚性转子的动平衡试验掌握刚性

刚性转子的

绍刚性转子举例转子的平

平衡试验。讲述

的平衡试验分析衡试验方

（学时）

方法。法

《机械原理》教案11

一、授课章节

第5章平面连杆机构及其设计

§5-1平面连杆机构的应用及其设计的基本问题

§5-2平面四杆机构的基本形式和演化

-11

二、教学目的及要求

1.了解连杆机构传动的优缺点。

2.了解平面连杆机构的基本形式及其演化形式。

三、教学重点：

1.平面连杆机构的基本形式。

2.平面连杆机构的应用。

四、教学难点：

平面连杆机构的基本形式及其演化形式。

五、教学方法：板书。

六、教学过程：

内容及学时设计思想教学教学详细教学过程和内容作业及

模式行为小结

一、连杆机构的概念及其优缺点

通过分析实二、连杆机构设计的基本问题

平面四杆机例，介绍平面了解四杆

举例三、基本形式-铰链四杆机构

构的类型。四杆机构的讲述机构的基

分析按照连架杆的运动形式又分为

（1学时）基本形式及本型式。

1.曲柄摇杆机构

演化形式。

2.双摇杆机构

3.双曲柄机构

一、平面四杆机构的演化方法

1.扩大转动副的尺寸

2.转动副转化为移动副

3.选取不同构件为机架

4.变化构件形态

二、平面四杆机构的演化形式5-1、5-2

平面连杆机1.滑块机构了解四杆

介绍平面四

构的演化形①曲柄滑块机构机构的演

杆机构的演举例讲述

式。又分为对心曲柄滑块机构和偏心曲柄化方法及

化形式。

（1学时）滑块机构。演化形

②摆动滑块机构

式。

2.导杆机构

①转动导杆机构

②摆动导杆机构

3.曲柄摇块与曲柄转块机构

4.移动导杆机构

《机械原理》教案12

一、授课章节

第5章平面连杆机构及其设计

§5-3平面四杆机构的基本知识

-12

二、教学目的及要求

对平面连杆机构的运动和传力性能有明确概念。

三、教学重点：

1.平面连杆机构的运动性能。

2.平面连杆机构的传力性能。

四、教学难点：

平面连杆机构的运动性能和传力性能。

五、教学方法：板书。

六、教学过程：

内容及学时设计思想教学教学详细教学过程和内容作业及

模式行为小结

一、平面四杆机构有曲柄存在的条件

1.杆长条件：最短杆＋最长杆≤其余两杆

长度之和；

2.连架杆与机架中，必有一杆为最短杆。

通过铰链四

二、压力角与传动角

平面连杆机杆机构的分掌握平面

90

构的工作特析，引出平面举例连杆机构

讲述

征。连杆机构的分析三、急回运动和行程速比系数的工作特

1.极位夹角θ：从动件处于两极限位置

（学时）四个工作特征，应用

时，曲柄两位置之间所夹锐角

征。自如。

2.行程速比变化系数

180

180

四、机构的死点位置

一、平面连杆机构的特点

1.连杆机构中构件以低副相连，可用来传

递较大的动力。

2.构件运动形式具有多样性。

平面连杆机通过实例介了解平面

3.连杆曲线具有多样性。

构的特点及绍平面连杆举例连杆机构

讲述二、平面连杆机构的功用

功能。机构的特点分析的特点及

1.实现有轨迹、位置或运动规律要求的运

（学时）及功能。功能。

动。

2.实现从动件运动形式及运动特性的改

变。

《机械原理》教案13

-13

一、授课章节

第5章平面连杆机构及其设计

§5-4平面四杆机构的设计（1.图解法）

二、教学目的及要求

1.能按已知连杆三位置设计平面四杆机构。

2.能按已知两连架杆三对应位置设计平面四杆机构。

3.能按已知行程速比系数等要求设计平面四杆机构。

三、教学重点：

实现连杆工作要求的设计问题及实现连架杆工作要求的设计问题。

四、教学难点：

平面四杆机构的图解设计。

五、教学方法：多媒体。

六、教学过程：

内容及学时设计思想教学教学详细教学过程和内容作业及

模式行为小结

一、平面连杆机构设计的基本问题

1.实现连杆工作要求的设计问题。

2.实现连架杆工作要求的设计问题。

二、按给定连杆位置设计四杆机构

1.给定连杆两