《机械设计基础》课程实施大纲

《机械设计基础》课程实施大纲

目录

1.教学理念.............................................1

1.1学生的发展............................................1

1.2教学的有效性..........................................2

1.3教学策略..............................................2

1.4教学价值观............................................3

2.课程介绍..............................................4

2.1课程性质..............................................4

2.2课程在学科专业结构中的地位及作用......................4

2.3课程的历史与文化传统..................................4

2.4课程的前沿及发展趋势.................................5

2.5课程与经济社会发展的关系..............................6

2.6课程内容可能涉及到的伦理与道德问题...................6

2.7学习本课程的必要性....................................7

3.教师简介.............................错误!未定义书签。

3.1教师的职称、学历.....................错误!未定义书签。

3.2教育背景.............................错误!未定义书签。

3.3研究兴趣（方向）.....................错误!未定义书签。

4.先修课程..............................................7

5.课程目标...............................................7

6.课程内容..............................................8

6.1课程内容概要..........................................8

6.2教学重点、难点........................................9

6.3学时安排.............................................15

7.课程教学实施............................................17

7.1第一单元——绪论...................................17

7.1.1教学日期......................................17

7.1.2教学目标......................................17

7.1.3教学内容（含重点、难点）......................17

7.1.4教学过程......................................18

7.1.5教学方法......................................18

7.1.6作业安排及课后思考............................18

7.1.7课前准备情况及其他相关特殊要求................19

7.1.8参考资料......................................19

7.2第二单元——第1章平面机构的自由度和速度分析之1小单

元...........................................................19

7.2.1教学日期......................................19

7.2.2教学目标......................................19

7.2.3教学内容（含重点、难点）......................19

7.2.4教学过程......................................20

7.2.5教学方法......................................20

726作业安排及课后思考.............................20

7.2.7课前准备情况及其他相关特殊要求................20

7.2.8参考资料......................................20

7.3第三单元——第1章平面机构的自由度和速度分析之2小单元

7.3.1教学日期......................................21

7.3.2教学目标......................................21

7.3.3教学内容（含重点、难点）......................21

7.3.4教学过程......................................21

7.3.5教学方法......................................22

7.3.6作业安排及课后思考............................22

7.3.7课前准备情况及其他相关特殊要求................22

7.3.8参考资料......................................22

7.4第四单元——第2章平面连杆机构之1小单元.........22

7.4.1教学日期......................................22

7.4.2教学目标......................................22

7.4.3教学内容（含重点、难点）......................22

7.4.4教学过程......................................23

7.4.5教学方法......................................23

7.4.6安排及课后思考................................23

7.4.7课前准备情况及其他相关特殊要求................23

7.4.8参考资料......................................23

7.5第五单元——习题课..................................24

7.5.1教学日期......................................24

7.5.2教学目标......................................24

753教学内容（含重点、难点）.......................24

7.5.4教学过程......................................24

7.5.5教学方法......................................24

756作业安排及课后思考.............................24

7.5.7课前准备情况及其他相关特殊要求................25

7.5.8参考资料......................................25

7.6第六单元——第3章凸轮机构之1小单元............25

7.6.1教学日期......................................25

7.6.2教学目标......................................25

7.6.3教学内容（含重点、难点）......................25

7.6.4教学过程......................................26

7.6.5教学方法......................................26

766作业安排及课后思考.............................26

7.6.7课前准备情况及其他相关特殊要求................26

7.6.8参考资料......................................26

7.7第七单元——第4章齿轮机构之1小单元............27

7.7.1教学日期......................................27

7.7.2教学目标......................................27

7.7.3教学内容（含重点、难点）......................27

7.7.4教学过程......................................27

7.7.5教学方法......................................28

7.7.6作业安排及课后思考...........................28

7.7.7课前准备情况及其他相关特殊要求...............28

7.7.8参考资料.....................................28

7.8第八单元——第4章齿轮机构之2小单元...........28

7.8.1教学日期......................................28

7.8.2教学目标.....................................28

7.8.3教学内容（含重点、难点）.....................28

7.8.4教学过程.....................................29

7.8.5教学方法.....................................29

7.8.6安排及课后思考...............................29

7.8.7课前准备情况及其他相关特殊要求...............29

7.8.8参考资料.....................................30

7.9第九单元——第5章轮系之1小单元...............30

7.9.1教学日期......................................30

7.9.2教学目标.....................................30

7.9.3教学内容（含重点、难点）.....................30

7.9.4教学过程.....................................30

7.9.5教学方法.....................................31

7.9.6作业安排及课后思考...........................31

7.9.7课前准备情况及其他相关特殊要求...............31

7.9.8参考资料.....................................31

7.10第十单元——习题课................................31

7.10.1教学日期.....................................31

7.10.2教学目标.....................................31

7.10.3教学内容（含重点、难点）.....................32

7.10.4教学过程.....................................32

7.10.5教学方法.....................................32

7.10.6作业安排及课后思考...........................32

7.10.7课前准备情况及其他相关特殊要求...............32

7.11第十一单元一一第9章机械零件设计概论之1小单元•.32

7.11.1教学日期.....................................32

7.11.2教学目标.....................................33

7.11.3教学内容（含重点、难点）.....................33

7.11.4教学过程.....................................33

7.11.5教学方法.....................................33

7.11.6作业安排及课后思考...........................33

7.11.7课前准备情况及其他相关特殊要求...............34

7.11.8教学单元的参考资料...........................34

7.12第十二单元——第10章连接之1小单元.............34

7.12.1教学日期.....................................34

7.12.2教学目标.....................................34

7.12.3教学内容（含重点、难点）.....................34

7.12.4教学过程.....................................35

7.12.5教学方法.....................................35

7.12.6作业安排及课后思考...........................35

7.12.7课前准备情况及其他相关特殊要求...............35

7.12.8参考资料.....................................36

7.13第十三单元——第10章连接之2小单元.............36

7.13.1教学日期.....................................36

7.13.2教学目标.....................................36

7.13.3教学内容（含重点、难点）.....................36

7.13.4教学过程.....................................37

7.13.5教学方法.....................................37

7.13.6作业安排及课后思考...........................37

7.13.7课前准备情况及其他相关特殊要求...............37

7.13.8参考资料.....................................37

7.14第十四单元——第11章齿轮传动之1小单元.......38

7.14.1教学日期.....................................38

7.14.2教学目标.....................................38

7.14.3教学内容（含重点、难点）.....................38

7.14.4教学过程.....................................38

7.14.5教学方法.....................................39

7.14.6作业安排及课后思考...........................39

7.14.7课前准备情况及其他相关特殊要求...............39

7.14.8参考资料.....................................39

7.15第十五单元——第11章齿轮传动之2小单元........40

7.15.1教学日期....................................40

7.15.2教学目标....................................40

7.15.3教学内容（含重点、难点）....................40

7.15.4教学过程....................................40

7.15.5教学方法....................................41

7.15.6作业安排及课后思考..........................41

7.15.7课前准备情况及其他相关特殊要求..............41

7.15.8参考资料....................................41

7.16第十六单元——第12章蜗杆传动之1小单元.........41

7.16.1教学日期....................................41

7.16.2教学目标....................................42

7.16.3教学内容（含重点、难点）....................42

7.16.4教学过程....................................42

7.16.5教学方法....................................42

7.16.6作业安排及课后思考..........................43

7.16.7课前准备情况及其他相关特殊要求..............43

7.16.8参考资料....................................43

7.17第十七单元——习题课..............................43

7.17.1教学日期....................................43

7.17.2教学目标....................................43

7.17.3教学内容（含重点、难点）....................43

7.17.4教学过程....................................44

7.17.5教学方法.....................................44

7.17.6第八单元作业安排及课后思考...................44

7.17.7课前准备情况及其他相关特殊要求...............44

7.17.8参考资料.....................................44

7.18第十八单元——第13章带传动和链传动之1小单元....44

7.18.1教学日期.....................................44

7.18.2教学目标.....................................44

7.18.3教学内容（含重点、难点）.....................45

7.18.4教学过程.....................................45

7.18.5教学方法.....................................45

7.18.6作业安排及课后思考...........................45

7.18.7课前准备情况及其他相关特殊要求...............46

7.18.8参考资料.....................................46

7.19第十九单元——第13章带传动和链传动之2小单元....46

7.19.1教学日期.....................................46

7.19.2教学目标.....................................46

7.19.3教学内容（含重点、难点）.....................46

7.19.4教学过程.....................................47

7.19.5教学方法.....................................47

7.19.6作业安排及课后思考...........................47

7.19.7课前准备情况及其他相关特殊要求...............47

7.19.8参考资料.....................................48

7.20第二十单元——第14章轴之1小单元.............48

7.20.1教学日期....................................48

7.20.2教学目标....................................48

7.20.3教学内容（含重点、难点）....................48

7.20.4教学过程....................................48

7.20.5教学方法....................................49

7.20.6作业安排及课后思考..........................49

7.20.7课前准备情况及其他相关特殊要求..............49

7.20.8教学单元的参考资料..........................49

7.21第二十一单元——第15章滑动轴承之1小单元.....50

7.21.1教学日期....................................50

7.21.2教学目标....................................50

7.21.3教学内容（含重点、难点）....................50

7.21.4教学过程....................................50

7.21.5教学方法....................................51

7.21.6作业安排及课后思考..........................51

7.21.7课前准备情况及其他相关特殊要求..............51

7.21.8教学单元的参考资料..........................51

7.22第二十二单元——第16章滚动轴承之1小单元......51

7.22.1教学日期....................................51

7.22.2教学目标....................................52

7.22.3教学内容（含重点、难点）....................52

7.22.4教学过程.....................................52

7.22.5教学方法.....................................53

7.22.6作业安排及课后思考...........................53

7.22.7课前准备情况及其他相关特殊要求...............53

7.22.8参考资料.....................................53

7.23第二十三单元——第17章联轴器、离合器和制动器之1小

单元........................................................53

7.23.1教学日期.....................................53

7.23.2教学目标.....................................53

7.23.3教学内容（含重点、难点）.....................54

7.23.4教学过程.....................................54

7.23.5教学方法.....................................55

7.23.6作业安排及课后思考...........................55

7.23.7课前准备情况及其他相关特殊要求...............55

7.23.8教学单元的参考资料...........................55

7.24第二十四单元——习题课...........................55

7.24.1教学日期.....................................55

7.24.2教学目标.....................................55

7.24.3教学内容（含重点、难点）.....................55

7.24.4教学过程.....................................56

7.24.5教学方法.....................................56

7.24.6第八单元作业安排及课后思考...................56

7.24.7课前准备情况及其他相关特殊要求..............56

7.24.8教学单元的参考资料..........................56

7.25第二十五单元——总复习............................56

8.课程要求............................................57

8.1学生自学要求........................................57

8.2课外阅读要求........................................57

8.3课堂讨论要求........................................57

8.4课程实践要求........................................58

9.课程考核.............................................58

9.1出勤、作业、报告等的要求............................58

9.2成绩构成与评分规则说明..............................58

9.3考试形式及说明......................................59

10.学术诚信...........................................59

10.1考试违规与作弊处理.................................59

10.2杜撰数据、信息处理等...............................59

10.3学术剽窃处理等.....................................59

11.课堂规范............................................60

11.1课堂纪律...........................................60

11.2课堂礼仪...........................................60

12.课程资源...........................................61

12.1教材与参考书.......................................61

12.2专业学术专著.......................................61

12.3专业刊物............................................62

12.4网络课程资源........................................62

13.教学合约............................................63

13.1教师作出师德师风承诺................................63

13.2阅读课程实施大纲，理解其内容........................63

13.3同意遵守课程实施大纲中阐述的标准和期望..............63

14.其他说明............................................63

1.教学理念

1.1学生的发展

大学生的发展应该是全方位的发展，学校教育是学生发展的主要渠道。在知识经济

时代，大学生最终应发展为具有扎实的基础专业知识，以及创新意识和人文社会科学素

养、社会责任感和工程职业道德，对终身学习有正确认识，具有不断学习和适应发展的

能力，具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力的人材，在心理健康，身体健康

的基础上拥有一定的专业技能。课堂上多与学生互动，让学生积极参与课堂教学，重视

激发学生学习兴趣和求知欲望，不仅重视学生学到了多少，而且关注教学在多大程度上

调动了学生的学习主动性，积极性，使学生尽其所能努力学习课程并取得进步。

教学过程中，师生在心理上能够互相包容，在心灵上能够互相接纳，形成平等、民

主、和谐的情感关系，营造民主、和谐的课堂气氛，与学生一起平等、互动地参与课堂

教学，激发学生学习兴趣和求知欲。尊重学生的个性，理解学生的情感，包容学生的缺

点和不足，善于发现每一个学生的长处和闪光点，让所有学生都成长为有用之才。

机械设计基础是综合利用基本理论知识解决工程实际问题课程，本课程的最终目的

在于让学生将基础理论知识与实际相互结合并具有常用机构的设计能力。

总之，本课程将以现代教育理念为先导，构建交互合作的师生实践共同体，以培养

学生的素质、知识和能力为核心，在教学过程中始终贯彻育人为本、社会担当、学术自

由的思想，为学生成才奠定坚实的基础，为学生后期学习专业课提供支撑。

3.任务

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；

掌握一般通用机械零件的设计原理和方法；

初步具有拟定机械运动方案分析和设计机构的能力；

增强学生对机械技术工作适应能力和开发创造能力。

具有运用资料（标准、规范、手册、图册）的能力；

树立正确设计思想，了解机械设计的新发展。

1.2教学的有效性

机械设计基础教学目的是通过本课程的学习，培养学生综合利用基本理论知识解决

工程实际和进行常用机构设计的能力。

为达到此目标：

1、教师和学生组成教学实践共同体，学生应有强烈的求知欲，认真踏实的学习态

度和积极向上的心态，按照课程要求认真组织每一章的教学，丰富的教学内容。教师应

有积极的教学责任意识和教学态度，丰富的教学知识和经验，根据大纲要求仔细组织每

一章的教学内容，认真对待学生学习中出现的问题，并在出现问题时及时作出调整，不

断丰富和完善教学内容。最大限度达到预期教学目的，提高教学效率和保证教学质量，

更大幅度地提高学生各方面的能力。

2、教学过程中根据各章节具体内容和学生的情况采用相应的教学方法，提高教学

效率和保证教学质量，通过讲授、练习、讨论等方法进行基础训练和综合思维的能力培

养，更大幅度地提高学生的学习能力，以达到预期教学目的，从而使学生获得良好的发

展。

1.3教学策略

教师要有把握课程标准和教材的能力，在此基础上采用适合学生的方法进行教学。

本课程教学使用讲课、自学、课堂讨论、练习、答疑等形式。在教学过程中，难理解的、

抽象的内容精心讲解，举一反三；浅显的内容，课前布置学生自学，课堂上讨论；教学

中主要采用下面一些教学方法与手段：

1.3.1教学方法

（1）启发式教学：在教学过程中，采用提问和分析的方法，循序渐进地引导，调

动学生学习的主动性、积极性，以使学生更好地掌握知识、发展智力、提高分析问题和

解决问题的能力。

（2）兴趣式教学：教师把握课程标准和教材内容的重点和难点，在此基础上采用

适合学生的方法进行教学。无论何时，兴趣都是最好的老师，课程要考虑到学生的兴趣

与需要，当学习的是想要知道的内容时，学生会更有可能集中注意力，作为教师，鼓励

或激发学习兴趣是很好的教学方式。

2

1.3.2教学手段

该门课程的实践性较强，因此其课程的教学实施是在学生进行了生产实习和制造实

习之后，有一定的感性认识基础上再进行。讲课中主要通过具体零件设计进行分析讲解,

课堂上尽量采用先进的教学手段（投影片及多媒体等）进行教学，以帮助学生的理解和

知识的掌握。

以多媒体教学为辅助，利用计算机技术，结合课程特点，制作专业课件。通过多媒

体课件进行辅助教学，可以有效地提高课堂教学效率，充分利用图形、视频、Flash、声

音、电子模型等各种技术手段展现，使学生易于理解、便于记忆。

1.4教学价值观

唐代韩愈说："师者，所以传道授业解惑也。"传道”是第一位的。做好老师，要有

道德情操。老师对学生的影响，离不开老师的学识和能力，更离不开老师为人处世、于

国于民、于公于私所持的价值观。

扎实的知识功底、过硬的教学能力、勤勉的教学态度、科学的教学方法是老师的基

本素质，其中知识是根本基础。好老师应该是仁师，没有爱心的人不可能成为好老师。

世界上没有两片完全相同的树叶。好老师一定要平等对待每一个学生，尊重学生的个性,

理解学生的情感，包容学生的缺点和不足，善于发现每一个学生的长处和闪光点，让所

有学生都成长为有用之才。

教学是人才培养的过程，是传递知识的过程，也是教师不断提高的过程。教学应使

学生在收获知识的过程中全面成长，养成积极主动的学习习惯，逐步培养综合分析的能

力和用所学知识解决问题的能力并拥有积极向上的心态。作为工科学生把具有人文社会

科学素养、社会责任感和工程职业道德作为进入社会的教学是人才培养的过程，是传递

知识的过程，也是教师不断提高的过程。教学应使学生在收获知识的过程中全面成长，

养成积极主动的学习习惯，逐步培养综合分析的能力和用所学知识解决问题的能力并拥

有积极向上的心态。作为工科学生把具有人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道

德作为进入社会的必要条件。

3

2.课程介绍

2.1课程性质

随着社会对机械的依赖和要求越来越高，除机械行业外，其他行业也常常出现各种

类型的通用机械和专用机械。机械设计基础是一门培养学生机械系统运动方案设计能力

的重要的专业技术基础课程，其研究对象是机械，研究的内容是有关机械的基本理论，

主要研究机构的结构分析、运动分析、力分析，常用机构设计的基本理论和方法以及机

械系统运动方案的设计。

2.2课程在学科专业结构中的地位及作用

本课程是高等工业学校本科机械类专业教学计划中的主干课程之一，起着从基础课

过渡到专业课、从理论性课程过渡到结合工程实际的承先启后的桥梁作用，是高等工科

院校中机械类专业教学的主干课和学位课之一。随着加强基础、拓宽专业教学思想的提

出，它的地位和作用显得尤为突出。在教学过程中通过综合应用先修课程中所学的有关

知识和技能，结合各实践教学环节，进行机械工程高级技术人员所需的培训，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。

2.3课程的历史与文化传统

机械是机器和机构的总称。各种机构都是用来传递与变换运动和力的可动装置，是

人类生活和生产的基本要素之一，是人类物质文明最重要的组成部分。机械的发明是人

类区别于其他动物的一项主要标志。人类自从用机械代替简单的工具，使手和足的“延

长”在更大程度上得到发展。而经过三次工业革命的洗礼，机械的飞速发展，更是使

人类达到了前所未有的境地，可以说，世界机械的发展史，就是人类超越自我，探索未

知领域的发展史。

机械的发展史可分为三个阶段：从公元前7000年城市文明的出现到公元十七世纪

末为机械的起源和古机械发展阶段，从十八世纪到二十世纪初为近代机械发展阶段，由

二十世纪初到现在，为现代机械发展阶段。每一个阶段的机械都有各自的特点，都曾使

得人类的社会飞跃发展，且带来了人类社会质的改变。十九世纪中叶机械设计和制造的

4

理论开始系统化，逐步形成了机械原理、机械设计、机械设计基础等课程。这些课程的

形成为机械行业的发展带来了突飞猛进的发展，机械设计人才辈出，各种新型机构和机

器不断被设计出来，极大的提高的社会生产力。当代机械已实现了系列化、标准化、机

械化、自动化。随着科技发展，工业4.0与中国制造2025的提出，机械行业将为人类进

步提供重要技术支撑。

2.4课程的前沿及发展趋势

当今世界正经历着一场新的技术革命。新概念、新理论、新方法、新工艺不断出现。

作为向各行各业提供装备的机械工业,也得到了迅猛的发展。现代机械工业日益向高速、

重载、高精度、高效率、低噪声等方向发展。对机械提出的要求也越来越苛刻。如有的

需用于宇宙探测,有的要在深海作业；有的小到能沿人体血管爬行,有的又是庞然大物；

有的速度数倍于声速,有的又要作亚微米级甚至纳米级的微位移,如此等等。处于机械工

业发展前沿的机械原理学科适应了这种种情况，新的研究课题与日俱增，新的研究方法

日新月异。

(1)新机构研发方面：为适应生产发展的需要,当前在自控机构、机器人机构、仿

生机构、柔性机构和机、电、光、声、液、气、热的综合机构等的研制上有很大进展。

(2)连杆机构方面：重视了对空间连杆机构、多杆多自由度空间机构、特殊串联及

多环并联机构、连杆机构的弹性动力学和连杆机构的动力平衡的研究。

(3)齿轮机构方面：发展了齿轮啮合原理,提出了许多性能优异的新型齿廓曲线和

新型传动,加速了对高速齿轮、精密齿轮、微形齿轮的研制。

(4)凸轮机构方面：十分重视对高速凸轮机构的研究。为了获得动力性能好的凸轮

机构,在凸轮机构推杆运动规律的开发、选择和组合上作了很多工作。

(5)组合机构方面：为了适应现代机械高速度、快节拍、优性能的需要,还发展了

高速高定位精度的分度机构,具有优良综合性能的组合机构,以及各种机构的变异和组合

等等。

(6)机械的分析与综合方面：一方面由只考虑其运动性能过渡到同时考虑其动力性

能；考虑到机械在运转时,构件的振动和弹性变形,运动副中的间隙和构件的误差对机械

运动及动力性能的影响；以及如何对构件和机械进一步作好动力平衡的问题等等。另一

方面日益广泛地应用了计算机,发展并推广了计算机辅助设计、优化设计、考虑误差的概

5

率设计。提出了多种便于对机械进行分析和综合的数学工具,编制了许多大型通用或专用

的计算程序。此外,随着现代科学技术的发展,测试手段的日臻完善,也加强了对机械的实

验研究。

生产的发展促进了机械原理学科的发展。而学科的发展又反过来为生产的发展提供

了有利条件，促进了生产的发展。随着科学技术的发展，为了更好地满足生产实际的需

要和机械自动化的要求，就需要不断创新一些新型机构，因而以机构创新为主要内容的

机构学得到了迅速发展。例如,多杆多自由度的平面连杆机构、空间机构、各种组合机构

（包括各种含有挠性构件的组合机构）、机、电、液一体化的机构都在研究之中，有些已

得到应用。同时机器人、机械手等仿生机械得到较快的发展，包括高温、高压、有毒、

有放射性等特殊条件下工作的机器人和机械手。

为了对这些新型机械的分析及设计，机械原理学科近年来也发展了许多新的理论和

方法，并引入了一些不同的数学及力学工具，特别是计算机的推广应用，为机械原理学

科的发展提供了极有利的条件。计算机辅助分析、计算机辅助设计、优化设计（包括多

目标优化设计）都得到迅速发展，并且渐趋成熟。

2.5课程与经济社会发展的关系

机械工业是国民经济的基础性产业，也是国民经济的支柱产业。机械工业承担着为

国民经济各部门、各行业提供技术装备和生产工具的任务。因此，机械工业的发展水平

在很大程度上影响着甚至决定着相关产业部门的技术进步和产业发展水平。现代机械设

计制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和

文化。由于中国潜在的巨大市场和丰富的劳动力资源，世界的制造业正在向中国转移，

中国正在成为世界的制造大国。本课程主要研究机械原理及常见机构设计的内容，对机

械工业的发展起着举足轻重的作用。

2.6课程内容可能涉及到的伦理与道德问题

任何学科研究都是是运用严密的科学方法，从事有目的、有计划、有系统的认识客

观世界，探索客观真理的活动过程。机械设计基础课程是通过不同机构原理及结构设计

的综合运用，设计制造出有利于社会发展及人类进步的产品。科学研究的基本任务是探

索、认识未知。理想的科学研究被描述为一个科学家求真、至善、臻美的过程。在这个

6

过程中，科学家揭示着自然界的客观规律，开发应用有利于人类利益的技术，去追求人

类社会的持续、和谐的发展。

作为机械设计人员一定要强化科学的责任与伦理观。科学家的责任是对科学研究本

身的行为负责，即在科学研究中，科学家一旦意识到此类研究会威胁到人类生存，或者

会对人类生活环境造成不可逆的损害，就应当自觉地约束自己的行为。另外设计人员要

对自身社会行为负责，即应当充分利用所掌握的知识，将自己己经认识或预见到的科学

研究可能带来的各种后果，理性地和负责任地告诉公众。

2.7学习本课程的必要性

高等学校机械原理课程教学基本要求明确指出：机械原理是机械类专业中研究机械

共性问题的一门主干基础课程。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，并初步具有拟定机械运动方案分析和设计机构的能力。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适应能力和开发创造能力

的作用。

4.先修课程

先修课程：机械制图、高等数学、工程材料、机械制造基础、金工实习、大学计算

机基础、理论力学、材料力学等。

主要先修课程的主要知识点：第二章用解析法做机构的运动分析中要用到高等数学

里面的复数方法和矩阵法，第四章力分析要用到积分方法，第七章机械的运转和速度波

动的调节中有用到微分和积分，各章节均有数量不等的体现，需要具备读工程制图的能

力，受力分析一章有理论力学的静力学分析法，高级语言程序中C语言可以用在课程设

计中进行编程计算。

5.课程目标

1、知识与技能

(1)掌握进行机构结构分析的基本知识;

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（2）掌握常用简单机构和动力学基础的基本理论知识，学会常用机构分析和综合

的基本方法；

（3）了解机械原理及设计学科的发展现状和趋势；

（4）通过本课程的学习，培养学生综合利用基本理论知识解决工程实际和进行机

构和机械系统创新设计的能力。

2、过程与方法

采用集体学习和教师自学相结合的方式，充分利用好学校征订的报刊和互联网上的

资源，学习现代教育教学理论，先进的教育教学方法、教学模式，推行启发式教学、讨

论式教学、探究式教学以及案例教学；使教师能运用先进的教学思想指导教学，运用现

代化的教学技术辅助教学。针对本课程实践性很强的特点，将课堂教学与工程实践紧密

结合，突出主干，理顺分枝，教学中引入工程实例。教师由单纯的以传授知识为主转变

为以培养学生的能力为主，充分体现了学生的主体，让学生真正成为学习的主人，从而

激发学生的学习兴趣，提高课堂教学效率。

根据每个章节的主要内容，对重点、难点、疑点进行准确定位，做到重点掌握、难

点讲透、疑点搞清。在全面讲授课程知识体系的同时，对重点难点的问题设置习题课、

讨论课。通过学生的课堂练习和讨论达到巩固所学知识和充分理解知识点的目的。

6.课程内容

6.1课程内容概要

机器和机构统称为机械，机器就其组成来说都是由各种机构组合而成。机械设计基

础主要是研究机械的组成原理、工作原理、分析和设计原理和方法。主要内容包括：

1.机构结构分析的基本知识：研究机构的组成以及机构具有确定运动的条件，研究

机构的组成原理和机构的结构分类以及如何绘制机构运动简图；

2.机构的运动分析：分析机构中构件的位置、速度和加速度的问题；

3.机器动力学：分析机构中构件的受力情况，研究机器在己知外力作用下的运动、

机器速度波动的调节和不平衡惯性力的平衡问题；

4.常用机构的分析和设计：对常用机构的运动及工作特性进行分析，如齿轮，凸轮

等。

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6.2教学重点、难点

绪论

1.重点：机械原理研究的对象和内容

2.难点：

3.主要内容：

机械设计基础主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本

的设计理论和计算方法。

第1章平面机构的自由度和速度分析

1.重点：平面机构运动简图的绘制，平面机构自由度的计算，平面机构的组成原理

及结构分类。

2.难点：平面机构运动简图的绘制，机构自由度计算中虚约束的判定和处理，平面

机构组成原理及结构分析。

3.主要内容：

平面机构的组成，机构运动简图，机构具有确定运动的条件，机构自由度的计算计

算及运动副数目正确计算、局部自由度与虚约束的处理，平面机构的组成原理、结构分

类及结构分析。

第2章平面连杆机构

1.重点：平面四杆机构的类型和应用，平面四杆机构的基本知识，平面四杆机构的

设计。

2.难点：平面四杆机构的设计。

3.主要内容：

连杆机构的概念及其传动特点，平面四杆机构的基本型式及其演化，较链四杆机构

具有曲柄的条件、急回运动特性、传动角和死点位置，平面四杆机构的图解设计与解析

设计，多杆机构及其运用。

第3章凸轮机构

1.重点：盘形凸轮运动循环中各阶段的名词术语及正确表示，利用“反转法”原理

按已知推杆运动规律进行盘形凸轮轮廓曲线设计，凸轮轮廓曲线设计时有关基本尺寸的

确定。

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2.难点：用解析法设计凸轮的轮廓曲线

3.主要内容：

凸轮机构的应用和分类，推杆常用运动规律及特性与应用选择原则，凸轮轮廓曲线

设计的"反转法”原理，凸轮轮廓曲线图解法与解析法设计，凸轮机构的压力角与自锁,

凸轮轮廓曲线设计时基本尺寸的选择。

第4章齿轮机构

1.重点：齿廓啮合的基本定律，渐开线及其性质，渐开线标准直齿圆柱齿轮几何计

算及啮合传动。

2.难点：变位齿轮及计算，斜齿圆柱齿轮的当量齿轮与当量齿数

3.主要内容：

齿轮机构的传动特点及类型，齿廓啮合基本定律，渐开线齿廓及啮合特点，渐开线

标准直齿圆柱齿轮基本参数与几何尺寸计算，渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件与连续

传动条件，范成法齿轮加工原理及根切现象，渐开线变位齿轮及传动，斜齿圆柱齿轮传

动与当量齿轮，直齿圆锥齿轮几何参数和几何尺寸计算，蜗杆传动的正确啮合条件与几

何尺寸计算。

第5章轮系

1.重点：定轴轮系、周转轮系和复合轮系传动比的计算

2.难点：周转轮系的转化轮系，复合轮系各组成部分的正确划分

3.主要内容：

轮系的分类，定轴轮系传动比的计算，周转轮系传动比的计算，复合轮系传动比的

计算，轮系的功用，轮系的效率，行星轮系的类型选择，行星轮系的齿数确定。

第6章间歇运动机构

1.重点：其他常用机构的结构组成及应用

2.难点：

3.主要内容：

棘轮机构的类型及应用，槽轮机构的组成、运动特性与几何尺寸计算，凸轮间歇机

构的类型及应用，不完全齿轮机构及应用，非圆齿轮机构及应用，螺旋机构及运动分析，

组合机构及应用特点。

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第7章机械运转速度波动的调节

1.重点：机械运动方程式的建立，稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节

和飞轮转动惯量的计算。

2.难点：机械运动方程式的求解

3.主要内容：

机械运转的三个阶段，机械运动方程式的一般表达式和机械系统的等效动力学模

型，根据已知条件进行机械运动方程的求解，周期性速度波动及飞轮调速原理，最大盈

亏功及飞轮转动惯量的计算，调速器。

第8章回转件的平衡

1.重点：刚性转子的静平衡、动平衡原理及计算

2.难点：刚性转子的动平衡计算

3.主要内容:

机械平衡的目的，刚性转子的静平衡计算，刚性转子的动平衡计算，刚性转子的平

衡实验，平面机构的平衡。

第9章机械零件设计概论

1.重点：机械零件在循环变应力作用下的失效形式及强度判定准则

2.难点：确定变应力作用下零件的许用应力

3.主要内容：

循环应力下机械零件的疲劳强度、疲劳曲线和极限应力图；稳定变应力下机械零件

的疲劳强度计算；机械零件的耐磨性能；机械制造常用材料及其选择；极限与配合、表

面粗糙度和优先系数。

第10章连接

1.重点：螺纹连接的基本知识、螺栓联接的强度计算、螺旋传动、键联接和销联接

2.难点：螺纹连接的结构设计、螺栓联接的强度计算

3.主要内容：

1）螺纹联接的基本知识；

2）螺栓组联接设计的基本内容、基本理论和基本方法；

3）提高螺栓联接强度的措施

4）螺旋传动

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5）键连接和销联接

第U章齿轮传动

1.重点：齿轮传动的失效形式及相应的设计计算准则、齿轮传动的受力分析、齿轮

传动的强度计算方法、齿轮传动中主要参数的选择原则、齿轮传动的设计计算方法与步

骤

2.难点：对齿轮强度计算公式的深入理解、齿轮传动的受力分析

3.主要内容：

1）齿轮传动的类型、特点和应用

2）齿轮传动的失效形式及相应的设计计算准则

3）齿轮材料及其热处理和选择

4）计算载荷及轮齿的受力分析（假设条件、力的作用点、各分力大小的计算与各

分力方向的判断）

5）齿轮传动的强度计算

以标准直齿圆柱齿轮传动为基础，对斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动，主要

掌握其强度计算特点，熟练掌握：

a.计算工作应力时的力学模型、基本理论公式、计算点、危险截面的位置

b.公式中各个系数