《機械原理》課程教學(xué)大綱_百度文庫

1、機械原理課程教學(xué)大綱一、課程基本情況與說明（一）課程代碼：（二）課程英文名稱：Machine and Mechanism Theory（三）課程中文名稱：機械原理（四）授課對象：機械工程及其自動化等機械類相關(guān)專業(yè)本科學(xué)生（五）開課單位：工學(xué)院（六）教材：機械原理（第七版），孫桓主編， 高等教育出版社，2007年。（七）參考書目1 機械原理教程（第二版），申永勝主編， 清華大學(xué)出版社，2005年。2 機械原理輔導(dǎo)與習(xí)題（第二版），申永勝主編， 清華大學(xué)出版社，2006年。3 機械原理學(xué)習(xí)指南（第四版），陳作模主編， 高等教育出版社，2006年。4 機械原理，朱理主編， 高等教育出版社，2004年

2、。5 機械原理，秦榮榮主編， 高等教育出版社，2006年。（八）課程性質(zhì)本課程是本科機械類各專業(yè)教學(xué)計劃中的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課，是機械類專業(yè)學(xué)生的必修課。本課程主要研究各種機械的一般共性問題，即研究機構(gòu)的組成原理、機構(gòu)運動學(xué)及機器動力學(xué)等；研究各種機器中常用機構(gòu)的運動及動力性能分析與設(shè)計方法和機械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計的問題。該課程的先修課程為：工程制圖，理論力學(xué)，計算機應(yīng)用基礎(chǔ)等。（九）教學(xué)目的通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握機構(gòu)學(xué)和機器動力學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能，并初步具有擬訂機械運動方案、分析和設(shè)計機構(gòu)的能力。它在培養(yǎng)高級工程技術(shù)人才的全局中，具有增強學(xué)生對機械技術(shù)工作的適應(yīng)能力和開發(fā)創(chuàng)

3、造能力的作用（十）教學(xué)基本要求本課程是理論性和應(yīng)用性均較強的課程，教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂講授，學(xué)生自學(xué)，實驗，作業(yè)，答疑，期中考試，期末考試。教師在課堂上應(yīng)對機構(gòu)的基本概念、機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運動和力分析、常用機構(gòu)的設(shè)計方法進(jìn)行必要的講授，并詳細(xì)講授每章的重點、難點內(nèi)容；講授中應(yīng)注意理論聯(lián)系實際，加深學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容的理解。（十一）教學(xué)時數(shù)教學(xué)時數(shù)：79學(xué)時學(xué)分?jǐn)?shù)：4學(xué)分教學(xué)時數(shù)具體分配：序號 內(nèi) 容 講課 實驗 合計1 緒論 2 22 機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 6 2 83 平面機構(gòu)的運動分析 64 104 平面機構(gòu)的力分析 6 65 機械的效率和自鎖 4 46 機械的平衡 42 67 機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)

4、 4 48 平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計 8 89 凸輪機構(gòu)及其設(shè)計 6 610 齒輪機構(gòu)及其設(shè)計 8 8 1611 齒輪系及其設(shè)計 4 412 其他常用機構(gòu) 2 213 機械傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計 3 3合 計 63 16 79（十二）教學(xué)方式課堂教學(xué)以多媒體教學(xué)手段為主要形式。（十三）考核方式和成績記載說明考核方式為考試。嚴(yán)格考核學(xué)生出勤情況，達(dá)到學(xué)籍管理規(guī)定的曠課量取消考試資格。期末考試采用閉卷方式進(jìn)行，考試范圍應(yīng)涵蓋所有講授內(nèi)容，考試內(nèi)容應(yīng)能客觀反映出學(xué)生對本課程的掌握程度及綜合應(yīng)用能力?？荚囶}型應(yīng)盡量多樣化?？傇u成績：平時作業(yè)與平時實驗成績25%，期中成績15%，期末成績60%。期中考試、實驗主

5、要考查學(xué)生實踐能力，期末考試主要考查學(xué)生理論知識的掌握情況。二、講授大綱 1、 緒論（2學(xué)時）基本要求：明確本課程的研究對象和內(nèi)容以及它的地位、任務(wù)和作用，對機械設(shè)計及理論學(xué)科的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢有所了解。 主要內(nèi)容：1.機械原理研究的對象和內(nèi)容 。2.學(xué)習(xí)機械原理的目的及如何學(xué)習(xí)本課程。 3.對機械設(shè)計及理論學(xué)科的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢有所了解 。 重點：機械原理研究的對象和內(nèi)容 。2、機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析（6學(xué)時）基本要求：搞清構(gòu)件、運動副、約束、自由度及運動鏈等重要概念；能繪制比較簡單的機械的機構(gòu)運動簡圖；能正確計算平面機構(gòu)的自由度并能判判斷其是否具有確定的運動；對虛約束對機構(gòu)工作性能的影響及機構(gòu)結(jié)構(gòu)合理

6、設(shè)計問題的重要性有所認(rèn)識；對平面機構(gòu)的組成原理有所了解。主要內(nèi)容：1.機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的。2.機構(gòu)的組成（構(gòu)件、運動副、運動鏈和機構(gòu)）。 3.機構(gòu)運動簡圖。4.機構(gòu)具有確定運動的條件。5.平面機構(gòu)的自由度計算。6.計算平面機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的事項。7.平面機構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分類及結(jié)構(gòu)分析。 重點：構(gòu)件、運動副、運動鏈等的概念，機構(gòu)運動生產(chǎn)力簡圖的繪制，機構(gòu)具有確定運動的條件及機構(gòu)自由度的計算。難點：機構(gòu)中虛約束的判定問題。3、平面機構(gòu)的運動分析（6學(xué)時）基本要求：正確理解速度瞬心的概念；并能用瞬心法對簡單機構(gòu)進(jìn)行速度分析 ；能用圖解法和解析法對級機構(gòu)進(jìn)行運動分析。主要內(nèi)容：1.機構(gòu)運動

7、分析的目的和方法。 2.利用速度瞬心對平面機構(gòu)進(jìn)行速度分析。 3.平面機構(gòu)運動分析的圖解法。 4.平面機構(gòu)的位移、速度和加速度方程的建立及求解。重點：對級機構(gòu)進(jìn)行運動分析。難點：對機構(gòu)的加速度分析。4、平面機構(gòu)的力分析（6學(xué)時）基本要求：了解作用在機械中的力的分類，掌握運動副中摩擦力的計算方法和總反力方向的確定。主要內(nèi)容：1.機構(gòu)力分析的目的和方法。 2.構(gòu)件慣性力的確定。 3.質(zhì)量代換法。 4.運動副中的摩擦：移動副中的摩擦（斜平面摩擦、槽面摩擦）；螺旋副中的摩擦；轉(zhuǎn)動副中的摩擦（軸頸摩擦、摩擦圓、軸端摩擦）。 5.不考慮摩擦?xí)r機構(gòu)的力分析。重點：1.幾種常見運動副中摩擦力及總反力的確定。2

8、.用用圖解法和解析法對平面機構(gòu)作動態(tài)靜力分析。難點：轉(zhuǎn)動副中總反力作用線的確定。5、機械中的效率和自鎖（4學(xué)時）基本要求：明確機械效率和自鎖的概念，能確定機構(gòu)的瞬時機械效率和機構(gòu)的自鎖條件。主要內(nèi)容：1.機械效率。 2.機械的自鎖。重點：機械效率的計算，機械的自鎖現(xiàn)象和自鎖條件的確定。難點：某些機械自鎖條件的確定。6、機械的平衡（4學(xué)時）基本要求：明確機械平衡的目的，掌握剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡和動平衡的條件、平衡原理和方法，了解平面四桿機構(gòu)的平衡原理。主要內(nèi)容：1.機械平衡的目的。 2.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡和動平衡。 3.平面四桿機構(gòu)平衡的基本概念。重點：剛性轉(zhuǎn)子靜平衡和動平衡的原理及計算方法。難點：剛

9、性轉(zhuǎn)子靜平衡和動平衡的計算方法。7、機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)（4學(xué)時）基本要求：掌握建立單自由度機械系統(tǒng)的等效動力學(xué)模型及運動方程式的方法，會求解力為函數(shù)時的運動方程式；了解飛輪的調(diào)速原理和特點，掌握飛輪轉(zhuǎn)動慣量的簡易計算方法；了解非周期性速度波動調(diào)節(jié)的基本概念。主要內(nèi)容：1.研究機械運轉(zhuǎn)及其速度波動調(diào)節(jié)的目的。 2.單自由度機械系統(tǒng)的等效動力學(xué)模型及運動方程。 3.周期性和非周期性的速度波動及其調(diào)節(jié)方法。 4.飛輪轉(zhuǎn)動慣量的確定。 重點：1.單自由度機械系統(tǒng)的等效動力學(xué)模型的建立。2.機械運轉(zhuǎn)產(chǎn)生周期性和非周期性的速度波動的根本原因及其調(diào)節(jié)方法的基本原理。難點：最大盈虧功的確定及機械運動

10、方程的求解。8、平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計（8學(xué)時）基本要求：了解平面四桿機構(gòu)的基本型式及其演化，對曲柄存在條件、急回運動（極位和極位夾角）和行程速比系數(shù)、壓力角、傳動角、死點及運動連續(xù)性，有明確的概念，掌握四桿機構(gòu)的設(shè)計方法。主要內(nèi)容：1.連桿機構(gòu)的傳動特點及其應(yīng)用。 2.平面四桿機構(gòu)的基本型式及其演化。 3.有關(guān)平面四桿機構(gòu)的基本知識（有曲柄的條件、急回運動及行程速比系數(shù)、傳動角和壓力角、死點和傳動的連續(xù)性等）。 4.平面四桿機構(gòu)的設(shè)計（圖解法含按已知連桿三位置、兩連架桿三對應(yīng)位置、行程速比系數(shù)，解析法和實驗法）。重點：平面四桿機構(gòu)的基本型式及其演化、有關(guān)平面四桿機構(gòu)的基本知識及平面四桿機構(gòu)的一

11、些基本設(shè)計方法。難點：平面四桿機構(gòu)的設(shè)計方法。9、凸輪機構(gòu)及其設(shè)計（6學(xué)時）基本要求：了解凸輪機構(gòu)的類型和應(yīng)用，對推桿的運動規(guī)律，凸輪機構(gòu)的壓力角及自鎖有明確的概念，能確定盤形凸輪機構(gòu)的基本尺寸；掌握盤形凸輪廓線的設(shè)計方法。主要內(nèi)容：1.凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類。 2.推桿常用的運動規(guī)律及其選擇原則。 3.用作圖法設(shè)計平面凸輪的輪廓曲線。 4.用解析法設(shè)計平面凸輪的輪廓曲線。 5.平面凸輪的壓力角、自鎖及其基本尺寸的合理選擇。 6.高速凸輪機構(gòu)簡介。重點：推桿常用的運動規(guī)律，凸輪機構(gòu)的壓力角與機構(gòu)的受力情況。難點：盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計。10、齒輪機構(gòu)及其設(shè)計（8學(xué)時） 基本要求：了解齒輪機構(gòu)的類

12、型和應(yīng)用；掌握齒廓嚙合基本定律，深入了解漸開線直齒圓柱輪傳動的嚙合特性；掌握標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸的計算方法；了解漸開線齒輪的展成原理和根切、最少齒數(shù)、變位、變位齒輪傳動等概念；了解平行軸斜齒圓柱齒輪傳動的嚙合特點，掌握標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動幾何尺寸的計算方法；了解標(biāo)準(zhǔn)直齒輪圓錐齒輪的傳動特點及幾何尺寸的計算方法；對蝸輪蝸桿的傳動特點有所了解。主要內(nèi)容：1.齒輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類。 2.齒廓嚙合基本定律。 3.漸開線的形成及其性質(zhì)。 4.漸開線齒廓的嚙合傳動（定傳動比傳動、可分性、正壓力方向不變性等）。 5.漸開線齒輪各部分的名稱及尺寸。6.漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動（正確嚙合條件

13、、中心距、連續(xù)傳動條件等）。 7.漸開線齒輪的切制原理。 8.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪無根切現(xiàn)象的最少齒數(shù)。 9.漸開線齒輪的變位修正。 10.變位齒輪傳動簡介。 11.斜齒圓柱齒輪傳動（齒廓的形成、端面、法面）和人字齒輪傳動的正確嚙合條件、基本尺寸、當(dāng)量齒數(shù)、重合度、主要優(yōu)缺點。 12.蝸桿傳動。 13.直齒圓錐齒輪傳動：齒廓的形成、背錐、當(dāng)量齒數(shù)、基本尺寸。 重點：漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動的基本理論和設(shè)計計算。難點：齒輪的變位修正和變位齒輪傳動。11、齒輪系及其設(shè)計（4學(xué)時）基本要求：了解輪系的分類和應(yīng)用；掌握定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系傳動比的計算方法；了解行星輪系的選型、效率和齒輪數(shù)的選取等

14、基本知識。主要內(nèi)容：1.齒輪系的應(yīng)用及其類型。 2.定軸輪系傳動比。 3.周轉(zhuǎn)輪系傳動比。 4.行星輪系的效率、選型及設(shè)計的基本知識。重點：輪系傳動比的計算。難點：復(fù)合輪系如何正確劃分為各個基本輪系。12、其他常用機構(gòu)（2學(xué)時）基本要求：了解四至六種其他常用機構(gòu)的工作原理，運動特點及其應(yīng)用，了解組合機構(gòu)的概念、類型及運動特點。主要內(nèi)容：1. 棘輪機構(gòu) 2. 槽輪機構(gòu) 3. 凸輪間歇運動機構(gòu) 4. 不完全齒輪機構(gòu) 5. 非圓齒輪機構(gòu) 6. 螺旋機構(gòu) 7. 萬向聯(lián)軸節(jié) 8.組合機構(gòu) 重點：了解其它常用機構(gòu)的工作原理、運動特點及應(yīng)用。難點：其它常用機構(gòu)的工作原理、運動特點。13、機械傳動系統(tǒng)的方案設(shè)

15、計（3學(xué)時，可在課程設(shè)計中完成）基本要求：掌握機構(gòu)選型的基本知識，了解機構(gòu)的組合和變異，了解運動循環(huán)圖的基本概念。主要內(nèi)容：1.各種常用機構(gòu)的適用場合及性能比較。 2.機構(gòu)選型及組合應(yīng)用的一般原則。 3.機構(gòu)運動循環(huán)圖。 4.機械傳動系統(tǒng)運動簡圖設(shè)計舉例。 重點：機械傳動系統(tǒng)運動簡圖設(shè)計。難點：機構(gòu)運動循環(huán)圖。三 、實驗大綱（一）課程名稱：機械原理（二）所屬實驗室名稱：機械原理實驗室（三）實驗內(nèi)容和目的： 實驗是機械設(shè)計課程的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是讓學(xué)生增強對機構(gòu)的感性認(rèn)識，加深對其理論知識的理解，掌握機械原理實驗的基本技能和基本方法，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計機構(gòu)的能力及獨立實驗操作的能力。實驗內(nèi)容及要求大綱基本內(nèi)容包括5個必做的實驗，在規(guī)定的16個學(xué)時內(nèi)完成。實驗一 機構(gòu)現(xiàn)場認(rèn)識實驗（演示性實驗，2學(xué)時）（1）了解四種基本機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點及主要類型；（2）了解四種基本機構(gòu)和空間連桿機構(gòu)的運動傳遞情況； （3）初步了解組合機構(gòu)的幾種典型的組合方式。實驗二 機構(gòu)運動簡圖測繪實驗（綜合性實驗，4學(xué)時）（1）通過對一些實際機構(gòu)的測繪，掌握機構(gòu)運動簡圖的繪制方法；（2）熟練掌握機構(gòu)自由度的計算；（3）驗證機構(gòu)具有確定運動的條件。實驗三 齒輪的范成實驗（驗證性實驗，4學(xué)時）（1）掌握用范成法加工漸開線齒輪齒廓的基本原理；（2）了解漸開線齒輪產(chǎn)生根切現(xiàn)象的原因