机械原理教学大纲

《机械原理》教学大纲课程编号：26011011课程类型：学科基础课程课程名称：机械原理学分：3适用专业：机械设计制造及其自动化第一部分大纲说明一、课程的性质、目的和任务《机械原理》是高等工科院校本科机械类专业教学计划中的一门重要的学科基础课。本课程主要研究机构的组成原理、机构运动学及机器动力学等；研究各种机器中常用机构的运动、动力性能分析与设计。通过本课程的学习，使学生掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能，初步具有机构分析和设计机构的能力。课程教学的主要任务是使学生掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生具备机构设计的基本能力，训练学生的设计构思（创新构思）和设计技能（实践技能），为后继专业课程学习和今后从事设计工作打下坚实的基础。二、课程的基本要求1．了解机械领域的新成果和发展动向；2．理解机械原理的基本理论；3．掌握关于机构的运动分析、受力分析和机器动力学方面的基本理论和基本知识。具有初步的分析和设计能力，逐渐形成规范的设计思想和逻辑思维能力；4.掌握运用标准、规范、手册和查阅有关技术资料的能力。三、本课程与相关课程的联系本课程是机械设计制造及其自动化专业的必修课程，是该专业的学科基础课程，对本专业学生后续学习起着承先启后的作用。四、学时分配本课程学分为3学分，建议开设48学时。章（单元）内容讲课学时实验（上机）学时课堂讨论（习题课）学时复习学时总学时绪论11机构的结构分析325平面机构的运动分析22平面机构的力分析22机械的效率和自锁22机械的平衡22连杆机构及其设计426凸轮机构及其设计415齿轮机构及其设计6410齿轮系及其设计426其他常用机构213机械传动系统的方案设计22期末复习22合计368448五、教材与参考书教材：孙桓，陈作模.机械原理（第八版），高等教育出版社，2013年。主要参考书：1．郑文炜，吴克坚．机械原理（第七版）．高等教育出版社，19972．王知行，邓宗行.机械原理.北京：高等教育出版社，2006.53.于靖军.机械原理.北京：机械工业出版社，2013.84.张策.机械原理与机械设计.北京：高等教育出版社，2004.10六、教学方法与手段建议从《机械原理》课堂教学实践出发，对在新课引入、教学方法、课后思考题设计等方面与实践相结合进行探讨，提出理论与实践结合，增加课堂互动，提高教学质量,培养学生解决实际问题的能力。1.教学方法本课程是一门技术基础课，在教学过程中应注意建立感性认识，面授课应该尽可能为学生演示各类典型机构及其运动情况。2.实践性教学环节要求习题课和课堂讨论课：习题课的目的在于帮助学生消化和巩固课程中重要的繁难基本概念和内容，帮助学生提高解题能力和计算技巧，指导学生查阅技术资料。习题课的方式可以是讲典型例题，也可以组织学生分析问题、讨论解题方法和步骤。课堂讨论安排在习题课中或是在平时的授课中，参考学时分配表中推荐学时。七、课程考核方式与成绩评定办法笔试，闭卷。总成绩的分值分配比例为：平时成绩（上课+作业）：30％，实验成绩：20%，期末考试成绩：50％。第二部分课程内容大纲第1章绪论（1学时）一、教学目的和要求1．阐述机构和机器的概念和组成。2.介绍本课程的性质、研究对象和学习本课程的基本要求和方法。二、教学内容1．机器的组成及特征；2．本课程的学习目的、内容和方法。第2章机构的结构分析（5学时）一、教学目的和要求1．掌握机构的组成及分类、了解平面机构运动简图的绘制；2．掌握机构具有确定运动的条件、简单机构自由度的计算。二、教学内容1.机构结构分析的内容和目的；2.机构的组成(构件、运动副、运动链及机构等概念)；3.机构运动简图及机构具有确定运动的条件；4.平面机构自由度的计算，计算平面机构自由度时应注意的事项。第3章平面机构的运动分析（2学时）一、教学目的和要求掌握机构运动分析的任务、目的和方法。二、教学内容1．机构运动分析的任务、目的和方法；2.用解析法（矢量方程解析法、复数法或矩阵法）作机构的运动分析，为后续进行计算机辅助设计奠定基础。第4章平面机构的力分析（2学时）一、教学目的和要求掌握机构分析力的任务、目的和方法。二、教学内容1．作用在机械上的力；2．构件惯性力的确定；3．移动副和转动副中摩擦力的确定；4．考虑摩擦时机构的受力分析。第5章机械的效率和自锁（2学时）一、教学目的和要求1．掌握机械的效率和自锁的概念；2．掌握机械与机组的机械效率计算和机械自锁条件的确定。二、教学内容1．机械的效率；2．机械的自锁。第6章机械的平衡（2学时）一、教学目的和要求1．熟悉机械平衡的目的和内容；2．掌握刚性转子的平衡计算；3.了解刚性转子的平衡试验；4.掌握转子的许用不平衡量和不平衡度的概念；5.了解平面机构的平衡。二、教学内容1．机械平衡的目的（刚性转子和挠性转子的概念）；2．刚性转子的静平衡计算和动平衡计算；3．刚性转子的静平衡和动平衡实验；4.转子的许用不平衡量概念；5.转子的许用不平衡度概念；6.平面机构的平衡。第7章机械的运转及其速度波动的调节（自学）第8章连杆机构及其设计（6学时）一、教学目的和要求1．掌握连杆机构及其传动特点；2．掌握平面四杆机构的类型及应用；3.掌握平面四杆机构的基本知识；4.掌握用作图法设计四杆机构，了解用解析法设计四杆机构。二、教学内容1.连杆机构及其传动特点；2．平面四杆机构的基本形式及其演化和应用；3．平面四杆机构有曲柄的条件、急回运动及行程速比系数、机构压力角和传动角、死点和运动连续性等概念及其分析；4．连杆机构设计的基本问题，用作图法按给定连杆预定位置、两连架杆预定对应位置、给定的急回要求设计四杆机构。第9章凸轮机构及其设计（5学时）一、教学目的和要求1．了解凸轮机构的应用、分类和特点；2．掌握推杆的运动规律；3．掌握凸轮轮廓曲线的设计；4.掌握凸轮机构基本尺寸的确定。二、教学内容1．有关推杆运动规律的名词术语、推杆常用运动规律及其特点和运动规律选择的原则；2.用图解法和解析法设计凸轮的轮廓曲线；3.凸轮机构的受力分析、凸轮机构的压力角的概念及意义；4.凸轮基圆半径、滚子推杆的滚子半径和平底推杆的平底长度等基本尺寸的确定。第10章齿轮机构及其设计（10学时）一、教学目的和要求1．了解齿轮机构的特点及类型；2．掌握齿轮的齿廓曲线；3．熟悉渐开线齿廓及其啮合特点；4．掌握渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸；5.熟悉渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动；6.了解渐开线齿廓的切制原理和根切现象；7.基本熟悉渐开线变位齿轮、斜齿圆柱齿轮、蜗轮蜗杆传动。二、教学内容1.齿轮机构的应用及分类；2．渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸；3．齿廓啮合基本定律和渐开线齿廓及其啮合特点；4.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件、中心距、啮合角和连续啮合的条件；5.渐开线标准直齿轮切制、根切现象与不发生根切的最少齿数；6.变位齿轮的概念及优缺点；7.平行轴斜齿圆柱齿轮传动啮合特性及其几何尺寸计算；8.蜗杆传动的特点、主要参数及几何尺寸。第11章齿轮系及其设计（6学时）一、教学目的和要求1．掌握齿轮系的分类及功用；2．掌握定轴轮系传动比计算；3．掌握周转轮系传动比计算；4．掌握混合轮系传动比计算；5．熟悉轮系的功用。二、教学内容1.定轴轮系、周转轮系和复合轮系传动比的计算；2.轮系的功用。第12章其他常用机构（3学时）一、教学目的和要求1．了解棘轮机构；2．了解槽轮机构；3．了解凸轮式间歇运动机构；4.了解不完全齿轮机构：5.了解螺旋机构；6.了解组合机构。二、教学内容1．棘轮机构、槽轮机构、螺旋机构组成、特点及应用；2．凸轮式间歇运动机构和不完全齿轮机构的组成、特点及应用；3．组合机构的概念、类型及运动特点。第13章机器人机构及其设计（自学）第14章机械系统的方案设计（2学时）一、教学目的和要求1．了解机械设计的一般过程；2．掌握机械工作原理的拟定；3．掌握执行构件的运动设计和原动机的选择；4．了解机构的选型和变异；5.了解机构的组合；6.了解拟定机械系统方案的方法，掌握拟定机械传动系统方案的一般原则。二、教学内容1．机械传动系统方案设计的内容；2．机械工作原理的拟定、执行构件的运动设计和原动机的选择；3．机构的选型、机构的变异和组合；4．机械传动系统方案的拟定；5.机械传动系统设计举例。制定/修订人：审定人：批准人：制定/修订时间：2018.2