机械原理教学大纲

机械原理教学大纲适用专业：机械制造与自动化学时：64学时课程代码：B08221007一、课程的性质、任务、目的和要求机械原理课程是机械类各专业中研究机械共性问题的一门主干技术基础课。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。它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的适应能力和开发创造能力的作用。基本要求是：本课程教学以一般复杂程度的通用机械设计能力培养为目标。通过本教学过程，学习机械装置的原理和结构设计中的基本理论与方法，使学生达到可以解决一般复杂程度的机械设计问题，并具备拓展机械设计知识、解决相应的机械设计实际问题的能力。二、课程内容与要求第一章绪论【教学内容】1、机械、机器、机构、构件、零件的概念及其相互关系2、本课程研究的对象和内容【教学要求】1、了解本课程研究的对象、内容及其在培养高级工程技术人才的全局中的地位、作用和任务；2、明确学习本课程的目的；3、使学生了解并了解机械、机器、机构、构件、零件的概念及其相互关系。第二章平面机构的结构分析【教学内容】1、运动副的概念和类型2、机构的组成3、机构运动简图的表达方式和绘制方法4、机构具有确定运动的条件5、平面机构自由度的计算6、平面机构的组成原理、结构分类及结构分析【教学要求】1、了解机构的组成，搞清运动副、运动链、约束和自由度等基本概念；2、能绘制常用机构的机构运动简图；3、能计算平面机构的自由度；4、对平面机构组成的基本原理有所了解。第三章平面机构的运动分析【教学内容】1、速度瞬心的概念及其位置的确定2、用速度瞬心法作机构的速度分析3、用矢量方程图解法或解析法对二级机构进行运动分析【教学要求】1、明确机构运动分析的目的和方法；2、能用解析法和图解法对平面二级机构进行运动分析；3、理解速度瞬心（绝对瞬心和相对瞬心）的概念，并能运用“三心定理”确定一般平面机构各瞬心的位置；4、能用瞬心法对简单高、低副进行速度分析。第四章平面机构的力分析【教学内容】1、构件惯性力的确定2、作用在机械上的力3、运动副的受力分析4、机构的动态静力分析【教学要求】1、了解机构中作用的各种力及机构力分析的方法；2、确定各运动副中的反力及需加于机械上的平衡力或平衡力矩；3、掌握对一般平面机构进行动态静力分析的过程。第五章机械的效率和自锁【教学内容】1、用力和力矩形式表示的机械效率计算方法2、机组效率的计算3、用四种方法确定机械的自锁条件【教学要求】1、建立正确、全面的机械效率的概念；2、掌握简单机械的机械效率和自锁条件的求解方法；3、掌握移动副、转动副和螺旋副等运动副中摩擦力的分析计算。第六章机械的平衡【教学内容】1、机械平衡的目的及内容2、刚性转子静、动平衡的条件和计算3、刚性转子的平衡实验原理及转子的许用不平衡量4、平面四杆机构的平衡【教学要求】1、掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法；2、了解平面四杆机构的平衡原理。第七章机械的运转及其速度波动的调节【教学内容】1、机械运转的三个阶段及其功能关系2、机械运动方程的一般表达式及机械系统的等效动力学模型3、机械的周期性／非周期性速度波动产生原因及调节方法【教学要求】1、充分了解等效力（力矩）、等效质量（转动惯量）、等效构件和等效动力学模型等基本概念和方法；2、了解机器运动方程式的两种表达形式（动能形式和力或力矩形式）的建立和适用情况；3、掌握根据已知条件求解在已知力作用下机器的真实运动情况，了解机器两种速度波动调节方法（主要是周期性速度波动的调节）；4、掌握飞轮转动惯量的计算方法。第八章平面连杆机构及其设计【教学内容】1、连杆机构的组成及其传动特点2、平面四杆机构的基本型式、演化型式及其应用3、平面四杆机构的基本知识：曲柄存在条件、极位夹角、行程速比系数、压力角、传动角、死点、运动连续性4、按已知连杆三位置、连架杆三对应位置和行程速比系数设计平面四杆机构5、按已知连杆曲线设计平面四杆机构6、多杆机构的应用示例【教学要求】1、了解平面连杆机构的组成及其主要优缺点；2、了解平面连杆机构的基本型式及其演化和应用；3、对曲柄存在条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数、运动连续性等有明确的概念；4、掌握用作图法设计平面四杆机构的方法；5、了解解析法设计四杆机构的概念和数学模型的建立。第九章凸轮机构及其设计【教学内容】1、凸轮机构的应用和分类2、推杆的常用运动规律及其特点3、用作图法或解析法设计盘形凸轮轮廓曲线4、凸轮机构基本尺寸的确定及其对传动性能的影响【教学要求】1、了解凸轮机构的分类及应用；2、了解推杆常用的运动规律及推杆运动规律的选择原则；3、掌握在确定凸轮机构的基本尺寸时应考虑的主要问题（包括压力角对尺寸的影响、压力角对凸轮受力情况、效率和自锁的影响及失真等问题）；4、能根据选定的凸轮类型和推杆的运动规律，设计出凸轮的轮廓曲线（以解析法为主）。第十章齿轮机构及其设计【教学内容】1、齿轮机构的基本类型2、共轭齿廓和齿廓啮合基本定律3、渐开线的形成及其特性4、渐开线齿廓的啮合特性5、渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸6、渐开线直齿圆柱齿轮的传动性质：正确啮合条件、中心距与啮合角的关系、啮合过程及连续传动条件、重合度的意义和计算7、变位齿轮的修正原因、切制方法、几何尺寸、传动类型、特点、设计步骤8、斜齿圆柱齿轮传动的啮合特点：优缺点、正确啮合条件、重合度、当量齿轮及当量齿数9、斜齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸10、蜗杆传动的特点和类型11、蜗杆传动的正确啮合条件、主要参数及几何尺寸12、圆锥齿轮传动的类型、应用、当量齿轮及当量齿数13、直齿圆锥齿轮的主要参数及几何尺寸【教学要求】1、了解齿轮机构的类型和应用；2、了解平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律及有关共轭齿廓的基本知识；3、深入了解渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性及渐开线齿轮传动的正确啮合条件和连续传动条件；4、熟悉渐开线齿轮各部分的名称、基本参数及各部分几何尺寸的计算；5、了解渐开线齿廓的展成切齿原理及根切现象，渐开线标准齿轮的最少齿数及渐开线齿轮的变位修正和变位齿轮传动的概念；6、了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点，并能计算标准斜齿圆柱齿轮的几何尺寸；7、了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点及其基本尺寸的计算；8、对蜗轮蜗杆的传动特点有所了解。第十一章齿轮系及其设计【教学内容】1、齿轮系的分类2、周转轮系的组成和类型3、定轴轮系、周转轮系、复合轮系传动比的计算及转向判定4、轮系的功用【教学要求】1、了解轮系的分类方法，能正确划分轮系，能计算定轴轮系、周转轮系、复合轮系的传动比；2、对轮系的功用有清楚的了解；3、对行星轮系传动效率的计算、行星轮系的选型及行星轮系设计中的均载问题有所了解；4、对行星轮系各轮齿数的四个条件有清楚的认识；对其它行星齿轮传动有一般了解。第十二章其他常用机构【教学内容】1、各类间歇运动机构、非圆齿轮机构、螺旋机构、万向铰链机构、组合机构以及含有某些特殊元器件机构的组成、工作原理和应用【教学要求】1、了解槽轮机构、棘轮机构、螺旋机构、万向铰链机构等其它常用机构的工作原理、运动特点、应用情况及设计要点；2、较深入了解几种常用的组合机构的组合方式、工作特点、应用情况及设计概要。第十三章工业机器人机构及其设计【教学内容】1、工业机器人机构的概述2、机器人操作机的运动分析3、机器人操作机的静力和动力分析4、工业机器人操作机机构的设计【教学要求】1、了解轮工业机器人机构的特点；2、了解工业机器人操作机机构的设计过程。第十四章机械系统的方案设计【教学内容】1、齿轮系的分类2、周转轮系的组成和类型3、定轴轮系、周转轮系、复合轮系传动比的计算及转向判定4、轮系的功用【教学要求】1、掌握机构选型的基本知识；2、了解机构的组合方式及机构的变异方法；3、了解工作循环图及拟定简单机械传动方案的过程。三、学时分配：教学内容（章）讲课学时实验（训）学时习题学时第一章绪论2第二章平面机构的结构分析6第三章平面机构的运动分析62第四章平面机构的力分析4第五章机械的效率和自锁2第六章机械的平衡42第七章机械的运转及其速度波动的调节4第八章平面连杆机构及其设计4第九章凸轮机构及其设计6第十章齿轮机构及其设计62第十一章齿轮系机构及其设计4第十二章其他常用机构4第十三章工业机器人机构及其设计2第十四章机械系统的方案设计4总计586四、其它说明1.考核方式：考试成绩评定：平时20％卷面80%2.教材：孙桓等机械原理.高等教育出版社20063.本课程安排实验6学时，具体见实验教学大纲。起草人：专业负责人：系（部）主任：