《机械原理》教学大纲课程类别：学科基础课程课程名称：机械原理开课单位：机械工程学院课程编号：B02020010总学时：72（实验12学时）学分：4.5适用专业：机械工程、机械设计制造及其自动化、包装工程、车辆工程、汽车服务工程、飞行器制造工程、武器系统与工程、武器发射工程、装甲车辆工程、弹药工程与爆炸技术先修课程：高等数学、画法几何与工程制图、机械制造基础、互换性与技术测量、理论力学一、课程在教学计划中的地位、作用机械原理课程是高等工科院校机械类专业本科学生的一门主干学科基础课，主要研究各种机械中机构的组成原理、机构运动学及机器动力学等一般共性问题，在机械方案设计和创新设计所需的知识结构中占有核心地位。
在培养高级机械工程技术人才的全局中，本课程不仅为学生学习相关技术基础和专业课起到承前启后的作用，而且为今后从事机械设计和研究工作起到增强适应能力、开发创新能力和培养现代设计能力的作用。
二、课程教学目标及对毕业要求的支撑2.1课程教学目标通过本课程的理论教学、作业和实验训练，使学生具备下列能力：1.理解平面机构学和机械动力学的基本概念、基本理论和基本知识，并能利用这些知识对机器或机构的组成结构、工作原理进行描述和解释。
（课程教学目标1）2.能够根据典型机构如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构及常用的间歇机构的结构特性、运动特性和工作特性，选择合适的方法和工具，对机构进行结构分析、运动分析和力分析，以获得有效的结论。
（课程教学目标2）3.能够在考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素前提下，运用机械原理及其相关学科的基础理论、工程常识、各种技术、方法、和现代化工具初步拟定机械运动方案，进行机构综合，并能够在设计环节中体现创新意识。
（课程教学目标3）4.使学生初步具备机械方面的实验操作能力、实验数据分析和解释的能力，并具有制图、计算、测试和使用技术资料等基本技能。
（课程教学目标4）2.2课程教学目标对毕业要求的支撑三、教学内容和教学要求3.1 理论教学（支撑课程教学目标1、2、3）第一章绪论（支撑课程教学目标1）基本内容：1.机械原理课程的研究对象和内容。
2.机械原理课程在教学计划以及在培养各专业专门人才全局中的地位、作用和任务。
3.本学科研究现状和发展方向。
基本要求：1.明确本课程研究的对象和内容，及其在培养机械类高级工程技术人才全局中的地位、任务和作用。
2.对机械原理学科的发展现状、前沿方向及现代设计方法有所知晓。
教学方法：多媒体课件结合板书讲解，对课程内容概况，学科现状、前沿和方向，现代设计方法进行充分介绍，以引发学生学习兴趣。
第二章机构的结构分析与综合（支撑课程教学目标1、2）基本内容：1.机构的主要类型和特点。
2.机构的组成及机构运动简图。
3.机构的自由度计算。
4.机构的高副低代、结构分析、组成原理。
基本要求：1.理解构件、运动副、约束、自由度及运动链等重要概念。
2.能正确绘制简单机械的机构运动简图。
3.能正确计算平面机构自由度并能判断其是否具有确定运动。
4.能够应用平面机构的结构分析方法进行机构分析。
5.本章结束后安排一次机构自由度计算及结构分析的习题课。
重点：运动副、运动链、机构的物理概念。
机构自由度计算。
机构的机构分析。
难点：机构自由度计算中有关虚约束的识别及处理，杆组分析和高副低代。
教学方法：运用多媒体课件结合板书进行讲解，案例式、启发式、互动式多种方法相结合，注意用动画对机构进行验证，运动简图的绘制、自由度的计算可通过机构教具模型来讲练。
第三章连杆机构及其设计（支撑课程教学目标1、2、3）基本内容：1.平面四杆机构的特点和基本型式。
2.平面连杆机构设计中的一些共性问题。
3.平面连杆机构运动设计的基本问题。
4.平面刚体导引机构设计。
5.平面函数机构设计。
6.平面轨迹机构设计。
7.速度瞬心及其应用。
8.平面连杆机构的运动分析。
基本要求：1.知道平面连杆机构的传动特点及其主要优缺点。
2.知道平面四杆机构的基本型式、演化型式及平面四杆机构的一些应用实例。
3.对平面四杆机构一些基本知识(如平面四杆机构的有曲柄的条件、行程速比系数及急回运动、传动角及死点位置以及运动连续性等)应有明确的认识。
4.能按连杆的三个位置，两连架杆的三个对应位置，及行程速比系数等条件设计平面四杆机构。
5.知道实现预定连杆曲线的平面四杆机构的设计方法。
6.理解速度瞬心（包括绝对瞬心和相对瞬心）的概念，能运用“三心定理”确定一般平面机构各瞬心的位置。
7.能用瞬心法对简单高、低副机构进行速度分析。
8.能用图解法或解析法对机构进行运动分析。
9.本章结束后安排一次连杆机构设计与分析的习题课。
重点：平面连杆机构的主要工作特性。
平面四杆机构综合的方法。
速度瞬心的概念和“三心定理”的应用。
难点：按巳知运动规律设计平面连杆机构。
用相对运动图解法求加速度。
教学方法：运用多媒体课件结合板书进行讲解，案例式、启发式、互动式多种方法相结合。
授课时应多与实际相结合，列举连杆机构工程案例引发学生的兴趣，大量采用多媒体动画仿真结合实物图片进行教学。
四杆机构设计可适当用CAD软件进行演示。
突出机构运动分析解析法的应用及计算机辅助机构设计，演示ADAMS等运动仿真软件在机构运动分析中的应用。
上课时应充分注意讲练结合。
第四章凸轮机构及其设计（支撑课程教学目标1、2、3）基本内容：1.凸轮机构的应用与分类。
2.从动件常用运动规律及其基本特性。
3.盘形凸轮廓线的设计（图解法与解析法相结合）。
4.凸轮机构压力角与基本尺寸确定。
基本要求：1.知道凸轮机构的类型和应用。
2.对推杆的基本运动规律及推杆运动规律的选择有明确的概念。
3.理解凸轮机构的压力角和自锁的概念。
4.能确定盘形凸轮机构的基本尺寸。
5.掌握盘形凸轮廓线的设计方法。
重点：推杆常用运动规律的特点及其选择原则。
盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计。
凸轮基圆半径与压力角及自锁的关系。
难点：凸轮廓线设计中所应用的“反转法”原理和压力角的概念。
教学方法：运用多媒体课件结合板书进行讲解，案例式、启发式、互动式多种方法相结合。
授课时应多与实际相结合，并多列举常见凸轮机构案例以引发学生的兴趣，应充分注意讲练结合。
凸轮机构的运动原理、反转法原理可采用多媒体动画仿真进行教学。
突出凸轮廓线解析法及计算机辅助凸轮廓线设计方法的介绍。
第五章齿轮机构及其设计（支撑课程教学目标1、2、3）基本内容：1.齿廓啮合基本定律及渐开线齿形。
2.渐开线圆柱齿轮参数。
3.渐开线直齿圆柱齿轮传动的啮合传动过程及其啮合传动特点。
4.渐开线齿轮的根切现象及不发生根切的最少齿数。
5.齿轮变位原理及变位齿轮传动。
6.斜齿圆柱齿轮机构。
蜗轮蜗杆机构。
圆锥齿轮机构。
7.其他类型齿轮传动简介。
基本要求：1.知道齿轮机构的类型和应用。
2.理解齿廓啮合基本定律的概念。
3.理解渐开线直齿圆柱齿轮传动的啮合特性。
4.掌握标准直齿圆柱齿轮传动的基本参数和几何尺寸的计算。
5.明确根切现象及最少齿数、齿轮的变位修正和变位齿轮传动的基本概念。
6.知道平行轴斜齿轮的啮合特点，掌握标准斜齿圆柱齿轮传动几何尺寸的计算。
7.知道蜗杆蜗轮和标准直齿圆锥齿轮传动的特点及其几何尺寸的计算。
重点：渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。
难点：一对轮齿的啮合过程。
变位齿轮传动。
斜齿轮和锥齿轮的当量齿轮和当量齿数。
教学方法：运用多媒体课件结合板书进行讲解，案例式、启发式、互动式多种方法相结合。
齿轮机构的运动、啮合原理、范成原理可采用多媒体动画仿真进行教学，上课时应充分注意讲练结合，注意与相关实验相联系。
第六章轮系及其设计（支撑课程教学目标1、2、3）基本内容：1.轮系及其分类。
2.定轴轮系传动比计算。
3.周转轮系及复合轮系传动比计算。
基本要求：1.知道轮系的分类和应用。
2.掌握定轴轮系、周转轮系及复合轮系传动比的计算方法。
3.知道轮系的功能、应用和设计时应注意的主要问题。
4.本章结束后安排一次轮系习题课。
重点：周转轮系及复合轮系传动比的计算。
难点：复合轮系传动比的计算教学方法：运用多媒体课件结合板书进行讲解，案例式、启发式、互动式多种方法相结合。
轮系的应用应大量引入工程案例，通过多媒体动画仿真结合实物图片进行教学。
上课时应充分注意讲练结合，注意与相关实验相联系。
第七章间歇运动机构（支撑课程教学目标1、2）基本内容：1.槽轮机构、棘轮机构、凸轮式间歇机构、不完全齿轮机构。
2.间歇运动机构设计中的共性问题。
基本要求：1.结合专业需要对槽轮机构、棘轮机构、凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构等一些间歇运动机构的工作原理、运动特点及其应用有所知晓。
2.对间歇运动机构设计中的共性问题有所知晓。
重点：槽轮机构、棘轮机构、不完全齿轮机构的组成情况、运动特点和适用场合。
难点：槽轮机构、棘轮机构、不完全齿轮机构的设计要点。
教学方法：运用多媒体课件结合板书进行讲解，案例式、启发式、互动式多种方法相结合。
各种机构的运动特点可采用多媒体动画和实物相结合的方法进行教学，棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮的应用应举例进行讲解。
第八章其他常用机构（支撑课程教学目标1、2）基本内容：1.万向联轴节、螺旋机构组成情况、运动特点和适用场合。
2.组合机构组成情况、运动特点和适用场合。
基本要求：1.知道万向联轴节、螺旋机构的原理、特点、功能和应用。
2.知道组合机构的基本知识。
重点：螺旋机构、万向联轴节及组合机构的组成情况、运动特点和适用场合。
难点：组合机构的组合方式、工作特点、应用情况及设计概要。
教学方法：运用多媒体课件结合板书进行讲解，案例式、启发式、互动式多种方法相结合。
各种机构的运动特点可采用多媒体动画和实物相结合的方法进行教学，机构的应用应举例讲解。
第九章平面机构的力分析（支撑课程教学目标2）基本内容：1.平面机构力分析的目的和方法。
2.构件惯性力。
3.运动副中摩擦力。
基本要求：1.知道平面机构力分析的目的和不同方法。
2.掌握Ⅱ级机构力分析的方法。
3.知道机械中的摩擦的基本知识。
重点：平面机构的动态静力分析，掌握动态静力分析的图解法。
难点：机构的平衡力（或平衡力矩）及构件的质量代换两个概念、考虑摩擦时机构的受力分析。
教学方法：机构力分析应在实例分析的基础上，运用多媒体课件结合板书进行讲解。
上课时应充分注意讲练结合，授课时注意与理论力学课程相联系。
第十章机械的效率和自锁（支撑课程教学目标1、2）基本内容：1.机械的效率。
2.机械的自锁。
3.提高机械效率的途径。
基本要求：1.理解机械效率和自锁的概念。
2.能确定简单机械与机组的机械效率。
3.能确定简单机械的自锁条件。
重点：机械效率的计算、机械的自锁现象和自锁条件的确定。
难点：机械自锁条件的建立。
教学方法：机械自锁条件可在实例分析基础上，多媒体课件结合板书推导建立，提高机械效率的途径只作定性的介绍。
