机械原理课程学习指南

《机械原理》(机械类)课程教学大纲机械原理课程教学大纲引言：机械原理是一门机械工程的基础课程，旨在培养学生对机械原理及其应用的理论知识和实践能力。

本教学大纲旨在通过明确课程目标、内容和教学方法，为学生提供一个全面而结构化的学习指导。

一、课程概述1.1 课程名称：机械原理1.2 课程代码：MEP1011.3 学时分配：理论教学（48学时），实验教学（24学时）1.4 先修课程：近代物理学、高等数学、工程力学二、课程目标2.1 知识目标：- 掌握基本的机械原理理论，了解力学、静力学和动力学的基本概念和原理。

- 理解刚体和弹性体的力学行为，能够应用相关理论解决实际问题。

- 熟悉机械原理的应用领域和现代技术的发展趋势。

2.2 能力目标：- 具备分析和解决机械原理问题的能力，包括力学计算、力学模型建立和实验数据处理等。

- 能够运用机械原理知识进行工程设计和创新实践。

2.3 态度目标：- 培养学生正确的学习态度和科学精神，积极探索和应用机械原理知识。

- 提高学生的合作意识和创新思维，培养解决实际问题的能力。

三、教学内容3.1 理论教学：- 刚体力学：刚体的平衡条件、转动定律、角动量和动能等。

- 弹性体力学：胡克定律、弹性形变、应力应变关系和材料破坏等。

- 静力学：平面定位问题、静摩擦力和斜面问题等。

- 动力学：牛顿运动定律、动能和动量、碰撞和转动惯量等。

3.2 实验教学：- 使用力学实验设备进行实验操作，熟悉实验仪器的使用方法和实验数据的记录与分析。

- 开展机械原理实验，如测量刚体的转动惯量、胡克定律的验证和静力学问题的实验验证等。

四、教学方法4.1 理论教学：- 采用教师讲授、互动讨论和案例分析相结合的教学方法，注重理论与实际问题的结合。

- 利用多媒体技术辅助教学，展示实际应用和案例分析，提高学生的学习兴趣和理解能力。

4.2 实验教学：- 强调实践操作能力培养，引导学生通过实验掌握机械原理的基本原理和应用方法。

《机械设计基础A》考研复习提纲机械原理部分一、绪论1．明确本课程研究的对象和内容；2．明确机器、机构、机械、构件、零件的概念。

二、平面机构的结构分析1．掌握机构运动简图的绘制方法；2．掌握平面机构自由度的计算及运动确定性的判断；3．了解平面机构组成的基本原理。

三、平面机构的运动分析和力分析1．掌握瞬心的基本概念及用瞬心法对简单高、低副机构进行速度分析；2．掌握用矢量方程图解法对平面二级机构进行速度、加速度分析。

3．了解作用于机构中的力的分类；4．掌握移动副和转动副中摩擦力的计算方法。

四、平面连杆机构1、掌握平面四杆机构的基本类型演化形式及基本类型的判断；2、掌握四杆机构的急回特性分析、传动角压力角分析及死点位置的分析；3、掌握四杆机构图解设计的基本方法。

五、凸轮机构1．掌握凸轮机构推杆的几种常用运动规律；2．掌握盘形凸轮机构凸轮廓线的设计方法；3．了解凸轮机构的运动失真、压力角及基圆尺寸的确定。

六、齿轮机构1．掌握齿廓啮合基本定律；2．理解渐开线直齿圆柱齿轮传动的啮合特性；3．掌握标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算方法；4．掌握渐开线齿轮传动（正确啮合、正确安装、连续传动）的条件；5．了解渐开线齿轮的范成原理、根切、最少齿数等概念；6、掌握变位齿轮的概念及几何尺寸的变化，了解变位齿轮传动类型和特点；7、了解平行轴斜齿圆柱齿轮的啮合特点，掌握几何尺寸的计算方法。

七、轮系1．掌握定轴、周转和复合轮系传动比的计算方法；2．了解行星轮系齿轮齿数的选取条件。

八、机械系统运动方案1．了解机构选型的基本知识；2．掌握简单机械系统运动方案的拟定。

机械设计部分一、联接1．掌握螺纹联接常用类型的特点、应用及对联接件的要求；2．掌握螺纹联接的受力分析及强度计算方法；3．了解螺栓组联接结构设计要点；4．了解各种键联接的类型、结构、特点和应用，掌握平键联接的尺寸选择及强度计算。

二、带传动1．掌握带传动的受力分析、滑动分析及应力分析；2．掌握普通V带传动的设计计算方法及带轮的设计。

自测练习题参考答案： 第一章： 1.1）制造；运动 2）C 3)B 4)B 2.略第二章： 1.1）高副；1；低副；2 2）原动件；机架；基本杆组 3)机架；原动件 4)B 5）A 6）C 7）A2.1）a) b) c) 2)a) 21927323=-⨯-⨯=--=H L P p n Fb) 11524323=-⨯-⨯=--=H L P p n F 3)因原机构0624323=⨯-⨯=--=H L P p n F 机构不动，则不能实现设计意图，设计不合理，修改后方案如上图所示。

4) ①机构由一个Ⅲ级杆组和原动件及机架组成，故为Ⅲ级机构； ②机构由两个Ⅱ级杆组和原动件及机架组成，故为Ⅱ级机构。

第三章： 1．1）15；10；5 2）移；转 3）C 4）输出；输入 5）摩擦角之内；摩擦圆之内；机械效率小于或等于零 6）C 7）A 8）C 2．1）v e =0.33 m/s a e =3.3 m/s 2 ω2=2.4 r/s ε2=14 1/s 2A OB 1 23 4A B CDBA C 1 2 3 4 a)Fb)2）3232B B B B v v v +=kB B rB B B B a a a a 323232++=即kB B r B B t B n B nB a a a a a 3232332+++=（注意：本题中的速度和加速度中的每一项的大小和方向要弄清楚，并能对应式中的每一小项写明白。

）3） 12123A A A A v v v v +==rA A K A A n A A a a a a a 1212123++==4）04323=++F F Q第四章： 1．1）摇杆；90° 2）双摇杆 3）定块4）曲柄摇杆机构；摆动导杆机构；偏置曲柄滑块机构 5）B 6）A 7）B 2．p a 2(a 3) a 1P’n 1’k’a 2(a 3)’F 32 F 12F 41 F 23F 43 QφDD 4P 34P 14P 12P 23∞13 nB a 2tB a 3rB B a32k B B a 32nB a 33B a 2B v 3B v 32B B v求构件尺寸：由作图量取AD=？AB=？CD=？（答案略）第五章：1．1）等速；等加速和等减速或余弦加速度2）C 3）C 4）C 5）B 6）B 7）B 2．12）1）m1=m2=m α1=α2=α；m n1=m n2=m nαn1=αn2=αnβ1=-β2；大端m1=m2=m α1=α2=α；m x1=m t2=m αx1=αt2=αγ1=β2 2）节；分度3）分度圆上齿厚等于齿槽宽4）相切；相离5）C；A 6）B 7）A 8）32°；58°9）节；基；分度10）C 11）B 12）C 13）A 14）C；A；B2．1）mm 4=m 151=z m m 60'11==d d mm 240'2=d ==αα'20° 4=i因z 1=15＜17，会发生根切，致使齿厚减小，故造成轮齿折断。

西南交通大学“机械原理”课程学习指南一、遵循大学工科课程的一般学习规律应当重视平时的预习、听课、复习和答疑、作业、实验、课程设计、测试和考试等环节，根据教学进度，安排好时间，保持与教学进度相协调的学习节奏。

尤其要克服平时松懈，考前突击的不良学习习惯，作到“大考大‘玩’、小考小‘玩’，不考不‘玩’”，平时多下功夫。

二、转变学习和思维方法机械原理课程的特点在于：相对于数学、物理和理论力学等基础科学，机械原理课程有许多内容是结合机械工程实际的，在考虑具体问题的解决方案时，不仅要从数学、力学等方面考虑，还要从工程实际考虑，比如要考虑设计的经济性、操作和使用的方便性、制造的可行性等等。

而相对于专业课程，机械原理课程的理论性、系统性又比较强，大多数教学内容都是具有比较严密的数学、力学依据的。

由于机械原理课程是大学期间第一门工程设计类课程，不少同学会感到头绪比较多，面对具体问题无从下手。

还有的同学感到课程的教学内容课堂上可以听得懂，但是做作业、或考试时就不会了。

依据我们的教学经验，出现这类问题的学生多数是由于没有注意到科学与工程技术之间的差别，在学习方法和思维习惯等方面还没有适应机械原理这门与过去大多数课程性质不同的课程。

我们认为，在学习中要尽快实现学习和思维的转变：①要意识到工程问题的多样性，学会针对不同的问题构思不同的解决思路，“具体问题具体分析”，逐渐摆脱按照老师或教材的方法“照猫画虎”的学习和思维方式；②要意识到工程问题求解方法和结果的多样性，对同样的工程设计问题，有多种解决方法可以采用，而且，最后的答案也往往不是唯一的。

要逐渐摆脱对所谓的“标准答案”的依赖，建立“只要方法符合数学、力学的基本原理，符合工程设计的实际，就是正确的解”的自信；③教材和老师讲的内容是十分有限的，要多注意观察日常生活、身边的机械装置，不要再对身边的机械“视而不见”，要认真研究、领悟设计的奥妙；④牢记“What I hear, I forget; What I see, I remember; What I do, I understand”。

〈〈机械原理〉〉课程学习指南说明：《机械原理》课程是高等学校机械类专业普遍开设的一门重要的技术基础课，是一门与专业紧密相关、培养机构设计方法和机械系统创新设计能力的重要主干课程，因此在整个教学环节中起着重要的作用。

根据武汉科技大学机械学院机械工程及自动化，机械电子工程，车辆工程本科《机械原理》课程教学大纲的要求，编写了本课程学习指南，对课程的基本情况，学习目的，教材和参考资料，考核方式，课程内容学时分配，主要内容及相关要求做了较详细的说明，目的是为了让学生能够积极主动，有的放矢的学好本课程。

一、课程的基本情况课程中文名称:机械原理课程英文名称：Mechanisms and Machine Theory课程代码：0304007课程类别：专业基础课课程性质: 必修课程学分：3总学时：72 讲课学时:54 实验学时:18 （实验单独设课18学时）授课对象：机械工程及自动化、机械电子工程、车辆工程前导课程：高等数学、理论力学、材料力学、机械制图、机械制造基础二、学习目的〈〈机械原理〉〉研究机构的型综合（结构设计）、机械系统设计等创造新机器的方法和原理；，研究常用机构运动学、动力学及其尺度综合并运用计算机进行机构优化设计的原理和方法。

它是一门运用性较强的技术基础课。

通过本课学习使学者具有对机构进行选型并能根据工艺要求进行机构尺度设计的基础知识，为专业课学习及工程机械的设计打下基础。

三、教材与参考书教材：廖汉元孔建益钮国辉主编〈〈机械原理〉〉机械工业出版社，2007参考书：[1] 孙桓主编〈〈机械原理〉〉（第七版）高等教育出版社，2006[2] 黄锡凯主编〈〈机械原理〉〉（第六版）高等教育出版社，2000[3] 陈作模主编《机械原理学习指南》(第四版) 高等教育出版社，2001[4] 孔建益主编《机械原理与机械设计实验》华中科技大学出版社2008四、考核方式《机械原理》课程采取课堂教学为主，另外辅助有课程设计的实践教学环节，还单独设立了实验课。

《机械原理》自学指导书一、课程名称：机械原理二、自学学时：42课时三、教材名称：《机械原理》郑甲红朱建儒刘喜平主编机械工业出版社四、参考资料：《机械设计基础》，朱东华樊智敏主编，机械工业出版社五、课程简介：机械原理是一门以机器及机构为研究对象的学科。

机械原理主要研究以下几方面的内容：1）各种机构的分析问题；2）常用机构的设计问题；3）机器动力学问题；4）机械运动方案设计。

通过本课程学习，使学生以后学习机械设计和有关机械类专业课程以及掌握新的科学技术成果打好工程理论基础。

在学习本课程过程中，要用到数学、物理、理论力学、机械制图以及金属工艺学等课程的知识。

六、考核方式：闭卷考试七、自学内容指导：第一章绪论1、本章内容概述：1）机械原理课程的研究对象和内容；2）学习本课程的目的；3）如何进行本课程的学习；4）机械原理学科的发展趋势；5）机械原理与创新设计。

2、自学学时安排：6学时3、知识点：1）机器和机构的共同特征2）机械原理课程的主要研究内容；3）学习机械原理课程要用到的知识；4、难点：1）机器和机构的共同特征2）机械原理课程的主要研究内容；3）学习机械原理课程要用到的知识；5、章节同步习题（客观题）：一、选择题：1、“机械原理”是一门以机器和（）为研究对象的学科。

A、机构B、构件C、零件2、常用的（）有：齿轮机构、凸轮机构、连杆机构，还有各种间歇机构等。

A、机器B、机构C、构件D、零件3、机械原理所学的内容是研究现有机械的运动及工作（）和设计新机械的知识基础。

A、性能B、性情C、性质4、在机械原理学习过程中，要用到数学、物理、理论力学以及（）工艺学等课程的知识，其中联系得最密切的是理论力学。

A、金属B、非金属C、高分子材料5、学习机械原理除了要运用抽象思维，更应注意（）思维。

A、形象B、逻辑6、现代机械工业日益向高速、重载、高精度、高（）、低噪声等方向发展。

A、效率B、效果C、效能7、机械（）的创新能力包括创新思维、知识积累、创新方法和创新毅力4个方面。

机械原理教学大纲
一、机械原理的基本概念和分类
1. 机械原理的概念和基本特征
2. 机械原理的分类及其特点
二、刚体运动学
1. 刚体运动学的基本概念
2. 刚体平面运动学
3. 刚体空间运动学
4. 坐标系的选择和变换
三、力的作用
1. 力的概念和性质
2. 重力和惯性力
3. 弹性力和摩擦力
4. 合力和分力
四、平衡分析
1. 平衡概念和条件
2. 刚体平衡
3. 力的平衡
4. 物体稳定性
五、动力学基础
1. 牛顿第二定律及其应用
2. 牛顿第三定律及其应用
3. 机械功和机械能
4. 牛顿万有引力定律
六、机械系统的运动学和动力学分析
1. 机械系统运动学的概念和方法
2. 机械系统动力学的概念和方法
3. 机械系统的能量和动量守恒
七、机构的结构、运动和分析
1. 机构的概念和分类
2. 常见机构的结构、运动和分析
3. 常见机构的应用
八、机械传动的基础理论和分析
1. 机械传动的基本原理
2. 常见机械传动方式的结构和特点
3. 机械传动的分析和设计
九、其他机械原理相关知识
1. 流体力学基础
2. 热力学基础
3. 控制理论基础
4. 机械原理在工程设计中的应用
以上是机械原理教学大纲的主要内容，通过系统学习以上知识，学生能够深入了解机械原理的基本概念、基本原理和基本方法，可以有效提高学生的机械原理理论素质和应用能力。

《机械原理》课程学习指南第一章绪论（一）本章要求1．掌握机械原理学科的研究对象及机械、机器、机构等名词概念；2．了解机械原理学科的研究内容、发展趋势及学习特点。

（二）本章重点和难点机械原理课程的研究对象是机器和机构，对于机器和机构的含义和特征应能清楚地掌握，这是本章的重点。

同时，要注意课程的性质和学习特点。

至于课程内容的几个方面及发展趋势，有一初步了解即可。

（三）自测练习题1．填空题1）零件是机器中的单元体；构件是机构中的单元体。

2）机构中的构件是由一个或多个零件所组成的，这些零件间产生相对运动。

A．可以； B.不能； C.不确定3）机器与机构的主要区别是：。

A.机器较机构运动复杂； B.机器能完成有用的机械功或转换能量；C.机器能变换运动形式。

4）一种相同的机构机器。

A．只能组成相同的 B.可以组成不同的 C.只能组成一种2．简答题1）什么是机械、机器、机构、构件、零件?各举一例说明。

2）《机械原理》课程研究的对象与内容是什么?第二章平面机构的结构分析（一）本章要求1．了解机构的组成。

搞清运动副、运动链、约束、自由度等基本概念。

2．掌握机构运动简图的绘制方法。

能将实际机构结构图绘制成机构运动简图；能看懂机构的运动简图并以此表达自己的设计构思。

3．掌握平面机构自由度的计算及平面机构具有确定运动的判断方法。

能准确识别机构中存在的复合铰链、局部自由度和虚约束，并作出正确的处理。

能对机构是否具有确定的运动作出判断。

4．了解平面机构组成原理及结构分析方法。

能够将简单机构分解为机架、原动件和若干基本杆组，并正确判断机构的级别。

学会根据机构组成原理对简单的设计方案进行分析。

（二）本章重点和难点本章的重点一是机构运动简图的绘制，二是平面机构自由度计算。

至于平面机构的高副低代内容，属于拓宽知识面性质的内容，不作重点要求。

在机构运动简图的绘制是本章的重点也是难点，其关键在于如何根据相接触的两构件间的联接方式分析确定两者的运动性质，即判定运动副种类。

机械原理课程学习指导书前言机械原理是机械学科的基础学科之一，是学习机械设计、工艺、制造和机器人等专业课程的基础。

在学习机械原理时需要注意以下几个问题。

一、课程学习目标本课程主要通过讲述机械原理的基本原理、基本方法和应用技术，培养学生从事机械设计、工艺、制造和机器人等领域的基本能力，达成以下的学习目标：1.掌握机械原理的基本概念、基本原理和基本方法；2.能够分析和计算机械构件的受力、运动和动力等问题；3.能够根据不同机构的机械特征，进行机构选型和设计；4.熟悉和了解机械原理的应用技术，包括机器人和数字控制等。

二、课程学习方法在学习机械原理的过程中，我们应该采取有效的学习方法，以较好地利用时间和资源。

以下是一些建议。

1.讲授课程内容时，要注重介绍基本概念和基本原理，避免过分的背诵。

2.配合练习题进行练习，巩固所学知识。

3.阅读相关课程教材和参考书籍。

4.每次课后，复习所学内容，并进行解题思考练习。

5.找到类似机械结构的实例进行学习和讨论，增强应用能力。

三、课程学习内容机械原理的学习主要包括以下几个方面：1.力的平衡与受力分析：包括静力学平衡和动力学平衡的概念和分析方法，如牛顿力学定律和达朗贝尔定理等。

2.运动分析：包括运动观察、运动参数的表示和运动分析，如刚体运动学和配合与导向法等。

3.功能元件的设计：将机构分解为功能元件，如齿轮、轴、轴承、联轴器、减速器等，进行设计和计算。

4.常见机构分析与设计：包括机构的运动和动力学分析，如平面四杆机构、活塞型机构、齿轮传动和减速器分析等。

5.机器人和数字控制：了解机器人的各种构型、路径规划和预测控制方法，以及数控机床的基本原理和设备结构等。

四、学习评估机械原理的学习过程主要通过课堂上的听讲、实验与练习、作业和期末考试等方式，来评估学生对于学习的掌握情况。

在学习过程中，学生应该注重课堂听讲，认真完成实验、练习和作业，并及时了解和解决所遇到的问题。

期末考试的目的是为了检验学生对课程的掌握程度，了解对于机械原理的基本概念、基本原理和基本方法的理解和应用能力，希望学生能够提前进行复习，积极备考。

《机械原理》课程的有关规定1、教材：《机械原理》王知行、刘廷荣主编高等教育出版社出版；2、《机械原理》课程的目标是培养学生机械系统运动方案创新设计的能力；3、《机械原理》课程分三个教学环节：课堂教学、实验教学和设计训练，总共60学时；4、每位同学必须完成每个教学环节的学习任务；5、每位同学必须按时完成作业，并交任课教师批阅；6、《机械原理》课程的考核成绩由以下几部分构成：●期末考试（基础理论） 70%●实验（未完成规定的实验者不得参加期末考试） 10%●机械系统运动方案设计 20%7、机械基础实验中心为一些学有余力或有特殊兴趣的同学提供了参加科技实践的条件，有兴趣的同学可以向任课教师提出申请，由实验中心主任面试后批准。

可参加的活动项目有：●机械设计软件制作●机械设计与仿真●机械系统测试与控制●科技产品制作2003/2004学年春季学期教学日历讲课教师：教研室主任：第一章绪论掌握以下内容：1、《机械原理》课程研究的对象与内容是什么？2、什么是机器？3、什么是机械？4、什么是机构？第二章机构的结构分析和综合掌握以下内容：1、机构的组成要素（1）什么是构件？构件与零件有什么区别？（2）什么是运动副？运动副有哪些常用类型？掌握常用运动副的特点；（3）什么是运动链？什么是机构？2、掌握常用机构构件和运动副的简图符号；3、如何绘制机构运动简图？（有实验课）4、什么是自由度？什么是约束？掌握平面机构自由度的计算公式；5、掌握机构自由度的意义和机构具有确定运动的条件；6、什么是复合铰链？在计算机构自由度时，如何处理复合铰链？7、什么是局部自由度？在计算机构自由度时，如何处理局部自由度？8、什么是虚约束？机构中的虚约束起什么作用？机构中常见的虚约束有哪几种？在计算机构自由度时，如何处理虚约束？9、什么是基本杆组？Ⅱ级杆组有几种型式？10、机构的组成原理是什么？11、如何对机构进行结构分析？第二章作业：2-2、2-3 a)、2-4、2-5 a)第三章连杆机构分析和设计掌握以下内容：1、平面四杆机构的基本型式是什么？它有几种类型？2、曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构的特点各是什么？他们有哪些用途？3、平面连杆机构有几种演化方式？平面四杆机构的基本类型可以演化出哪些机构？4、铰链四杆机构有曲柄的条件是什么？理解有曲柄条件的推导过程；5、什么是压力角？什么是传动角？掌握连杆机构传动角的计算方法；6、什么是极位夹角？什么是急回运动？什么是行程速比系数？掌握极位夹角与行程速比系数的关系式；7、什么是机构的死点位置？掌握死点位置在机构中的应用；8、什么是速度瞬心？如何确定机构中速度瞬心的数目？9、什么是“三心定理”？如何确定机构中速度瞬心的位置？如何利用机构速度瞬心对机构进行速度分析？10、建立Ⅰ级机构、RRR杆组、RRP杆组、RPR杆组、PRP杆组、RPP杆组的运动分析数学模型；掌握杆组法机构运动分析的方法；11、掌握移动副、转动副中摩擦力的计算和自锁问题的讨论；12、掌握计及摩擦时平面连杆机构受力分析的方法；13、掌握计算机械效率的几种方法；掌握从机械效率的观点研究机械自锁条件的方法和思想；14、掌握螺旋效率的计算方法及其自锁问题的讨论；15、掌握“函数机构”、“轨迹机构”、“导引机构”的设计思想、方法；第三章作业：3-3、3-4、3-6、3-15、3-21、3-25、3-28、3-31第四章凸轮机构及其设计掌握以下内容：1、凸轮机构是如何分类的？2、什么是凸轮的基圆、偏距、从动件行程、从动件推程、从动件回程、从动件远（近）休程？3、什么是凸轮的推程运动角、回程运动角、远（近）休止角？4、凸轮从动件有几种基本运动规律？什么是凸轮从动件的组合运动规律？5、掌握凸轮设计的基本原理；6、掌握解析法设计直动从动件盘形凸轮、摆动从动件盘形凸轮、平底直动从动件盘形凸轮的方法；7、掌握凸轮机构的压力角及其许用值；8、如何按许用压力角确定凸轮的基圆半径和偏距？9、如何按凸轮轮廓全部外凸条件确定凸轮的基圆半径？10、如何确定凸轮从动件滚子半径？11、了解几种空间凸轮机构。