机械原理教学大纲

《机械原理》教学大纲课程名称：机械原理课程编码：B0121074适用专业及层次：机械设计制造及其自动化、车辆工程本课教学课程总学时：56课程总学分：3理论学时：48实践学时：6先修课程：《工程制图与CAD》，《大学物理》，《理论力学》一、课程的性质、目的与任务《机械原理》是机械类各专业的专业平台课，也是机械设计制造及其自动化、车辆工程专业的必修课程。

本课程的目的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，并初步具有确定机械运动方案、分析和设计机构的能力。

使学生在掌握机械共性问题的基础上，增强学生对机械技术工作的适应性，培养其开发创新能力。

本课程的任务是培养学生掌握对机械运动和动力分析的能力，为学生学习后续课程和掌握专业知识以及新的科学技术打好基础。

使学生在就业和从事机械类设计、加工、安装、维修等行业的工作岗位时，会初步分析机械的运动原理，并适应机械类行业的工作岗位。

二、教学内容、教学要求及教学重难点（一）理论课时教学内容、教学要求及教学重难点第一章绪论【教学内容】1.机械原理研究的对象和内容。

2.机械原理在教学计划中的地位。

3.机械原理在发展国民经济中的作用。

【教学要求】1.明确机械原理研究的对象和内容。

2.熟悉机械原理在教学计划中的地位和作用。

3.了解机械原理在发展国民经济中的作用。

【教学重难点】机械原理研究的对象和内容，机械原理在教学计划中的地位和作用第二章：平面机构的结构分析【教学内容】1.机构结构分析的内容和目的2.机构的组成。

机构运动简图，平面机构自由度的计算及其应注意的事项3.机构具有确定运动的条件【教学要求】1. 熟悉机构结构分析的内容和目的2. 掌握机构的组成3. 掌握机构运动简图，平面机构自由度的计算及其应注意的事项4. 掌握机构具有确定运动的条件【教学重难点】机构运动简图的绘制方法；平面机构自由度的计算及其应注意的事项。

第三章：平面机构的运动分析【教学内容】1.机构运动分析的目的和方法2.机构位置图及其运动构件上各点位移和轨迹的求法3.用瞬心法作机构的速度分析。

用相对运动图解法作机构的速度和加速度分析【教学要求】1.掌握用瞬心法作机构的速度分析的方法2.熟悉用相对运动图解法作机构的速度和加速度分析【教学重难点】用瞬心法作机构的速度分析用相对运动图解法作机构的速度和加速度分析第四章：机械中的摩擦和机械效率【教学内容】1.平面运动副中的平面摩擦和槽面摩擦分析2.螺旋副中的摩擦3.机械效率和自锁条件【教学要求】掌握运动副中摩擦力的计算以及确定机械效率、自锁条件的方法【教学重难点】机械的机械效率、自锁现象及自锁条件和考虑摩擦时各种运动副中的力分析第五章：平面连杆机构【教学内容】1.平面连杆机构组成2.平面连杆机构的基本型式3.平面连杆机构的演化4.平面连杆机构的运动特性5.平面连杆机构的设计【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；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3.掌握用作图法设计平面四杆机构的方法；了解解析法设计四杆机构的概念和数学模型的建立【教学重难点】曲柄存在条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数、及曲柄存在条件的杆长关系式的全面分析、平面多杆机构的传动角和平面四杆机构最小传动角的确定、平面铰链四杆机构运动连续性的判断。

第六章：凸轮机构【教学内容】1. 凸轮机构的分类及应用2. 从动件常用的运动规律及选择3. 用作图法设计凸轮的轮廓曲线4. 用解析法设计凸轮廓线5. 凸轮机构基本尺寸的确定【教学要求】1.了解凸轮机构的分类及应用2.了解从动件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从动件的运动规律，设计出凸轮的轮廓曲线【教学重难点】用作图法和解析法设计凸轮的轮廓曲线。

凸轮机构基本尺寸的确定，凸轮廓线设计中所应用的“反转法”原理和压力角的概念第七章：齿轮机构1.齿轮机构的应用和分类2.齿廓啮合基本定律和齿轮齿廓曲线3.渐开线及其性质和渐开线方程4.渐开线齿廓的啮合特点：满足齿廓啮合基本定律，啮合线，具有可分性5.渐开线直齿圆柱标准齿轮各部分的名称和尺寸计算6.渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件，中心距及啮合角。

渐开线齿轮传动的重迭系数7.渐开线齿轮齿廓切削加工原理。

渐开线齿轮的根切现象，最少齿数。

8.变位齿轮概述：齿轮变位的目的和方法，变位齿轮的传动类型。

9.斜齿圆柱齿轮传动：齿廓的形成，端面参数，法面参数，正确啮合条件，几何尺寸计算，重迭系数，当量齿轮和当量齿数，主要优缺点10.直齿锥齿轮介绍11.蜗杆蜗轮等传动【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、连续传动条件和标准安装条件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；对蜗轮蜗杆的传动特点有所了解。

【教学重难点】渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算；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第八章：轮系及其设计【教学内容】1.轮系及其分类2.轮系的传动比计算3.轮系的功用4.行星轮系各齿数的确定1.了解轮系的分类方法，能正确划分轮系2.能计算定轴轮系、周转轮系、复合轮系的传动比3.对轮系的功用有清楚的了解4.对行星轮系各轮齿数的四个条件有清楚的认识【教学重难点】周转轮系及复合轮系传动比的计算，轮系的功用及行星轮系设计中齿轮齿数的确定问题，复合轮系传动比的计算第九章：其他常用机构【教学内容】棘轮机构、槽轮机构、螺旋机构、万向联轴节【教学要求】了解棘轮机构、槽轮机构和螺旋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【教学重难点】槽轮机构、棘轮机构、螺旋机构的组成情况、运动特点和适用场合棘轮机构和槽轮机构的主要参数和几何尺寸第十章：机械系统动力学【教学内容】1.单自由度机械系统等效动力学模型2.机械系统运动方程3.周期性与非周期性速度波动的调节原理4.飞轮转动惯性的近似计算方法【教学要求】1.对单自由度机械系统等效动力学模型有明确概念2.了解建立机械系统运动方程式的方法3.熟悉周期性与非周期性速度波动的调节原理4.掌握飞轮转动惯性的近似计算方法【教学重难点】周期性与非周期性速度波动的调节原理，飞轮转动惯性的近似计算方法。

第十一章：机械的平衡【教学内容】机械平衡的目的及内容；刚性转子的平衡计算；刚性转子的平衡实验；平面机构的平衡【教学要求】1.掌握刚性转子静平衡、动平衡的原理和方法。

2.了解平面机构平衡的基本知识。

【教学重难点】刚性转子静、动平衡的原理和方法；刚性转子动平衡概念的建立。

第十二章：机械系统运动方案设计【教学内容】1.机构选型和传动系统设计的目的2.常用机构的分析比较与机构的选型3.机械传动系统方案的拟定4.机械执行机构的协调设计和运动循环图【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。

【教学重难点】机构的组合方式、机构的变异方法及机械传动方案的拟定过程。

常用机构的分析比较与机构的选型（二）单项实验教学内容与要求1. 机械认知和机构运动简图测绘；【实验教学内容】观察机构和机械装置陈列柜，使学生了解各种机械、机构的基本结构，了解各种机械、机构的工作原理、特点、功能及应用，了解各种机械零件、部件的结构及应用并绘制机构运动测绘。

【实验教学要求】巩固和加深课堂讲授的理论，培养学生对典型机械运动机构的认识，了解各种机械、机构的基本结构，了解各种机械、机构的工作原理、特点、功能及应用。

掌握把复杂机械简化成运动机构的方法及机械机构运动简图的绘制技能，加深对机械系统结构的认识，培养实际操作能力、测量技能、工程意识。

2.渐开线齿廓范成【实验教学内容】掌握用常用量具测定渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的方法。

通过测量和计算，加深对齿轮各参数之间相互关系的理解。

【实验教学要求】绘制标准和变位两种齿轮齿形，掌握用范成法切制渐开线齿轮的基本原理；了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法；分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。

3.机构运动方案创新设计【实验教学内容】利用标准实验台架提供的常用机构，如连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构等连接组成各种不同的机构，并完成运动学及动力学的测试。

加深对机构组成原理的理解，培养学生机构设计的创新意识、综合设计能力及动手能力。

【实验教学要求】加深学生对机构组成原理的认识，为机构创新设计奠定良好的基础；利用若干不同的杆组，拼接各种不同的平面机构，训练学生的工程实践动手能力；培养学生创新设计意识及综合设计的能力。

三、教学章节及学时分配（二）实验项目及学时分配四、教学方法与教学手段说明教学方法采用合作式学习法、自主性学习法、教师示范法、项目驱动法等多项灵活、综合的教学方法。

教学手段采用电子课件、网络资源查阅有关资料、利用教学录像展现实践训练结果等手段。

五、考核方式考核类型：考试考核形式：闭卷采用项目式教学等方法的学生作品作为平时成绩考核。

六、使用说明本大纲是为本科机械设计制造及其自动化、车辆工程专业制定的，在教学过程中，采用新的教学方法和项目式教学，可根据教学方法的特点，教学内容、顺序安排可做适当调整。

七、主要参考资料1、张春林，赵自强机械原理北京机械工业出版社2、孙桓，陈作模.机械原理【M】.北京：高等教育出版社，2009年.2、王跃进.机械原理【M】.北京：北京大学出版社，2009年.3、申永胜.机械原理【M】.北京：清华大学出版社，2007.4、郑文纬，吴克坚【M】.机械原理.北京：.高等教育出版社，2009年.大纲编写人（签字）：系教学主任（审核）：教研室主任（审核）：教务处处长（审核）：。