《机械原理 (1)》课程教学大纲.docx

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1、机械原理课程教学大纲课程代码：ABJD0323课程中文名称:机械原理课程英文名称：Mechanismsandmachinetheory课程性质：必修课程学分数：1,5学分课程学时数：40学时，其中，理论学时：36实验学时：4授课对象：材料成型专业本课程的前导课程：画法几何与工程制图、理论力学、金属工艺学一、课程简介机械原理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程，它在机械类学生培养的全局中，特别在学生创新精神和创新能力方面，占有十分重要的地位。其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、基本技能，学会常用机构的分析与综合方法，并具有进行机械系统运动方案设计的初步能力

2、。二、教学基本内容和要求在了解基本概念,理解教学内容的基础上,使学生掌握机构学与机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，学会常用机构的分析和综合方法，具有进行机械传动系统运动方案设计的初步能力。课程教学内容：（0）绪论机械原理研究的对象（机械、机构与机器的概念）和内容；机械原理课程在教学计划中的地位和发展国民经济中的作用；机械原理学科发展概貌（-）平面机构的结构分析本章重点和难点：机构的组成要素；平面机构运动简图的绘制；平面机构自由度的计算。机构结构分析运动的条件；平面机构与空间机构的自由度计算，计算平面机构自由度时应注意的事项；虚约束对机构工作性能的影响的内容及目的；机构的组成（构件、运动

3、副、运动链及机构等概念）；机构运动简图及机构具有确定及机构结构的合理设计；平面机构的组成原理、结构分类及结构分析（二）平面机构的运动分析本章重点和难点：用三心定理法求速度瞬心；用解析法进行二级机构的运动分析。机构运动分析的任务、目的和方法；用速度瞬心法作机构的速度分析；用矢量方程图解法作机构的速度及加速度分析；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。（）机械的效率与自锁本章重点和难点：考虑摩擦的机构受力分析方法；械效率的求法。作用在机械上的力；构件惯性力的确定（质量代换法）；移动副和转动副中摩擦的概念、摩擦力（摩擦力矩）的计算和总反力方向的确定；考虑摩擦时机构的受力分析。机

4、械的效率和自锁的概念，机械与机组的机械效率计算和机械自锁条件的确定。（四）机械的平衡机械平衡的目的（刚性转子和挠性转子的概念）；刚性转子的静平衡计算和动平衡计算;刚性转子的静平衡和动平衡实验;转子的许用不平衡量概念坪面四杆机构平衡的基本概念。（五）机器运转及其速度波动的调节本章重点和难点：单自由度机械系统等效动力学模型；周期性与非周期性速度波动的调节原理；飞轮转动惯量的近似计算方法。机械运转过程的三个阶段和机械上的驱动力与工作阻力的特性;机械系统的等效动力学模型（等效转动惯量或等效质量和等效力矩或等效力的概念）；机械运动方程式的建立和求解；稳定运转状态下机械的周期性速度波动产生的条件、速度波动

5、程度的描述及其调节原理和方法；机械的非周期性速度波动及其调节原理。（六）平面连杆机构及其设计本章重点和难点：平面连杆机构的基本型式及其演化；平面四杆机构的特性；连杆机构及其传动特点；平面四杆机构的基本型式及其演化和应用；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；连杆机构设计的基本问题，用图解法和解析法分别按给定连杆预定位置、两连架杆预定对应位置、预定轨迹、行程速比系数K设计四杆机构的方法；用实验法按两连架杆多对对应位置和预定轨迹设计四杆机构。（七）凸轮机构及其设计本章重点和难点：凸轮机构推杆的常用运动规律及其选用原则；凸轮机构的压力角

6、“凸轮机构的应用、分类和特点；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；用图解法和解析法设计凸轮的轮廓曲线;凸轮机构的受力分析、凸轮机构的压力角的概念及意义和与凸轮基圆半径的关系；凸轮基圆半径、滚子推杆的滚子半径和平的推杆的平底长度等基本尺寸的确定。（A）齿轮机构及其设计本章重点和难点：渐开线的性质、渐开线齿轮的基本参数及其啮合特性；标准渐开线直齿圆柱齿轮传动的基本尺寸计算；斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮、蜗杆蜗轮传动的特点和基本尺寸计算。齿轮机构的应用及分类；齿廓啮合基本定律和渐开线齿廓及其啮合特点；渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸；一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的

7、正确啮合条件、中心距与啮合角和连续啮合的条件；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、齿轮的变位修正及变位齿轮的概念；平行轴斜齿圆柱齿轮传动啮合特性及其几何尺寸计算；蜗杆传动和圆锥齿轮传动的特点和几何尺寸计算。（九）轮系及其设计本章重点和难点：周转轮系传动比的计算。1、各种类型轮系传动比的计算2、轮系的应用和设计时应注意的问题（+）其它常用机构本章重点和难点：间歇运动机构及其它常用机构的结构、功能和应用。棘轮机构、槽轮机构、螺旋机构和万向钱链机构的工作原理、运动特点和设计要点；擒纵轮机构、凸轮式间歇运动机构和不完全齿轮机构的工作原理和运动特点组合机构的概念、类型及运动特点；含有某

8、些特殊元器件的机构简介（+-）机械传动系统方案设计（在课程设计中讲授，2学时）1、机械传动系统设计的一般过程2、机构的选型、组合方式、运动循环图拟定和创新设计等方面的基本知识3、机械传动系统运动方案设计的基本步骤和功能分析方法4、机械传动系统方案的评价准则课程教学要求：通过课程学习和训练，要求学生能够：1）绘制机构运动简图，能正确计算平面运动链及平面机构的自由度；2）正确理解速度瞬心的概念，掌握用速度瞬心法对平面机构进行速度分析，能用矢量方程图解法对I1级机构进行运动分析；3）正确理解当量摩擦系数、摩擦圆的概念，掌握运动副中摩擦力的计算方法，正确掌握机械效率计算方法；4）正确理解平面机构的相关

9、概念，能按行程速比系数、连杆三位置，连架杆三位置设计四杆机构，掌握用解析法设计四杆机构的基本知识；5）了解凸轮机构的类型及应用，掌握四种基本推杆运动规律的运动线图及其基本特点，能用图解法设计凸轮轮廓曲线；6）理解齿廓啮合基本定律，熟悉渐开线的基本性质，熟悉渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算，掌握渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性，正确理解分度圆与节圆，压力角与啮合角，标准中心距与实际中心距等概念，掌握渐开线齿轮范成原理，根切现象，最少齿数等概念，了解变位和变位齿轮传动的概念，了解斜齿圆柱齿轮齿廓形成，啮合特点，能计算标准斜齿轮的几何尺寸，了解标准直齿圆锥齿轮传动的特点及基本尺寸计算，了解蜗杆

10、蜗轮传动的特点及其基本尺寸计算；7）能熟练计算，定轴、周轴和复合轮系的传动比；8）了解其他常用机构的工作原理,运动特点及其应用，了解运动循环图和组合机构的基本概念；9）掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法。三、实验教学内容及基本要求机械原理实验是重要的实践教学环节。要使学生能绘制实际机械的运动简图，对简单机械进行运动和动力参数测试，培养学生运用实验方法研究机械的能力。学生应亲自动手进行实验，并认真完成实验报告。包括：实验一、常用机构现场教学观察陈列柜机械模型以及各电动典型机构，听取讲解和对照文字注释，对机构和机械零件有更深感性认识和了解。每组Io-15人，学时2课时。实验二、机构运动简图测绘通过

11、实验，使学生能绘制实际机械的运动简图，每个同学应测绘35个机构运动简图，并计算机构的自由度，按照实际机械的运动来验算测绘结果是否正确。使学生掌握根据机械实物或模型绘制机构运动简图的技能；能够计算自由度、验证机构运动确定性；了解正确选择长度比例尺方法。每组2-3人，学时2课时。四、教学方法与手段本课程分为课堂教授和实验两部分，课堂讲授应用多种媒体结合、采用启发式的教学方法授课，着力于基本理论、基本知识的讲授以及对学生基本技能和创新能力的培养，要求突出重点，突破难点。通过实验加深对课堂所授内容的理解，同时，启发学生创新设计的能力。教学组织形式实现多样化，除了常规课堂授课外，尽量采用不同的教学手段，

12、例如多媒体技术、模型演示、实物演示等。课堂教学中应理论联系实际，多介绍实际应用的例子，激发学生的学习热情，通过课堂提问、课外作业、实践操作等环节巩固所学知识。在大纲中规定的未能在计划课时内完成的有关章节，可以指定学生自学。五、教学学时分配章节与内容课时作业量备注绪论1（一）平面机构的结构分析3（二）平面机构的运动分析4（H）机械的效率与自锁2（四）机械的平衡2（五）机器运转及其速度波动的调节2（六）平面连杆机构及其设计4（七）凸轮机构及其设计4（八）齿轮机构及其设计7（九）轮系及其设计3（十）其它常用机构2（十一）机械传动系统方案设计2合计36六、考核方式与成绩评定标准1、考核方法本课程为考试

13、课，成绩以百分制记入；考试方法为闭卷笔试，成绩批改流水作业，时间120分钟。2、成绩评定总评成绩由三部分组成：（1）平时作业成绩占15驰；作业应按教师要求及时认真、独立完成（2）出勤情况占10%（3）期末考试卷面成绩占75%（若抽取其中测试，则其中测试成绩占15%,因此期末考试成绩则改为60%）七、教学参考资源1、参考书目：（1）傅则绍主编，机械原理（第2版），石油工业出版社，1998年10月（2）孙桓、陈作模主编，机械原理，高等教育出版社，2000年8月，XX出版社,年。2、与课程相关主要网站全国机械原理、机械设计教学网站IndexofMechanismTermino1ogieshttp:/

14、www.cs.cmu.edu/-rapidproto/mechanisms/ThemagazineofASMECourse1istoftheMechanica1andAerospaceEngineeringDepartmentofUCSDStudyingMateria1forADMASsoftwareFour-Bar1inkageAna1ysisandSynthesisTheAntiqueMechanismDesign四川大学机械原理英文网站http:/www.me.cmu.eduundergradadamsadams.htm（ADAMS教学网站）八、大纲说明机构分析与设计主要选用解析法；在教学的全过程中，鼓励和引导学生结合实际问题进行机构传动方案的构思，培养学生创新精神和创造能力；在具体教学中采用电教片、CAI等现代化的教学手段，以提高授课效率和增强教学效果；机械原理课程设计单独设置，时间不少于1周