機(jī)械原理教學(xué)大綱

1、機(jī)械原理（機(jī)械類）課程教學(xué)大綱本課程的基本信息1、課程代碼：05200802、課程名稱：機(jī)械原理/theory of machines and mechanisms3、學(xué)時/學(xué)分：66/84、先修課程：工程制圖，理論力學(xué)，計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)等 5、面向?qū)I(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及自動化等機(jī)械類專業(yè)6、開課院（系）：機(jī)電學(xué)院、航海學(xué)院7、教材、教學(xué)參考書：教材：機(jī)械原理（第六、七版），孫桓等主編，高等教育出版社，2006教學(xué)參考書：機(jī)械原理作業(yè)集（第二、三版），葛文杰主編，高等教育出版社，2006機(jī)械原理學(xué)習(xí)指南（第四、五版），陳作摸主編，高等教育出版社，2006機(jī)械原理網(wǎng)絡(luò)課程，葛文杰主編，高等教育出版社

2、，2006本課程的性質(zhì)、目的和任務(wù) 機(jī)械原理是高等工業(yè)學(xué)校本科機(jī)械類專業(yè)教學(xué)計劃中的一門必修的技術(shù)基礎(chǔ)課。本課程主要研究各種機(jī)械的一般共性問題，即研究機(jī)構(gòu)的組成原理、機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)及機(jī)器動力學(xué)等；研究各種機(jī)器中常用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動及動力性能分析與設(shè)計方法和機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計的問題。本課程的目的和任務(wù)是使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)器動力學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能，并初步具有擬定機(jī)械運(yùn)動方案、分析和設(shè)計機(jī)構(gòu)的能力。它在培養(yǎng)高級工程技術(shù)人才的全局中，具有增強(qiáng)學(xué)生對機(jī)械技術(shù)工作的適應(yīng)能力和開發(fā)創(chuàng)造能力的作用。理論教學(xué)內(nèi)容和基本要求1課程理論教學(xué)內(nèi)容    

3、;                        緒論                           &

4、#160;                     1學(xué)時機(jī)械原理研究的對象和內(nèi)容學(xué)習(xí)機(jī)械原理課程的目的和方法機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展概貌。      機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析                 

5、;                      3學(xué)時 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的機(jī)構(gòu)的組成、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件平面機(jī)構(gòu)與空間機(jī)構(gòu)的自由度計算及應(yīng)注意的事項(xiàng)平面機(jī)構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分類及結(jié)構(gòu)分析虛約束對機(jī)構(gòu)工作性能的影響及機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析         

6、;                           4學(xué)時 機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的任務(wù)、目的和方法用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)的速度及加速度分析用解析法（復(fù)數(shù)法或矩陣法）作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析。 平面機(jī)構(gòu)的力分析           &#

7、160;                          4學(xué)時作用在機(jī)械上的力構(gòu)件慣性力的確定（質(zhì)量代換法）運(yùn)動副中摩擦的概念、摩擦力的計算和總反力方向的確定考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力分析 機(jī)械的效率和自鎖            &

8、#160;                         3學(xué)時機(jī)械的效率和自鎖的概念機(jī)械與機(jī)組的機(jī)械效率計算機(jī)械自鎖條件的確定 機(jī)械的平衡                   

9、                         2學(xué)時機(jī)械平衡的目的剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡計算和動平衡計算剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡和動平衡實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子的許用不平衡量概念平面四桿機(jī)構(gòu)平衡的基本概念。 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)            

10、60;             5學(xué)時機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過程的三個階段機(jī)械上的驅(qū)動力與工作阻力的特性機(jī)械系統(tǒng)的等效動力學(xué)模型機(jī)械運(yùn)動方程式的建立和求解機(jī)械周期性速度波動產(chǎn)生的條件、程度描述及其調(diào)節(jié)方法機(jī)械非周期性速度波動及其調(diào)節(jié)原理 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計                   

11、0;              5學(xué)時連桿機(jī)構(gòu)及其傳動特點(diǎn)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其演化和應(yīng)用平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄條件、急回運(yùn)動、傳動角及死點(diǎn)、連桿曲線和運(yùn)動連續(xù)性等連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的基本問題用圖解法設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)的方法用解析法設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)的方法用實(shí)驗(yàn)法設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)的方法 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計                 &#

12、160;                    4學(xué)時凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用、分類和特點(diǎn)推桿運(yùn)動規(guī)律的名詞術(shù)語、常用運(yùn)動規(guī)律及選擇的原則用圖解法和解析法設(shè)計凸輪的輪廓曲線凸輪機(jī)構(gòu)的受力分析、壓力角的概念及意義凸輪基圓半徑、滾子半徑和平底長度等基本尺寸的確定 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計            

13、                          8學(xué)時 齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類齒廓嚙合基本定律和漸開線齒廓及其嚙合特點(diǎn)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的正確嚙合條件、中心距和連續(xù)嚙合的條件漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪切制與齒輪的變位修正的概念；平行軸斜齒圓柱齒輪傳動嚙合特性及其幾何尺寸計算蝸桿傳動和圓錐齒輪傳動的特點(diǎn)和幾何尺寸計算 齒輪系及其設(shè)計&#

14、160;                                       4學(xué)時齒輪系的分類及功用定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系的傳動比計算行星輪系的效率和行星輪系選型即各輪齒數(shù)的確定 其他常用機(jī)構(gòu)  

15、;                                        3學(xué)時棘輪、槽輪、螺旋及萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)的工作原理、運(yùn)動特點(diǎn)和設(shè)計要點(diǎn)擒縱輪、凸輪式間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)和不完全齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理和運(yùn)動特點(diǎn)組合機(jī)構(gòu)的

16、概念、類型及運(yùn)動特點(diǎn)簡介。 *工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)及其設(shè)計（選講內(nèi)容）                    4學(xué)時工業(yè)機(jī)器人的組成工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的分類及主要技術(shù)指標(biāo)機(jī)器人操作機(jī)的運(yùn)動分析機(jī)器人操作機(jī)的靜力和動力分析工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)機(jī)構(gòu)的設(shè)計 機(jī)械傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計 （安排在課程設(shè)計中講授）      （4學(xué)時） 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計的內(nèi)容機(jī)械工作原理

17、的擬定、執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動設(shè)計和原動機(jī)的選擇機(jī)構(gòu)的選型、機(jī)構(gòu)的變異和組合機(jī)械傳動系統(tǒng)方案的擬定機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計舉例                 2、理論教學(xué)的基本要求1）明確本課程研究的對象和內(nèi)容，以及在培養(yǎng)高級工程技術(shù)人才全局中的地位、任務(wù)和作用；對機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展趨勢有所了解。2）明確機(jī)構(gòu)組成的概念；能繪制常用機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖和計算平面機(jī)構(gòu)的自由度，了解空間機(jī)構(gòu)的自由度計算和平面機(jī)構(gòu)的組成原理。3）用圖解法和解析法對級機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)

18、動分析，特別是能運(yùn)用計算機(jī)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析。4）了解作用在機(jī)械中的力的分類，掌握運(yùn)動副中摩擦力的計算方法和總反力方向的確定。5）明確機(jī)械效率和自鎖的概念，能確定機(jī)構(gòu)的瞬時機(jī)械效率和機(jī)構(gòu)的自鎖條件。6）明確機(jī)械平衡的目的，掌握剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡和動平衡的條件、平衡原理和方法，了解平面四桿機(jī)構(gòu)的平衡原理。7）掌握建立單自由度機(jī)械系統(tǒng)的等效動力學(xué)模型及運(yùn)動方程式的方法，會求解力為函數(shù)時的運(yùn)動方程式；了解飛輪的調(diào)速原理和特點(diǎn)，掌握飛輪轉(zhuǎn)動慣量的簡易計算方法；了解非周期性速度波動調(diào)節(jié)的基本概念。8）了解平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其演化，對曲柄存在條件、急回運(yùn)動（極位和極位夾角）和行程速比系數(shù)、壓力角、傳動

19、角、死點(diǎn)及運(yùn)動連續(xù)性，有明確的概念，掌握四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計方法。9）了解凸輪機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用，對推桿的運(yùn)動規(guī)律，凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角及自鎖有明確的概念，能確定盤形凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸；掌握盤形凸輪廓線的設(shè)計方法。10）了解齒輪機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用；掌握齒廓嚙合基本定律，深入了解漸開線直齒圓柱輪傳動的嚙合特性；掌握標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸的計算方法；了解漸開線齒輪的展成原理和根切、最少齒數(shù)、變位、變位齒輪傳動等概念；了解平行軸斜齒圓柱齒輪傳動的嚙合特點(diǎn)，掌握標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動幾何尺寸的計算方法；了解標(biāo)準(zhǔn)直齒輪圓錐齒輪的傳動特點(diǎn)及幾何尺寸的計算方法；對蝸輪蝸桿的傳動特點(diǎn)有所了解。 

20、0;  11）了解輪系的分類和應(yīng)用；掌握定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系傳動比的計算方法；了解行星輪系的選型、效率和齒輪數(shù)的選取等基本知識。   12）了解四至六種其他常用機(jī)構(gòu)的工作原理，運(yùn)動特點(diǎn)及其應(yīng)用，了解組合機(jī)構(gòu)的概念、類型及運(yùn)動特點(diǎn)。* 13）了解工業(yè)機(jī)器人的組成及其操作機(jī)的分類和主要技術(shù)指標(biāo)，了解機(jī)器人操作機(jī)的位姿正解與位姿逆解的方法和工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容及要點(diǎn)。 14）掌握機(jī)構(gòu)選型的基本知識，了解機(jī)構(gòu)的組合和變異，了解運(yùn)動循環(huán)圖的基本概念。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及基本要求1設(shè)計訓(xùn)練內(nèi)容及基本要求（1）機(jī)械原理計算機(jī)輔助分析與設(shè)計大作業(yè)  

21、;           課外 25個機(jī)時 大作業(yè)內(nèi)容為平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析和凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計。大作業(yè)的基本要求為每生安排25個上機(jī)機(jī)時，三人為一組，運(yùn)用解析法并通過編程（運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)子程序）進(jìn)行上機(jī)計算求解，完成上述兩個大作業(yè)，即一套計算程序，每人一套結(jié)果和編制一份設(shè)計計算說明書。以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計算機(jī)能力和計算機(jī)輔助機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計的能力。（2）機(jī)械原理課程設(shè)計           

22、                        12學(xué)時機(jī)械原理課程設(shè)計題目為教師命題或?qū)W生自選的題目，也可以是學(xué)生參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽參賽題目，其內(nèi)容主要為機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計方面的內(nèi)容。其設(shè)計的基本要求為：根據(jù)設(shè)計要求，確定機(jī)械運(yùn)動方案、設(shè)計運(yùn)動循環(huán)圖、主要機(jī)構(gòu)以及進(jìn)行設(shè)計方案分析與評價。完成相應(yīng)的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖和編制一份設(shè)計說明書。通過設(shè)計，使學(xué)生受

23、到確定機(jī)械運(yùn)動方案的初步訓(xùn)練、并初步具有確定機(jī)械運(yùn)動方案和分析及設(shè)計的能力以及機(jī)械運(yùn)動方案創(chuàng)新設(shè)計的能力。2實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及基本要求  6學(xué)時實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要有以下三個系列：現(xiàn)代機(jī)械認(rèn)知及機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖測繪與分析                  1）現(xiàn)代機(jī)械認(rèn)知（必修）1學(xué)時2）機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖測繪與分析（必修） 2學(xué)時                        機(jī)械的運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)的測定及性能測試研究1）凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動及動力參數(shù)測定（必修） 1學(xué)時   &