機(jī)械原理課程教學(xué)大綱

1、機(jī)械原理課程教學(xué)大綱一、課程簡(jiǎn)介課程名稱：機(jī)械原理英文名稱：The Principle of Machinery課程代碼：0110933課程類別：學(xué)科基礎(chǔ)課學(xué) 分：4總學(xué)時(shí)數(shù)：58+6先修課程：畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)課程概要：機(jī)械原理是研究機(jī)械的基本理論 有關(guān)機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動(dòng)力學(xué)等問(wèn)題的一門(mén)主干技術(shù)基礎(chǔ)課。它的任務(wù)是使學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的基本理論，基本知識(shí)和基本技能，并初步具有確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案，分析和設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的能力。它在培養(yǎng)機(jī)械類高級(jí)工技術(shù)人才的過(guò)程中， 具有增強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)械技術(shù)工作的適應(yīng)性，培養(yǎng)其開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的作用。二、教學(xué)目的及要求1、要求掌握的基本知識(shí)：機(jī)構(gòu)結(jié)

2、構(gòu)的基本知識(shí)，常用機(jī)構(gòu)的工作原理和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析。2、要求掌握的基本理論和方法：平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算，平面機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖測(cè)繪及機(jī)構(gòu)組成原理。平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和力分析。常用機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)、應(yīng)用及其設(shè)計(jì)。熟悉常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)和應(yīng)用。輪系的分類和應(yīng)用。計(jì)算輪系的傳動(dòng)比，了解輪系設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題。了解機(jī)構(gòu)組合的基本知識(shí)。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本知識(shí)。機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)：?jiǎn)巫杂啥葯C(jī)械系統(tǒng)等效力學(xué)模型。 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程式。周期性與非周期 性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)原理。 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的近似計(jì)算方法。 剛性轉(zhuǎn)子靜平衡，動(dòng)平衡的原理和 方法。了解平面機(jī)構(gòu)振動(dòng)力的平衡原理。3、要求掌握的基本技

3、能：對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析，具有綜合簡(jiǎn)單機(jī)械傳動(dòng)方案的能力。三、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配第一章緒論（1學(xué)時(shí)）機(jī)械原理研究的對(duì)象和內(nèi)容。機(jī)械原理在教學(xué)計(jì)劃中的地位、作用和任務(wù)。如何進(jìn)行本課程的學(xué)習(xí)。本章的重點(diǎn)：是介紹本課程研究的對(duì)象及內(nèi)容。第二章機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析（5學(xué)時(shí)）運(yùn)動(dòng)副，平面運(yùn)動(dòng)副的類型。運(yùn)動(dòng)鏈。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)公式， 計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng)，機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。機(jī)構(gòu)的組成原理。*機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類。本章的重點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)副和運(yùn)動(dòng)鏈的概念、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件及機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算。本章的難點(diǎn)：機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算中有關(guān)虛約束的識(shí)別及處理問(wèn)題。第三章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分

4、析（2學(xué)時(shí)）理解速度瞬心的概念并能運(yùn)用“三心定理”確定一般平面機(jī)構(gòu)各瞬心的位置；用瞬心法對(duì)簡(jiǎn)單高、低副機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。本章的重點(diǎn)：速度瞬心的概念和“三心定理”的應(yīng)用 。本章的難點(diǎn)：機(jī)構(gòu)的速度及加速度分析。第四章平面機(jī)構(gòu)的力分析（2學(xué)時(shí)）了解機(jī)構(gòu)中作用的各種力及機(jī)構(gòu)力分析的目的；能對(duì)一般的機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析，確定各運(yùn)動(dòng)副的反力及所需加于機(jī)械上的平衡力。本章的重點(diǎn)：掌握機(jī)構(gòu)力分析的方法，確定所需加于機(jī)械上的平衡力。本章的難點(diǎn)：對(duì)一般的機(jī)構(gòu)進(jìn)行正確的動(dòng)態(tài)靜力分析。第五章機(jī)械的效率和自鎖（3學(xué)時(shí)）移動(dòng)副、轉(zhuǎn)動(dòng)副（軸頸）中摩擦力計(jì)算。考慮摩擦?xí)r，簡(jiǎn)單高、低副機(jī)構(gòu)的靜力分析。機(jī)械的效率。機(jī)械的自鎖。本

5、章的重點(diǎn)：機(jī)械的機(jī)械效率、自鎖現(xiàn)象及自鎖條件和考慮摩擦?xí)r各種運(yùn)動(dòng)副中的力分 析。本章的難點(diǎn)：機(jī)械效率的概念及機(jī)械的自鎖和自鎖條件；摩擦圓的概念及轉(zhuǎn)動(dòng)副中總反力作用線的確定。第六章機(jī)械的平衡 （3學(xué)時(shí)）剛性轉(zhuǎn)子靜平衡和動(dòng)平衡的原理和計(jì)算。平面連桿機(jī)構(gòu)的平衡。本章的重點(diǎn)：剛性轉(zhuǎn)子靜、動(dòng)平衡的原理和方法。本章的難點(diǎn)：剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡概念的建立。第七章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)（3學(xué)時(shí)）了解建立單自由度機(jī)械系統(tǒng)等效動(dòng)力學(xué)模型：等效力和等效力矩、 等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算。了解飛輪調(diào)速原理和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的近似計(jì)算方法。簡(jiǎn)介非周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)。本章的重點(diǎn)：等效力（力矩）、等效質(zhì)量（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）、等

6、效構(gòu)件和等效動(dòng)力學(xué)模型的概 念；飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算。本章的難點(diǎn)：飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算方法。第八章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)（8學(xué)時(shí)）皎鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式、演化和應(yīng)用舉例。四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件，壓力角、傳動(dòng)角、死點(diǎn)和行程速比系數(shù)。四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：按連桿給定位置、按連架桿給定對(duì)應(yīng)位置、按行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿 機(jī)構(gòu)。簡(jiǎn)介四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)法。本章的重點(diǎn)：平面皎鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化；曲柄存在條件、傳動(dòng)角、死點(diǎn)、急回運(yùn)動(dòng)、行程速比系數(shù)、運(yùn)動(dòng)連續(xù)性、平面四桿機(jī)構(gòu)綜合的一些基本知識(shí)；本章的難點(diǎn)：曲柄存在條件的桿長(zhǎng)關(guān)系式的全面分析、平面多桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角和平面四桿機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角的確定。第九章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) （6學(xué)時(shí)）

7、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類。從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律：等速運(yùn)動(dòng)、等加速等減速運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、正弦加速度運(yùn)動(dòng)。用圖解法或解析法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線。凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角，基圓半徑和滾子半徑的確定。本章的重點(diǎn)：推桿常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)及其選擇原則；盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)；凸輪基圓半徑與壓力角及自鎖的關(guān)系。本章的難點(diǎn)：凸輪廓線設(shè)計(jì)中所應(yīng)用的“反轉(zhuǎn)法”原理和壓力角的概念。第十章 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)（12學(xué)時(shí)）齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類。齒廓嚙合基本定律。漸開(kāi)線的形成、特性及其參數(shù)方程。漸開(kāi)線齒廓的嚙合傳動(dòng)：能保證定傳動(dòng)比，傳動(dòng)特點(diǎn)。漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪各部分的名稱、基本參數(shù)和幾何尺寸。漸開(kāi)線圓柱齒輪任意圓上的齒厚。公

8、法線長(zhǎng)度。一對(duì)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件及連續(xù)傳動(dòng)的條件。漸開(kāi)線齒廓的展成原理。漸開(kāi)線齒廓的根切現(xiàn)象。用標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪而不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。變位齒輪傳動(dòng)：最小變位系數(shù)，變位齒輪的幾何尺寸，無(wú)側(cè)隙嚙合方程。*變位齒輪的傳動(dòng)類型和設(shè)計(jì)步驟。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)：齒廓曲線的形成，嚙合特點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸。圓錐齒輪傳動(dòng)：傳動(dòng)特點(diǎn)，齒面的形成， 背錐與當(dāng)量齒輪，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪的幾何計(jì) 算。蝸輪蝸桿傳動(dòng)：蝸輪蝸桿的形成，基本參數(shù)，幾何尺寸，計(jì)算特點(diǎn)。本章的重點(diǎn)：漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪外嚙合傳動(dòng)的基本理論和設(shè)計(jì)計(jì)算。本章的難點(diǎn)：共軸齒廓的確定；一對(duì)輪齒的嚙合過(guò)程；變位齒輪傳動(dòng)；斜齒

9、輪和錐齒輪的當(dāng)量齒輪和當(dāng)量齒數(shù)。第十一章輪系及其設(shè)計(jì)（3學(xué)時(shí)）輪系的分類和應(yīng)用。定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算。周轉(zhuǎn)輪系，混合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算。*行星輪系的效率。*行星輪系設(shè)計(jì)的基本知識(shí)：行星輪系類型的選擇，確定行星輪系中各輪齒數(shù)應(yīng)滿足的 條件。本章的重點(diǎn)：周轉(zhuǎn)輪系及復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算，輪系的功用及行星輪系設(shè)計(jì)中齒輪齒數(shù)的確定問(wèn)題。本章的難點(diǎn)：如何將復(fù)合輪系正確劃分為各基本輪系。第十二章其它常用機(jī)構(gòu)（4學(xué)時(shí)）萬(wàn)向連軸節(jié)。螺旋機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)。不完全齒輪機(jī)構(gòu)。槽輪機(jī)構(gòu)。本章的重點(diǎn)：各種常用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和適用場(chǎng)合。第十四章機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）機(jī)構(gòu)選型的基本知識(shí)。運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖和機(jī)構(gòu)組合應(yīng)用。機(jī)械系統(tǒng)傳

10、動(dòng)方案的擬定。 注：*為選講內(nèi)容習(xí)題課及總復(fù)習(xí)：（4學(xué)時(shí)）章節(jié)學(xué)時(shí)備注第一章緒論1學(xué)時(shí)第二章機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析5學(xué)時(shí)教學(xué)視頻資料1第三章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析2學(xué)時(shí)第四章平面機(jī)構(gòu)的力分析2學(xué)時(shí)第五章 機(jī)械的效率和自鎖3學(xué)時(shí)g章機(jī)械的平衡3學(xué)時(shí)教學(xué)視頻資料1第七章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的3學(xué)時(shí)調(diào)節(jié)第八章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)8學(xué)時(shí)教學(xué)視頻資料2第九章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)6學(xué)時(shí)教學(xué)視頻資料1第十章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)12學(xué)時(shí)教學(xué)視頻資料4第十一章輪系及其設(shè)計(jì)3學(xué)時(shí)教學(xué)視頻資料1第十二章其它常用機(jī)構(gòu)4學(xué)時(shí)教學(xué)視頻資料2第十四章機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案的擬定2學(xué)時(shí)教學(xué)視頻資料1習(xí)題課及總復(fù)習(xí)：4學(xué)時(shí)四、課程教學(xué)的基本要求教學(xué)方

11、法：采用啟發(fā)式教學(xué)，舉例注意典型性，重視作業(yè)練習(xí)，培養(yǎng)自學(xué)能力。教學(xué)手段：教學(xué)要充分利用投影儀、CAI課件等先進(jìn)的手段。習(xí)題課主要幫助學(xué)生消化和鞏固所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高他們的空間邏輯思維和形象思維能力，形式可以多樣。根據(jù)課堂實(shí)際，教師可以利用輔導(dǎo)課積極引導(dǎo)學(xué)生按照正確的 思維方法與解題步驟完成習(xí)題和作業(yè)。在培養(yǎng)空間邏輯思維和形象思維能力、指導(dǎo)自學(xué)、查閱手冊(cè)、資料，尤其是對(duì)于基本技能、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)的培養(yǎng)和訓(xùn)練以及教書(shū)育人方面，輔導(dǎo)課尤為重要。加強(qiáng)這一環(huán)節(jié)可以顯著提高學(xué)時(shí)效率。五、考核辦法閉卷考試，筆答，成績(jī)按平時(shí)成績(jī)占30% （包括出勤和作業(yè) 15%玫驗(yàn)15%、考試成績(jī)占70%答核，百分制。六、教材及參考書(shū)教材：1 孫桓、陳作模、葛文杰主編，機(jī)械原理，高等教育出版社，2010年12月第