華中農(nóng)業(yè)大學機械原理課程大綱

1、華中農(nóng)業(yè)大學機械原理課程大綱機械原理課程編碼：3073009105課程名稱：機械原理總學分：3.5總學時：56課程英文名稱：MechineDesign先修課程：機械制圖、理論力學適用專業(yè)：機械設計制造及自動化、農(nóng)業(yè)機械化及自動化、機械電子工程一、課程性質(zhì)、地位和任務機械原理是研究機械性能分析與設計的基本理論和方法的學科基礎課。本課程在機械設計與制造、農(nóng)業(yè)機械化工程和機械電子工程等工科專業(yè)中具有重要的地位，它是進一步學習機械設計和其它專業(yè)課的基礎。它的任務是使學生掌握機構(gòu)學和機械動力學的基本理論、基本知識和基本技能，初步具有擬定機械傳動方案、分析和設計機構(gòu)的能力。二、教學目標要求具有繪制機構(gòu)運動

2、簡圖和用機構(gòu)簡圖來研究機構(gòu)的運動特性和傳力特性的能力。能夠根據(jù)給定的機構(gòu)運動特性和傳力特性來設計機構(gòu)。掌握機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析方法和機構(gòu)的運動分析方法，對機構(gòu)動力學知識、機構(gòu)創(chuàng)新設計方法等有一定的了解。能夠運用所學知識對連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、齒輪系、間歇運動機構(gòu)五種基本機構(gòu)進行分析和設計。初步具有擬定機械傳動系統(tǒng)方案的能力。三、理論教學內(nèi)容及安排緒論（2學時）教學目標：明確本課程的研究對象和內(nèi)容以及它的地位、任務和作用。對機械設計及理論學科的發(fā)展狀況和趨勢有所了解。重點：介紹本課程研究的對象及基本概念。1.1 機械原理課程的研究對象及基本概念1.2 機械原理課程的任務與主要內(nèi)容1.3 機械原理

3、課程的學習方法1.4 機械原理學科發(fā)展趨勢簡介第一篇機構(gòu)的組成和分析本篇包括機構(gòu)的組成和機構(gòu)分析兩部分。第1章機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其可動性分析（6學時）華中農(nóng)業(yè)大學機械原理課程大綱教學目標：了解機構(gòu)的組成和平面機構(gòu)組成的基本原理，理解運動副、運動鏈、約束、自由度、壓力角、傳動角、死點等基本概念，掌握繪制常用機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖和計算平面機構(gòu)的自由度的方法。重點：運動副和運動鏈及壓力角的概念、機構(gòu)運動簡圖的繪制、機構(gòu)具有確定運動的條件及機構(gòu)自由度的計算；作用在機械上的力及機構(gòu)力分析的目的和方法；構(gòu)件慣性力的確定；用圖解法作平面機構(gòu)的動態(tài)靜力分析。難點：機構(gòu)自由度計算中有關虛約束的識別及處理問題。1.1 機

4、構(gòu)組成及運動簡圖（2學時）1.1.1 機構(gòu)的組成1.1.2 機構(gòu)運動簡圖1.2 平面機構(gòu)的自由度（2學時）1.2.1 平面機構(gòu)的自由度及計算1.2.2 平面機構(gòu)自由度計算中應注意的問題1.3 機構(gòu)具有確定運動條件（1學時）1.3.1 機構(gòu)具有確定運動的運動學條件1.3.2 機構(gòu)具有確定運動的力學條件1.3.3 機構(gòu)具有確定運動的條件1.4 平面機構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析（1學時）1.4.1 平面機構(gòu)的高副低代1.4.2 平面機構(gòu)的組成原理1.4.3 平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析第2章平面機構(gòu)的性能分析（8學時）教學目標：了解機構(gòu)運動分析和力分析的目的和方法，能對簡單基本機構(gòu)進行運動分析和力分析；對單自由度

5、機械系統(tǒng)等效動力學模型有明確概念；掌握建立機械運動方程式的方法。重點：求二級機構(gòu)構(gòu)件上任意點和構(gòu)件的運動參數(shù)；速度瞬心的概念和三心定理”的應用；機械的機械效率、自鎖現(xiàn)象及自鎖條件和考慮摩擦時各種運動副中的力分析；等效力（力矩）、等效質(zhì)量（轉(zhuǎn)動慣量）、等效構(gòu)件和等效動力學模型的概念；掌握力為機構(gòu)位置函數(shù)時其等效構(gòu)件真實運動的求解方法。難點：對有共同轉(zhuǎn)動且有相對移動的兩構(gòu)件重合點間的運動參數(shù)的求解。機械效率的概念及機械的華中農(nóng)業(yè)大學機械原理課程大綱自鎖和自鎖條件；機構(gòu)的平衡力（或平衡力矩）及構(gòu)件的質(zhì)量代換兩個概念。摩擦圓的概念及轉(zhuǎn)動副中總反力作用線的確定。2.1 機構(gòu)運動分析的圖解法（2學時）2.

6、2 機構(gòu)運動分析的解析法（2學時）2.3 平面機構(gòu)的力分析（2學時）2.4 機械的效率與自鎖（2學時）2.5 機械的運動方程建立和求解（選修內(nèi)容，自學，教師答疑）第二篇常用機構(gòu)及設計第3章平面連桿機構(gòu)及其設計（7學時）教學目標：了解平面連桿機構(gòu)的基本形式及其演化，對平面四桿機構(gòu)的運動和傳力性能有明確概念。能按已知連桿三位置、兩連架桿三對應位置、行程速比系數(shù)等要求設計平面四桿機構(gòu)。重點：平面較鏈四桿機構(gòu)的演化；曲柄存在條件、急回運動、行程速比系數(shù)、運動連續(xù)性、平面四桿機構(gòu)綜合的一些基本知識；難點：曲柄存在條件的桿長關系式、平面四桿機構(gòu)最小傳動角的確定、平面錢鏈四桿機構(gòu)運動連續(xù)性的判斷。3.1 連

7、桿機構(gòu)傳動特點、平面四桿機構(gòu)的類型和應用（1學時）3.2 平面四桿機構(gòu)的運動特性和力學特性（3學時）3.2.1 平面四桿機構(gòu)有曲柄的條件；3.2.2 急回特性與行程速度變化系數(shù)；3.2.3 運動的連續(xù)性；3.2.4 四桿機構(gòu)的最小傳動角及計算；3.2.5 最小傳動角為零的四桿機構(gòu)；3.2.6 死點的利用3.3 平面四桿機構(gòu)的設計（3學時）3.3.1 桿機構(gòu)設計的基本問題和機構(gòu)選型3.3.2 平面四桿機構(gòu)尺度設計華中農(nóng)業(yè)大學機械原理課程大綱3.3.2.1 平面四桿機構(gòu)尺度設計的幾何法；3.3.2.2 平面四桿機構(gòu)尺度設計的解析法四、平面多桿機構(gòu)簡介（自學）第4章凸輪機構(gòu)及其設計（6學時）教學目標

8、：對凸輪機構(gòu)的從動件常用運動規(guī)律及其選擇原則，機構(gòu)壓力角等有明確概念。掌握盤形凸廓線的設計方法和確定基本尺寸的主要原則。重點：推桿常用運動規(guī)律的特點及其選擇原則；盤形凸輪機構(gòu)凸輪輪廓曲線的設計；凸輪基圓半徑與壓力角及自鎖的關系。難點：凸輪廓線設計中所應用的反轉(zhuǎn)法”原理和壓力角的概念。4.1 凸輪機構(gòu)的類型和應用（1學時）4.1.1 凸輪機構(gòu)的組成及特點4.1.2 凸輪機構(gòu)的應用4.1.3 凸輪機構(gòu)的分類4.2 凸輪機構(gòu)的特性（2學時）4.2.1 凸輪機構(gòu)的運動特性4.2.2 凸輪機構(gòu)的力學特性4.3 凸輪機構(gòu)設計（3學時）4.3.1 盤形凸輪的基本參數(shù)的設計4.3.2 盤形凸輪輪廓曲線的設計4

9、.3.3 滾子半徑和平底寬度的確定4.3.4 從動件高副元素形狀的選擇4.3.5 封閉形式的選擇4.4 高速凸輪機構(gòu)簡介第5章齒輪機構(gòu)及其設計（14學時）教學目標：對齒輪嚙合基本定律、漸開線性質(zhì)、齒輪基本參數(shù)及其嚙合特性有明確概念。掌握標準漸開線直齒圓柱輪傳動的基本尺寸計算。了解定位齒輪的概念。了解其它類型齒輪傳動的特點和尺寸計華中農(nóng)業(yè)大學機械原理課程大綱算。重點：漸開線直齒圓柱齒輪外嚙合傳動的基本理論和設計計算。難點：一對輪齒的嚙合過程；變位齒輪傳動；斜齒輪和錐齒輪的當量齒輪和當量齒數(shù)。5.1 齒輪機構(gòu)的傳動特點（1學時）5.2 齒輪機構(gòu)的類型及其應用5.3 齒輪的齒廓曲線（2學時）5.3.

10、1 瞬時傳動比和平均傳動比5.3.2 齒廓嚙合基本定律5.3.3 漸開線齒廓5.4 漸開線標準齒輪各部分尺寸（1學時）5.4.1 漸開線標準齒輪基本參數(shù)5.4.2 漸開線標準齒輪各部分尺寸5.4.3 齒條和內(nèi)齒輪各部分尺寸5.5 漸開線齒輪的嚙合傳動（3學時）5.5.1 正確嚙合的條件5.5.2 中心距及嚙合角5.5.3 嚙合過程及連續(xù)傳動條件5.5.5 齒廓的滑動與磨損簡介5.6 漸開線齒輪的范成加工和輪齒根切（2學時）5.6.1 漸開線齒輪的范成加工5.6.2 輪齒根切5.6.3 漸開線標準齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)5.7 漸開線齒輪的變位修正（1學時）5.7.1 變位修正齒輪的原理5.7.

11、2 變位齒輪基本尺寸（自學，教師答疑）5.7.3 變位齒輪傳動（自學，教師答疑）華中農(nóng)業(yè)大學機械原理課程大綱5.7.4 變位齒輪傳動設計（自學，教師答疑）5.8 斜齒圓柱齒輪機構(gòu)（2學時）5.8.1 平行軸斜齒圓柱齒輪機構(gòu)5.8.2 交錯軸斜齒輪機構(gòu)（自修）5.9 蝸桿機構(gòu)（1學時）5.9.1 蝸桿機構(gòu)及其特點5.9.2 蝸桿機構(gòu)的類型5.9.3 蝸桿機構(gòu)正確嚙合條件5.9.4 蝸桿機構(gòu)基本參數(shù)及幾何尺寸（自修）5.10 圓錐齒輪機構(gòu)（1學時）5.10.1 圓錐齒輪輪齒齒面的形成5.10.2 圓錐齒輪背錐齒廓和當量齒數(shù)5.10.3 直齒圓錐齒輪的基本尺寸（自修）第6章齒輪系及其設計（5學時）教

12、學目標：了解輪系的分類和應用。能計算輪系的傳動化。了解輪系設計的基本問題。重點：周轉(zhuǎn)輪系及復合輪系傳動比的計算。難點：如何將復合輪系正確劃分為各基本輪系。6.1 齒輪系的類型（2學時）6.2 定軸輪系的傳動比6.3 周轉(zhuǎn)齒輪系的傳動比（2學時）6.4 復合齒輪系的傳動比（1學時）6.5 齒輪系的功用（自學，教師答疑）6.6 行星輪系的效率（自學，教師答疑）6.7 行星齒輪系設計的基本知識（自學，教師答疑）6.8 其他輪系簡介（自修）華中農(nóng)業(yè)大學機械原理課程大綱第7章其它常用機構(gòu)（自學，教師答疑）本章介紹棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)、螺旋傳動和萬向聯(lián)軸節(jié)等幾種其它常用機構(gòu)的組成、工作原理、

13、運動特性及設計要點、特點及應用等。第三篇機構(gòu)系統(tǒng)設計第8章機構(gòu)系統(tǒng)的動力學設計（8學時）掌握教學目標：了解周期性與非周期性速度波動的調(diào)節(jié)原理。掌握飛輪轉(zhuǎn)動慣量的近似計算方法。剛性轉(zhuǎn)子靜平衡、動平衡的原理和方法。重點：飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算。剛性轉(zhuǎn)子靜、動平衡的原理和方法。難點：計算飛輪轉(zhuǎn)動慣量時最大盈虧功的計算方法。剛性轉(zhuǎn)子動平衡概念的建立。8.1 機構(gòu)功率平衡設計（4學時）8.1.1 變速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的機構(gòu)功率平衡8.1.2 非穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的機構(gòu)功率平衡8.2 機構(gòu)質(zhì)量平衡設計（4學時）8.2.1 剛性轉(zhuǎn)子的質(zhì)量平衡設計8.2.2 剛性轉(zhuǎn)子的質(zhì)量平衡實驗8.2.3 轉(zhuǎn)子的許用不平衡量8.2.4 平面機構(gòu)的質(zhì)量平衡設計8.2.5 撓性轉(zhuǎn)子的平衡簡介四、教學方式與考核方式教學方式：教師講授+學生自學+討論課程考試：閉卷考試期中考試占課程總成績20%期末考試占課程總成績60%平時作業(yè)、考勤20%華中農(nóng)業(yè)大學機械原理課程大綱五、主要參考文獻1程友聯(lián)機械原理北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，200820062孫桓，陳作模，葛文杰主編.機械原理.