《机械原理》教学大纲

《机械原理》教学大纲

课程编号： 010050

课程性质：专业基础

先修课程：高等数学、工程数学、理论力学、工程制图、计算机应用基础等

总学时数： 63 学分： 3.5 讲课： 57 实验： 6 上机： 0 课外实践： 0 适合层次：本科适合专业：机械设计制造及其自动化、车辆工程、交通运输

一、课程的目的与任务

机械原理课程是高等工科学校机械类专业普遍开设的一门重要的主干技术基础课程。主要研究机械系统的运动学和动力学分析及方案设计的基本理论、基本知识和基本技能，主要任务是使学生能认识和了解机械，并掌握机构分析与设计基本理论和基本方法，目的是培养学生的创新精神和机械系统运动方案创新设计的能力。

二、理论教学要求

（一）绪论

1．明确本课程研究的对象和内容；

2．了解机械原理课程的地位及学习本课程的目的，机械原理学科的发展趋势。（二）机构的结构分析

1．掌握有关机构组成中的构件、运动副、运动链及机构等概念，机构运动简图的

绘制，机构具有确定运动的条件和平面机构自由度的计算；

2．了解机械系统常用的驱动和运动传递变换装置，平面机构组成的基本原理和机构的分类。

（三）平面机构的运动分析

1．掌握速度瞬心法在平面机构运动分析中的应用和一种常用的Ⅱ级机构的运动分析方法。

2．了解机构运动分析的其它常用方法。

（四）平面机构的力分析

1．掌握运动副中摩擦力的计算，计及摩擦时平面机构的受力分析，机械效率计算及机械自锁条件的确定；

2．了解作用于机构中的力的分类和机构力分析的常用方法。

（五）机械的平衡

1．掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法；

2．了解机构的平衡原理和方法。

（六）机械的运转及其速度波动的调节

1．掌握单自由度机械系统等效动力学模型的建立，周期性速度波动调节的基本原理和方法，飞轮转动惯量的简易计算；

2．了解非周期性速度波动调节的基本原理和方法。

（七）平面连杆机构及其设计

1．掌握平面四杆机构的基本类型及演化，曲柄存在条件、传动角、压力角、死点、极位和行程速比系数等平面四杆机构的基本知识，按已知连杆三位置、连架杆三对应位置及行程速比系数设计平面四杆机构的方法；

2．了解已知连杆曲线的平面四杆机构的设计方法。

（八）凸轮机构及其设计

1．掌握从动件的基本运动规律及特性、凸轮机构的压力角和基本尺寸确定，平面凸轮廊线的设计方法；

2．了解凸轮机构的自锁等基本概念，凸轮机构的类型及应用。

（九）齿轮机构及其设计

1．掌握平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律，渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算，其它齿轮传动副及啮合传动和设计计算的特点；

2．理解齿轮机构的类型和应用；

3．了解渐开线齿轮的展成原理和根切、最少齿数、变位等基本概念、变位齿轮传动。

（十）齿轮系及其设计

1．掌握定轴、周转和混合轮系传动比的计算方法；

2．了解轮系的分类及应用，行星轮系的类型、齿轮齿数的选取等基本知识；

3．一般了解行星轮系的效率计算。

（十一）其他常用机构

1．掌握常用机构（万向联轴节、螺旋机构、棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等）的组成、运动特点；

2．了解常用机构的工作原理及其应用。

（十二）新型传动机构简介

一般了解渐开线少齿差传动机构、摆线针轮传动机构、谐波齿轮传动机构、活齿传动机构等新型传动机构的工作原理及其应用。

（十三）机械系统运动方案设计

1．掌握机构选型的基本知识，机械运动方案的构思和拟定；

2．了解机构的组合方式，机械运动循环图的设计。

三、实践教学要求

1）实际机械运动简图的测绘与分析；

2）机构创意设计模型制作；

3）用相对运动图解法作六杆机构一个位置的运动分析；

4) 用解析法作六杆机构一个运动循环的运动分析。

五、课程有关说明

2．本课程的先修课为：高等数学、工程数学、理论力学、工程制图、计算机应用基础等；

3．高等数学和工程数学应为本课程提供下列基础知识：曲率半经和曲率中心的求法，包络线，微分方程，复数和矩阵等；

4．理论力学应为本课程提供下列基础：摩擦锥与自锁现象，滚动摩擦，哥氏加速度，刚体平行平面运动的速度和加速度，绝对瞬心，动能定理，惯性力的主矢和主矩，达朗伯原理，刚体空间自由度和约束，虚位移原理等的基本概念；

5．通过课堂讲授、典型例题的分析和解题方法的探讨、答疑及质疑、实验课等主要教学方式解决本课程的重点难点内容；

6．学生至少选做并完成2个大作业；

7．选做实验不占总学时，学生至少课外选做1个实验项目；

8．考核方式：期末考试占70% ，平时作业和课外实践占20% ，课内实验占10% 。

六、建议使用的教材及参考书目

（一）教材和作业集

[1] 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，孙桓，陈作模主编．机械原理．第六

版．北京：高等教育出版社，2001

[2] 郑文纬，吴克坚主编．机械原理．第七版．北京：高等教育出版社，1997

[3] 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，葛文杰主编．

机械原理作业集．第二版．北京：高等教育出版社，2001

[4] 赖三彦主编，机械原理作业集．北京：高教出版社，1993

[5] 李梅，孙传琼，徐广红主编．机械原理与设计实训．哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2003

（二）主要参考书目

[1] 申永胜主编．机械原理教程．北京：清华大学出版社，1999

[2] 申永胜主编．机械原理辅导与习题．北京：清华大学出版社，1999

[3] 王知行等编．机械原理．北京：高等教育出版社，2000

[4] 邹慧君，傅祥志，张春林，李杞仪主编．机械原理．北京：高等教育出版社，1999

[5] 孙桓主编.机械原理教学指南.北京：高等教育出版社，1998

[6] 陆品秦彦斌主编.机械原理导教·导学·导考. 第二版．西安：西北工业大学出版社，2005

[7] 邹慧君主编.机械原理课程设计手册.北京：高等教育出版社，1998

[8] 张策主编.机械原理与机械设计(上、下册). 北京：机械工业出版社，2004

[9] 杨昂岳主编.机械原理典型题解析与实战模拟.长沙：国防科技大学出版社，2002

[10] 黄纯颖主编.机械创新设计. 北京：高等教育出版社，1998

[11] 罗洪田主编.机械原理课程设计指导书. 北京：高等教育出版社，1986

[12] 姜琪主编.机械运动方案及机构设计. 北京：高等教育出版社，1991

[13] 楼鸿棣邹慧君主编.高等机械原理. 北京：高等教育出版社，1990

[14] 陆震主编.高等机械原理. 北京：北京航空航天大学出版社，2001

[15] 王淑仁王丹主编.计算机辅助机构设计.沈阳：东北大学出版社，2002

[16] 孟彩芳主编.机械原理电算分析与设计.天津：天津大学出版社，2000

[17] 张伟华等主编.机械基础实验教程. 北京：高等教育出版社，2005

(三)教师备课使用的主要原版教材

[1] Robert L. Norton , An introduction to the synthesis and analysis of mechanisms

and machines, 2th edition.

[2] S.MOLIAN 《Mechanism design》。

[3] Homer D. Eckhardt Kinematic Design Of Machines and Mechanisms。