机械原理课程教学大纲

机械原理课程教学大纲

课程类别：专业基础课

修读方式：必修

学时：70（理论60学时、实验10学时）

学分：4.5学分

适用专业：机械设计制造及其自动化（师范、对口）

考核方式：考试

先修课程：高等数学、工程图学、理论力学、C语言程序设计等

一、课程简介

《机械原理》是研究机械共性问题的一门主干技术基础课，在培养应用型机械工程技术人才和机械类专业课职教师资全局中，不仅为学生学习相关技术基础课和专业课程起到承前启后的作用，而且为学生今后从事机械方面设计、制造、研究和开发工作奠定重要基础，具有增强学生适应机械技术工作和开发创新能力的作用，在学生知识、能力和素质培养体系中，占有十分重要的地位。

本课程以《理论力学》知识作为理论基础，将所学《理论力学》知识应用到机器和机构分析设计中，但因为机器和机构的复杂和多样性，因而它不是理论力学知识简单重复和堆砌，具有很强的工程实践性。基于此本课程在理论上具有基本概念多、逻辑性强、内容分散等特点，实践上又具有工程中解决问题方法的灵活和巧妙、设计的多方案性、求解问题方法的多样性等特点，是一门理论性和实践性均较强的课程。

课程主要内容包括机构结构分析、平面机构运动和力分析、常用机构分析与设计、机械动力学及机械系统方案设计等。

二、课程教学目标

使学生掌握机构学和机器动力学基本理论、基本知识和基本技能，学会各种常用基本机构分析和综合方法，并具有按照机械使用要求进行机械传动系统方案设计的初步能力和机械创新设计的素质。

三、教学内容及要求

（一）绪论

1. 目的和要求

目的：明确本课程研究对象和内容；在培养机械类应用型工程技术人才和机械类专业课职教师资全局中地位、任务和作用；对机械原理学科发展现状有所了解。

教学要求：

(1) 使学生了解本课程的研究对象、内容以及在培养高级机械工程技术人才的全局中的地位、作用和任务，从而明确本课程的教学目的

(2) 使学生对机械原理学科发展趋势有所了解，并了解本学科在国家现代化建设中的重

要性

2. 教学内容

(1) 课程研究对象和研究内容

(2) 课程学习目的及学习方法

(3) 本学科发展状况和发展趋势

3. 教学方法和手段

教学方法：讲授法

教学手段：多媒体教学

（二）机构的结构分析

1. 目的和要求

目的：使学生了解机械组成和机构具有确定运动的条件，明确机构运动简图的测绘方法，为对已有机构进行分析或创造新的机构提供条件。

教学要求：

(1)掌握构件、运动副、运动链和机构的概念

(2)掌握机构运动简图测绘方法

(3)熟练掌握平面机构自由度计算方法

(4)掌握平面机构可动和具有确定运动的条件

(5)了解平面机构组成的基本原理

重点：机构自由度计算

难点：机构自由度计算的注意事项

2. 教学内容

(1) 构件、自由度与约束、运动副、运动副类型、运动链和机构等基本概念

(2) 机构运动简图的定义及机构运动简图的测绘方法

(3) 平面机构自由度计算公式；机构具有确定运动的条件；计算平面机构自由度的注意事项

(4) 平面机构结构分析与组成原理

3. 教学方法和手段

教学方法：启发式

教学手段：多媒体与板书相结合、教学模型演示

4. 课外作业：2次

（三）平面机构的运动分析

1. 目的和要求

目的：学习了平面机构的组成原理之后，进一步阐述机械运动分析的目的及各种分析方法和它们的特点，并具备一定的机构运动分析的能力。

教学要求：

(1)明确机构运动分析的目的和方法

(2)掌握速度瞬心的概念，熟悉三心定理内容，能确定一般平面机构的全部瞬

心

(3)能用瞬心法对平面Ⅱ级机构进行速度分析

(4)能用解析法（矢量分析法或矩阵法）对平面Ⅱ级机构进行运动分析，能用

计算机作图画出机构运动曲线

重点：三心定理的应用，用解析法建立机构位置矢量方程

难点：机构位置矢量方程的建立

2. 教学内容

(1) 机构运动分析的任务、目的和方法

(2) 速度瞬心法进行机构的速度分析

(3) 解析法进行机构的运动分析

3. 教学方法和手段

教学方法：启发式、模拟教学法

教学手段：多媒体与板书相结合、MATLAB软件实训

4. 课外作业：2次

（四）平面机构的力分析

1.目的和要求

目的：使学生掌握机构力分析的常用工程方法和力分析的过程。

教学要求：

(1) 了解机构中的各种力及力分析的方法

(2) 确定运动副中的反力及需加于机械上的平衡力或平衡力矩

(3) 掌握移动副、转动副和螺旋副等运动副中摩擦力的计算方法

(4) 掌握一般平面机构力分析的方法

重点：

(1) 作用在机械上的力及机构力分析的目的和方法

(2) 摩擦圆的概念及转动副中总反力作用线的确定

难点：

(1) 机构的平衡力（或平衡力矩）概念

(2) 考虑摩擦时机构的力分析

2. 教学内容

(1) 机构力分析的任务、目的和方法

(2) 运动副中摩擦力的确定

(3) 考虑与不考虑摩擦时机构的力分析

3. 教学方法和手段

教学方法：讲授法

教学手段：多媒体与板书相结合

4. 课外作业：1次

（五）机械的效率和自锁

1. 目的和要求

目的：使学生了解运动副中的摩擦力，在一般情况下是一种最主要的有害阻力，它会引起机械能量的损失，从而影响机械效率并可能产生机械自锁问题；但对于某些机械，又是利用摩擦来工作的。所以研究摩擦的目的是尽可能减小其不利影响和在需要时充分发挥其有利的一面。

教学要求：

(1) 建立正确、全面的机械效率的概念

(2) 掌握移动副、转动副和螺旋副的自锁条件

(3) 掌握简单机械的机械效率和自锁条件的求解方法

重点：机械效率、自锁现象及自锁条件

难点：机构自锁条件的确定

2. 教学内容

(1) 机械的效率

(2) 机械的自锁

3. 教学方法和手段

教学方法：讲授法

教学手段：多媒体与板书相结合

4. 课外作业: 1次

（六）机械的平衡

1. 目的和要求

目的：使学生了解机械运转时构件惯性力造成的危害，以及减小这种危害的措施和方法。

教学要求：

(1) 掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法

(2) 了解平面机构的平衡原理

重点：刚性转子静、动平衡的原理和方法

难点：刚性转子动平衡概念的建立

2. 教学内容

(1) 机械平衡的目的及内容