《機(jī)械原理》課程教學(xué)大綱

1、機(jī)械原理課程教學(xué)大綱課程編號：課程名稱：機(jī)械原理英文名稱：Mechanisms & Machine Theory課程類型：專業(yè)基礎(chǔ)必修課總 學(xué) 時(shí)：64 講課學(xué)時(shí)：58 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：6學(xué) 時(shí)：64學(xué)分：4適用對象：四年制機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，四年制過程裝備與控制工程專業(yè)，四年制機(jī)械電子工程專業(yè)，四年制汽車專業(yè)，四年制城市軌道與車輛專業(yè)先修課程：理論力學(xué)，高等數(shù)學(xué)一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)本課程是機(jī)械類各專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。主要介紹常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)以及機(jī)構(gòu)和機(jī)器動(dòng)力學(xué)的重要內(nèi)容。通過本課程的教學(xué)，為學(xué)生在今后的工作中解決機(jī)械技術(shù)問題，以及學(xué)習(xí)后繼課程和新的科學(xué)技術(shù)，打下一定的

2、基礎(chǔ)。二、教學(xué)基本要求通過學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生應(yīng)達(dá)到如下基本要求：1掌握機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的基本知識(shí)2掌握常用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。3具有設(shè)計(jì)常用機(jī)構(gòu)的能力，了解確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案和機(jī)構(gòu)組合應(yīng)用的基本原理與基本方法，并能設(shè)計(jì)簡單的組合機(jī)構(gòu)。4了解機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基本理論。5掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能。三、教學(xué)內(nèi)容及要求（打*為選講）緒論0.1 本課程研究的對象及內(nèi)容0.2 本課程的地位、學(xué)習(xí)本課程的目的及學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意的幾點(diǎn)0.3 機(jī)械原理發(fā)展現(xiàn)狀簡介第1章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析1.1 概述1.2 機(jī)構(gòu)的組成1.3 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖1.4 平面機(jī)構(gòu)的自由度1.5 機(jī)構(gòu)的組成原理和機(jī)構(gòu)分析第2章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析2.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)

3、分析的目的和方法2.2 用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析2.3 用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)速度和加速度分析*2.4 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)線圖*2.5 用解析法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析第3章 平面機(jī)構(gòu)的動(dòng)力分析3.1 機(jī)構(gòu)力分析的目的和方法3.2 運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定3.3 平面機(jī)構(gòu)的靜力分析3.4 構(gòu)件慣性力的確定3.5 不考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析3.6 機(jī)械的效率和自鎖*3.7 斜面?zhèn)鲃?dòng)的效率和自鎖*3.8 螺旋傳動(dòng)的效率和自鎖第4章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 4.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用4.2 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式和演化4.3 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí) 4.4 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第5章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)5.1

4、 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類5.2 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律5.3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)5.4 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定*5.5 力封閉凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析第6章 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)6.1 齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用、特點(diǎn)和分類6.2 齒廓嚙合基本定律6.3 漸開線齒廓6.4 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸6.5 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)6.6 漸開線齒輪的加工6.7 漸開線變位齒輪6.8 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)6.9 蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)6.10 圓錐齒輪機(jī)構(gòu)第7章 齒輪系及其設(shè)計(jì)7.1 齒輪系及其分類7.2 定軸輪系的傳動(dòng)比7.3 周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比7.4 復(fù)合輪系的傳動(dòng)比7.5 輪系的功用 7.6 輪系的設(shè)計(jì)*7.7 其它類

5、型的行星傳動(dòng)簡介第 8 章 其它常用機(jī)構(gòu)和組合機(jī)構(gòu)8.1 棘輪機(jī)構(gòu)8.2 槽輪機(jī)構(gòu)8.3 凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)8.4 不完全齒輪機(jī)構(gòu)8.5 螺旋機(jī)構(gòu)8.6 萬向聯(lián)軸節(jié)*8.7 機(jī)構(gòu)的組合方式與組合機(jī)構(gòu)*8.8 常用組合機(jī)構(gòu)的類型及功能第9章 機(jī)械的平衡9.1 機(jī)械平衡的目的和內(nèi)容9.2 剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算9.3 剛性轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn)9.4 剛性轉(zhuǎn)子的許用不平衡量及平衡精度*9.5 平面機(jī)構(gòu)的平衡第10章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)10.1 概述10.2 機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程式10.3 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程式的求解10.4 在穩(wěn)定狀態(tài)下機(jī)械的周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)*第11章 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)11.1 機(jī)構(gòu)

6、傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容11.2 機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)的建立11.3 確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理11.4 機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)工藝動(dòng)作過程的構(gòu)思與分解11.5 機(jī)構(gòu)選型及其系統(tǒng)組成11.6 機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)間運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖11.7 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定11.8 機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案的評價(jià)11.9 設(shè)計(jì)沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的運(yùn)動(dòng)方案四、所含實(shí)踐環(huán)節(jié)（一）實(shí)驗(yàn)1、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖測繪實(shí)驗(yàn)。 2學(xué)時(shí)2、齒輪范成實(shí)驗(yàn)。 2學(xué)時(shí)3、機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合分析實(shí)驗(yàn)。 2學(xué)時(shí)4、機(jī)構(gòu)系統(tǒng)速度波動(dòng)的調(diào)速實(shí)驗(yàn) 2學(xué)時(shí)5、根據(jù)專業(yè)不同選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn) 2學(xué)時(shí)（二）課程設(shè)計(jì) 一周課程設(shè)計(jì)題目分兩種類型：第一類要求學(xué)生結(jié)合一個(gè)比較簡單的

7、機(jī)械系統(tǒng)先進(jìn)行運(yùn)動(dòng)方案的分析比較，然后選擇某種方案進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)；第二類題目是針對具體的機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。第一類題目目前處于改革、探索階段，任課教師可從中任選或自己另選題目。1、第一類題目（1）單邊輥軸自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)。（2）新型擺式自行車設(shè)計(jì)。（3）字符雕刻機(jī)設(shè)計(jì)。（4）蛙式打夯機(jī)設(shè)計(jì)。（5）專用機(jī)床的刀具進(jìn)給結(jié)構(gòu)和工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。2、第二類題目（1）插齒機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析及其飛輪設(shè)計(jì)。五、課外習(xí)題及課程討論為達(dá)到本課程的教學(xué)基本要求，課外習(xí)題（包括自測題）不應(yīng)少于80題。六、教學(xué)方法與手段本課程采用板書與多媒體課件結(jié)合的方式進(jìn)行課堂教學(xué)。七、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配章節(jié)（或內(nèi)容）講課習(xí)

8、題課討論課實(shí)驗(yàn)其它合計(jì)緒論1平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析52平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析42平面機(jī)構(gòu)的動(dòng)力分析62平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)6凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)4齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)102齒輪系及其設(shè)計(jì)4其他常用機(jī)構(gòu)和組合機(jī)構(gòu)6機(jī)構(gòu)的平衡42機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)調(diào)節(jié)4合計(jì)544664八、課程成績評定辦法 本課程為考試課程，期末考試為閉卷筆試。學(xué)生的課程總評成績由平時(shí)成績（占30%）和期末考試成績（占70%）兩部分構(gòu)成，平時(shí)成績中實(shí)驗(yàn)成績占10%，出勤、作業(yè)、課堂測驗(yàn)、學(xué)習(xí)主動(dòng)性等占20%。九、推薦教材和教學(xué)參考書教 材：機(jī)械原理第二版，朱理 主編，高等教育出版社，2009。參考書：機(jī)械原理孫桓 陳作模 主編，高等教育出版社

9、，1996。十、說明1、本大綱根據(jù)高等學(xué)校工科機(jī)械原理課程教學(xué)基本要求，并結(jié)合四年制本科機(jī)械類各專業(yè)實(shí)際情況制定而成。2、本大綱規(guī)定的總學(xué)時(shí)數(shù)為最少學(xué)時(shí)數(shù)。3、本課程先修課為理論力學(xué)，希望該課程在剛體速度、加速度（尤其哥氏加速度概念）。動(dòng)態(tài)靜力分析以及斜面摩擦等內(nèi)容上互相配合。4、“教學(xué)內(nèi)容”中打“”號的部分，教師可根據(jù)不同學(xué)期安排的實(shí)際授課時(shí)數(shù)自主取舍或布置學(xué)生自學(xué)。5、對齒輪切削原理，建議看電視錄像，以便了解齒輪加工的動(dòng)態(tài)過程。6、在學(xué)校條件許可的情況下，本課程應(yīng)盡力開發(fā)實(shí)用教學(xué)軟件，開展CAI或采用其他現(xiàn)代化教學(xué)手段，以改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。大綱制訂人：王賢民大綱審定人：張 杰制訂

10、日期：2010年5月機(jī)械原理課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)與基本要求機(jī)械原理課程是機(jī)械類各專業(yè)的一門設(shè)計(jì)性主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。機(jī)械原理課程實(shí)驗(yàn)是機(jī)械原理課程重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)構(gòu)簡圖測繪，齒輪加工，機(jī)械的平衡原理等，有較深的感性認(rèn)識(shí)，以及具有與本課程有關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究的初步能力；培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力和實(shí)事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。要求學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，真正獲得實(shí)驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練。二、本實(shí)驗(yàn)課程的基本理論與實(shí)驗(yàn)技術(shù)知識(shí)在學(xué)過了機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析以后，了解了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制方法與步驟。學(xué)過了齒輪機(jī)構(gòu)，掌握了齒輪加工過程的理論知識(shí)。學(xué)過了動(dòng)平衡，掌握了回轉(zhuǎn)體

11、的靜平衡與動(dòng)平衡的基本理論知識(shí)。三、實(shí)驗(yàn)方法、特點(diǎn)與基本要求1、機(jī)構(gòu)簡圖測繪實(shí)驗(yàn)了解機(jī)構(gòu)簡圖測繪的方法，繪制46個(gè)從簡單到復(fù)雜機(jī)構(gòu)模型的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告1份。通過實(shí)驗(yàn)，掌握機(jī)構(gòu)簡圖測繪的方法和步驟，加深對機(jī)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和理解。2、齒輪范成實(shí)驗(yàn)了解齒輪的加工過程，切齒原理。觀察標(biāo)準(zhǔn)齒輪，變位齒輪的輪齒齒廓有什么變化，掌握齒輪加工時(shí)，刀具與輪坯之間的位置與相互運(yùn)動(dòng)關(guān)系，用紙制輪坯在齒輪范成儀上加工出標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪各一個(gè)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告1份。通過實(shí)驗(yàn)，掌握齒輪加工原理和步驟，加深對齒輪加工的認(rèn)識(shí)和理解。3、動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)了解動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作

12、，加深對回轉(zhuǎn)件平衡原理的理解，觀察由于回轉(zhuǎn)件的質(zhì)量分布不均勻所引起的機(jī)械振動(dòng)現(xiàn)象，提高對回轉(zhuǎn)件進(jìn)行質(zhì)量平衡的必要性的認(rèn)識(shí)，掌握實(shí)驗(yàn)操作步驟。4、機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合分析實(shí)驗(yàn)可靈活拼裝18種以上各種平面?zhèn)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)，拼裝的機(jī)構(gòu)能保證配合精度，運(yùn)動(dòng)靈活，無卡滯和干涉現(xiàn)象；可檢測各種平面機(jī)構(gòu)活動(dòng)構(gòu)件的位移、速度和加速度，并通過計(jì)算機(jī)顯示運(yùn)動(dòng)曲線；通過對構(gòu)件運(yùn)動(dòng)曲線的分析可了解機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀況，進(jìn)而對機(jī)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與裝配調(diào)整；5、凸輪輪廓檢測實(shí)驗(yàn)通過對滾子接觸直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪轉(zhuǎn)角位置由圓編碼器1測量，從動(dòng)件直線位置通過圓柱、帶純滾動(dòng)裝置變換為轉(zhuǎn)角位置并由圓編碼器2測量(數(shù)顯部分已將角度量變

13、換為直線量)。為便于手動(dòng)驅(qū)使凸輪旋轉(zhuǎn)和使凸輪能停于任意位置，增加具有自鎖性質(zhì)的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)，其中蝸輪與凸輪固為一體，蝸桿軸上裝有一手柄，通過手柄的轉(zhuǎn)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)對凸輪的驅(qū)動(dòng)。當(dāng)通過測量獲得偏置距離e、滾子rT和凸輪輪廓最小半徑rmin后，如果分別測出凸輪機(jī)構(gòu)一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)凸輪轉(zhuǎn)角與從動(dòng)件位置的對應(yīng)關(guān)系，即可確定從動(dòng)件位移規(guī)律和凸輪理論輪廓的極坐標(biāo)，然后利用滾子半徑值獲得凸輪實(shí)際輪廓。四、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備1、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖測繪實(shí)驗(yàn)：采用各種簡單到復(fù)雜的機(jī)構(gòu)模型46種2、齒輪范成實(shí)驗(yàn)：齒輪范成儀3、動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)：動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)儀4、機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合分析實(shí)驗(yàn)：平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合及參數(shù)可視化分析實(shí)驗(yàn)臺(tái)5、凸輪輪廓檢

14、測實(shí)驗(yàn)：凸輪輪廓測量儀五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置與內(nèi)容提要序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi) 容 提 要實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類型每組人數(shù)實(shí)驗(yàn)要求1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖測繪實(shí)驗(yàn)繪制46個(gè)由簡單到復(fù)雜的機(jī)構(gòu)模型的機(jī)構(gòu)簡圖，并計(jì)算該機(jī)構(gòu)的自由度，運(yùn)動(dòng)副特性等2驗(yàn)證46必做2齒輪范成 實(shí)驗(yàn)用齒輪范成儀，在已加工好的紙坯上加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪，正變位齒輪與負(fù)變位齒輪2驗(yàn)證1選做3動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作將回轉(zhuǎn)體進(jìn)行動(dòng)平衡，找出回轉(zhuǎn)體動(dòng)平衡配重的大小與方位2驗(yàn)證46選做4機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合分析實(shí)驗(yàn)通過學(xué)生自己動(dòng)手，組合各種機(jī)構(gòu)，完成規(guī)定的功能要求2綜合46必做5凸輪輪廓檢測實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)凸輪輪廓，繪制凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線，以及速度加速度曲線2驗(yàn)證48選做6輪系創(chuàng)新設(shè)計(jì)拼裝及仿真

15、實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求拼裝定軸輪系，3-5種周轉(zhuǎn)輪系的實(shí)驗(yàn)，并且通過運(yùn)動(dòng)仿真來測試運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2驗(yàn)證4-8人選做7機(jī)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)調(diào)速實(shí)驗(yàn)根據(jù)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，觀察速度波動(dòng)現(xiàn)象，通過增加飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，使速度波動(dòng)減小，繪制轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與速度波動(dòng)的關(guān)系曲線2驗(yàn)證4-8人選做注：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)根據(jù)情況各選3 個(gè)，總實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為 6 學(xué)時(shí)。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求每次實(shí)驗(yàn)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告由實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及數(shù)據(jù)的記錄及處理組成，并附有實(shí)驗(yàn)原始記錄。七、考核方式與成績評定標(biāo)準(zhǔn)1、對每個(gè)學(xué)生所做的每個(gè)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)其實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)效果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)記錄綜合評定成績。2、實(shí)驗(yàn)成績：考勤10 %、預(yù)習(xí)與操作 40%、報(bào)告 40%、原始記錄 10%3、本課程最終