華中農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械原理課程大綱

1、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械原理課程大綱機(jī)械原理課程編碼：3073009105課程名稱：機(jī)械原理總學(xué)分：3.5總學(xué)時：56課程英文名稱：MechineDesign先修課程：機(jī)械制圖、理論力學(xué)適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化、農(nóng)業(yè)機(jī)械化及自動化、機(jī)械電子工程一、課程性質(zhì)、地位和任務(wù)機(jī)械原理是研究機(jī)械性能分析與設(shè)計(jì)的基本理論和方法的學(xué)科基礎(chǔ)課。本課程在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程和機(jī)械電子工程等工科專業(yè)中具有重要的地位，它是進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)和其它專業(yè)課的基礎(chǔ)。它的任務(wù)是使學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動力學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能，初步具有擬定機(jī)械傳動方案、分析和設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的能力。二、教學(xué)目標(biāo)要求具有繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動

2、簡圖和用機(jī)構(gòu)簡圖來研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性和傳力特性的能力。能夠根據(jù)給定的機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性和傳力特性來設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)。掌握機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析方法和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析方法，對機(jī)構(gòu)動力學(xué)知識、機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法等有一定的了解。能夠運(yùn)用所學(xué)知識對連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪系、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)五種基本機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。初步具有擬定機(jī)械傳動系統(tǒng)方案的能力。三、理論教學(xué)內(nèi)容及安排緒論（2學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)：明確本課程的研究對象和內(nèi)容以及它的地位、任務(wù)和作用。對機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢有所了解。重點(diǎn)：介紹本課程研究的對象及基本概念。1.1 機(jī)械原理課程的研究對象及基本概念1.2 機(jī)械原理課程的任務(wù)與主要內(nèi)容1.3 機(jī)械原理

3、課程的學(xué)習(xí)方法1.4 機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展趨勢簡介第一篇機(jī)構(gòu)的組成和分析本篇包括機(jī)構(gòu)的組成和機(jī)構(gòu)分析兩部分。第1章機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其可動性分析（6學(xué)時）華中農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械原理課程大綱教學(xué)目標(biāo)：了解機(jī)構(gòu)的組成和平面機(jī)構(gòu)組成的基本原理，理解運(yùn)動副、運(yùn)動鏈、約束、自由度、壓力角、傳動角、死點(diǎn)等基本概念，掌握繪制常用機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖和計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度的方法。重點(diǎn)：運(yùn)動副和運(yùn)動鏈及壓力角的概念、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件及機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算；作用在機(jī)械上的力及機(jī)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(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析。難點(diǎn)：機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算中有關(guān)虛約束的識別及處理問題。1.1 機(jī)

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

5、機(jī)械系統(tǒng)等效動力學(xué)模型有明確概念；掌握建立機(jī)械運(yùn)動方程式的方法。重點(diǎn)：求二級機(jī)構(gòu)構(gòu)件上任意點(diǎn)和構(gòu)件的運(yùn)動參數(shù)；速度瞬心的概念和三心定理”的應(yīng)用；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(xué)模型的概念；掌握力為機(jī)構(gòu)位置函數(shù)時其等效構(gòu)件真實(shí)運(yùn)動的求解方法。難點(diǎn)：對有共同轉(zhuǎn)動且有相對移動的兩構(gòu)件重合點(diǎn)間的運(yùn)動參數(shù)的求解。機(jī)械效率的概念及機(jī)械的華中農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械原理課程大綱自鎖和自鎖條件；機(jī)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(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的圖解法（2學(xué)時）2.

6、2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的解析法（2學(xué)時）2.3 平面機(jī)構(gòu)的力分析（2學(xué)時）2.4 機(jī)械的效率與自鎖（2學(xué)時）2.5 機(jī)械的運(yùn)動方程建立和求解（選修內(nèi)容，自學(xué)，教師答疑）第二篇常用機(jī)構(gòu)及設(shè)計(jì)第3章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)（7學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)：了解平面連桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化，對平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)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(yīng)位置、行程速比系數(shù)等要求設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)。重點(diǎn)：平面較鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化；曲柄存在條件、急回運(yùn)動、行程速比系數(shù)、運(yùn)動連續(xù)性、平面四桿機(jī)構(gòu)綜合的一些基本知識；難點(diǎn)：曲柄存在條件的桿長關(guān)系式、平面四桿機(jī)構(gòu)最小傳動角的確定、平面錢鏈四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動連續(xù)性的判斷。3.1 連

7、桿機(jī)構(gòu)傳動特點(diǎn)、平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用（1學(xué)時）3.2 平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性和力學(xué)特性（3學(xué)時）3.2.1 平面四桿機(jī)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(yùn)動的連續(xù)性；3.2.4 四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動角及計(jì)算；3.2.5 最小傳動角為零的四桿機(jī)構(gòu)；3.2.6 死點(diǎn)的利用3.3 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（3學(xué)時）3.3.1 桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題和機(jī)構(gòu)選型3.3.2 平面四桿機(jī)構(gòu)尺度設(shè)計(jì)華中農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械原理課程大綱3.3.2.1 平面四桿機(jī)構(gòu)尺度設(shè)計(jì)的幾何法；3.3.2.2 平面四桿機(jī)構(gòu)尺度設(shè)計(jì)的解析法四、平面多桿機(jī)構(gòu)簡介（自學(xué)）第4章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)（6學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)

8、：對凸輪機(jī)構(gòu)的從動件常用運(yùn)動規(guī)律及其選擇原則，機(jī)構(gòu)壓力角等有明確概念。掌握盤形凸廓線的設(shè)計(jì)方法和確定基本尺寸的主要原則。重點(diǎn)：推桿常用運(yùn)動規(guī)律的特點(diǎn)及其選擇原則；盤形凸輪機(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。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。4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用（1學(xué)時）4.1.1 凸輪機(jī)構(gòu)的組成及特點(diǎn)4.1.2 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用4.1.3 凸輪機(jī)構(gòu)的分類4.2 凸輪機(jī)構(gòu)的特性（2學(xué)時）4.2.1 凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性4.2.2 凸輪機(jī)構(gòu)的力學(xué)特性4.3 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（3學(xué)時）4.3.1 盤形凸輪的基本參數(shù)的設(shè)計(jì)4.3.2 盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)簡介第5章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)（14學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)：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(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱輪傳動的基本尺寸計(jì)算。了解定位齒輪的概念。了解其它類型齒輪傳動的特點(diǎn)和尺寸計(jì)華中農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械原理課程大綱算。重點(diǎn)：漸開線直齒圓柱齒輪外嚙合傳動的基本理論和設(shè)計(jì)計(jì)算。難點(diǎn)：一對輪齒的嚙合過程；變位齒輪傳動；斜齒輪和錐齒輪的當(dāng)量齒輪和當(dāng)量齒數(shù)。5.1 齒輪機(jī)構(gòu)的傳動特點(diǎn)（1學(xué)時）5.2 齒輪機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用5.3 齒輪的齒廓曲線（2學(xué)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(biāo)準(zhǔn)齒輪各部分尺寸（1學(xué)時）5.4.1 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪基本參數(shù)5.4.2 漸開線標(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(xué)，教師答疑）5.7.3 變位齒輪傳動（自學(xué)，教師答疑）華中農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械原理課程大綱5.7.4 變位齒輪傳動設(shè)計(jì)（自學(xué)，教師答疑）5.8 斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)（2學(xué)時）5.8.1 平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)5.8.2 交錯軸斜齒輪機(jī)構(gòu)（自修）5.9 蝸桿機(jī)構(gòu)（1學(xué)時）5.9.1 蝸桿機(jī)構(gòu)及其特點(diǎn)5.9.2 蝸桿機(jī)構(gòu)的類型5.9.3 蝸桿機(jī)構(gòu)正確嚙合條件5.9.4 蝸桿機(jī)構(gòu)基本參數(shù)及幾何尺寸（自修）5.10 圓錐齒輪機(jī)構(gòu)（1學(xué)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(dāng)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(shè)計(jì)（5學(xué)時）教

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

13、運(yùn)動特性及設(shè)計(jì)要點(diǎn)、特點(diǎn)及應(yīng)用等。第三篇機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)第8章機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的動力學(xué)設(shè)計(jì)（8學(xué)時）掌握教學(xué)目標(biāo)：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(jì)算方法。剛性轉(zhuǎn)子靜平衡、動平衡的原理和方法。重點(diǎn)：飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算。剛性轉(zhuǎn)子靜、動平衡的原理和方法。難點(diǎn)：計(jì)算飛輪轉(zhuǎn)動慣量時最大盈虧功的計(jì)算方法。剛性轉(zhuǎn)子動平衡概念的建立。8.1 機(jī)構(gòu)功率平衡設(shè)計(jì)（4學(xué)時）8.1.1 變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)功率平衡8.1.2 非穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)功率平衡8.2 機(jī)構(gòu)質(zhì)量平衡設(shè)計(jì)（4學(xué)時）8.2.1 剛性轉(zhuǎn)子的質(zhì)量平衡設(shè)計(jì)8.2.2 剛性轉(zhuǎn)子的質(zhì)量平衡實(shí)驗(yàn)8.2.3 轉(zhuǎn)子的許用不平衡量8.2.4 平面機(jī)構(gòu)的質(zhì)量平衡設(shè)計(jì)8.2.5 撓性轉(zhuǎn)子的平衡簡介四、教學(xué)方式與考核方式教學(xué)方式：教師講授+學(xué)生自學(xué)+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(xué)機(jī)械原理課程大綱五、主要參考文獻(xiàn)1程友聯(lián)機(jī)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(jī)械原理.