《機(jī)械原理》課程教學(xué)大綱

1、機(jī)械原理課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程代碼：03120109課程名稱：機(jī)械原理 課程英文名稱：Principle of Mechanics課程所屬單位：機(jī)械工程系機(jī)械基礎(chǔ)教研室課程面向?qū)I(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、包裝工程、工業(yè)設(shè)計(jì)、過(guò)程裝備與控制工程 課程類(lèi)型：必修課 先修課程：機(jī)械制圖；理論力學(xué)；工程材料及機(jī)制基礎(chǔ)；程序設(shè)計(jì)等 學(xué)分：4 總學(xué)時(shí)：64 （其中理論學(xué)時(shí)：54 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：10 ） 二、課程性質(zhì)與目的機(jī)械原理是面對(duì)機(jī)械類(lèi)各專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)研究機(jī)械共性問(wèn)題的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，在教學(xué)計(jì)劃中具有承上啟下的地位和作用。它的任務(wù)是使學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，并初步

2、具有確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案、分析和設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的能力。它在培養(yǎng)機(jī)械類(lèi)高級(jí)工程技術(shù)人才的全局中，具有增強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)械技術(shù)工作的適應(yīng)性、培養(yǎng)其開(kāi)發(fā)及創(chuàng)新能力的作用。三、課程教學(xué)內(nèi)容與要求（一） 緒論 1. 教學(xué)內(nèi)容與要求 （1） 本課程研究的對(duì)象及內(nèi)容 （2）學(xué)習(xí)本課程的目的 （3）如何進(jìn)行本課程的學(xué)習(xí) 要求明確本課程的研究對(duì)象、內(nèi)容及學(xué)習(xí)本課程的目的，對(duì)機(jī)械原理學(xué)科的新發(fā)展有所了解。2. 教學(xué)重點(diǎn)明確本課程的研究對(duì)象、內(nèi)容及學(xué)習(xí)本課程的目的。（二） 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 1. 教學(xué)內(nèi)容與要求 （1）機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的 （2）機(jī)構(gòu)的組成 （3）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 （4）機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 （5）平面機(jī)構(gòu)自由

3、度的計(jì)算 （6）計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)（7）機(jī)構(gòu)的組成原理及平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類(lèi)要求掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制，掌握平面機(jī)構(gòu)的自由度的計(jì)算，了解平面機(jī)構(gòu)組成的基本原理。2. 教學(xué)重點(diǎn)繪制常用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度3. 教學(xué)難點(diǎn) 虛約束的判定（三）平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析1. 教學(xué)內(nèi)容與要求 （1）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的目的和方法 （2）速度瞬心及其在平面機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用 （3）用矢量方程圖解法分析機(jī)構(gòu)的速度和加速度 （4）綜合運(yùn)用瞬心法和矢量方程圖解法對(duì)復(fù)雜機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析 （5）用解析法分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要求用瞬心法對(duì)簡(jiǎn)單低、高副機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析，用矢量方程圖解法或解析法對(duì)二級(jí)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)

4、動(dòng)分析。 2. 教學(xué)重點(diǎn)（1）用瞬心法分析機(jī)構(gòu)的速度（2）用矢量方程圖解法對(duì)二級(jí)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析 3. 教學(xué)難點(diǎn) 用矢量方程圖解法或解析法對(duì)二級(jí)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析（四）平面機(jī)構(gòu)的力分析 1. 教學(xué)內(nèi)容與要求 （1）研究機(jī)械中摩擦的目的 （2）運(yùn)動(dòng)副中的摩擦 要求了解研究機(jī)械中摩擦的目的，能確定運(yùn)動(dòng)副中的摩擦力 2. 教學(xué)重點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定 3. 教學(xué)難點(diǎn) 轉(zhuǎn)動(dòng)副中摩擦力的確定（五）機(jī)械中的摩擦和機(jī)構(gòu)效率1. 教學(xué)內(nèi)容與要求 （1）機(jī)械的效率 （2）機(jī)械的自鎖要求了解機(jī)械效率的確定方法。掌握機(jī)械自鎖條件的判定方法。了解機(jī)構(gòu)的正、反行程。 2. 教學(xué)重點(diǎn) 機(jī)械自鎖條件的判定方法 3. 教學(xué)難

5、點(diǎn)機(jī)械自鎖條件的判定（六）機(jī)械的平衡 1. 教學(xué)內(nèi)容與要求 （1）機(jī)械平衡的目的及內(nèi)容 （2）剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算（3）剛性轉(zhuǎn)子的平衡實(shí)驗(yàn)（4）剛性轉(zhuǎn)子的許用不平衡量要求了解剛性轉(zhuǎn)子靜平衡和動(dòng)平衡的原理和方法。掌握剛性轉(zhuǎn)子靜平衡和動(dòng)平衡的條件。能進(jìn)行剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算。2. 教學(xué)重點(diǎn)剛性轉(zhuǎn)子靜、動(dòng)平衡的條件和計(jì)算。3. 教學(xué)難點(diǎn)剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡計(jì)算（七）機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及其速度波動(dòng)調(diào)節(jié)1. 教學(xué)內(nèi)容與要求（1）概述 （2）機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程式 （3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程式的求解 （4）穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下機(jī)械的周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)（5）機(jī)械的非周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)要求了解建立單自由度機(jī)械系統(tǒng)等效動(dòng)力學(xué)模型及運(yùn)動(dòng)方程

6、式的的建立。了解周期性速度波動(dòng)產(chǎn)生的原因及調(diào)節(jié)方法。掌握飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量簡(jiǎn)易計(jì)算法。了解非周期性速度波動(dòng)調(diào)節(jié)的基本概念。2. 教學(xué)重點(diǎn) （1）周期性速度波動(dòng)產(chǎn)生的原因及調(diào)節(jié)方法（2）飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量簡(jiǎn)易計(jì)算法3. 教學(xué)難點(diǎn) 借助能量指示圖確定最大盈虧功（八）平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)1. 教學(xué)內(nèi)容與要求 （1）連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn) （2）平面四桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型和應(yīng)用 （3）平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí) （4）平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（5）多桿機(jī)構(gòu)要求了解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式、演化和應(yīng)用。對(duì)曲柄存在條件、傳動(dòng)角、死點(diǎn)和極位、行程速比系數(shù)等有明確的概念。能按連桿三位置和連架桿三對(duì)應(yīng)位置、行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。2. 教學(xué)重

7、點(diǎn) （1）曲柄存在條件、傳動(dòng)角、死點(diǎn)和極位、行程速比系數(shù)等概念。 （2）按行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的方法3. 教學(xué)難點(diǎn) 按連架桿對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)（九）凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)1. 教學(xué)內(nèi)容與要求 （1）凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi) （2）推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 （3）凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)（4）凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定要求了解凸輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型和應(yīng)用。對(duì)從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律、凸輪機(jī)構(gòu)壓力角和自鎖等概念有明確的認(rèn)識(shí)。能合理確定盤(pán)狀凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸和凸輪的廓線。 2. 教學(xué)重點(diǎn)（1）對(duì)心及偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)狀凸輪輪廓的設(shè)計(jì)（2）基圓半徑的確定，滾子半徑的選擇及平底尺寸的確定。 3. 教學(xué)難點(diǎn)擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)狀凸輪廓線的設(shè)計(jì)（十

8、）齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)1. 教學(xué)內(nèi)容與要求（1）齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi) （2）齒輪的齒廓曲線 （3）漸開(kāi)線齒廓的嚙合特點(diǎn) （4）漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸 （5）漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng) （6）漸開(kāi)線齒輪的變位修正 （7）斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)（8）蝸桿傳動(dòng) （9）圓錐齒輪傳動(dòng)要求了解齒輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型和應(yīng)用。掌握平面齒輪機(jī)構(gòu)的齒廓嚙合基本定律。了解漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的嚙合特性（定傳動(dòng)比、可分性、連續(xù)嚙合傳動(dòng)條件等）。掌握漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)與幾何尺寸的計(jì)算。理解漸開(kāi)線輪齒的展成原理、根切現(xiàn)象、最少齒數(shù)。理解變位和變位齒輪傳動(dòng)的概念。了解斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成、嚙合特點(diǎn)，并能計(jì)算標(biāo)

9、準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸。了解標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪的傳動(dòng)特點(diǎn)及其基本尺寸的計(jì)算。了解蝸輪蝸桿的傳動(dòng)特點(diǎn)。 2. 教學(xué)重點(diǎn) （1）標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算。 （2）漸開(kāi)線輪齒的根切現(xiàn)象，最少齒數(shù)和變位齒輪的概念。 3. 教學(xué)難點(diǎn)斜齒、圓錐齒輪當(dāng)量齒數(shù)的概念。（十一）齒輪系及其設(shè)計(jì) 1. 教學(xué)內(nèi)容與要求 （1）輪系及其分類(lèi) （2）定軸輪系的傳動(dòng)比 （3）周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比 （4）復(fù)合輪系的傳動(dòng)比 （5）輪系的功用 （6）行星輪系的效率（自學(xué)） （7）行星輪系的類(lèi)型選擇及設(shè)計(jì)的基本知識(shí)（自學(xué)） （8）其他新型行星齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介要求了解輪系的分類(lèi)和應(yīng)用。掌握定軸、周轉(zhuǎn)、混合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算。了

10、解漸開(kāi)線少齒差、擺線針輪行星傳動(dòng)。 2. 教學(xué)重點(diǎn)掌握定軸、周轉(zhuǎn)、復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算。3. 教學(xué)難點(diǎn)復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算（十二）其他常用機(jī)構(gòu) 1. 教學(xué)內(nèi)容與要求 （1）棘輪機(jī)構(gòu) （2）槽輪機(jī)構(gòu) （3）擒縱輪機(jī)構(gòu) （4）凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) （5）不完全齒輪機(jī)構(gòu) （6）非圓齒輪機(jī)構(gòu) （7）螺旋機(jī)構(gòu) （8）萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu) （9）組合機(jī)構(gòu)要求了解其他常用機(jī)構(gòu)的類(lèi)型、工作原理和應(yīng)用。 2. 教學(xué)重點(diǎn) 棘輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)的組成、工作特點(diǎn)、類(lèi)型和應(yīng)用。 3. 教學(xué)難點(diǎn) 棘輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)主要工作參數(shù)的確定。四、學(xué)時(shí)分配學(xué)時(shí)分配表序號(hào)教學(xué)內(nèi)容（按章填寫(xiě)）學(xué)時(shí)課堂講授實(shí)驗(yàn)課習(xí)題課討論課其它1第一章、緒論22第

11、二章、機(jī)構(gòu)的組成、機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖423第三章、用瞬心法分析速度；用圖解法、解析法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析514第四章、平面機(jī)構(gòu)的力分析25第五章、機(jī)械的效率；機(jī)械的自鎖46第六章、機(jī)械的平衡；機(jī)構(gòu)動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)227第七章、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程式；周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)48第八章、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)；平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)519第九章、凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)；凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定610第十章、漸開(kāi)線直、斜、錐齒輪嚙合傳動(dòng)；蝸桿傳動(dòng)11511第十一章、定軸、周轉(zhuǎn)、復(fù)合輪系的傳動(dòng)比的計(jì)算5112第十二章、其它常用機(jī)構(gòu)11小計(jì)51103比例80%15.6%4.4%合計(jì)64實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)分配表序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（或內(nèi)容）名

12、稱實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型每組實(shí)驗(yàn)人數(shù)說(shuō)明驗(yàn)證性設(shè)計(jì)性綜合性其它1常用機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)2152機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制223齒輪范成實(shí)驗(yàn)224機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)245典型機(jī)構(gòu)及機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的分析1156工業(yè)機(jī)器人認(rèn)知115小計(jì)10424五、教學(xué)環(huán)節(jié)與教學(xué)要求：1.課堂講授 課堂講授應(yīng)用多種媒體結(jié)合、采用啟發(fā)式的教學(xué)方法授課。在有關(guān)章節(jié)，要求學(xué)生采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。2.實(shí)驗(yàn)詳見(jiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。3.課程設(shè)計(jì) 結(jié)合一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械系統(tǒng)，綜合運(yùn)用所學(xué)理論，使學(xué)生受到確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的初步訓(xùn)練。要求進(jìn)行機(jī)械的綜合，并對(duì)傳動(dòng)方案中二三個(gè)基本機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)以及運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)性能的分析和校核。通過(guò)設(shè)計(jì)，提高學(xué)生機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的設(shè)計(jì)能力；

13、利用技術(shù)資料、用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算和繪圖的能力以及編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的能力。 要求每個(gè)學(xué)生繪制二三張圖紙，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，參加課程設(shè)計(jì)答辯。課程設(shè)計(jì)單獨(dú)評(píng)分。 設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：1機(jī)構(gòu)系統(tǒng)傳動(dòng)方案的選擇與確定。2制定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。3機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的設(shè)計(jì)。4飛輪設(shè)計(jì)5連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析6凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7齒輪設(shè)計(jì)8其他常用機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.習(xí)題課 通過(guò)習(xí)題課教學(xué)，使學(xué)生對(duì)相關(guān)章節(jié)的基本理論、基本知識(shí)有更深刻的理解，起到舉一反三的作用。其方式是教師演講與學(xué)生討論相結(jié)合。5.作業(yè)布置作業(yè)是教學(xué)環(huán)節(jié)的一個(gè)重要組成部分。學(xué)生通過(guò)完成一定量的作業(yè)，可進(jìn)一步鞏固課堂所學(xué)的基本理論和基本知識(shí)、開(kāi)拓思路和視野。 作業(yè)布置情況如下： 第二章：4題 第三章：5題 第四章：2題 第五章：3題 第六章：2題 第七章：2題 第八章：8題 第九章：3題 第十章：5題 第十一章：7題六、課程考核辦法 閉卷。 成績(jī)?cè)u(píng)定： 平時(shí)（作業(yè)、實(shí)驗(yàn)）：30% ； 考試：70%七、教材與主要參考書(shū) 教材： 1孫桓、陳作模主編.機(jī)械原理.第六版.北京：高等教育出版社，2000主要參考書(shū)：