《机械原理》教学大纲1

修订单位：机械工程学院机电工程系 执 笔 人：王晓华 一、课程基本信息

1．课程中文名称：机械原理

2．课程英文名称：Mechanical Principium 3．适用专业：机械设计制造及自动化

4．总学时：64学时（其中理论教学58学时，实验6学时） 5．总学分：4学分

二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务

机械原理是机械专业中研究机械共性问题的一门技术基础课。其任务使学生掌握机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，并初步具有确定机械运动方案、分析和设计机构的能力。使学生在掌握机械共性问题和“三基”的基础上，增强学生对机械技术工作的适应性，培养其开发创新能力的作用。在教学计划中它还具有承上启下的作用，为学生学习后续课程和掌握专业知识以及新的科学技术打好基础。 三、理论教学内容与教学基本要求

教学内容

1．第一章 绪论（1学时）

内容：机械原理研究的对象和内容。机械原理在教学计划中的地位。机械原理在发展国民经济中的作用。

2．第二章 平面机构的结构分析（学时）

内容：机构结构分析的内容和目的。机构的组成。机构运动简图，平面机构自由度的计算及其应注意的事项。机构具有确定运动的条件。＊平面机构的高副低代。＊平面机构的组成原理和结构分类。

重点：平面机构自由度的计算。

难点：平面机构自由度的计算及其应注意的事项。 3．第三章 平面机构的运动分析

内容：机构运动分析的目的和方法。机构位置图及其运动构件上各点位移和轨迹的求法。用瞬心法作机构的速度分析。用相对运动图解法作机构的速度和加速度分析。＊用综合图解法作复杂机构的速度分析。用解析法作机构的运动分析。

重点：用相对运动图解法作机构的速度和加速度分析。 难点：用相对运动图解法作机构的速度和加速度分析。 4．第四章 平面机构的力分析

内容：平面机构力分析的目的和方法。构件惯性力的确定。运动副中摩擦力的确定。不考虑摩擦时机构的受力分析。＊考虑摩擦时机构的受力分析。

重点：平面机构的动态静力分析，掌握动态静力分析的图解法。 难点：考虑摩擦时机构的受力分析。 5．第五章 机械的效率和自锁

内容：机械的效率机械的自锁。 重点：机械效率和自锁条件的方法 6．第六章 机械的平衡

内容：机械平衡的目的及内容。刚性转子的平衡计算。刚性转子的平衡实验。转子的许用不平衡量。*挠性转子动平衡简介。平面机构的平衡。

重点：刚性转子的平衡计算。

7．第七章 机械的运转及其速度波动的调节。

内容：概述。机械的运动方程式。机械的运动方程式的求解。稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节。机械的非周期性速度波动及其调节。*考虑构件弹性时的机械动力学简介。 8．第八章 平面连杆机构及其设计(学时)

内容:平面四杆机构的类型、基本型式、演化及应用。有关平面四杆机构的一些基本知识：平面四杆机构有曲柄的条件，权位和行程速比系数；传动角、压力角和死点。平面四杆机构和设计：连杆机构设计的基本问题，用图解法设计四杆机构，用解析法设计四杆机构，用实验法设计四杆机构。

重点: 平面四杆机构的设计 9．第九章 凸轮机构及其设计(学时)

内容:凸轮机构的应用和分类。从动件常用运动规律。用作图法设计凸轮的轮廓曲线。用解析法设计凸轮廓线。凸轮机构基本尺寸的确定。

重点：用作图法和解析法设计凸轮的轮廓曲线。凸轮机构基本尺寸的确定。 10．第十章 齿轮机构及其设计(学时)

内容:齿轮机构的应用和分类。齿廓啮合基本定律和齿轮齿廓曲线。渐开线及其性质和渐开线方程。渐开线齿廓的啮合特点：满足齿廓啮合基本定律，啮合线，具有可分性。渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸计算。渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件，中心距及啮合角。渐开线齿轮传动的

重迭系数．＊渐开线齿轮传动的滑动系数。渐开线齿轮齿廓切削加工原理。渐开线齿轮的根切现象，最少齿数。变位齿轮概述：齿轮变位的目的和方法，变位齿轮的传动类型。＊变位齿轮的计算基础。 斜齿圆柱齿轮传动：齿廓的形成，端面参数，法面参数，正确啮合条件，几何尺寸计算，重迭系数，当量齿轮和当量齿数，主要优缺点。人字齿轮。＊ 螺旋齿轮传动蜗杆蜗轮传动；形成、类型、正确啮合的条件，蜗杆特性系数，几何尺寸计算，传动比，转向及齿面滑动速度。传动的优缺点。圆锥齿轮传动：应用、特点、分类。齿廓的形成，背锥和当量齿数，几何尺寸计算。*圆弧齿轮传动和摆线齿轮传动概述。

重点:齿廓啮合基本定律。渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性（定传动比、可分性、正确啮合的条件、连续啮合传动条件等）。标准直齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸的关系。渐开线轮齿的加工和范成原理、根切现象、最少齿数。

11．第十一章 轮系及其设计(学时)

内容:轮系的应用和分类。定轴轮系传动比的计算。周转轮系传动比的计算。组合轮系传动比的计算。轮系的功用。行星轮系中各轮齿数确定。＊渐开线少齿差传动、摆线针轮传动和谐波传动简介。

重点: 定轴轮系传动比的计算。周转轮系传动比的计算。复合轮系传动比的计算。 难点：复合轮系传动比的计算。 12．第十二章 其他常用机构

内容:间歇运动机构：棘轮机构、槽轮机构、＊凸轮式间歇运动机构、＊不完全齿轮机构。其他特殊传动机构：万向铰链机构、螺旋机构、＊非圆齿轮机构。组合机构简介。 13．第十三章 机构的选型及机械传动系统的设计

内容:研究机构选型和传动系统设计的目的。常用机构的分析比较与机构的选型。机械传动系统方案的拟定。机械执行机构的协调设计和运动循环图。

教学基本要求

1．要求掌握的基本知识

机械原理的一般知识。机构的主要类型、性能、特点、应用。 2．要求掌握的基本理论和方法

机构的组成、工作原理和运动特性、机构的结构分析、运动分析、力分析。 平面机构的设计、齿轮机构的设计、齿轮系的设计及计算等。

3．要求掌握的基本技能

绘制机构简图,查阅技术资料、应用标准规范、编写技术文件等。

四、实验教学内容与要求

1、实验内容

本课程应开设实验3个，共6-8学时。实验内容为：1．机构运动简图的测绘和分析。2．齿轮廓线的范成原理和齿轮参数的测量。3．转子的动平衡。

2、实验要求

本课程实验课的目的在于：验证、巩固和加深课堂讲授的理论，培养学生掌握一些有关的实验方法、操作能力和测量技能，养成踏实、细微、严肃认真的科学作风。

实验应严格要求，实验前应安指导书做好预习，每次实验学生应签到，保证实验学时，同一实验台上操作人数不多于5人，以保证学生都能动手操作。实验后，每个学生要写出实验报告，实验成绩作为平时成绩的一部分。 五、考核方式

以平时作业和期末考试相结合的方式进行。 六、成绩评定

平时占10%左右，期末占90%左右。 七、本课程对学生创新能力培养的措施

习题内容要多样化。习题作业能起到巩固理论,掌握计算方法和技巧,提高分析问题解决问题的能力,每次习题课内容要有所侧重。

课程设计是培养学生设计能力的重要环节，要重视和发挥设计作业在培养设计技能方面的作用，并与理论教学、课程设计紧密结合。设计题目要灵活多样，允许学生自定题目。教师要加强指导和考核，注意培养和发挥学生的独立工作能力，创新能力，创新精神和对设计平价的能力。

根据具体情况，结合教学过程，更新教学内容，不断改进教方法。提倡采用计算机辅助教学（CAI）。本课程只作适当简述。

实验是本课程的重要组成部分。实验装置应尽量使学生观察到零件工作时的物理现象。鼓励学生多动手，多思考，每个学生写出实验报告。

本课程教学环节较多，教学中应教育学生树立正确的设计思想、培养创造性思维。加强学习方法指导，培养自学能力，要求树立严谨、勤奋、求实、创新的学风。 八、教材与参考书

教材：《机械原理》西北工业大学机械原理及机械零件教研室 孙桓 陈作模 主编 （第六版）高教出版社 2000年

参考书：[1] 曹龙华主编 《机械原理》西安交通大学机械原理及机械零件教研室编

[2] 黄锡恺 郑文伟主编 《机械原理》东南大学机械原理及机械零件教研室编 九、必要的说明

1、关于习题课的说明

本课程的习题的目的在于促进学生消化、巩固和扩大所学的理论知识，提高学生运用所学知识独立分析和解决有关本课程各部分实际问题的能力。题目选择应由简入繁和联系课程的主要内容。对一些较难的题或易忽略出错的题可给出提示。习题应有概念性、分析性强，运算，图解等各种类型的题目。

对一些重要的章节或疑难的内容可按排习题课。习题课应着重启发和引导学生对具体问题进行分析，讨论解题的方法和步骤，指导学生查阅技术资料。

2、学时数分配的建议 环节 讲课 内容 绪论 平面机构的结构分析 平面机构的运动分析 平面机构的力分析 机械中的效率和自锁 机械的平衡 机械的运转及调速 平面连杆机构及其设计 凸轮机构及其设计 齿轮机构及其设计 轮系及其设计 其他常用机构 机构的选型及方案设计 机动 总计 其中：* 选学内容

1 4 5 1 5 3 4 5 5 12 4 2 2 53 学 课 1 1 1 1 3 课 课 2 2 2 6 机 2 2 计 1 6 6 1 5 6 5 6 5 15 4 2 2 2 64 自习题 讨论 实验 上其它 小