机 械 原 理 教 学 大 纲

学 时： 63学时

开课学期： 第五学期 学 分：3.5学分 开课类别： 必修

课程性质： 技术基础课

先修课程： 高等数学、普通物理、工程材料、机械制图、理论力学 教 材：《机械原理教程》 安子军主编 机械工业出版社，2003 一、 课程的性质、目的与任务：

机械原理是机械类专业中研究机械共性问题的一门主干技术基础课。

课程教学所要达到的目的和要求是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。在培养机械类高级工程技术人才的全局中，本课程为学生今后从事机械设计、研究和开发创新奠定必要的基础，并具有增强学生对机械技术工作适应能力的作用。 二、 课程的基本内容：

1、 绪论

明确本课程的研究对象、内容以及在培养机械类高级工程技术人才全局中的地位、作用和任务。对机械原理学科的新发展有所了解。 2、平面机构结构分析

能绘制机构运动简图。能计算平面运动链及平面机构的自由度。了解平面机构组成的基本原理。 3、平面机构运动及力分析

用瞬心法对简单高、低副机构进行速度分析。能用相对运动图解法或解析法对二级机构进行运动分析和力分析。

4、运动副摩擦及机械效率

了解运动副中的摩擦力及其确定方法、机械效率和自锁条件以及考虑摩擦时机构力分析的方法5、平面连杆机构及其设计

了解铰链四杆机构的基本形式、演化和应用。对曲柄存在条件、传动角、死点和极位、行程速比系数等有明确的概念。能按连杆三位置和连架杆三对应位置、行程速比系数设计四杆机构，了解实现给定连杆曲线的实验或图谱综合法。 6、凸轮机构及其设计

了解凸轮机构的类型和应用。对从动件的基本运动规律、凸轮机构压力角和自锁有明确的概念。能合理确定盘状凸轮机构的基本尺寸及凸轮廓线的设计方法。

7、齿轮机构及其设计

了解齿轮机构的类型和应用。掌握平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律。了解共轭齿廓的求法。深入了解渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性（定传动比、可分性、连续啮合传动条件等），掌握标准直齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸的关系、渐开线齿轮的展成原理、根切现象、最少齿数，了解变位和变位齿轮传动的概念。

了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点。并能计算标准斜齿圆柱齿轮的几何尺寸。 了解标准直齿圆锥齿轮传动、蜗轮蜗杆传动的特点及其基本尺寸的计算。 8、轮系及其设计

了解轮系的分类和应用。掌握定轴、周转及混合轮系传动比的计算，了解轮系的应用和设计时应注意的问题。 9、其他机构

结合专业特点了解几种其他基本机构及新型传动机构的工作原理、运动特点及应用。 10、机构的选型和组合及系统方案设计

了解机构选型的基本知识。了解运动循环图和机构组合应用的基本概念。 11、机械运转及其速度波动的调节

了解建立单自由度机械系统等效动力学模型及运动方程式的方法。了解转动惯量简易计算法。了解周期性及非周期性速度波动调节的基本概念。 12、机械的平衡

掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法。了解平面四杆机构的平衡原理。 三、 课程的教学要求

1、 绪论

明确本课程的研究对象和内容以及它的地位、任务和作用。对本学科的发展状况和趋势有所了解。 2、 机构结构知识

熟悉机构的组成要素。能绘制平面机构运动简图。能正确计算平面机构及空间开链机构的自由度。能对平面机构进行杆组分析。

3、 平面机构的运动分析和力分析

了解机构运动分析和力分析的目的和方法。能对二级机构进行运动分析和力分析。 4、 常用机构及其设计

了解平面连杆机构的基本形式及其演化。对平面四杆机构的运动和传力性能有明确的概念。能按已知连杆三位置、两连架杆三对应位置、行程速比系数等要求设计平面四杆机构。

了解凸轮机构的类型和应用，掌握凸轮机构从动件常用运动规律及其选择原则。对凸轮机构压力角有明确的概念。掌握盘形凸轮轮廓线的设计方法和确定凸轮机构基本尺寸的主要原则。

了解齿轮机构的类型和应用。掌握齿廓啮合基本定律。熟悉渐开线的性质、渐开线齿轮的基本参数及其啮合特性。掌握标准渐开线直齿圆柱齿轮传动的基本尺寸计算。对变位齿轮有明确的概念。了解斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮、蜗杆蜗轮等传动的特点和基本尺寸计算。

熟悉轮系的分类。能计算各种类型轮系的传动比。了解轮系的应用和设计时应注意的问题。

熟悉间歇运动机构及其它常用机构的结构、功能和应用。了解新型传动机构的工作原理、运动特点及应用。

5、 机械系统运动方案设计

了解机械系统设计的一般过程。熟悉机构的选型、组合方式、运动循环图拟定和创新设计等方面的基本知识。掌握机械系统运动方案设计的基本步骤和功能分析方法。了解机械系统运动方案的评价标准。

6、 机械系统动力学

对单自由度机械系统等效动力学模型有明确概念。掌握建立机械系统运动方程式的方法。熟悉周期性与非周期性速度波动的调节原理。掌握飞轮转动惯量的近似计算方法。掌握刚性转子静平衡、动平衡的原理和方法。了解平面机构震动力的平衡原理。 四、 课程学时分配

讲 课 内 容 1、绪论 2、平面机构结构分析 3、平面机构运动及力分析 4、运动副磨擦及机械效率 5、平面连杆机构及其设计 6、凸轮机构及其设计 7、齿轮机构及其设计 8、轮系及其设计 9、其他机构 10、机构的选型和组合及系统方案设计 11、机械运动及其速度波动的调节 12、机械的平衡 13、实验 14、合计 学 时 1 6 7 6 6 6 14 5 2 1 3 2 4 63 五、课程习题的要求

本课程习题的基本要求是：巩固课堂讲授的理论知识、基本概念、计算和设计方法。锻炼独立思考、分析和解决问题的能力。 六、实验内容与要求

机械原理实验是重要的实践环节。不应削弱。要使学生能绘制实际机械的运动简图，对简单机械进行运动和动力参数测试， 以培养学生运用实验方法研究机械的某些能力。要求学生亲自动手进行实验。并认真完成实验报告。学生应在4～8学时内做2～4个实验。具体项目根据《要求》和专业需要，并结合学校情况在以下五个实验中选定。

1、 机构运动简图绘制和分析 2、转子的平衡

3、齿轮的范成及几何参数的测定 4、机构运动演示与分析 5、飞轮调速

七、机械原理课程设计的要求

结合一个简单机械系统，综合运用所学理论，使学生受到确定方案的初步训练，要对方案中某些机构进行分析和设计，通过设计进一步提高学生利用技术资料、运算和绘图的能力，要努力创造条件增强学生运用计算机的能力。

整理出课程设计书一份，列出计算过程和结果，并进行讨论和分析，运用电算辅助设计应附程序和必要的图纸。

课程设计内容可根据专业要求和学校情况定为： 1、连杆机构的设计及分析 2、凸轮机构设计

每个学生应在1周～1.5周时间内独立完成设计任务。设计成绩单独评分，另记学分。 八、课程主要参考书

孙恒，陈作模. 机械原理. 高等教育出版社，1996 郑文玮，吴克坚. 机械原理. 高等教育出版社，1996 申永胜. 机械原理教程. 清华大学出版社，1999 曲继方. 机械原理习题集. 黑龙江科技出版社，1986

李纯德. 机械原理习题集. 燕山大学教材科,2000

曲继方，安子军，曲志刚. 机械创新原理.科学出版社，2001

制定人：安子军