機械原理教學大綱修訂單位：機械工程學院機電工程系執 筆 人：王曉華一、課程基本信息1課程中文名稱：機械原理2課程英文名稱：Mechanical Principium3適用專業：機械設計制造及自動化4總學時：64學時（其中理論教學58學時，實驗6學時）5總學分：4學分二、本課程在教學計劃中的地位、作用和任務 機械原理是機械專業中研究機械共性問題的一門技術基礎課。其任務使學生掌握機構學和機械動力學的基本理論、基本知識和基本技能，并初步具有確定機械運動方案、分析和設計機構的能力。使學生在掌握機械共性問題和“三基”的基礎上，增強學生對機械技術工作的適應性，培養其開發創新能力的作用。在教學計劃中它還具有承上啟下的作用，為學生學習后續課程和掌握專業知識以及新的科學技術打好基礎。三、理論教學內容與教學基本要求教學內容1第一章 緒論（1學時） 內容：機械原理研究的對象和內容。機械原理在教學計劃中的地位。機械原理在發展國民經濟中的作用。 2第二章 平面機構的結構分析（學時）內容：機構結構分析的內容和目的。機構的組成。機構運動簡圖，平面機構自由度的計算及其應注意的事項。機構具有確定運動的條件。平面機構的高副低代。平面機構的組成原理和結構分類。重點：平面機構自由度的計算。難點：平面機構自由度的計算及其應注意的事項。 3第三章 平面機構的運動分析 內容：機構運動分析的目的和方法。機構位置圖及其運動構件上各點位移和軌跡的求法。用瞬心法作機構的速度分析。用相對運動圖解法作機構的速度和加速度分析。用綜合圖解法作復雜機構的速度分析。用解析法作機構的運動分析。重點：用相對運動圖解法作機構的速度和加速度分析。難點：用相對運動圖解法作機構的速度和加速度分析。 4第四章 平面機構的力分析內容：平面機構力分析的目的和方法。構件慣性力的確定。運動副中摩擦力的確定。不考慮摩擦時機構的受力分析。考慮摩擦時機構的受力分析。重點：平面機構的動態靜力分析，掌握動態靜力分析的圖解法。 難點：考慮摩擦時機構的受力分析。 5第五章 機械的效率和自鎖內容：機械的效率機械的自鎖。重點：機械效率和自鎖條件的方法 6第六章 機械的平衡內容：機械平衡的目的及內容。剛性轉子的平衡計算。剛性轉子的平衡實驗。轉子的許用不平衡量。*撓性轉子動平衡簡介。平面機構的平衡。重點：剛性轉子的平衡計算。7第七章 機械的運轉及其速度波動的調節。 內容：概述。機械的運動方程式。機械的運動方程式的求解。穩定運轉狀態下機械的周期性速度波動及其調節。機械的非周期性速度波動及其調節。*考慮構件彈性時的機械動力學簡介。 8第八章 平面連桿機構及其設計(學時)內容:平面四桿機構的類型、基本型式、演化及應用。有關平面四桿機構的一些基本知識：平面四桿機構有曲柄的條件，權位和行程速比系數；傳動角、壓力角和死點。平面四桿機構和設計：連桿機構設計的基本問題，用圖解法設計四桿機構，用解析法設計四桿機構，用實驗法設計四桿機構。重點: 平面四桿機構的設計 9第九章 凸輪機構及其設計(學時) 內容:凸輪機構的應用和分類。從動件常用運動規律。用作圖法設計凸輪的輪廓曲線。用解析法設計凸輪廓線。凸輪機構基本尺寸的確定。重點：用作圖法和解析法設計凸輪的輪廓曲線。凸輪機構基本尺寸的確定。 10第十章 齒輪機構及其設計(學時)內容:齒輪機構的應用和分類。齒廓嚙合基本定律和齒輪齒廓曲線。漸開線及其性質和漸開線方程。漸開線齒廓的嚙合特點：滿足齒廓嚙合基本定律，嚙合線，具有可分性。漸開線標準齒輪各部分的名稱和尺寸計算。漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件，中心距及嚙合角。漸開線齒輪傳動的重迭系數漸開線齒輪傳動的滑動系數。漸開線齒輪齒廓切削加工原理。漸開線齒輪的根切現象，最少齒數。變位齒輪概述：齒輪變位的目的和方法，變位齒輪的傳動類型。變位齒輪的計算基礎。斜齒圓柱齒輪傳動：齒廓的形成，端面參數，法面參數，正確嚙合條件，幾何尺寸計算，重迭系數，當量齒輪和當量齒數，主要優缺點。人字齒輪。 螺旋齒輪傳動蝸桿蝸輪傳動；形成、類型、正確嚙合的條件，蝸桿特性系數，幾何尺寸計算，傳動比，轉向及齒面滑動速度。傳動的優缺點。圓錐齒輪傳動：應用、特點、分類。齒廓的形成，背錐和當量齒數，幾何尺寸計算。*圓弧齒輪傳動和擺線齒輪傳動概述。重點:齒廓嚙合基本定律。漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合特性（定傳動比、可分性、正確嚙合的條件、連續嚙合傳動條件等）。標準直齒圓柱齒輪的基本參數與幾何尺寸的關系。漸開線輪齒的加工和范成原理、根切現象、最少齒數。11第十一章 輪系及其設計(學時) 內容:輪系的應用和分類。定軸輪系傳動比的計算。周轉輪系傳動比的計算。組合輪系傳動比的計算。輪系的功用。行星輪系中各輪齒數確定。漸開線少齒差傳動、擺線針輪傳動和諧波傳動簡介。重點: 定軸輪系傳動比的計算。周轉輪系傳動比的計算。復合輪系傳動比的計算。難點：復合輪系傳動比的計算。 12第十二章 其他常用機構 內容:間歇運動機構：棘輪機構、槽輪機構、凸輪式間歇運動機構、不完全齒輪機構。其他特殊傳動機構：萬向鉸鏈機構、螺旋機構、非圓齒輪機構。組合機構簡介。 13第十三章 機構的選型及機械傳動系統的設計 內容:研究機構選型和傳動系統設計的目的。常用機構的分析比較與機構的選型。機械傳動系統方案的擬定。機械執行機構的協調設計和運動循環圖。教學基本要求1要求掌握的基本知識機械原理的一般知識。機構的主要類型、性能、特點、應用。2要求掌握的基本理論和方法機構的組成、工作原理和運動特性、機構的結構分析、運動分析、力分析。平面機構的設計、齒輪機構的設計、齒輪系的設計及計算等。3要求掌握的基本技能繪制機構簡圖,查閱技術資料、應用標準規范、編寫技術文件等。 四、實驗教學內容與要求1、實驗內容本課程應開設實驗3個，共6-8學時。實驗內容為：1機構運動簡圖的測繪和分析。2齒輪廓線的范成原理和齒輪參數的測量。3轉子的動平衡。2、實驗要求 本課程實驗課的目的在于：驗證、鞏固和加深課堂講授的理論，培養學生掌握一些有關的實驗方法、操作能力和測量技能，養成踏實、細微、嚴肅認真的科學作風。實驗應嚴格要求，實驗前應安指導書做好預習，每次實驗學生應簽到，保證實驗學時，同一實驗臺上操作人數不多于5人，以保證學生都能動手操作。實驗后，每個學生要寫出實驗報告，實驗成績作為平時成績的一部分。五、考核方式以平時作業和期末考試相結合的方式進行。六、成績評定平時占10%左右，期末占90%左右。七、本課程對學生創新能力培養的措施習題內容要多樣化。習題作業能起到鞏固理論,掌握計算方法和技巧,提高分析問題解決問題的能力,每次習題課內容要有所側重。課程設計是培養學生設計能力的重要環節，要重視和發揮設計作業在培養設計技能方面的作用，并與理論教學、課程設計緊密結合。設計題目要靈活多樣，允許學生自定題目。教師要加強指導和考核，注意培養和發揮學生的獨立工作能力，創新能力，創新精神和對設計平價的能力。根據具體情況，結合教學過程，更新教學內容，不斷改進教方法。提倡采用計算機輔助教學（CAI）。本課程只作適當簡述。實驗是本課程的重要組成部分。實驗裝置應盡量使學生觀察到零件工作時的物理現象。鼓勵學生多動手，多思考，每個學生寫出實驗報告。本課程教學環節較多，教學中應教育學生樹立正確的設計思想、培養創造性思維。加強學習方法指導，培養自學能力，要求樹立嚴謹、勤奮、求實、創新的學風。八、教材與參考書 教材：機械原理西北工業大學機械原理及機械零件教研室 孫桓 陳作模 主編 （第六版）高教出版社 2000年 參考書：1 曹龍華主編 機械原理西安交通大學機械原理及機械零件教研室編 2 黃錫愷 鄭文偉主編 機械原理東南大學機械原理及機械零件教研室編 九、必要的說明1、關于習題課的說明 本課程的習題的目的在于促進學生消化、鞏固和擴大所學的理論知識，提高學生運用所學知識獨立分析和解決有關本課程各部分實際問題的能力。題目選擇應由簡入繁和聯系課程的主要內容。對一些較難的題或易忽略出錯的題可給出提示。習題應有概念性、分析性強，運算，圖解等各種類型的題目。 對一些重要的章節或疑難的內容可按排習題課。習題課應著重啟發和引導學生對具體問題進行分析，討論解題的方法和步驟，指導學生查閱技術資料。2、學時數分配的建議