《机械原理》教学大纲

《机械原理》课程教学大纲

一、教学对象

本教学大纲适用于工科机械类本科学生。

二、教学目的

《机械原理》课程是机械类专业的一门主干技术基础课程。它在培养学生的机械设

计能力和创新能力所需的知识结构中，占有十分重要的地位。

本课程的任务是使学生掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技

能，学会常用基本机构的分析和综合方法，并具有进行机构系统运动方案设计的初步能

力。

在培养高级机械工程技术人才的全局中，本课程为学生从事机械方面的设计、制造、研究和开发奠定重要的基础，并具有增强学生适应机械技术工作能力的。

三、基本要求

1．能绘出机械系统的机构运动简图，判定其确定运动的条件，了解平面机构的组

成原理。

2．掌握一般平面机构运动学的基本知识，以解析法为主，图解法为辅，对平面机

构进行运动分析。

3．掌握几种主要机构（平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）的运动特性，并

能按给定的几何条件与运动学条件设计。

4．了解其它常用机构的运动特点和使用场合。

5．了解机械系统方案设计的内容、步骤和方法。对执行系统的方案设计具有初步的分析与设计能力。

6．掌握机械动力学方面的基本知识。能按动力学条件分析和计算运动副反力、机械效率，判定自锁条件，机械平衡，机械等效动力学模型建立和飞轮设计的基

本问题。

7．具有解题、运算、制图及使用技术资料的基本技能。

8．了解本课程实验的基本要求。

9．通过课程设计，进一步掌握和加深理解本课程的基本理论和方法。具有初步确定简单机械系统的运动方案的能力，对方案中某些机构进行分析和设计。

10. 具有应用计算机辅助分析和设计机构的能力。

四、教学内容与学时安排

（一）学时安排：本课程理论教学总学时为60学时，实验教学6学时。理论教学结束后进行2周课程设计（课程设汁教学大纲另行制定）。

（二）课堂讲授内容：

1) 绪论

本课程的研究对象和内容以及它的地位、任务和作用，机械设计及理论学科的发展状况和趋势。

2) 机构结构的基本知识

机构的组成要素,各种平面运动副和构件的表示法，平面机构运动简图绘制。平面机构运动简图中的复合较链、局部自由度和常见虚约束,正确计算平面机构的自由度。平面机构组成原理。

3) 机构的运动分析和力分析

平面机构运动分析和力分析的目的和方法。对二级机构进行运动分析和力分析。

用解析法对简单机构进行运动分析。

4) 常用机构及其设计

平面连杆机构的基本形式及其演化。平面四杆机构的工作特性、特点及功能。

对刚体导引机构、函数生成机构、急回机构和轨迹生成机构等按要求设计平面四杆

机构。

凸轮机构的从动件常用运动规律及其选择原则；盘形凸轮廓线的设计原理和方法及凸轮机构基本尺寸的设计。

齿轮机构的齿廓啮合基本定律、渐开线性质、齿轮基本参数及其啮合特性。其它类型齿轮传动的特点和尺寸计算。轮系的分类和应用。轮系传动比计算。轮系设计的基本问题。

其它常用机构和组合的机构的基本知。

5) 机构系统动力学

作用在机械上的力及机械的运转过程；单自由度机械系统动力学模型。建立机械运动方程式的方法。机械的速度波动及其调节方法。飞轮设计的基本方法。

机械平衡的分类和平衡方法；刚性转子静平衡、动平衡的原理和方法。平面机构的平衡原理。

机械中的摩擦；机械效率和自锁分析计算。

6) 机械系统的方案设计

机械系统设计的一般过程和创新设计的基本知识，机械执行系统方案设计的基本步骤、内容和方法，机械传动系统方案的设计。

（三）理论课程学时分配60学时

绪论2学时

第1章机构的组成和结构6学时

第2章连杆机构10学时（含习题课2学时）

第3章凸轮机构6学时

第4章齿轮机构12学时（含习题课2学时）

第5章轮系6学时（含习题课2学时）

第6章其它常用机构和组合机构2学时

第7章机械系统动力学6学时

第8章机械的平衡3学时

第9章机械的效率4学时

第10章机械系统运动方案的设计3学时

五、考核

本课程为统一考试课。

六、课内实验项目及学时数

1．典型机构的认识及机构运动简图测绘与分析2学时

2．齿轮范成原理与分析2学时

3．刚性转子的动平衡实验2学时

七、课程作业的要求

为了使学生深入理解和巩固所学的知识，对课程的重点和难点可安排习题课。

对课程基本要求中必须掌握的内容，需保证一定数量的课程作业。主要为“平面机构的结构分析和运动分析、平面连杆机构的设计、凸轮廓线和基本尺寸设计、直齿圆柱齿轮传动基本尺寸计算、轮系传动比计算、刚性转子的平衡计算、机械的效率和自锁分析计算”等内容。

八、教学中应注意的问题

（一）本课程与前期的基础课程均有联系，在学习中需要应用所学多学科知识，因此要注意各门课程实施的衔接。

（二）进行机构设计时选用图解法或解析法，可根据本校情况和工程实用性原则自行确定。提倡使用解析法。

（三）重视教学方法和教学手段的改革，加强学生自学、思维、实践、创新能力的

培养。在学时减少的情况下，应注意加大课堂教学的信息量，大力推广现代

化教学手段如多媒体课件等的应用，提高教学效率和教学效果，调动学生学

习主动性。

九、教材和参考资料

（一）教材

1.孙桓、陈作模主编《机械原理》，高等教育出版社2001年5月

（二）参考资料

1. 陈作模主编《机械原理学习指南》高等教育出版社2001年5月

2. 陆品等编《机械原理导教.导学.导考》西北工业大学出版社2004年7月

大纲制定人：年月系、室、中心主任审核、签字：年月