機械原理課程簡介 機械原理是機械類各專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課程，主要研究機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運動分析和動力分析，常用機構(gòu)設(shè)計的基本理論和方法，機械系統(tǒng)運動方案的創(chuàng)新設(shè)計，它在培養(yǎng)學(xué)生的機械設(shè)計能力和創(chuàng)新能力所需的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)中，占有十分重要的地位。
機械原理課程是一門培養(yǎng)學(xué)生機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。本課程主要研究內(nèi)容是有關(guān)機械的一些最基本的原理及常用機構(gòu)的分析與綜合方法。其中主要包括：機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的基本知識；機構(gòu)的運動分析方法；機器動力學(xué)的基本知識；常用機構(gòu)——齒輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)等的分析與設(shè)計；機械系統(tǒng)運動方案創(chuàng)新設(shè)計。本課程各章節(jié)安排了適量的例題以加強學(xué)生對理論內(nèi)容的理解；每章后附有大量的習(xí)題以方便學(xué)生課后練習(xí)。本課程還安排了必要的實驗以及與課堂教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的課程設(shè)計，以加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)并培養(yǎng)學(xué)生獨立分析、解決問題的能力。
第一章 緒 論
（一） 教學(xué)目的和任務(wù)
明確學(xué)習(xí)機械原理的目的，樹立為發(fā)展我國機械設(shè)計及制造事業(yè)而學(xué)習(xí)的思想。
（二） 教學(xué)基本要求
1.明確課程的學(xué)習(xí)對象和學(xué)習(xí)目的。
2.了解課程的性質(zhì)、特點和任務(wù)。
3.了解課程各環(huán)節(jié)特點和學(xué)習(xí)方法。
4.了解機器或部件的基本組成。
5.了解機器的設(shè)計過程。
（三） 教學(xué)重點和難點
重點、難點：機器的組成；課程的內(nèi)容、性質(zhì)及任務(wù)。
（四）教學(xué)建議與說明
1.結(jié)合我國機械制造工業(yè)發(fā)展的形勢，啟發(fā)學(xué)生奮發(fā)學(xué)習(xí)的思想，樹立正確的學(xué)習(xí)目的和學(xué)習(xí)態(tài)度。
2.強調(diào)本門課程是理論性和實踐性均較強的技術(shù)基礎(chǔ)課。讓學(xué)生實現(xiàn)學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變。
3.解剖一部機器(或一部件)，啟發(fā)學(xué)生了解整體(機器)和局部(零件)的關(guān)系。
（五）教學(xué)內(nèi)容
1.本課程研究的對象和任務(wù)。
2.課程的內(nèi)容和學(xué)習(xí)目的。
3.課程的性質(zhì)及教學(xué)特點。
4.課程各環(huán)節(jié)及學(xué)習(xí)方法。
5.解剖一部機器或一傳動部件。
第二章 機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和綜合
（一） 教學(xué)目的和任務(wù)
掌握機構(gòu)的組成、了解機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計方法。
（二）教學(xué)基本要求
1.運動副及分類、機構(gòu)運動簡圖、機構(gòu)自由度計算自由度；
2.機構(gòu)具有確定運動的條件；
3.機構(gòu)的分類、高副低代；
4.機構(gòu)的組成原理和機構(gòu)分析。
（三）教學(xué)重點和難點
重點：機構(gòu)運動簡圖、機構(gòu)自由度計算。
難點：機構(gòu)的組成原理和機構(gòu)分析。
（四）教學(xué)建議與說明
1.盡量采用多媒體教學(xué)方式，使學(xué)生通過仿真動畫掌握本章的基本概念；
2.督促學(xué)生理論聯(lián)系實際，加深基本概念的理解。
（五）教學(xué)內(nèi)容
1.運動副及分類；
2.機構(gòu)運動簡圖；
3.機構(gòu)自由度、計算自由度時應(yīng)注意的事項；
4.機構(gòu)具有確定運動的條件；
5.機構(gòu)的分類、高副低代；
6.機構(gòu)的組成原理和機構(gòu)分析。
第三章 連桿機構(gòu)分析和設(shè)計
（一）教學(xué)目的和任務(wù)
掌握連桿機構(gòu)的分析和設(shè)計。
（二）教學(xué)基本要求
1.掌握連桿機構(gòu)的優(yōu)缺點；
2.平面四桿機構(gòu)基本型式與特點、機構(gòu)的演化；
3.曲柄存在條件、急回作用、傳動角與壓力角、死點、傳動連續(xù)性；
4.四桿機構(gòu)設(shè)計的基本問題、圖解法、解析法及實驗法設(shè)計四桿機構(gòu)；
5.在解析法中介紹優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)知識。
（三）教學(xué)重點和難點
重點：平面四桿機構(gòu)基本型式、曲柄存在條件、圖解法設(shè)計四桿機構(gòu)。
難點：解析法設(shè)計四桿機構(gòu)。
（四）教學(xué)建議與說明
1.結(jié)合實際應(yīng)用介紹四桿機構(gòu)的特點；
2.采用CAI教學(xué)講授課程內(nèi)容。
（五）教學(xué)內(nèi)容
1.平面四桿機構(gòu)基本型式與特點、機構(gòu)的演化；
2.曲柄存在條件；
3.急回作用、傳動角與壓力角、死點、傳動連續(xù)性；
4.四桿機構(gòu)設(shè)計的基本問題、圖解法、解析法及實驗法設(shè)計四桿機構(gòu)；
5.在解析法中介紹優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)知識
第四章 機械中摩擦及其機械效率
（一）教學(xué)目的和任務(wù)
清楚研究機械中的摩擦和機械效率的目的。掌握其分析方法。
（二）教學(xué)基本要求
1.運動副中的摩擦（包括水平面、斜平面的平滑塊，水平槽面、斜槽面的楔形滑塊，矩形螺旋、三角螺旋和回轉(zhuǎn)副中的軸頸摩擦）計算方法；；
2.理解摩擦角、總反力、當量摩擦系數(shù)、機械效率、自鎖及其條件；
3.機械效率和機械自鎖的分析和計算；
4.有摩擦?xí)r的機構(gòu)受力分析。
（三）教學(xué)重點和難點
重點：摩擦角、總反力、當量摩擦系數(shù)的概念。
難點：有摩擦?xí)r的機構(gòu)受力分析。
（四）教學(xué)建議與說明
1.結(jié)合實際應(yīng)用介紹課程內(nèi)容；
2.采用CAI教學(xué)講授課程內(nèi)容。
（五）教學(xué)內(nèi)容
1.運動副中的摩擦（包括水平面、斜平面的平滑塊，水平槽面、斜槽面的楔形滑塊，矩形螺旋、三角螺旋和回轉(zhuǎn)副中的軸頸摩擦）計算方法；；
2.摩擦角、總反力、當量摩擦系數(shù)、機械效率、自鎖的概念，自鎖條件；
3.機械效率和機械自鎖的計算方法；
4.有摩擦?xí)r的機構(gòu)受力分析。
第五章 凸輪機構(gòu)及其設(shè)計
（一）教學(xué)目的和任務(wù)
掌握凸輪機構(gòu)的特點應(yīng)用及其設(shè)計。
（二）教學(xué)基本要求
1.凸輪機構(gòu)的組成及其應(yīng)用；
2.從動件常用運動規(guī)律、名詞術(shù)語；
3.反轉(zhuǎn)法設(shè)計凸輪廓線；
4.解析法設(shè)計凸輪廓線；
5.凸輪設(shè)計的幾個基本問題、高速凸輪簡介。
（三）教學(xué)重點和難點
重點：從動件常用運動規(guī)律、反轉(zhuǎn)法設(shè)計凸輪廓線。
難點：解析法設(shè)計凸輪廓線。
（四）教學(xué)建議與說明
1.結(jié)合實際應(yīng)用凸輪機構(gòu)的特點；
2.采用CAI教學(xué)講授課程內(nèi)容。
（五）教學(xué)內(nèi)容
1.凸輪機構(gòu)的組成及其應(yīng)用；
2.從動件常用運動規(guī)律、名詞術(shù)語；
3.反轉(zhuǎn)法設(shè)計凸輪廓線
4.解析法設(shè)計凸輪廓線；
5.凸輪設(shè)計的幾個基本問題、高速凸輪簡介。
第六章 齒輪機構(gòu)及其設(shè)計
（一）教學(xué)目的和任務(wù)
掌握齒輪機構(gòu)設(shè)計方法。
（二）教學(xué)基本要求
1.齒廓嚙合基本定律、齒廓曲線的求法；
2.漸開線生成及性質(zhì)、漸開線齒輪的參數(shù)與計算；
3.齒輪嚙合原理（含正確嚙合條件、連續(xù)條件）；
4.齒廓加工原理、根切及變位齒輪、傳動類型；
5.斜齒、錐齒、蝸桿蝸輪傳動及圓孤、擺線齒輪傳動的特點及應(yīng)用。
（三）教學(xué)重點和難點
重點：
1.齒廓嚙合基本定律、漸開線生成及性質(zhì)；
2.齒輪嚙合原理（含正確嚙合條件、連續(xù)條件）。
難點：
1.齒廓加工原理、根切及變位齒輪、傳動類型；
2.斜齒、錐齒、蝸桿蝸輪傳動。
（四）教學(xué)建議與說明
1.結(jié)合實際應(yīng)用介紹齒輪機構(gòu)的特點；
2.采用CAI教學(xué)講授課程內(nèi)容。
（五）教學(xué)內(nèi)容
1.齒輪機構(gòu)類型及應(yīng)用；
2.齒廓嚙合基本定律；
3.漸開線齒廓和性質(zhì)；
4.漸開線齒輪的參數(shù)與計算；
5.齒輪嚙合原理（含正確嚙合條件、連續(xù)條件）；
6.齒廓加工原理、根切及變位齒輪；
7.斜齒圓柱齒輪傳動、蝸桿傳動、圓錐齒輪傳動。
第七章 輪系及其設(shè)計
（一）教學(xué)目的和任務(wù)
掌握輪系傳動比計算，了解輪系的設(shè)計方法。
（二）教學(xué)基本要求
1.掌握定軸輪系傳動比、周轉(zhuǎn)輪系傳動比、混合輪系傳動比計算；
2.掌握輪系功用；
3.行星輪系效率計算簡介、行星輪系設(shè)計；
4.其他行星傳動簡介。
（三）教學(xué)重點和難點
重點、難點： 輪系傳動比計算。
（四）教學(xué)建議與說明
1.結(jié)合實際應(yīng)用介紹輪系的特點；
2.采用CAI教學(xué)講授課程內(nèi)容。
（五）教學(xué)內(nèi)容
1. 輪系的應(yīng)用；
2.定軸輪系傳動比、周轉(zhuǎn)輪系傳動比、混合輪系傳動比計算；
3.行星輪系效率計算簡介、行星輪系設(shè)計；
4.漸開線少齒差傳動、擺線針輪傳動、諧波傳動。
第八章 其它常用機構(gòu)
（一）教學(xué)目的和任務(wù)
掌握其它常用機構(gòu)的特點、應(yīng)用和設(shè)計方法。
（二）教學(xué)基本要求
1.了解棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)、凸輪式間歇運動機構(gòu)、螺旋機構(gòu)、萬向聯(lián)軸器的類型、特點及應(yīng)用；
2.掌握組合機構(gòu)的類型及設(shè)計。
（三）教學(xué)重點和難點
重點、難點：其它常用機構(gòu)的應(yīng)用和特點。
（四）教學(xué)建議與說明
1.結(jié)合實際應(yīng)用介紹去它常用機構(gòu)的特點；
2.采用CAI教學(xué)講授課程內(nèi)容。
（五）教學(xué)內(nèi)容
1.棘輪機構(gòu)的類型、結(jié)構(gòu)、特點及應(yīng)用；
2.槽輪機構(gòu)的類型、結(jié)構(gòu)、特點及應(yīng)用；
3.不完全齒輪機構(gòu)的類型、結(jié)構(gòu)、特點及應(yīng)用；
4.凸輪式間歇運動機構(gòu)的類型、結(jié)構(gòu)、特點及應(yīng)用；
5.螺旋機構(gòu)的類型、結(jié)構(gòu)、特點及應(yīng)用；
6.萬向聯(lián)軸器的類型、結(jié)構(gòu)、特點及應(yīng)用。
第九章 機械的運動方案及機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計
（一）教學(xué)目的和任務(wù)
掌握機械系統(tǒng)方案設(shè)計、機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的一般方法和過程。
（二）教學(xué)基本要求
1.常用機構(gòu)的分析、對比，機構(gòu)的選型；
2.機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計，典型機構(gòu)機械運動方案設(shè)計過程、實例分析；
3.綜合訓(xùn)練（機械系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計）。
（三）教學(xué)重點和難點
重點：機械系統(tǒng)方案設(shè)計。
難點：機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計。
（四）教學(xué)建議與說明
1.結(jié)合實際應(yīng)用介紹課程內(nèi)容；
2.采用CAI教學(xué)講授課程內(nèi)容。
（五）教學(xué)內(nèi)容
1.常用機構(gòu)的分析、對比，機構(gòu)的選型；
2.機械系統(tǒng)方案設(shè)計；
3.機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計。
第十章 機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)
（一）教學(xué)目的和任務(wù)
掌握機械的運轉(zhuǎn)和機械的調(diào)速。
（二）教學(xué)基本要求
1.掌握機械系統(tǒng)的等效力學(xué)模型；
2.了解機械的真實運動規(guī)律；
3. 掌握機械速度波動的調(diào)節(jié)。
（三）教學(xué)重點和難點
重點、難點：機械系統(tǒng)的等效力學(xué)模型、機械的調(diào)速。
（四）教學(xué)建議與說明
1.結(jié)合實際應(yīng)用介紹課程內(nèi)容；
2.采用CAI教學(xué)講授課程內(nèi)容。
（五）教學(xué)內(nèi)容
1.機械運轉(zhuǎn)過程；
2.周期性速度波動的原因及調(diào)節(jié)、飛輪的作用；
3.等效動力學(xué)模型、等效力、等效力矩、等效質(zhì)量、等效轉(zhuǎn)動慣量的計算；
4.機械系統(tǒng)的動力學(xué)模型、機械真實運動的求法；
5.非周期性速度波動的原因及調(diào)節(jié)、調(diào)速器。
第十一章 機械的平衡
（一）教學(xué)目的和任務(wù)
掌握機械平衡的方法。
（二）教學(xué)基本要求
1.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡和動平衡；
2.撓性轉(zhuǎn)子動平衡簡介；
3.平面機構(gòu)動平衡簡介。
（三）教學(xué)重點和難點
重點、難點：剛性轉(zhuǎn)子的靜、動平衡、理論計算。
（四）教學(xué)建議與說明
1.結(jié)合實際應(yīng)用介紹課程內(nèi)容；
2.采用CAI教學(xué)講授課程內(nèi)容。
（五）教學(xué)內(nèi)容
1.平衡的目的、任務(wù)；
2.剛性轉(zhuǎn)子的靜、動平衡、理論計算及試驗；
3.重徑積、圖解法、平衡度、剛性轉(zhuǎn)子的動平衡介紹；
4.機構(gòu)的平衡。
三、實驗（實踐）環(huán)節(jié)及要求
（一）機構(gòu)運動簡圖測繪
1.實驗?zāi)康?
掌握根據(jù)實際的機器繪制機構(gòu)運動簡圖的方法，學(xué)會用機構(gòu)運動簡圖表達機械系統(tǒng)設(shè)計方案
2.實驗要求
繪制指定機構(gòu)的運動簡圖，并分析其功能和如何實現(xiàn)該功能。
（二）齒輪范成原理實驗
1.實驗?zāi)康?
(1)掌握范成法加工漸開線齒輪的基本原理；
(2)了解漸開線齒輪產(chǎn)生根切現(xiàn)象的原因和避免跟切的方法；
(2)分析比較標準齒輪和變位齒輪的異同點。
2.實驗要求
(1) 按規(guī)范認真書寫完成實驗報告；
(2) 完成標準齒輪和變?yōu)辇X輪的繪制。
（三）漸開線齒輪參數(shù)測量實驗
1.實驗?zāi)康?
(1) 掌握用游標卡尺測定漸開線直齒輪基本參數(shù)的方法；
(2) 進一步熟悉齒輪的各部分尺寸、參數(shù)關(guān)系及漸開線的性質(zhì)。
2.實驗要求
(1) 按規(guī)范認真書寫完成實驗報告；
(2) 完成偶數(shù)標準齒輪和奇數(shù)標準齒輪的參數(shù)測定。
四、習(xí)題、課程討論及要求
習(xí)題課的目的在于幫助學(xué)生消化和鞏固課程中重要的繁難基本概念和內(nèi)容，幫助學(xué)生提高解題能力和計算技巧，指導(dǎo)學(xué)生查閱技術(shù)資料。習(xí)題課的方式可以是講典型例題，也可以組織學(xué)生分析問題，討論解題方法和步驟。
課堂討論比習(xí)題課更進一步，目的在于指導(dǎo)學(xué)生對復(fù)雜的、有一定難度的綜合性問題進行剖析、歸納、對不同設(shè)計方案進行比較、判斷，啟發(fā)同學(xué)進行新的探索。課堂討論的課題必須明確，學(xué)生在討論前要有準備，教師要適當加以引導(dǎo)、歸納。習(xí)題課和課堂討論的內(nèi)容、方式、時間均由輔導(dǎo)教師決定，不作統(tǒng)一要求，可以參考學(xué)時分配表中推薦的學(xué)時。
