北京理工大学

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课程概述

《机械原理》课程属于高等学校工科机械工程类本科生必修的“机械设计系列课程”之一,是一门主干技术基础课,在培养学生的机械设计综合能力方面占有重要的地位。本课程主要包括机构结构分析、机构运动分析和力分析、常用机构及其设计、机械系统动力学等内容。

本课程的主要任务是,通过理论教学、实验教学、课程设计使学生掌握各种基本机构及由他们组成的机械系统的基础理论、基本知识、分析和设计方法,并具备进行简单机械系统运动方案设计的初步能力。

本课程的教学目标:

(1) 掌握知识层面:从传授知识与技能角度使学生掌握常用机构的特点及其分析与设计方法,为进一步深入学习专业课程奠定基础。

(2) 能力提高层面:从提高学生分析问题、解决问题的角度出发,结合工业应用对机构学知识的实际需求,针对具体设计问题,通过课堂分析与学生思考,培养学生对知识的实际应用能力。

(3) 创新能力培养层面:通过对课程中基本原理的讲解,将各种典型机构与具体的应用实例有机地联系,激发学生对机械系统运动方案设计的创新思维和发散思维,培养学生的机械创新设计能力。

本门课程在培养学生创新思维以及机械工程实践能力训练等方面具有重要的作用。

授课目标
培养学生机构分析与设计能力、机构系统设计能力,特别是培养学生的创新设计能力。
证书要求

总成绩60分以上:颁发“合格证书

总成绩80分以上:颁发“优秀证书



预备知识

《高等数学》

《线性代数》

《机械制图》

《工程力学》

《机械制造基础》

《公差与测量》

授课大纲

一、目的与任务

本课程是机械工程及相关专业教学中的一门重要的技术基础课。其目的是通过机械原理课程的学习,培养学生机构分析与设计能力、机构系统设计能力,特别是培养学生的创新设计能力。

本课程的任务是通过常用机构设计理论和方法的学习,掌握机构的一般设计方法、分析方法,特别是创新设计方法;通过相关实验使学生得到创新能力和工程实践能力的基本训练;为后续课程的学习和工程设计奠定理论基础和工程实践基础。

二、教学内容及学时分配

专题1  绪论(1学时)

1.  机械总论

2.  课程研究对象

3.  课程研究内容及学习方法

专题2  平面机构的结构分析(6学时)

1. 机构基本概念

2. 机构的表达——机构运动简图

3. 平面机构自由的计算

4.  平面机构的组成原理与结构分析

专题3  平面机构的运动分析(4学时)

1.   平面机构运动分析概述

2.   利用瞬心法对机构进行运动分析

3.   利用相对运动图解法对机构进行运动分析

4. 利用解析法对机构进行运动分析

专题4  平面机构的力分析(6学时)

1. 平面机构力分析概述

2. 运动副中的摩擦

3. 计入摩擦力的机构受力分析

4. 自锁机构的分析与设计

专题5  平面连杆机构及其设计(8学时)

1.   连杆机构的特点及类型

2.   平面连杆机构的运动特性

3.   平面连杆机构的力学特性

4. 平面连杆机构的设计

专题6  凸轮机构及其设计(6学时)

1.   凸轮机构概述

2.   凸轮机构从动件的运动规律

3.   凸轮机构的设计概述

4.   凸轮轮廓曲线的图解法设计

5. 凸轮轮廓曲线的解析法设计

6. 凸轮机构的力学特性

7. 凸轮机构基本尺寸的设计

专题7  齿轮机构及其设计(12学时)

1.   齿轮机构概述

2.   齿廓啮合基本定律

3.   渐开线齿廓传动的特点

4.   渐开线齿轮的基本参数和几何尺寸

5.   直齿渐开线齿轮的啮合传动

6.   齿轮加工及其根切

7.   变位齿轮

8. 斜齿圆柱齿轮

9. 蜗杆蜗轮传动

10. 锥齿轮传动

专题8 轮系及其设计(4学时)

1.   轮系概述

2.   定轴轮系的传动比

3.   周转轮系的传动比

4. 混合轮系的传动比

5. 周转轮系的设计

专题9  机械运转及速度波动的调节(5学时)

1.   机械系统的运转及其速度波动的调节概述

2.   机械系统等效动力学模型及其求解

3.   周期性速度波动及其调节

专题10  机械平衡(4学时)

1.  机械平衡概述

2.   刚性转子的静平衡

3. 刚性转子的动平衡

三、教学安排

1.   教学安排

  开课时间一般在大学二年级下学期(第4学期)或三年级上学期(第5学期)。视频授课56学时,在线讨论答疑6学时。

2.教学方式

视频教学+单元测试+辅导答疑,课内外学时比例为1:2。

四、考核与成绩评定

本课程成绩评定采用各章测试、期中考试和期末考试相结合的方式。

其中:各章测试成绩占比70%,期末闭卷考试成绩占比30%。

五、大纲说明

1. 本大纲是根据教育部机械基础课程教学指导委员会制定的《机械原理》课程教学基本要求,并适当考虑教学改革要求而制定的。

2. 本大纲适合机械类各专业。

参考资料

张春林,赵自强. 机械原理. 北京:高等教育出版社,2013

赵自强张春. 机械原理(第二版). 北京:机械工业出版社,2016(十二五国家级规划教材)

张颖张春. 机械原理(英汉双语)(第二版). 北京:机械工业出版社,2016(十二五国家级规划教材)

赵自强张春. 机械原理习题集. 北京:机械工业出版社,2013

授课老师
赵自强

赵自强

讲师

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