机械原理
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课程评价
spContent=机械原理课程是本科机械类各专业的一门重要技术基础课程,它主要介绍组成机械的各种机构的结构、特点、设计理论与方法,以及机构和机械运动学和动力学分析的方法。本课程的知识的掌握是学好后续机械专业课程的重要基础,也是更好地从事机械工程领域科学研究、产品设计和其它相关工作的必要条件。
—— 课程团队
课程概述

   机械原理是机械类各专业本科生的一门重要的专业基础课程,本课程的教学目标:通过理论教学使学生掌握关于机构的结构分析、机构的方案和参数设计、机构的运动分析、受力分析和机器动力学方面的基本理论和基本知识,掌握典型机构和机械的实验方法及技能,了解机械领域的新成果和发展动向。使学生具有初步的机构和机械系统分析和设计能力,为后继专业课程学习和今后从事机械设计工作打下坚实的基础。

   本课程的教学内容包括:平面机构的结构分析,平面机构运动分析的方法,平面连杆机构及其设计,凸轮机构及其设计,齿轮机构及其设计,轮系及其设计,棘轮机构、槽轮机构其它常用机构简介,平面机构力分析与效率,机械系统动力学,机械的平衡等。

     

授课目标
本课程通过理论教学使学生掌握关于机构的结构分析、机构设计、机构的运动分析、受力分析和机器动力学方面的基本理论和基本知识,并具有初步的机构分析和设计能力。并通过课程设计,综合运用所学理论知识,培养学生设计并分析实际机械系统的工作能力。
课程大纲

 

内 容

学时分配

1

 绪论

1.1 机械原理的研究对象、研究内容

1.2 机械原理课程的地位与作用

1.3 机械原理学科的新发展

1

2

平面机构结构分析

2.1 研究机构结构分析的目的

2.2 Δ平面运动副及其分类

 2.2.1 运动副、自由度

 2.2.2 约束、机构

2.3 Δ平面机构运动简图

2.4  平面机构的自由度

 2.4.1 平面机构自由度计算

 2.4.2 复合铰链、局部自由度和虚约束的判断

 2.4.3 机构具有确定运动的条件。

实验:机构运动简图分析与设计

5

(含实验2学时)

3

平面机构的运动分析

 

3.1 研究机构运动分析的目的和方法

3.2 用运动线图法对机构进行运动分析

3.3 速度瞬心法及其在机构速度分析上的应用

3.4 ★用相对运动图解法对机构进行运动分析

 3.4.1 基点法和重合点法

 3.4.2 速度、加速度矢量方程

 3.4.3 速度、加速度矢量多边形及影像原理。

3.5 机械运动分析的解析法简介

实验:机构运动参数测定和分析

6

(含实验2学时)

4

平面连杆机构及其设计

4.1 Δ平面连杆机构的应用及设计的基本问题

4.2 平面四杆机构的基本型式及其演化

4.3 平面四杆机构的主要工作特性

4.3.1 整转副存在的充要条件

4.3.2 行程速度变化系数

4.3.3 压力角、传动角、死点。

4.4 平面四杆机构的运动设计

5

5

凸轮机构及其设计

5.1  凸轮机构的应用和分类

5.2  从动件常用运动规律

5.3 Δ按给定从动件运动规律设计凸轮轮廓––图

    解法

5.3.1 设计方法

5.3.2 尖底、滚子和平底直动从动件凸轮轮廓设计

5.3.3 摆动从动件凸轮轮廓设计。

5.4  解析法设计凸轮轮廓简介

5.5  凸轮机构的基本尺寸的确定

5.5.1 压力角、偏距、基圆半径之间的关系

5.5.2 平底从动件凸轮基圆半径及平底宽度

5.5.3 滚子半径选择

5

6

齿轮机构及其设计

 

6.1  齿轮机构的应用和分类

6.2  平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律

6.3  渐开线及渐开线齿廓

6.3.1 渐开线的形成及主要性质

6.3.2 渐开线方程、渐开线函数

6.3.3 渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律。

6.4  Δ渐开线齿轮及标准齿轮

6.4.1 齿轮各部分名称及基本参数

6.4.2 标准齿轮,标准齿条的特点及尺寸。

6.5  ★渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动

 6.5.1 正确啮合条件

 6.5.2 正确安装,无侧隙啮合条件

 6.5.3 连续传动条件

6.6  渐开线齿廓的加工及根切现象

6.7  变位齿轮及其传动

 6.7.1 齿轮变位的目的

 6.7.2 齿轮的变位

 6.7.3 无侧隙啮合方程

 6.7.4 变位齿轮尺寸计算

 6.7.5 变位传动的类型

6.8 平行轴斜齿圆柱齿轮

 6.8.1 齿廓曲面的形成及其啮合特点;端、法面       参数的关系,当量齿轮与当量齿数

 6.8.2 斜齿轮几何尺寸计算;正确啮合条件与重       合度

6.9 Δ斜齿圆柱齿轮机构

 6.9.1  斜齿轮的齿廓形成和啮合机理

 6.9.2  斜齿轮的基本参数

 6.9.3  斜齿轮的正确啮合条件和重合度

 6.9.4  斜齿轮的当量齿轮与当量齿数

6.10 蜗轮蜗杆传动

 6.10.1  蜗杆传动的形成、分类和正确啮合条件

 6.10.2  蜗杆传动的主要参数和几何尺寸

6.11 圆锥齿轮传动

 6.11.1  直齿圆锥齿轮机构的传动及几何尺寸

 6.11.2  直齿圆锥齿轮的齿廓形成、背锥和当量        齿数

10

7

 轮系

7.1  定轴轮系传动比计算与应用

 7.1.1定轴轮系传动化的计算

 7.1.2定轴轮系转向判定

 7.1.3定轴轮系应用。

7.2 Δ周转轮系传动比计算与应用

 7.2.1行星轮系与差动轮系

 7.2.2周转轮系传动比计算、转化机构

 7.2.3周转轮系应用

7.3 ★复合轮系传动比计算

4

8

其它常用机构简介

8.1 槽轮机构

8.2 棘轮机构

8.3 不完全齿轮机构

8.4 凸轮间歇运动机构

2

9

平面机构的力分析

9.1  研究力分析的目的和方法

9.2 ★运动副中的约束反力的确定

 9.2.1 移动副中的约束反力、摩擦角、当量摩擦       系数、当量摩擦角

 9.2.2 转动副中的约束反力、摩擦圆。

9.3 Δ机构力分析

 9.3.1 平衡力与平衡力矩;动静法

 9.3.2 力矢量方程,力矢量多边形。

9.4 速度多边形杠杆法

9.5 Δ机器的机械效率和自锁

5

10

机械系统动力学

10.1 研究机器运转及其速度波动调节的目

10.2 ★机器等效动力学模型

10.3  机器周期性速度波动的调节方法和设计指标

10.4  机器非周期性速度波动的调节方法

2

11

平面机构的平衡

10.1  平衡的目的与分类

10.2 Δ刚性回转件的平衡

 10.2.1 静平衡

 10.2.2 动平衡

实验:刚性转子的静、动平衡

3(含实验2学时)

合 计

Δ——重点, ★——难点

48


预备知识

高等数学,机械制图,大学物理,理论力学或工程力学

证书要求

普通证书 综合成绩在60分-88分之间     

优秀证书 综合成绩达到88分及以上

暂无

参考资料

1、机械原理与机械设计(上) 范元勋 张庆 主编 清华大学出版社

2、机械原理  孙桓  陈作模  葛文杰 主编  高等教学出版社

常见问题

1、对基本概念掌握不够透彻。

2、对基本计算公式和参数记得不牢,对基本分析和计算不够熟练。

3、不会灵活应用基本概念以及基本的运动分析和力分析的方法来解比较复杂的计算或分析题。

4、对机械和机构等方面的工程实践经验较缺少。