机械原理
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spContent=汽车、高铁、飞机,机器人、生产线以及各种产品都是机械的产物,经济的发展和工业革命的转型都依赖于机械,你想了解机械吗?你想设计新的机器吗?工业4.0和第四次工业革命已经到来,跟我们一起来学习机械原理吧,我 们将把你带入机械的殿堂。 —— 课程团队
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课程概述

机械原理课程是高等工科学校本科机械类专业教学计划中的一门必修的技术基础课。本课程主要研究各种机械的一般共性问题,即机构的组成原理、运动学及机器动力学和常用机构的分析与设计,以及机械传动系统方案设计等问题。本课程的内容包括绪论、机构的结构分析、平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、其他常用机构、机械平衡、机械系统动力学和机械传动系统方案设计等。



授课目标

本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习,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,并初步具有拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。

课程大纲

一、课程性质与教学目标

《机械原理》课程是机械类及近机类专业的一门主干专业基础课。本课程主要研究机械一般共性问题,即研究机构的组成原理、机构的运动学及机器动力学等;研究各种机器中常用典型机构的运动及动力性能分析与设计方法和机械传动系统方案设计的问题。在培养高级机械工程技术人才的全局中,本课程不仅为学生学习相关技术基础和专业课起到承上启下的作用,而且为今后从事机械设计和研究工作起到增强适应能力和开发创新能力的作用。

通过本课程的理论教学和实验训练,使学生具备下列能力:

1.掌握机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能,突出创新意识和创新思维的培养,并初步具有确定机械运动方案、分析和设计机构的能力;

2.掌握组成机器的典型机构如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构及常用的间歇机构的运动和工作特性,具有对典型机构进行分析和设计的能力;

3.掌握各类机构的有关实验方法,获得实验技能的基本训练;


二、教学内容及学时分配

 专题1  绪论(2学时)

1.1 本课程研究的对象及内容

1.2 学习本课程的目的

 专题2   机构的结构分析(6学时)

2.1 机构的组成

2.2 机构运动简图及机构具有确定运动的条件

2.3 平面机构自由度的计算

2.4 计算平面机构自由度时应注意的事项

 专题3   平面机构的运动分析(4学时)

3.1 运动分析的目的和速度瞬心法

3.2 瞬心位置的确定

3.3 利用瞬心法进行机构速度分析

3.4 矢量方程图解法对机构运动分析

3.5 综合运用瞬心法和矢量方程图解

 专题4   机械的效率与自锁(4学时)

4.1 概述

4.2 运动副中的摩擦

4.3 机械的效率与自锁

 专题5  机械的运转及其速度波动的调节(4学时)

5.1 概述

5.2 多自由度机械系统的动力学分析

5.3 单自由度机械系统的动力学分析

5.4 机械的速度波动及其调节

5.5 飞轮设计

 专题6  平面连杆机构及其设计(8学时)

6.1 连杆机构的类型及应用

6.2 四杆机构的演化

6.3 铰链四杆机构有曲柄的条件

6.4 急回运动及运动连续性

6.5 传动角和死点位置

6.6 平面四杆机构的设计

专题7  凸轮机构及其设计(6学时)

7.1 凸轮机构的应用和类型

7.2 推杆的运动规律

7.3 凸轮轮廓曲线的设计

7.4 凸轮机构基本尺寸的确定

专题8   齿轮机构及其设计(16学时)

8.1 齿轮传动的应用和分类

8.2 齿轮的齿廓曲线

8.3 渐开线齿廓的啮合特点

8.4 渐开线标准齿轮机构的名称和基本参数

8.5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动

8.6 渐开线齿轮切制的范成法

8.7 变位齿轮概述

8.8 变位齿轮的啮合传动

8.9 斜齿圆柱齿轮传动

8.10 交错轴斜齿轮传动

8.11 蜗杆传动

8.12 圆锥齿轮传动

专题9   齿轮系及其设计(4学时)

9.1 轮系的类型

9.2 定轴轮系传动比的计算

9.3 周转轮系传动比的计算

9.4 复合轮系传动比的计算

9.5 轮系的功用

9.6 行星轮系各轮齿数的确定

 专题10   其他常用机构(2学时)

10.1 棘轮机构

10.2 槽轮机构

 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+小节测试+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。

3. 近机类专业在学习时适当调整内容与学时。

 


预备知识

先修课程:高等数学、大学物理、理论力学。 

证书要求

学完机械原理课程,并参加课程的各个环节(单元测试、课程讨论和期末考试)。


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”



参考资料

教材:

孙桓,陈作模主编《机械原理》(第八版),北京:高等教育出版社,2013

参考书目:

1、《机械原理教程》(第二版),申永胜主编, 清华大学出版社,2005年。

2、《机械原理》,于靖军主编, 机械工业出版社,2013年。

3、《机械原理辅导与习题》(第二版),申永胜主编, 清华大学出版社,2006年。

4、《机械原理学习指南》(第四版),陈作模主编, 高等教育出版社,2006年。

5、《机械原理》,朱理主编, 高等教育出版社,2004年。