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
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

    机械原理课程的目标是: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,学会常用机构的分析和综合方法,具有按照机械的使用要求进行机械传动系统方案设计的初步能力,为今后从事机械设计工作起到增强适应能力的作用。

课程大纲

本课程主要介绍常用机构的结构、运动学设计以及机构和机器动力学的重要内容,并按照:基本概念、工作特点、分析设计方法、工程应用体系组织教学。通过本课程的教学,为学生在今后的工作中解决机械技术问题,以及学习后继课程和新的科学技术,打下一定的基础。理论教学课时50学时,实验14学时,其中:

   1、绪论(2学时)

 本课程的研究对象和内容,机器、机构的概念和特点,本课程的性质、目的和任务,以及本学科的发展简史和本课程的学习方法。

   2、机构的结构分析(8学时)

运动副的定义和类型、运动链和机构的概念。平面机构运动简图的绘制方法。平面机构自由度的计算和机构具有确定运动的条件。平面机构的高副低代、组成原理和结构分析。

   3、平面连杆机构(8学时)

   平面连杆机构的特点及其设计的基本问题,平面四杆机构的基本型式及其演化,转动副为整转副的充分必要条件、行程速比系数、压力角、传动角和死点位置的概念和求法。研究速度瞬心法及其在机构速度分析中的应用,用解析法对机构进行速度和加速度分析。用图解法和解析法设计给定连杆位置、两连架杆对应位置或行程速比系数的四杆机构。

   4、凸轮机构(6学时)

凸轮机构的应用和分类、从动件的常用运动规律,用图解法和解析法设计凸轮轮廓曲线。凸轮机构的压力角、凸轮基圆半径的确定和滚子半径的选择。

   5、齿轮机构(12学时)

齿轮机构的应用和分类、齿廓啮合基本定律,渐开线的形成及性质、渐开线齿廓的啮合特点。齿轮各部分的名称、基本参数和几何尺寸计算,以及标准齿轮的任意圆上的齿厚。齿轮的啮合过程和正确啮合条件、以及渐开线齿轮连续传动的条件。渐开线齿廓展成加工原理、根切现象和不发生根切的最少齿数。齿轮变位的原理、最小变位系数确定。变位齿轮传动的类型和变位系数的选择原则。斜齿轮齿廓曲面的形成和啮合特点、斜齿轮的基本参数、当量齿数,平行轴斜齿轮传动的正确啮合条件、重合度、几何尺寸计算以及其传动特点。蜗杆蜗轮的形成、蜗杆机构的类型、蜗杆传动的正确啮合条件、主要参数。直齿圆锥齿轮的背锥及当量齿数、正确啮合条件。

   6、轮系(6学时)

轮系及其分类,定轴轮系的传动比及应用,周转轮系的组成及传动比计算。复合轮系的传动比计算及周转轮系和复合轮系的应用。

   7、其他常用机构(2学时)

棘轮机构、槽轮机构、螺旋机构的工作原理和类型、运动特点和应用。单万向联轴节和双万向联轴节的运动特点和应用。

   8、机械运动动力学方程(4学时)

机器运转及其速度波动调节的目的、速度波动的概念、类型以及调节的方法。

   9、机械的平衡(2学时)

平衡的目的和分类,静平衡、动平衡的平衡方法。静平衡、动平衡试验法。


预备知识

  先修课程:高等数学、大学物理、计算机基础、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(单元作业、单元测试、课程讨论和期末考试),总成绩达到60分以上,可取得该课程的学分。

参考资料

   

  1.郑文纬、吴克坚.机械原理.第7版,北京:高等教育出版社,2003

2.孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理.8版,北京:高等教育出版社,2013

3.杨家军.机械原理.第2版.武汉:华中科技大学出版社,2014

4.赵卫军.机械原理.西安:西安交通大学出版社,2003

5.邹慧君.机械原理.北京:高等教育出版社,2007

6.申永胜.机械原理.第3版,北京:清华大学出版社,2015