课程概述

《机械原理》是工科高等学校机械类专业的一门主干技术基础课,在培养学生创造性思维、综合设计能力和机械工程实践能力方面占有重要的地位。

本课程的主要任务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,常用基本机构的分析与设计方法和机械设计的一般规律,具有基本的机械系统运动方案设计能力,以及对机械工程问题进行分析、求解和论证的能力。

课程以机构及机械系统的结构学、运动学及动力学设计为主线,研究机械的共性问题,主要内容包括:机构的结构分析、平面机构运动分析、 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、齿轮系及其设计、其他常用机构、 平面机构的力分析、机械的效率和自锁、机械的平衡和机械运转及其速度波动的调节。

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


预备知识

微积分、线性代数、大学物理、理论力学

授课大纲

1 绪论

1-1绪论

1绪论单元测试

2机构的结构分析

2-1机构组成-构件与运动副

2-2机构组成-运动链与机构

2-3机构运动简图及表达

2-4机构具有确定运动的条件及自由度计算

2-5计算平面机构自由度应注意的事项

2-6平面机构组成原理

2-7平面机构结构分类与结构分析

2-8平面机构中的高副低代

2机构的结构分析单元测试

2机构的结构分析作业

3平面机构的运动分析

3-1 机构运动分析的目的和方法

3-2 机构的瞬心及其确定方法

3-3 用瞬心法做机构平面机构的速度分析

3-4 机构运动分析的矢量方程图解法1

3-5 机构运动分析的矢量方程图解法2

3-6 矢量方程图解法的解题步骤及注意事项

3-7 用解析法作机构的运动分析

3-8 矢量方程图解法和瞬心法的综合运用

3 速度分析单元测验

3 速度分析作业

4连杆机构

4-1连杆机构及传动特点

4-2四杆机构的基本形式类型

4-3四杆机构的演化形式

4-4平面四杆机构有曲柄的条件

4-5平面四杆机构急回运动特性

4-6平面四杆机构传动角和运动连续性

4-7平面连杆机构设计的基本问题

4-8图解法—按预定连杆位置设计四杆机构

4-9图解法—按预定连架杆位置设计四杆机构

4-10解析法—按预定连杆要求设计四杆机构

4-11解析法—按预定连架杆要求设计四杆机构

4连杆机构单元测试

4连杆机构作业

5 凸轮机构及其设计

5-1凸轮机构组成及分类

5-2凸轮机构基本术语及推杆运动规律

5-3凸轮机构推杆多项式运动规律

5-4凸轮机构推杆三角函数运动规律

5-5凸轮机构推杆运动规律组合与选择

5-6凸轮廓线设计图解法1

5-7凸轮廓线设计图解法2

5-8凸轮廓线设计解析法

5-9凸轮机构基本尺寸的确定

5凸轮机构及其设计单元测试

5凸轮机构及其设计 作业

6 齿轮机构及其设计

6-1齿轮机构的应用及分类

6-2齿轮的齿廓曲线

6-3渐开线齿廓及其啮合特点

6-4渐开线标准齿轮基本参数及尺寸

6-5渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动 1

6-6渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动 2

6-7渐开线齿廓的切制原理与根切现象

6-8渐开线变位齿轮概述及基本尺寸

6-9变位齿轮啮合传动的基本要求

6-10变位齿轮啮合传动类型与设计

6-11斜齿圆柱齿轮及基本尺寸

6-12斜齿圆柱齿轮的啮合传动

6-13直齿锥齿轮传动

6-14蜗杆传动

6齿轮机构及其设计单元测试

6齿轮机构及其设计作业

7 齿轮系及其设计

7-1齿轮系及分类

7-2定轴轮系传动比计算

7-3周转轮系传动比计算

7-4复合轮系传动比计算

7-5轮系功用

7-6行星轮系设计的基本知识

7齿轮系及其设计作业

7齿轮系及其设计单元测试

8 其他常用机构

8-1 本章概述

8-2 棘轮机构及其类型

8-3 棘轮机构的应用和功能

8-4 槽轮机构及其类型

8-5 凸轮式间歇运动机构

8-6 不完全齿轮机构及其应用

8-7 组合机构及其组合方式

8-8 组合机构的类型及功能

8其他常用机构 作业

8其他常用机构单元 测试

9 平面机构的力分析

9-1 构件的惯性力

9-2 构件质量代换法

9-3 移动副中的摩擦

9-4 转动副中的摩擦

9-5 考虑摩擦时机构的受力分析

9平面机构力分析 单元测试

9平面机构力分析 作业

10 机构效率和自锁

10-4 机构的自锁条件典型例题分析

10-1 机械效率的概念与计算

10-2 机械系统的效率

10-3 机械的自锁

10 机构效率和自锁 作业

10机构效率和自锁单元测试

11 机械的平衡

11-1 机械平衡的目的及内容

11-2 刚性转子的静平衡

11-3 刚性转子的动平衡

11-4 平面机构的平衡

11机械的平衡 单元测试

11机械的平衡 作业

12 机械的运转及其速度波动的调节

12-1 机械运转过程及作用在机械上的力

12-2 机械系统的动力学模型

12-3 机械系统运动方程及其求解

12-4 周期性速度波动及其调节原理

12-5 飞轮转动惯量的近似计算

12 机械的运转及其速度波动调节 作业

12机械的运转及其速度波动调节 单元测试

参考资料

[1]孙桓,葛文杰.机械原理 第9版,高等教育出版社, 2021

[2]韩建友,邱丽芳.机械原理.北京:机械工业出版社,2017

[3]张策.机械原理与机械设计(上册)(第2版).北京:机械工业出版社,2011

[4]于靖军.机械原理.北京:机械工业出版社,2013

[5] 杨家军.机械原理(第二版).武汉:华中科技大学出版社,2014

[6]郭卫东. 机械原理(第2版).北京:科学出版社,2013

[7] Robert L. Norton, Design of Machinery(原书第5版).北京:机械工业出版社,2017

[8]王德伦,高媛.机械原理(第一版).北京:机械工业出版社,2011

    [9]孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理(第八版).北京:高等教育出版社,2013