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，为后续的专业课程提供必备的专业基础知识。

    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。

    《机械原理》课程总学时为64学时，其中理论课50学时，实验课14学时。

    通过本课程学习，学生能够掌握常用机构的设计与分析方法，掌握通用机械系统运动方案设计的过程和方法。


证书要求

学完机械原理课程的各个视频，并参加开放课程的各环节（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，同时还要参加课堂的听课和实验，并完成课上布置的作业，方可取得该课程的学分。

预备知识

 先修课程：高等数学、大学物理、工程图学、计算机基础、理论力学。 

授课大纲

绪论（2学时）

学习目标：了解本课程的研究对象和内容，了解机械的发展简史和机械原理学科的发展。

课时

  • 1.1 认识机械
    • ,
  • 1.2 机械的发展

机构的结构分析（8学时）

学习目标：掌握绘制平面机构运动简图的方法，掌握平面机构自由度的计算方法，并能判断其运动的确定性，掌握平面机构的组成原理和结构分析。

课时

  • 2.1 机构的组成
    • ,
  • 2.2 平面机构运动简图
    • ,
  • 2.3 平面机构自由度的计算
    • ,
  • 2.4 计算机构自由度时应注意的问题
    • ,
  • 2.5 平面机构的高副低代
    • ,
  • 2.6 平面机构的组成原理和结构分析

平面连杆机构（8学时）

学习目标：了解平面四杆机构的基本型式、运动特点和应用，掌握整转副、曲柄存在的条件、急回特性和行程速比系数、压力角、机构死点位置等概念，掌握用速度瞬心法对平面简单高、低副机构进行速度分析，能按已知连杆三位置、两连架杆三组对应位置及行程速比系数设计平面四杆机构。

课时

  • 3.1 平面四杆机构的类型
    • ,
  • 3.2 平面连杆机构的演化
    • ,
  • 3.3 平面连杆机构的运动特性
    • ,
  • 3.4 平面连杆机构的动力特性
    • ,
  • 3.5 平面四杆机构的图解法设计
    • ,
  • 3.6 速度瞬心法及其应用
    • ,
  • 3.7 四杆机构运动分析的解析法

凸轮机构（6学时）

学习目标：了解凸轮机构的组成、类型、特点和应用，掌握从动件常用运动规律、凸轮机构的压力角的概念，掌握盘形凸轮机构基本尺寸的确定原则和盘形凸轮轮廓曲线的设计方法。

课时

  • 4.1 凸轮机构的类型
    • ,
  • 4.2 凸轮机构的工作循环
    • ,
  • 4.3 从动件常用运动规律
    • ,
  • 4.4 图解法设计凸轮轮廓
    • ,
  • 4.5 解析法设计凸轮轮廓
    • ,
  • 4.6 凸轮机构设计参数的确定

齿轮机构（14学时）

学习目标：了解齿轮机构的类型和应用，掌握平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律，深入了解渐开线直齿圆柱齿轮传动的啮合特性，掌握标准直齿圆柱齿轮传动的基本参数和几何尺寸计算，熟悉渐开线齿轮的展成原理和根切、最少齿数、变位齿轮传动等概念，了解平行轴斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点；掌握标准斜齿圆柱齿轮传动几何尺寸计算，了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点，了解蜗轮、蜗杆传动的特点。

课时

  • 5.1 齿轮机构的类型和特点
    • ,
  • 5.2 渐开线齿廓及其啮合特性
    • ,
  • 5.3 渐开线直齿圆柱齿轮
    • ,
  • 5.4 渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动
    • ,
  • 5.5 渐开线齿廓加工
    • ,
  • 5.6 渐开线变位齿轮
    • ,
  • 5.7 斜齿圆柱齿轮机构
    • ,
  • 5.8 圆锥齿轮机构
    • ,
  • 5.9 蜗轮蜗杆机构

轮系（6学时）

学习目标：了解轮系的分类和应用，掌握定轴轮系、周转轮系和复合轮系传动比的计算方法。

课时

  • 6.1 定轴轮系传动比计算
    • ,
  • 6.2 周转轮系传动比计算
    • ,
  • 6.3 复合轮系传动比计算

机械系统动力学（4学时）

学习目标：了解机械运转过程，理解等效力（力矩）、等效质量（转动惯量）、等效构件和等效动力学模型等基本概念和计算方法，掌握飞轮调速原理及飞轮设计的基本方法，了解机械非周期性速度波动的概念和调节方法。

课时

  • 7.1 机械系统等效动力学模型
    • ,
  • 7.2 周期性速度波动的调节

机械的平衡（2学时）

学习目标：了解机械平衡的目的及其分类，正确理解静平衡、动平衡等重要概念，熟练掌握刚性转子的平衡设计方法。

课时

  • 8.1 刚性转子的静平衡设计
    • ,
  • 8.2 刚性转子的动平衡设计

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.第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．机械原理教程．第3版，北京：清华大学出版社，2015

7.朱龙英. 机械原理.西安：西安电子科技大学出版社，2009.