《机械原理》教学大纲
一、课程名称 机械原理
二、课程代码 11033635，11026135
三、课程英文名称 Theory of Machines and Mechanisms 四、课程负责人
五、学时和学分 56学时，3.5学分 六、课程性质 专业基础课 七、适用专业 工科本科机械类专业
八、选课对象 大学二年级下期或三年级上期学生
九、预修课程 高等数学、大学物理、机械制图、理论力学
十、使用教材 黄茂林，秦伟主编. 机械原理（第2版）. 北京：机械工业出版社，2010 十一、参考书目
1. 申永胜. 机械原理教程（第2版）. 北京：清华大学出版社，2005
2. 张策主编. 机械原理与机械设计（上、下册）. 北京：机械工业出版社，2004 3. 孙桓，陈作模，葛文杰. 机械原理（第七版），高等教育出版社，2006 十二、开课单位 机械工程学院机械 十三、课程的目的和任务
1. 机械原理是机械类各专业的一门主干技术基础课程，主要研究机构的结构分析、运动分析和动力分析，常用机构设计的基本理论和方法，机械系统运动方案的创新设计，它在培养学生的机械设计能力和创新能力所需的知识、能力和素质结构中，占有十分重要的地位。
2. 本课程的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，学会常用机构的分析和综合方法，并具有进行机械系统设计的初步能力。在培养高级机械工程技术人才的全局中，本课程为学生从事机械方面的设计、制造、研究和开发奠定重要的基础，并具有增强学生适应机械技术工作能力的作用。
十四、与毕业生知识、能力和素质基本要求的关系 知识/Knowledge Areas √ K1. 数学与自然科学 √ K2. 机械工程基础理论 √ K3. 机械工程专业知识及学科前沿发展趋势 √ K4. 实验与工程实践 K5. 人文社会科学 K6. 经济管理与法律法规
十五、课程的基本要求
0. 绪论
认识和了解机器及机构；了解机构的基本功能和结构特征；对机构、可动连接、构件、零件等有明确的概念和具体的认识。了解本课程的研究对象、主要内容以及在机械设计和人才培养中的地
能力/Abilities √ A1. 领导和团队协作 √ A2. 沟通与交流 √ A3. 分析问题与解决问题 素质/Qualities Q1. 坚定信念和健全人格 Q2. 健康体魄 Q3. 人文素养和社会责任感 Q4. 职业道德 √ A4. 独立思考和判断 √ A5. 综合运用多学科理论、√ Q5. 创新精神 各种技术和现代工程工具 A6. 国际视野和跨文化交 Q6. 终身学习 流 位和作用；了解学习本课程的要求和方法。
1. 机构的结构设计
掌握机构运动简图的绘制方法，能够将实际机构或机构的结构简图绘制成机构运动简图；能看懂复杂机构的运动简图；能用机构运动简图表达自己的设计构思；掌握运动链成为机构的条件，熟练掌握机构自由度的计算方法，从结构和功能设计的角度了解局部自由度及虚约束，能准确识别出机构中存在的复合铰链、局部自由度和虚约束，并做出正确处理。掌握机构的组成原理和结构分析方法。了解高副低代的方法；会判断杆组、杆组的级别和机构的级别；学会将Ⅱ级、Ⅲ级机构分解为机架、原动件和若干基本杆组的方法。
2. 平面连杆机构及其分析与设计
掌握平面连杆机构的基本类型及其演化方法， 掌握平面连杆机构的运动特性和传力特性，了解平面连杆机构的特点和功能。 掌握平面连杆机构运动分析的方法，学会将复杂的平面连杆机构的运动分析问题转换为可用计算机解决的问题。了解平面连杆机构设计的基本问题，掌握根据具体设计条件及实际需要，选择合适的机构型式；掌握按2~3个刚体位置设计刚体导引机构、按2~3个连架杆对应位置设计函数生成机构及按K值设计平面四杆机构；对机构分析与设计的现代解析法有清楚的了解。
3. 凸轮机构及其设计
了解凸轮机构的基本结构特点、类型及应用，学会根据工作要求和使用场合选择凸轮机构。了解凸轮机构的设计过程，对凸轮机构的运动学、动力学参数有明确的概念。掌握从动件常用运动规律的特点及适用场合，了解不同运动规律位移曲线的拼接原则与方法。掌握凸轮机构基本尺寸设计的原则，学会根据这些原则确定移动滚子从动件盘形凸轮机构的基圆半径、滚子半径和偏置方向，摆动从动件盘形凸轮机构的摆杆长、中心距以及移动平底从动件平底宽度。熟练掌握并灵活运用反转法原理设计平面凸轮廓线，学会凸轮机构的计算机辅助设计方法。
4. 齿轮机构及其设计
了解齿轮机构的类型和功用，理解齿廓啮合基本定律。了解渐开线的形成过程，掌握渐开线的性质、渐开线方程及渐开线齿廓的啮合特性。理解和掌握渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动需要满足的条件。了解范成法切齿的基本原理和根切现象产生的原因、掌握不发生根切的条件。了解渐开线直齿圆柱齿轮机构的传动类型及特点，学会根据工作要求及已知条件，正确选择传动类型，进行直齿圆柱齿轮机构的传动设计。了解平行轴、交错轴斜齿圆柱齿轮机构和直齿圆锥齿轮机构的传动特点，并能借助图标或手册进行传动设计。
5. 轮系及其设计
了解各类轮系的组成和运动特点，学会判断一个已知轮系属于何种轮系；熟练掌握各种轮系传动比的计算方法，会确定主、从动轮的转向关系；了解各类轮系的功能，学会根据各种要求正确选择轮系类型。了解行星轮系效率的概念及其主要影响因素。了解行星轮系设计的几个基本问题；了解几种其它类型行星传动的原理及特点；对少齿差传动有所了解。
6. 其他常用机构
掌握槽轮机构、棘轮机构的工作原理、特点、功能和适用场合；了解不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构的工作原理、特点、功能和适用场合；了解间歇运动机构设计的基本要求。了解螺旋机构、摩擦传动机构、及一些其他物理效应机构的工作原理、运动特点和适用场合。了解机器人机
构的主要特点、功能及应用，了解串联机器人运动学分析的基本思路和方法。
7. 机械动力学
能够熟练地对移动副中的摩擦问题进行分析计算；掌握转动副和螺旋副中摩擦问题分析和计算方法；掌握机械效率的概念、效率的各种表达形式及机械效率的计算方法；正确理解自锁的概念，掌握确定自锁条件的方法，了解提高机械效率的途径。掌握平面连杆机构的静力学分析方法。了解机械平衡的目的及其分类，掌握机械平衡的方法。熟练掌握刚性转子的平衡设计方法，了解平衡试验的原理及方法，了解平面机构惯性力平衡的方法。掌握建立单自由度机械系统等效动力学模型以及确定机械的真实运动规律的基本思路及建立运动方程式的方法，能求解等效力矩和等效转动惯量均是机构位置函数时机械的运动方程式。掌握机械运转过程的三个阶段，机械系统的功、能量和原动件运动速度的特点。了解作用在机械中的力与某些运动参数之间的函数关系。了解周期性速率波动的调节方法，掌握飞轮调速原理及飞轮设计的基本方法。
8. 机械系统的方案设计
了解机械总体方案设计及执行系统运动方案设计的任务，内容与步骤，对系统方案的功能分解与机构的选型，多方案的形成与优选有明确的了解。能编制运动循环图，对机构及机械系统的组合创新方法有所了解。
在教学中，要求教师积极探索以知识传授为核心的教学模式向知识、素质和能力协调发展的教育模式的转变途径，从有利于培养学生的工程意识、创新意识和分析解决工程实际问题的能力，有利于提高学生的学习兴趣和对基础内容的理解与掌握出发，对教学内容进行改革。适当精简工程中已很少应用和过于专业的内容，简化分析过程繁琐的内容，加强有助于培养学生创新意识和综合能力培养的分析与设计内容，新增机械学科新成果的相关内容，达到教学内容兼顾经典性与现代化、基础性与创新性，注重工程实践性和教学适应性。 十六、课程描述
0. 绪论
机器的功能结构及机构，机械总体方案设计的内容及机械原理课程的定位与任务，机械原理课程的主要内容、基本要求与学习方法。
1. 机构的结构设计
机构的结构及简图，运动链及机构的自由度计算，平面运动链结构设计的公式推导法，按基本杆组的机构综合与结构分析。
2. 平面连杆机构及其分析与设计
平面连杆机构的基本结构与分类，平面连杆机构的基本特性及运动分析，平面连杆机构的运动学尺寸综合，平面四杆机构优化设计（简介）。
3. 凸轮机构及其设计
凸轮机构基本运动参数设计，凸轮机构基本尺寸设计，凸轮轮廓曲线的设计，凸轮机构从动件设计。
4. 齿轮机构及其设计
齿廓啮合基本定律及齿廓曲线，渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算，渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合传动的尺寸参数设计，渐开线齿轮的加工与变位原理，渐开线变位齿轮传动，渐开线直线圆柱齿轮机构的传动类型及几何设计，斜齿圆柱齿轮机构，直齿圆锥齿轮机构。
5. 轮系及其设计
轮系的分类，定轴轮系及其设计，周转轮系及其设计，复合轮系及其设计，轮系的功用，少齿差传动简介。
《机械原理》教学大纲
