机械原理教学大纲
一、基本信息 课程代码：5000201 课程学分：4
面向专业：机械工程及自动化，本科 课程性质：学科基础必修课
使用教材：主教材 《机械原理教程》 申永胜主编，清华大学出版社 2006（第二版） 辅助教材：机械原理课程设计，师忠秀主编，机械工业出版社，2008（第二版）
机械原理习题集及学习指导，王继荣主编，机械工业出版社，2003
推荐参考书：
机械原理，邹慧君等主编，高等教育出版社，1999 机械原理，傅祥志 主编，高等教育出版社，1999 机械原理，王知行 主编，高等教育出版社，1999 机械原理，谢泗淮 编著，西南交通大学出版社，1998 机械创新设计，张春林等编著，机械工业出版社，1999 杨家军编著，机械系统创新设计，华中理工大学出版社，1999
《Mechanisms and Machine Theory》,Ye Zhonghe, Lan Zhaohui, M.R.Smith,High Education Press 《机械原理典型题解分析及自测》 董海军主编 西北工业大学出版社，2001 参考网站：
全国机械原理、机械设计教学网站 Index of Mechanism Terminologies http://www.zdfc.net
http://www.technologystudent.com/cams/camdex.htm Four-Bar Linkage Analysis and Synthesis The Antique Mechanism Design 四川大学机械原理英文网站
http://www.me.cmu.edu/undergrad/adams/adams.htm(ADAMS 教学网站) 先修课程：高等数学、工程数学、工程图学、计算机编程语言、理论力学 后修课程：机械原理课程设计、机械设计
二、课程的地位、任务与作用
机械原理是机械类专业的一门主干技术基础课程，在学生的知识、能力和素质培养体系中，占有十分重要的地位。
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运动方案设计与创新的初步能力。
在培养机械类高级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，具有增强学生对机械技术工作的适应能力和开发创造与创新能力的作用。 三、课程的基本要求
1、机构结构的基本知识
了解机构的组成要素；掌握平面机构运动简图绘制、机构自由度计算和结构分析的方法。 2、平面机构的运动分析和力分析
了解平面机构运动分析和力分析的目的和不同方法；掌握Ⅱ级机构运动分析和力分析的方法；了解机械中的摩擦、自锁和效率的概念。
3、常用机构及其设计
熟悉各种常用机构的特点和应用；了解平面连杆机构的基本形式及其演化；对平面四杆机构的运动和传力性能有明确的概念；结合具体实例，掌握反转法原理；掌握按连杆位置、连架杆对应位置、急回特性等要求设计平面四杆机构的基本方法。
了解凸轮机构的类型和应用；熟悉凸轮机构从动件运动规律的基本形式，了解其选择和组合原则；掌握盘形凸轮廓线的设计方法和确定凸轮机构基本尺寸的主要原则。
了解齿轮机构的类型和应用；对齿轮啮合基本定律、渐开线性质及其啮合特性有明确概念；掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的基本参数和尺寸计算；了解变位齿轮的基本概念；了解平行轴斜齿圆柱齿轮、直齿锥齿轮、蜗杆蜗轮等传动的特点和基本尺寸计算。
掌握定轴轮系、周转轮系和混合轮系传动比的计算方法；了解轮系的功能、应用和设计时应注意的主要问题。
了解间歇运动机构等其它常用机构的原理、特点和应用。 4、机械系统动力学
理解单自由度机械系统等效动力学模型的概念；掌握建立机械运动方程式的方法；熟悉机械速度波动的分类及其调节原理；掌握飞轮转动惯量的近似计算方法；掌握刚性转子静平衡、动平衡的原理和方法；了解平面机构平衡的基本概念。
5、机械系统运动方案设计
了解机构的选型、组合方式、运动循环图拟定等方面的基本知识；熟悉机械系统运动方案设计的基本过程，了解机械系统运动方案的评价准则。 四、教学内容及学时分配
（一）理论教学
１、绪论 （2学时）
机械原理的研究对象及基本概念；机械原理课程的地位和作用；机械原理学科的发展动态。 ２、机构的组成和结构 （4学时）
机构的组成及运动简图；机构的自由度及机构具有确定运动的条件；机构的高副低代、结构分析和组成原理。
３、连杆机构设计和分析 （８学时）
平面四杆机构的特点和基本型式；平面连杆机构的工作特性；平面连杆机构的运动分析；平面连杆机构设计的基本问题及应用；函数机构的设计，轨迹机构的设计。
４、凸轮机构及其设计 （6学时）
凸轮机构的类型及功用；从动件的运动规律；凸轮轮廓曲线的设计；凸轮机构的压力角及基本尺寸的确定；凸轮机构计算机辅助设计。
５、齿轮机构及其设计 （12学时）
齿轮机构的类型及功用；齿廓啮合基本定律、渐开线性质及渐开线齿廓啮合特性；渐开线圆柱齿轮各部分名称和尺寸；渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动；渐开线齿轮加工；渐开线变位齿轮。斜齿圆柱齿轮传动；蜗杆传动；圆锥齿轮传动。
6、轮系及其设计 （６学时）
定轴轮系、周转轮系和混合轮系的传动比计算；及设计要点。行星轮系设计要点。 7、间歇运动机构 （2学时）
棘轮机构；槽轮机构；不完全齿轮机构；凸轮式间歇机构及万向联轴节机构等。 8、组合机构 （2学时） 机构组合方式与组合机构；组合机构的类型及功能。
9、机械系统动力学 （4学时）
作用在机械上的力及机械的运转过程；机械的等效动力学模型；机械运动方程式的建立；机械的速度波动及调节方法；飞轮设计。
10、机械的平衡 （4学时） 平衡的分类和平衡方法；刚性转子的平衡设计和平衡实验。
12、机械的效率 (4学时)
机械中的摩擦；机械的效率和自锁；提高机械效率的途径；摩擦在机械中的作用。 13、机械系统运动方案设计 （4学时）
机械执行系统方案设计的过程和内容；执行系统的功能原理设计；执行系统的运动规律设计；机构选型方案评价。
（二）实验教学
实验项目可从以下各组中选取，总数不少于三个，但不能集中在同一组别中。 第1组 机构测绘
例如：机构运动简图的绘制，渐开线齿轮基本参数的测定，盘形凸轮廓线的测绘等。 第2组 机构运动参数测定
例如：机构位移、速度、加速度等参数的测定与分析。 第3组 机械动力参数测定
例如：机械效率测定，机械速度波动测定及飞轮调速，刚性转子平衡等。 第4组 机构运动综合
例如：平面低副机构的实验法综合，机构创意组装等。 五、课程设计
通过课程设计这一实践环节，使学生更好地理解和掌握本课程的基本理论和方法，进一步提高学生查阅技术资料、绘制工程图和应用计算机等能力,特别是加强培养学生创新意识和分析问题、解决问题的能力。
按照一个简单机械系统的功能要求，综合运用所学知识，拟定机械系统的运动方案，并对其中某些机构进行分析和设计。
学生应在教师指导下独立完成设计任务。要求绘制适量图纸、编制设计计算说明书。 课程设计时间不应少于1.5周，成绩单独评定，另设学分。
六、说明
1、机械原理课程是机械类专业的一门十分重要的专业技术基础课程，对培养机械类人才有着重要的作用，教学中应给以极大的重视，务必达到本课程提出的各项基本要求。
2、在理论课的讲授中要注重对学生创新思维、创新意识的培养，加强与工程实际的联系，多举应用实例，从工程背景讲解构件、运动副、机构及机械系统的概念。加强对学生机构选型、机械系统运动方案设计和机械系统创新设计能力的培养。讲授完每章内容后配以相应的习题，内容包括：思考题目、基本训练题目和计算题目等，部分大作业可利用VB或VC等软件来完成。进行机构分析和设计时，提倡使用解析法。
3、积极采用现代教学手段，探索调动学生自主学习积极性的启发式、讨论式、研究式等学习方法，提高课堂效率、增强教学效果。
4、开设由学生自行构思实验方案的设计型、综合性实验项目。鼓励学生开展课外科技创新活动。 七、作业、考核方式和成绩评定
作业应按教师要求及时认真、独立完成；最终成绩由平时成绩（占20%）和期末考试（占80%）组成。
机械原理教学大纲
