机械原理64学时教学大纲
（2002年3月制订，2004年3月第1次修订）

前言

《机械原理》是机械专业的一门重要的技术基础课，随着现代高新技术产业的兴起，尤其是计算机的广泛使用，使机械设计与制造业都产生了质的变化。这就要求传统的机械原理专业基础课从内容到教学手段也必须跟上科技进步的步伐。为此，对原有的教学大纲进行修订势在必行。

根据教育部有关文件和上级领导指示的精神，为培养跨世纪人才以适应未来社会主义建设的需要，教学内容、教学手段和方法都必须进行改革。我们在吸收兄弟院校教学内容，多媒体教学经验的基础上，结合我校生源及目前具体条件制定了这一教学大纲草案。在编制过程中，注意了与前期理论力学等课程教学内容的衔接，注重培养学生对机构学基本理论的认知以及分析问题、解决问题的能力，同时适当加强学生在机械设计实践中分析、选用、综合机构的能力。在内容上力求使该大纲具有一定的前瞻性，并适应多媒体教学所增加的信息量。

制定教学大纲的基本思路

1）机械原理课程是机械专业的主干课程，其主要任务是培养学生设计机构的能力，同时为学生将来进一步学习专业课程及研究生课程打下必要的理论基础。为此，基本的机构学知识是必不可少的。考虑到目前理论力学课程学时数削减，一些重要的力学基础知识来不及系统介绍，而这一部分内容对机械类学生的知识结构又是最基本的，在此次修订中保留了一些必要的机构学经典内容（如：相对运动图解法等），这些内容对学生清晰地了解机构学基本理论及验证解析法的计算结果有重要作用。

2）重点加强解析法，使学生了解使用计算机处理机构设计与分析问题的算法与思路，适应未来实际工作的需要。

3）齿轮设计部分做必要的删减，但应适当介绍变位齿轮的概念及基本运算（如：采用变位齿轮配凑中心距等），使学生对未来工作中将大量接触到的变位齿轮有基本了解。

4）课程设计以机构选型、运动方案设计为主，使学生学以致用。

5）逐步推广多媒体教学，增加授课的信息量。

6）开展机构选型及运动方案的课外实验，增强学生的动手能力和设计体验。引入计算机模拟实验，使之紧密联系教学。

本课程对先期课程的要求

1)本课程安排在高等数学，机械制图，金属工艺学，理论力学之后。

2）高等数学为本课程提供的基础有：曲率半径，曲率中心的求法，包络线，复数向量法（解析法）的必要基础等。

3）理论力学为本课程提供的基础有：滚动摩擦，纯滚动，速度瞬心，相对运动原理，刚体平面运动基点法，动能定理，自由度等。

本课程的目的和任务

本课程是机械类专业的一门技术基础课，其目的在于使学生掌握关于机构的结构，运动学和机器动力学的某些基本理论和知识，初步具有这方面的分析和综合能力，并得到某些必要的基本技能训练。因此，本课程不仅具有培养未来机械工程技术人员的能力的任务，在知识结构上还具有承上启下的作用，为学生学好后续课程打下基础。

本课程基本内容及要求

1）绪论

明确机械原理研究的对象和内容

了解机械原理课程在教学计划中的地位

了解机械原理在发展国民经济中的作用

2）平面机构的结构分析

了解研究机构结构的目的

掌握运动副及其分类

掌握运动链及机构，机构的自由度

掌握机构运动简图的绘制

掌握低副代替高副的方法及两者间的相互关系

了解机构的组成原理及结构分析方法

3）平面机构的运动分析

了解机构运动分析的目的和方法

掌握机构位置图及其运动构件上各点轨迹和位移的求法

掌握用瞬心法作机构的速度分析

掌握用相对运动图解法作机构的速度和加速度分析

掌握用解析法作机构的运动分析（复数矢量法或杆组法）

4）平面连杆机构及其设计

掌握连杆机构的应用及设计的基本问题

了解铰链四杆机构的基本形式及演化

掌握曲柄存在条件，压力角，极位夹角，死点等概念

掌握图解法设计四杆机构

了解解析法设计四杆机构

5）凸轮机构及其设计

掌握凸轮机构的应用和分类

掌握从动件的常用运动规律

了解作图法设计平面凸轮轮廓（反转法）

掌握解析法设计凸轮轮廓

掌握平面凸轮的压力角及基圆半径的确定

了解滚子半径的选择

简介圆柱凸轮

6）齿轮机构及其设计

掌握以下内容：

齿轮机构的应用和分类

齿轮啮合的基本定律

渐开线及其性质

渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律

齿轮各部分名称及尺寸计算（以外啮合齿轮为主）

渐开线齿轮传动：正确啮合条件，可分性，啮合线和齿廓工作段，重合度及其影响因素

齿轮加工原理

渐开线齿轮的根切现象及原因，不产生根切的最少齿数

变位齿轮概述（变位齿轮概念，变位齿轮与标准齿轮的基本尺寸比较，适当介绍变位齿轮传动）

标准斜齿轮传动：齿廓的形成，端面与法面的参数及其换算，正确啮合条件，基本尺寸计算，当量齿数，重合度，主要优缺点

简介：

蜗轮蜗杆传动（基本概念和主要参数）

圆锥齿轮传动（基本参数）

7）轮系

了解轮系的应用和分类

掌握定轴轮系传动比计算

掌握周转轮系的分类和传动比计算

掌握混合轮系的传动比计算

简介安装条件

8）机械的运转及速度波动的调节

掌握机械运转中速度波动的原因及克服方法

了解等效力、力矩、质量、转动惯量的概念和运算

掌握周期性速度波动的调节及飞轮转动惯量的计算

9）机械的平衡

了解研究机构平衡的目的

掌握刚性转子动、静平衡的计算

10）其他常用机构

简介槽轮，棘轮等机构，以间歇运动机构为主

11）机械系统运动方案设计

了解机构的选型，初步掌握机械系统运动方案的拟定。

课程设计的要求

学时1.5周。课程设计实施方案以机械运动方案设计与解析法设计机构为主。课程设计主要内容:机械运动方案设计，绘制机械系统运动简图，编制机器运动循环图。对所选用的2-3种常用机构进行运动设计和运动分析，绘制平面连杆机构运动线图。编写3千字左右的设计计算说明书。可在机械原理课程设计开始阶段讲授机械系统运动方案设计内容。

实验要求

保证4-6学时实验课。可在下列项目中选取：典型机构与机构运动简图测绘，机械的运动参数测定，凸轮廓线检测，齿轮的范成原理，动平衡试验。引入计算机辅助实验（如连杆机构曲线生成与综合、齿廓范成计算机模拟实验、凸轮廓线设计与动态演示等）。计算机辅助实验由学生在课外完成。积极开设新型实验项目（如引进学生自己动手组合各种机构的创新实验），增加综合性、创新性、设计性实验，并为建立与国际国内名校接轨的开放式实验创造条件。

建议学时数分配表

讲课

习题课

实验

1．绪论

2．平面机构的结构分析

3．平面机构的运动分析

4．平面连杆机构

5．凸轮机构

6．齿轮机构

7．轮系

8．速度波动的调节

9．机械的平衡

10. 其他常用机构

11.机械系统运动方案设计

12. 机动

1

4

6

6

6

10

4

4

2

2

2

1

1

1

2

2

2

2

典型机构与机构运动

简图测绘          2

机械运动参数测定 2

连杆曲线计算机模拟实验

凸轮廓线检测      2

或：凸轮廓线设计与动态演示

齿轮的范成原理    2

或：齿廓范成计算机模拟实验

动平衡实验        2



合计（64）

49

9

4-6