《机械原理》教学大纲
《机械原理》教学大纲主讲教师：毛范海
（共 60 学时）
课
程
的
性
质
和
任
务
课程性质：
《机械原理》是一门培养学生机械设计创新能力的技术基础课。在机械类各专业的教学计划中，为主干课程。本课程以理论教学的内容体系为基础，形成由机器的组成原理、机构运动设计、动力设计、机械系统方案设计的内容体系， 体现本课程的理论性、系统性、设计性和工程性，并贯穿于教学实践之中。
教学任务：
（1）使学生掌握机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能。为专业课程学习奠定基础。
（2）使学生初步具有确定机械运动的方案、分析和设计机构的能力。
（3）使学生学会运用现代技术方法解决工程实际问题。
课
程
主
要
内
容
第一章 绪论 （共2课时）
（1）了解机器、机构等基本概念；
（2）了解机械原理课程研究的内容。
第二章 机构的组成和结构（共6课时）
（1）掌握机构的组成；
（2）掌握机构运动简图的绘制方法；
（3）熟练掌握机构自由度的计算及具有确定运动的条件；
（4）掌握机构的组成原理和机构的结构分类。
第三章 平面连杆机构及其设计（共7课时）
（1）了解连杆机构基本型式及特点，掌握其演化方法；
（2）掌握连杆机构的工作特性；
（3）了解平面机构运动分析的方法，掌握应用瞬心法、杆组法对机构进行运动分析的方法；
（4）了解连杆机构设计的基本问题，熟练运用图解法对机构进行设计，掌握解析法对机构进行设计的方法。
第四章 凸轮机构及其设计（共5课时）
（1）了解凸轮机构组成及分类、特点及应用；
（2）掌握常用的从动件运动规律的特点和适用场合；
（3）掌握反转法的基本原理，学会根据这一原理设计各类凸轮廓线的方法。熟练掌握图解法设计凸轮廓线的方法与步骤。
（4）掌握凸轮机构基本尺寸确定的原则。
第五章 齿轮机构及其设计（共15课时）
（1）了解齿轮机构的类型、特点及应用；
（2）理解齿廓啮合基本定律；
（3）了解渐开线的形成过程，掌握渐开线的性质、渐开线方程。
（4）掌握渐开线齿廓的啮合特性
（5）渐开线的形成过程，掌握渐开线的性质、渐开线方程。
（6）理解并熟练掌握渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动、齿轮与齿条啮合传动
的相关特性。
（7）了解仿形法、范成法加工渐开线齿轮的基本原理。掌握根切现象产生的原因，理解并掌握不发生根切的条件；
（8）了解渐开线变位齿轮啮合传动及渐开线变位齿轮啮合传动设计；
（9）了解并掌握平行轴和交错轴斜齿圆柱齿轮机构的特点；
（10）了解蜗轮蜗杆机构传动的特点；
（11）了解直齿圆锥齿轮机构的传动特点。
第六章 轮系及其设计（共5课时）
（1）了解轮系的组成、类型，会熟练判断轮系的类型；
（2）熟练掌握各种轮系传动比的计算方法，并确定主、从动轮的转向关系；
（3）了解各类轮系的功用；
（4）了解周转轮系设计时应注意的问题。
第七章 其它常用机构 （共2课时）
（1）了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式等间歇运动机构的工作原理、特点、功能及适用场合；
（2）了解间歇运动机构设计的基本要求；
（3）了解螺旋机构、万向联轴节、摩擦传动机构、带、链传动机构的工作原理、运动特点及适用场合。
第八章 机械系统动力学（共7课时）
（1）理解并掌握机械运转过程的三个阶段中，机械系统的功、能量与原动件运动速度的关系；
（2）了解建立单自由度机械系统等效动力学模型的基本思路及建立运动方程式的方法；
（3）熟练掌握等效转动惯量和等效力矩、等效质量和等效力计算；
（4）理解并掌握通过等效构件建立最简单的等效动力学模型的研究方法；
（5）了解机械周期性速度波动产生的原因、特点及周期性速度波动调节的基本原理；
（6）掌握飞轮调速原理及飞轮设计的基本方法；学会并掌握飞轮转动惯量的确定的计算方法；
（7）了解机械的非周期性速度波动调节的基本概念和方法。
第九章 机械的平衡（共4课时）
（1）了解机械平衡的目的、分类，掌握机械平衡的方法；
（2）掌握刚性转子的静平衡设计方法，了解静平衡试验的原理及方法；
（3）熟练掌握刚性转子的动平衡设计方法，了解动平衡试验的原理及方法；
（4）了解挠性转子的特点，明确与刚性转子的区别；
（5）了解平面机构惯性力平衡的方法，理解用质量静替代法计算平衡质量的研究方法。
第十章 机械的摩擦（共6课时）
（1）熟练掌握移动副、转动副的摩擦问题的分析和计算；
（2）了解和掌握螺旋副中的摩擦问题的分析和计算；
（3）理解并掌握考虑摩擦时的机构受力分析方法；
（4）掌握机械效率的概念及效率的各种表达式，掌握机械效率的计算方法；
（5）理解机械自锁的概念，掌握确定自锁的条件。
第十一章 机械系统运动方案设计（自学）（共1课时）
（1）了解机械系统设计的整个过程；
（2）理解机械系统运动方案设计的过程；
重
点
掌
握
内
容
第一章 绪论 （共2课时）
（1）重点：机器、机构、零件、构件等基本概念。
（2）难点：零件、构件的区别。
第二章 机构的组成和结构（共6课时）
（1）重点：机构的组成、机构运动简图的绘制方法、机构自由度的计算及具有确定运动的条件、机构的组成原理和机构的结构分类。
（2）难点：机构运动简图的绘制、机构自由度的计算。
第三章 平面连杆机构及其设计（共7课时）
（1）重点：连杆机构基本型式、连杆机构的工作特性、瞬心法及杆组法对机构进行运动分析、运用图解法及解析法对机构进行设计。
（2）难点：连杆机构的工作特性；瞬心法及杆组法分析机构运动特点；运用图解法及解析法对机构进行设计。
第四章 凸轮机构及其设计（共5课时）
（1）重点：凸轮机构分类、特点及应用；常用的从动件运动规律的特点和适用场合；反转法设计各类凸轮廓线方法；凸轮机构基本尺寸确定的原则。
（2）难点：常用的从动件运动规律的特点和适用场合；反转法设计各类凸轮廓线方法；凸轮机构基本尺寸确定的原则。
第五章 齿轮机构及其设计（共15课时）
（1）重点：渐开线的性质、渐开线方程；渐开线齿廓的啮合特性；渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动、齿轮与齿条啮合传动的相关特性；范成法加工渐开线直齿轮的基本原理及不发生根切的条件；平行轴斜齿圆柱齿轮机构的特点；蜗轮蜗杆机构传动的特点；直齿圆锥齿轮机构的传动特点。
（2）难点：渐开线的性质；渐开线齿廓的啮合特性；渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动、齿轮与齿条啮合传动的相关特性；范成法加工渐开线直齿轮的基本原理及不发生根切的条件；平行轴斜齿圆柱齿轮机构的特点。
第六章 轮系及其设计（共5课时）
（1）重点：轮系的类型；各种轮系传动比的计算；周转轮系设计时应注意的问题。
（2）难点：区分轮系的类型；各种轮系传动比的计算及确定主、从动轮的转向关系。
第七章 其它常用机构 （共2课时）
（1）重点：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式等间歇运动机构以及螺旋机构、万向联轴节、摩擦传动机构、带、链传动机构的工作原理、特点、功能及适用场合。
（2）难点：间歇运动机构、其它常用机构的工作原理及运动特点。
第八章 机械系统动力学（共7课时）
（1）重点：机械运转过程三个阶段中的功、能量与原动件运动速度的关系；等效转动惯量和等效力矩、等效质量和等效力计算；机械周期性速度波动产生的原因、特点及周期性速度波动调节的基本原理；飞轮调速原理及飞轮设计的基本方法；学会并掌握飞轮转动惯量的确定的计算方法。
（2）难点：等效转动惯量和等效力矩、等效质量和等效力计算；飞轮调速原理及飞轮设计的基本方法；飞轮转动惯量的计算方法。
第九章 机械的平衡（共4课时）
（1）重点：机械平衡的分类；机械平衡的方法；刚性转子的静平衡设计方法，了解静平衡试验的原理及方法；刚性转子的动平衡设计方法，了解动平衡试验的原理及方法；平面机构惯性力平衡的方法。
（2）难点：刚性转子的静平衡设计方法，了解静平衡试验的原理及方法；刚性转子的动平衡设计方法，了解动平衡试验的原理及方法。
第十章 机械的摩擦（共6课时）
（1）重点：移动副、转动副、螺旋副中的摩擦问题的分析和计算；考虑摩擦时的机构受力分析方法；机械效率的概念及效率的各种表达式；机械自锁的条件。
（2）难点：移动副、转动副、螺旋副中的摩擦问题的分析和计算；考虑摩擦时的机构受力分析方法；机械效率的概念及效率的计算表达式。
第十一章 机械系统运动方案设计（自学）（共1课时）
（1）重点：机械系统设计的整个过程；机械系统运动方案设计的过程。
（2）难点：运动方案设计的过程中的工作原理、运动分解、机构选型、运动协调设计。
课程使
用的教材和参考书资料及对教材的建议
1. 教学用书：申永胜主编. 机械原理教程（第二版），清华大学出版社，2006，ISBN 7-302-11945-7
2. 教学用书：申永胜主编. 机械原理辅导与习题（第二版），清华大学出版社，2006，ISBN 7-302-12037-4
3. 课外辅助读本：孙桓等主编. 机械原理（第七版），高等教育出版社，2006，ISBN 9787040192100
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