《机械原理》课程教学大纲 Theory of Machines and Mechanisms

机械原理课程教学大纲1、课程名称：机械原理2、英文名称：TheoryofMachinesandMechanisms3、课程编号：0309024、课程类型：专业基础课5、课程学时：526、适用对象：机械设计制造及其自动化、包装工程专业本科7、先修课程：高等数学、理论力学一、课程的性质、目的与任务《机械原理》是机械类专业中研究机械共性问题的一门主干技术基础课，是机械类各专业学生必修的重要课程之一。学习本课程的目的是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，并初步具有确定机械运动方案、分析和设计机构的能力。它在培养机械类高级工程技术人才的全局中，具有增强学生对机械技术工作的适应性，培养其开发创新能力的作用。二、课程的内容及学时分配教学环节课排时安上机其它讲课习题课讨论课实验课课程设计合计52（理论）211周494（另算)4（实验）1周（设计）第一部分绪论（2学时）【目的与要求】通过本部分学习，了解机器的组成；了解本课程的研究对象及内容：了解本学科的发展动态。【内容与重点】掌握机构、机器、构件、零件等术语；了解本课程的学习目的、研究对象、课程内容、学习方法、课程特点；了解本学科的发展动态。第二部分机构的组成原理和结构分析（建议学时数：6学时）【目的与要求】通过本部分学习，了解机构的组成，掌握机构运动简图的绘制方法、平面机构的自由度计算、机构的组成原理和机构的结构分类。【内容与重点】掌握运动副的定义和分类；掌握运动链、构件等基本概念。能绘制平面机构运动简图；重点掌握平面机构的自由度计算及注意事项；重点掌握机构

机械原理课程教学大纲 1、课程名称：机械原理 2、英文名称：Theory of Machines and Mechanisms 3、课程编号：030902 4、课程类型：专业基础课 5、课程学时：52 6、适用对象：机械设计制造及其自动化、包装工程专业本科 7、先修课程：高等数学、理论力学 一、课程的性质、目的与任务 《机械原理》是机械类专业中研究机械共性问题的一门主干技术基础课，是机 械类各专业学生必修的重要课程之一。学习本课程的目的是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，并初步具有确定机械运动方案、分析 和设计机构的能力。它在培养机械类高级工程技术人才的全局中，具有增强学生对 机械技术工作的适应性，培养其开发创新能力的作用。 二、课程的内容及学时分配 教 学 环 节 课 时 安 排 讲课 习题课 讨论课 实验课 上机 课程设计 其它 合计 49 2 1 4（另算） 1 周 52（理论） 4（实验） 1 周（设计） 第一部分 绪论（2 学时） 【目的与要求】 通过本部分学习，了解机器的组成；了解本课程的研究对象及内 容；了解本学科的发展动态。 【内容与重点】掌握机构、机器、构件、零件等术语；了解本课程的学习目的、研 究对象、课程内容、学习方法、课程特点；了解本学科的发展动态。 第二部分 机构的组成原理和结构分析（建议学时数：6 学时） 【目的与要求】 通过本部分学习，了解机构的组成，掌握机构运动简图的绘制方 法、平面机构的自由度计算、机构的组成原理和机构的结构分类。 【内容与重点】 掌握运动副的定义和分类；掌握运动链、构件等基本概念。能绘 制平面机构运动简图；重点掌握平面机构的自由度计算及注意事项；重点掌握机构

具有确定运动的条件：理解平面机构的组成原理，会进行简单机构的结构分析。第三部分平面机构的运动分析（3学时）【目的与要求】通过本部分学习，掌握瞬心及在速度分析上的应用；了解用失量方程图解法进行机构的运动分析。【内容与重点】掌握瞬心的定义、数目、求法。能够熟练运用瞬心对简单高副、低副机构进行速度分析。了解用矢量方程图解法（相对运动图解法）对Ⅱ级机构进行运动分析。第四部分平面机构的力分析、自锁和效率（4学时）【目的与要求】通过本部分学习，掌握移动副、转动副中总反力的确定方法和考虑摩擦时机构的力分析。了解机械效率的求法，了解机组的效率，掌握自锁及应用。【内容与重点】领会移动副、转动副中总反力的确定：掌握考虑摩擦时，对简单高、低副机构的力分析；机械效率的三种计算方法；串联、并联和混联机组的效率；机械的自锁；自锁条件的求法。重点掌握自锁现象、自锁条件及自锁的应用实例。第五部分平面连杆机构及其设计（6学时）【目的与要求】通过本部分学习，培养同学根据实际情况，进行方案设计的能力。熟悉平面连杆机构；领会铰链四杆机构的基本形式、演化途径及应用；掌握压力角、传动角、死点、极位角、行程速比系数、急回运动等基本知识；掌握按行程速比系数K或连杆的若干个对应位置设计四杆机构。【内容与重点】了解平面连杆机构的定义、应用及传动特点；明确铰链四杆机构的基本形式、演化途径及应用实例；重点掌握四杆机构曲柄的存在条件，压力角、传动角、死点、极位夹角、行程速比系数及急回运动等概念；掌握按行程速比系数K或连杆的若干个对应位置以及死点、传动角、极位夹角等概念，设计、分析四杆机构；了解按连架杆的对应位置设计四杆机构。第六部分凸轮机构及其设计（5学时）【自的与要求】通过本部分学习，培养同学根据实际情况摸索推杆运动规律，确定基本尺寸，进行凸轮机构设计的能力。了解凸轮机构的应用和分类，领会从动件的常用运动规律及冲击特点，掌握图解法设计盘形凸轮机构，掌握解析法设计盘形凸轮机构的原理，领会基圆半径、滚子半径等凸轮机构基本参数的确定。【内容与重点】了解凸轮机构的应用和分类；了解推杆的常用运动规律及冲击特

具有确定运动的条件；理解平面机构的组成原理，会进行简单机构的结构分析。 第三部分 平面机构的运动分析（3 学时） 【目的与要求】 通过本部分学习，掌握瞬心及在速度分析上的应用；了解用矢量 方程图解法进行机构的运动分析。 【内容与重点】 掌握瞬心的定义、数目、求法。能够熟练运用瞬心对简单高副、 低副机构进行速度分析。了解用矢量方程图解法（相对运动图解法）对Ⅱ级机构进 行运动分析。 第四部分 平面机构的力分析、自锁和效率（4 学时） 【目的与要求】 通过本部分学习，掌握移动副、转动副中总反力的确定方法和考 虑摩擦时机构的力分析。了解机械效率的求法，了解机组的效率，掌握自锁及应用。 【内容与重点】 领会移动副、转动副中总反力的确定；掌握考虑摩擦时，对简单 高、低副机构的力分析；机械效率的三种计算方法；串联、并联和混联机组的效率； 机械的自锁；自锁条件的求法。重点掌握自锁现象、自锁条件及自锁的应用实例。 第五部分 平面连杆机构及其设计（6 学时） 【目的与要求】 通过本部分学习，培养同学根据实际情况，进行方案设计的能力。 熟悉平面连杆机构；领会铰链四杆机构的基本形式、演化途径及应用；掌握压力角、 传动角、死点、极位夹角、行程速比系数、急回运动等基本知识；掌握按行程速比 系数 K 或连杆的若干个对应位置设计四杆机构。 【内容与重点】 了解平面连杆机构的定义、应用及传动特点；明确铰链四杆机构 的基本形式、演化途径及应用实例；重点掌握四杆机构曲柄的存在条件，压力角、 传动角、死点、极位夹角、行程速比系数及急回运动等概念；掌握按行程速比系数 K 或连杆的若干个对应位置以及死点、传动角、极位夹角等概念，设计、分析四杆 机构；了解按连架杆的对应位置设计四杆机构。 第六部分 凸轮机构及其设计（5 学时） 【目的与要求】 通过本部分学习，培养同学根据实际情况摸索推杆运动规律，确 定基本尺寸，进行凸轮机构设计的能力。了解凸轮机构的应用和分类，领会从动件 的常用运动规律及冲击特点，掌握图解法设计盘形凸轮机构，掌握解析法设计盘形 凸轮机构的原理，领会基圆半径、滚子半径等凸轮机构基本参数的确定。 【内容与重点】 了解凸轮机构的应用和分类；了解推杆的常用运动规律及冲击特

点，能够绘制等速运动、等加速等减速运动的位移线图：掌握图解法设计盘形凸轮机构的方法；重点掌握作图法确定盘形凸轮机构的一些参数，如基圆半径、凸轮转角、从动件位移（摆角）、机构的压力角等；会用解析法写出凸轮廓线的直角坐标方程；领会凸轮机构的压力角、基圆半径和滚子半径的确定原则；领会从动件偏置的目的及正确的偏置方向。第七部分齿轮机构及其设计（9学时）【目的与要求】通过本部分学习，培养同学选择设计齿轮机构传动类型，分析设计齿轮机构的能力。具体要求是：了解齿轮机构的类型和应用；掌握齿廓啮合基本定律；掌握渐开线的形成和性质；掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算；领会渐开线齿轮的啮合传动：领会变位齿轮和变位齿轮传动：比较斜齿圆柱齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、圆锥齿轮传动与直齿圆柱齿轮传动的异同，领会它们的特点和应用。【内容与重点】了解齿轮机构的类型和应用，掌握齿廓啮合基本定律；掌握渐开线的性质、渐开线方程；领会渐开线齿廓的啮合特点，掌握可分性；重点掌握渐开线直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算；掌握渐开线直齿轮圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、蜗轮蜗杆传动的正确啮合条件；掌握齿轮的连续传动条件，掌握重合度的定义及意义，会计算直齿轮传动的重合度；掌握标准齿轮的标准安装和非标准安装的特征；会确定实际啮合线段、理论啮合线段，正确认识一对轮齿的啮合过程：了解渐开线齿廓的切削加工原理及方法：掌握渐开线齿轮的根切，标准齿轮、变位齿轮不根切的条件：明确变位齿轮传动的类型，会计算啮合角、节圆半径以及变位齿轮的常用几何尺寸等；了解根据齿轮与齿条的相对位置确定变位系数、齿轮及齿条的参数等；能计算标准斜齿圆柱齿轮传动的几何尺寸；了解圆锥齿轮、蜗轮蜗杆传动的几何参数和传动特点，掌握传动比计算、从动轮转向的确定第八部分轮系及其设计（5学时）【目的与要求】了解轮系的分类和应用；重点掌握各种轮系的传动比计算；掌握同心条件。【内容与重点】了解轮系的分类和应用；重点掌握定轴轮系、周转轮系、混合（组合）轮系的传动比计算，能够熟练确定从动轮的转向；掌握利用同心条件确定齿轮齿数

点，能够绘制等速运动、等加速等减速运动的位移线图；掌握图解法设计盘形凸轮 机构的方法；重点掌握作图法确定盘形凸轮机构的一些参数，如基圆半径、凸轮转 角、从动件位移（摆角）、机构的压力角等；会用解析法写出凸轮廓线的直角坐标 方程；领会凸轮机构的压力角、基圆半径和滚子半径的确定原则；领会从动件偏置 的目的及正确的偏置方向。 第七部分 齿轮机构及其设计（9 学时） 【目的与要求】 通过本部分学习，培养同学选择设计齿轮机构传动类型，分析设 计齿轮机构的能力。具体要求是：了解齿轮机构的类型和应用；掌握齿廓啮合基本 定律；掌握渐开线的形成和性质；掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算； 领会渐开线齿轮的啮合传动；领会变位齿轮和变位齿轮传动；比较斜齿圆柱齿轮传 动、蜗轮蜗杆传动、圆锥齿轮传动与直齿圆柱齿轮传动的异同，领会它们的特点和 应用。 【内容与重点】 了解齿轮机构的类型和应用，掌握齿廓啮合基本定律；掌握渐开 线的性质、渐开线方程；领会渐开线齿廓的啮合特点，掌握可分性；重点掌握渐开 线直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算；掌握渐开线直齿轮圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、蜗 轮蜗杆传动的正确啮合条件；掌握齿轮的连续传动条件，掌握重合度的定义及意义， 会计算直齿轮传动的重合度；掌握标准齿轮的标准安装和非标准安装的特征；会确 定实际啮合线段、理论啮合线段，正确认识一对轮齿的啮合过程；了解渐开线齿廓 的切削加工原理及方法；掌握渐开线齿轮的根切，标准齿轮、变位齿轮不根切的条 件；明确变位齿轮传动的类型，会计算啮合角、节圆半径以及变位齿轮的常用几何 尺寸等；了解根据齿轮与齿条的相对位置确定变位系数、齿轮及齿条的参数等；能 计算标准斜齿圆柱齿轮传动的几何尺寸；了解圆锥齿轮、蜗轮蜗杆传动的几何参数 和传动特点，掌握传动比计算、从动轮转向的确定。 第八部分 轮系及其设计（5 学时） 【目的与要求】 了解轮系的分类和应用；重点掌握各种轮系的传动比计算；掌握 同心条件。 【内容与重点】 了解轮系的分类和应用；重点掌握定轴轮系、周转轮系、混合（组 合）轮系的传动比计算，能够熟练确定从动轮的转向；掌握利用同心条件确定齿轮 齿数

第九部分其它常用机构（1学时，可自学）【目的与要求】了解其它常用机构，如：螺旋机构、棘轮机构、槽轮机构的工作原理、运动特点及其应用。【内容与重点】了解棘轮机构、槽轮机构的组成、工作原理、特点和应用；了解组合机构的应用及形式。第十部分机械的平衡（2学时）【目的与要求】通过本部分学习，掌握刚性转子的静平衡、动平衡计算；了解平衡实验的原理和方法。【内容与重点】掌握刚性转子静平衡和动平衡的原理、条件、平衡方法。会进行刚性转子的静平衡、动平衡计算。会判断转子的平衡状态。了解平衡实验的原理和方法。第十一部分机械的运转及其速度波动的调节（6学时）【目的与要求】了解建立机器的等效动力学模型的目的和模型的种类，领会等效量的计算原则和方法。领会机器的等效动力学方程及运用，掌握机器周期性速度波动和非周期性速度波动的特征和调节方法。【内容与重点】了解等效动力学模型；掌握等效质量（转动惯量）、等效力（力矩）的计算方法：了解机器的等效动力学方程及运用：领会机器周期性速度波动和非周期性速度波动的调节方法，重点掌握飞轮的调速原理，平均角速度、不均匀系数、最大盈亏功，飞轮转动惯量的计算。三、教材及参考书1.教材：冯立艳.机械原理.北京：机械工业出版社，20122.参考书：（1).孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理（第7版）北京：高等教育出版社，2006（2）.申永胜.机械原理教程（第2版）.北京：清华大学出版社，2005。（3）.《机械原理常见题型解析及模拟题》，葛文杰，西北工业大学出版社，1998（4).《机械原理考研全真试题与解答》，孙怀安，西安电子科技大学出版社，2002四、对教学大纲的说明及对各教学环节的基本要求因学时所限，讲课和习题课、讨论课穿插进行；实验安排在相关内容讲授后进行；上课第一周参观机械原理CAI展示柜；课程设计在所有课程结束后集

第九部分 其它常用机构（1 学时，可自学） 【目的与要求】 了解其它常用机构，如：螺旋机构、棘轮机构、槽轮机构的工作 原理、运动特点及其应用。 【内容与重点】 了解棘轮机构、槽轮机构的组成、工作原理、特点和应用；了解 组合机构的应用及形式。 第十部分 机械的平衡（2 学时） 【目的与要求】 通过本部分学习，掌握刚性转子的静平衡、动平衡计算；了解平 衡实验的原理和方法。 【内容与重点】 掌握刚性转子静平衡和动平衡的原理、条件、平衡方法。会进行 刚性转子的静平衡、动平衡计算。会判断转子的平衡状态。了解平衡实验的原理和 方法。 第十一部分 机械的运转及其速度波动的调节（6 学时） 【目的与要求】 了解建立机器的等效动力学模型的目的和模型的种类，领会等效 量的计算原则和方法。领会机器的等效动力学方程及运用，掌握机器周期性速度波 动和非周期性速度波动的特征和调节方法。 【内容与重点】 了解等效动力学模型；掌握等效质量（转动惯量）、等效力（力矩） 的计算方法；了解机器的等效动力学方程及运用；领会机器周期性速度波动和非周 期性速度波动的调节方法，重点掌握飞轮的调速原理，平均角速度、不均匀系数、 最大盈亏功，飞轮转动惯量的计算。 三、教材及参考书 1．教 材：冯立艳.机械原理.北京：机械工业出版社，2012 2．参考书： （1）．孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理（第 7 版）.北京：高等教育出版社，2006． （2）．申永胜.机械原理教程（第 2 版）.北京：清华大学出版社，2005． （3）．《机械原理常见题型解析及模拟题》，葛文杰，西北工业大学出版社，1998 （4）．《机械原理考研全真试题与解答》，孙怀安，西安电子科技大学出版社，2002 四、对教学大纲的说明及对各教学环节的基本要求 因学时所限，讲课和习题课、讨论课穿插进行；实验安排在相关内容讲授 后进行；上课第一周参观机械原理 CAI 展示柜；课程设计在所有课程结束后集

中进行。五、责任认定1、大纲制定（修订）者：冯立艳2、大纲审定者：李建功3、大纲批准者：4、大纲责任校对：5、制定（修订）日期：2012.3.26

中进行。 五、责任认定 1、大纲制定（修订）者：冯立艳 2、大纲审定者：李建功 3、大纲批准者： 4、大纲责任校对： 5、制定（修订）日期：2012.3.26