肇庆学院：机械与汽车工程学院车辆工程专业《机械原理》课程教学大纲.docx

《机械原理》教学大纲课程代码：092017课程名称：机械原理英文名称：MechanismandMachineTheory课程学时（周数）：50学时实践学时（周数）：6学时四开设时间：课程学分：3.5适用专业：（2020）车辆工程一。课程的性质和目标1.课程性质“机械原理”是“机器和机构原理”的简称，它研究机械的共性问题，是高等工业学校机械类各专业开设的一门必修主干技术基础课程。“机械原理”研究各种机械中机构的结构学和运动学及动力学等共性问题。是从事机械设计必备的理论基础，旨在培养学生掌握机构分析与综合的基本理论、基本知识，并使学生受到某些必要的、严格的基本技能训练。本课程的先修课程包括：高等数学、物理、理论力学和机械制图等。本课程将为机械设计、机床、机械制造工艺以及其它机械性质专业课的学习打下良好基础。从培养高级机械工程技术人才的全局来看，本课程不仅为学生学习相关技术基础和专业课程起到承前启后的作用。同时，还为今后从事机械设计和研究工作，起到增强适应能力和提高其开发创新能力的作用。2.课程目标1）通过学习使学生能够进行机械方案设计、机构结构分析和设计，具有对机构进行运动分析、静力分析和动力分析以及进行机械平衡和转速调控的能力。培养学生综合运用数学、力学、机构运动学等方面的知识进行机械结构设计的能力：培养学生团结协作的素质。2）能够计算机构的自由度并对机构的运动确定性进行分析：掌握各种运动副的分类、特点，能够绘制机构运动简图：能够进行机械结构创新设计。培养学生分析计算、分析的能力和精益求精的品质：利用我国在机械设计、制造方面的创新和进步，教育学生维护祖国建设成果，培养学生热爱党、热爱国家的品质。3）能够应用图解法和解析法对平面机构进行运动分析，求解平面机构上点的位移、速度、加速度，能够对机械结构的运动特性进行评价。4）能够对机构结构进行静力分析和动力分析，能够进行机械平衡方面的计算和设计，控制机械运转速度的波动。培养学生实事求是，理论联系实际的作风

《机械原理》教学大纲课程代码：092017 课程名称：机械原理英文名称：Mechanism and Machine Theory 课程学时（周数）：50 学时实践学时（周数）：6 学时开设时间：四课程学分：3.5 适用专业：（2020）车辆工程一．课程的性质和目标 1.课程性质 “机械原理”是“机器和机构原理”的简称，它研究机械的共性问题，是高等工业学校机械类各专业开设的一门必修主干技术基础课程。 “机械原理”研究各种机械中机构的结构学和运动学及动力学等共性问题。是从事机械设计必备的理论基础，旨在培养学生掌握机构分析与综合的基本理论、基本知识，并使学生受到某些必要的、严格的基本技能训练。本课程的先修课程包括：高等数学、物理、理论力学和机械制图等。本课程将为机械设计、机床、机械制造工艺以及其它机械性质专业课的学习打下良好基础。从培养高级机械工程技术人才的全局来看，本课程不仅为学生学习相关技术基础和专业课程起到承前启后的作用。同时，还为今后从事机械设计和研究工作，起到增强适应能力和提高其开发创新能力的作用。 2.课程目标 1）通过学习使学生能够进行机械方案设计、机构结构分析和设计，具有对机构进行运动分析、静力分析和动力分析以及进行机械平衡和转速调控的能力。培养学生综合运用数学、力学、机构运动学等方面的知识进行机械结构设计的能力；培养学生团结协作的素质。 2）能够计算机构的自由度并对机构的运动确定性进行分析；掌握各种运动副的分类、特点，能够绘制机构运动简图；能够进行机械结构创新设计。培养学生分析计算、分析的能力和精益求精的品质；利用我国在机械设计、制造方面的创新和进步，教育学生维护祖国建设成果，培养学生热爱党、热爱国家的品质。 3）能够应用图解法和解析法对平面机构进行运动分析，求解平面机构上点的位移、速度、加速度，能够对机械结构的运动特性进行评价。 4）能够对机构结构进行静力分析和动力分析，能够进行机械平衡方面的计算和设计，控制机械运转速度的波动。培养学生实事求是，理论联系实际的作风

5）掌握平面四杆机构的基本类型及其应用，掌握平面四杆机构的特性，能够利用图解法设计连杆机构。掌握四杆机构在车辆机械中的应用，并能为车辆机械设计四杆机械。并且在设计时综合考虑环境、法律、社会等方面的因素。结合我国在车辆设计、制造领域中的进步，培养学生的爱国精神、尊重他人劳动和劳动成果的品质。6）能够进行常用机构方面的结构设计和计算，熟悉各种常用机构的类型、特点，能够根据机械的工作要求选择合适的机构。表1课程目标与毕业要求指标点的对应关系课程目标毕业要求指标点课程目标112课程目标2毕业要求指标点2课程目标3与课程目标的对5课程目标4应关系2课程目标55课程目标69课程目标7二：教学的基本要求通过本课程的学习应使学生掌握机械中有关机构的结构学和运动学及动力学方面的基本理论、基本知识和基本技能，并具有初步确定机械运动方案、分析和综合常用机构的能力。具体要求如下：1.对一般的平面机构和部分简单的空间机构（如：蜗轮蜗杆机构、圆锥齿轮机构、万向连轴节等）所组成的机械系统，能绘出其机构运动简图，计算其自由度并判断其运动的确定性。2.具有对一般平面机构进行结构和运动分析及受力分析的基本知识和技能。3.具有分析和计算一般机构的机械效率、判断某些机构的自锁条件等的基本知识。4.具有按已知的几何条件和运动条件对常用的平面机构进行运动设计的基本知识和能力。5，具有对已知的动力学条件，分析和设计机械的某些基本知识。6.具有与本课程有关的解题、运算、制图和使用技术资料等方面的基本技能。7.了解各种常用机构的特点及适用场合。8．对有关机械原理学科在基础理论、工程常识、新的研究工具和手段、重要的研究成果及其中存在的问题等方面有所了解

5）掌握平面四杆机构的基本类型及其应用，掌握平面四杆机构的特性，能够利用图解法设计连杆机构。掌握四杆机构在车辆机械中的应用，并能为车辆机械设计四杆机械。并且在设计时综合考虑环境、法律、社会等方面的因素。结合我国在车辆设计、制造领域中的进步，培养学生的爱国精神、尊重他人劳动和劳动成果的品质。 6）能够进行常用机构方面的结构设计和计算，熟悉各种常用机构的类型、特点，能够根据机械的工作要求选择合适的机构。表 1 课程目标与毕业要求指标点的对应关系毕业要求指标点与课程目标的对应关系课程目标毕业要求指标点课程目标 1 1 课程目标 2 2 课程目标 3 2 课程目标 4 5 课程目标 5 2 课程目标 6 5 课程目标 7 9 二．教学的基本要求通过本课程的学习应使学生掌握机械中有关机构的结构学和运动学及动力学方面的基本理论、基本知识和基本技能，并具有初步确定机械运动方案、分析和综合常用机构的能力。具体要求如下： 1．对一般的平面机构和部分简单的空间机构（如：蜗轮蜗杆机构、圆锥齿轮机构、万向连轴节等）所组成的机械系统，能绘出其机构运动简图，计算其自由度并判断其运动的确定性。 2．具有对一般平面机构进行结构和运动分析及受力分析的基本知识和技能。 3．具有分析和计算一般机构的机械效率、判断某些机构的自锁条件等的基本知识。 4．具有按已知的几何条件和运动条件对常用的平面机构进行运动设计的基本知识和能力。 5．具有对已知的动力学条件，分析和设计机械的某些基本知识。 6．具有与本课程有关的解题、运算、制图和使用技术资料等方面的基本技能。 7．了解各种常用机构的特点及适用场合。 8．对有关机械原理学科在基础理论、工程常识、新的研究工具和手段、重要的研究成果及其中存在的问题等方面有所了解

三。课程内容及学时分配1.课程内容及学时分配（1）第一章绪论（4学时）本课程的研究对象和内容；本课程在教学中的地位、作用和任务：如何学好本课程；机构史与机构学前沿：机构设计过程与创新设计。利用我国在航空航天、车辆等领域的机构设计方面的进步，激发学生的爱国情怀和学习积极性。（2）第二章机构结构分析（7学时）机械结构分析的内容及目的；机构的组成及分类；机构运动简图；机构具有确定运动的条件及最小阻力定律：机构自由度的计算：计算平面机构自由度时应注意的事项；平面机构的组成原理利用自由度计算教育学生要养成精益求精和一丝不苟的品质。（3）第三章平面机构的运动分析（8学时）补充点的速度合成和刚体的平面运动：“三心定理”及其应用：用相对运动图解法作机构的速度分析和加速度分析：用解析法作机构的速度分析和加速度分析。培养学生综合运用力学、数学和运动学知识进行运动学分析的能力。利用我国在机械结构设计、制造等方面的进步，培养学生的爱国品质。（4）第四章平面机构的力分析（5学时）机构力分析的任务、目的和方法；运动副中摩擦力的确定；考虑摩擦时机构的受力分析；构件惯性力的确定；不考虑摩擦时机构的动态静力分析。利用考虑摩擦的机构受力分析，教育学生要实事求是、理论联系实际解决实际问题，设计满足工作要求、符合实际的机械结构。（5）第五章机械的效率和自锁（3学时）机械效率的概念；机械效率的计算；机组效率的计算；什么是机械的自锁；机械自锁条件的确定：机械自锁条件的确定举例。（6）第六章机的平衡（3学时）机械平衡的目的及内容：机械转子的平衡计算：机械转子的平衡实验：转子的许用不平衡量和不平衡度。（7）第七章机器的运转及其速度波动的调节（3学时）机器速度波动的原因：机器运动方程式：求解力为位置函数时的运动方程式；飞轮调速原理；飞轮转动惯量的计算：非周期性速度波动及调节。（8）第八章平面连杆机构及其设计（5学时）铰链四杆机构的基本型式、演化和应用；曲柄存在条件、传动角、死点、极位夹角和行程速比系数等概念。掌握四杆机构的基本形式和在车辆中的应用，能够为车辆机械设计四杆机构：教育学

三．课程内容及学时分配 1．课程内容及学时分配（1）第一章绪论（4 学时）本课程的研究对象和内容；本课程在教学中的地位、作用和任务；如何学好本课程；机构史与机构学前沿；机构设计过程与创新设计。利用我国在航空航天、车辆等领域的机构设计方面的进步，激发学生的爱国情怀和学习积极性。（2）第二章机构结构分析（7 学时）机械结构分析的内容及目的；机构的组成及分类；机构运动简图；机构具有确定运动的条件及最小阻力定律；机构自由度的计算；计算平面机构自由度时应注意的事项；平面机构的组成原理．利用自由度计算教育学生要养成精益求精和一丝不苟的品质。（3）第三章平面机构的运动分析（8 学时）补充点的速度合成和刚体的平面运动；“三心定理 ”及其应用；用相对运动图解法作机构的速度分析和加速度分析；用解析法作机构的速度分析和加速度分析。培养学生综合运用力学、数学和运动学知识进行运动学分析的能力。利用我国在机械结构设计、制造等方面的进步，培养学生的爱国品质。（4）第四章平面机构的力分析（5 学时）机构力分析的任务、目的和方法；运动副中摩擦力的确定；考虑摩擦时机构的受力分析；构件惯性力的确定；不考虑摩擦时机构的动态静力分析。利用考虑摩擦的机构受力分析，教育学生要实事求是、理论联系实际解决实际问题，设计满足工作要求、符合实际的机械结构。（5）第五章机械的效率和自锁（3 学时）机械效率的概念；机械效率的计算；机组效率的计算；什么是机械的自锁；机械自锁条件的确定；机械自锁条件的确定举例。（6）第六章机械的平衡（3 学时）机械平衡的目的及内容；机械转子的平衡计算；机械转子的平衡实验；转子的许用不平衡量和不平衡度。（7）第七章机器的运转及其速度波动的调节（3 学时）机器速度波动的原因；机器运动方程式；求解力为位置函数时的运动方程式；飞轮调速原理；飞轮转动惯量的计算；非周期性速度波动及调节。（8）第八章平面连杆机构及其设计（5 学时）铰链四杆机构的基本型式、演化和应用；曲柄存在条件、传动角、死点、极位夹角和行程速比系数等概念。掌握四杆机构的基本形式和在车辆中的应用，能够为车辆机械设计四杆机构；教育学

生在设计时要综合考虑法律、环境、社会、资源等因素；结合我国在车辆设计、制造等方面的进步，教育学生热爱国家、热爱共产党、尊重他人劳动和劳动成果。连杆机构设计的基本知识：用图解法实现按给定连杆位置和连架杆对应位置设计四杆机构：按给定行程速比系数设计四杆机构；用解析法设计四杆机构的基本方程的建立和给定条件与解的关系及方程解法的概述。（9）第九章凸轮机构及其设计（4学时）凸轮机构的类型和应用：推杆的运动规律：用解析法设计凸轮廓线：凸轮机构的基本尺寸确定。（10）第十章齿轮机构及其设计（7学时）齿轮机构的类型和应用：齿廓啮合基本定律：渐开线的性质、方程；渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸计算：渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性（定比传动、可分性、连续传动条件等）。渐开线轮齿的展成原理、根切现象与最少齿数：变位齿轮传动概述斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点、几何尺寸计算。标准直齿圆锥齿轮传动特点及其基本尺寸。蜗轮蜗杆传动的特点及其基本尺寸计算。（11）第十一章齿轮系及其设计（5学时）轮系的应用和分类：定轴轮系、周转轮系及其混合轮系传动比计算：行星轮系的效率、选型及设计的基本知识。培养学生分析计算的能力。（12）第十二章其它常用机构（1学时）棘轮机构：槽轮机构：凸轮式间歇运动机构：螺旋机构。（13）第14章机械系统设计（3学时）机械工作原理的拟定：执行构件的运动设计和原动机的选择：机构的选型和变异：机构的组合：机械系统方案的拟定。2.教学环节说明本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。针对具体教学实际情况，教学内容学时可做适当的调整与增减。作业的数量按学生完成作业时间与听课时间之比为1：1安排，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及设计计算方面的内容。对重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。对重点、难点章节（如：用图解法进行机构的运动分析、用图解法进行连杆机构的设计、混合轮系的传动比计算等）应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。注意培养学生提高利用标准、规范及手册等技术资料的能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。实验内容要做课程考核的一部分，课程设计独立评定成绩，每个学生必须完成。学时分配表中的实验内容：平面机构结构分析（2+2）推荐为：“参观机械设计陈列”和“机构运动简图绘制”；

生在设计时要综合考虑法律、环境、社会、资源等因素；结合我国在车辆设计、制造等方面的进步，教育学生热爱国家、热爱共产党、尊重他人劳动和劳动成果。连杆机构设计的基本知识；用图解法实现按给定连杆位置和连架杆对应位置设计四杆机构；按给定行程速比系数设计四杆机构；用解析法设计四杆机构的基本方程的建立和给定条件与解的关系及方程解法的概述。（9）第九章凸轮机构及其设计（4 学时）凸轮机构的类型和应用；推杆的运动规律；用解析法设计凸轮廓线；凸轮机构的基本尺寸确定。（10）第十章齿轮机构及其设计（7 学时）齿轮机构的类型和应用；齿廓啮合基本定律；渐开线的性质、方程；渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸计算；渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性（定比传动、可分性、连续传动条件等）。渐开线轮齿的展成原理、根切现象与最少齿数；变位齿轮传动概述。斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点、几何尺寸计算。标准直齿圆锥齿轮传动特点及其基本尺寸。蜗轮蜗杆传动的特点及其基本尺寸计算。（11）第十一章齿轮系及其设计（5 学时）轮系的应用和分类；定轴轮系、周转轮系及其混合轮系传动比计算；行星轮系的效率、选型及设计的基本知识。培养学生分析计算的能力。（12）第十二章其它常用机构（1 学时）棘轮机构；槽轮机构；凸轮式间歇运动机构；螺旋机构。（13）第 14 章机械系统设计（3 学时）机械工作原理的拟定；执行构件的运动设计和原动机的选择；机构的选型和变异；机构的组合；机械系统方案的拟定。 2．教学环节说明本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。针对具体教学实际情况，教学内容学时可做适当的调整与增减。作业的数量按学生完成作业时间与听课时间之比为 1：1 安排，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及设计计算方面的内容。对重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。对重点、难点章节（如：用图解法进行机构的运动分析、用图解法进行连杆机构的设计、混合轮系的传动比计算等）应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。注意培养学生提高利用标准、规范及手册等技术资料的能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。实验内容要做课程考核的一部分，课程设计独立评定成绩，每个学生必须完成。学时分配表中的实验内容：平面机构结构分析（2+2）推荐为：“参观机械设计陈列”和“机构运动简图绘制”；