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《机械原理与机械设计》教学大纲

《机械原理》课程教学大纲

课程编号：2010405

学时：64

学分：4

授课学院：机械工程学院

适用专业：机械类

教材：《机械原理与机械设计》（上册）第二版，张策主编，机械工业出版社，2011

一、课程的性质、目的和任务

《机械原理》是机械类各专业的一门主干技术基础课程。它在培养学生的机械设计

能力和创新能力所需的知识、能力和素质结构中，占有十分重要的地位。

本课程的任务是使学生学习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设计的初步能力。

在培养高级机械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，并具有增强学生适应机械技术工作能力的作用。

二、教学基本要求

1、导论

了解机械的组成、分类及机械的发展历史，理解并掌握机器、机构、构件和零件

的概念。明确本课程的研究对象和内容以及在培养高级机械工程技术人才过程中的地

位、任务和作用。了解机械设计的一般过程和常用方法，了解本课程的学习方法。

2、机构的组成和结构分析

熟悉机构的组成要素。能绘制平面机构运动简图。能计算平面机构的自由度。能对

一般平面机构进行结构分析。

3、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。能对二级机构进行运动分析和

力分析。能用图解法和解析法对简单机构进行运动分析。

4、常用机构及其设计

了解平面连杆机构的应用、基本类型及其演化。对平面四杆机构的运动和传力性能

有明确的概念。能按机构的杆件对应位置、急回特性等要求设计平面四杆机构。熟悉刚

体位移矩阵在平面连杆机构综合中的应用；能够用位移矩阵法求解1～2类平面连杆机

构的综合问题。

了解凸轮机构的类型和应用。掌握凸轮机构从动件运动规律的基本形式，熟悉其特

点、适用场合及选取原则。掌握图解法与解析法进行盘形凸轮廓线的设计方法，熟悉掌

握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。掌握齿廓啮合基本定律。掌握渐开线齿轮的啮合特性。

掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的基本尺寸计算。熟悉渐开线齿轮的加工原理；了解

变位齿轮传动的基本概念和基本尺寸计算。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的传动比计算。了解轮系的功能、应用和设计

时应注意的主要问题。

熟悉常用间歇运动机构的原理、特点和应用；了解组合机构等其它常用机构的特点

和应用。

5、机械系统动力学

了解基于拉格朗日方程的多自由度机械系统动力学分析方法。理解单自由度机械系

统等效动力学模型的概念。熟悉建立机械系统运动方程式的方法。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知识。

6、机械执行系统的方案设计

了解机械系统总体方案设计的一般过程。熟悉执行系统的功能原理和运动规律设

计。掌握执行系统方案设计的一般方法，了解方案的评价与决策。

7、课程实验

掌握机构学和机器动力学的基本实验方法。熟悉和了解一般机械原理实验中机械量

的测试方法及常规仪器设备的使用方法。通过课程实验使学生更好地掌握和加深理解本

课程的基本理论和方法，加强培养学生创新意识和分析问题、解决问题的能力。

三、教学基本内容

1、机构的组成、分类与发展

1)熟悉内燃机、空气压缩机、牛头刨床的组成、工作原理及主要机构型式；

2)了解机器的构成及各部分功用；

3)理解并掌握机器、机构、构件和零件的概念；

4)了解机械的发展历史。

教学重点

典型机器的认识及机器、机构、构件等概念。

2、机械的设计与相关课程简介

1)理解机械设计的基本要求和基本内容；

2)了解机械设计的过程和常用方法；

3)了解机械原理课程的学习方法。

3、机构的组成和结构分析

1)掌握平面机构运动简图的绘制方法；

2)掌握平面机构自由度的计算方法；

3)掌握平面机构中的高副低代方法；

4)熟悉平面闭链机构的组成原理及结构分析方法。

教学重点

1)平面机构运动简图的识别和绘制；

2)平面机构自由度的计算，包括对虚约束、复合铰链及局部自