課程名稱：機械原理課程英文名稱：MechanismandMachineTheory授課學生專業(yè)：機械設計制造及自動化、車輛工程制定人：機械原理教研室本教學大綱根據(jù)教育部高等學校機械基礎教學指導委員會制定的《機械原理課程教學基本要求（機械類專業(yè)適用）》（《高等學校機械基礎系列課程現(xiàn)狀調查分析報告暨機械基礎系列課程教學基本要求》北京：高等教育出版社，2012）制定，突出我校機械原理課程在教學內容、教學組織等方面的教學特點。在總的教學思想指導下，大綱分為理論教學（含實驗）和課程設計兩部分。課程的性質和作用本課程是機械類專業(yè)學生的技術基礎課，是學生培養(yǎng)計劃中的主干課程之一。本課程的教學內容具有較強的理論性，同時，又與機械工程實際有密切的聯(lián)系。本課程的主要作用是使學生掌握機械系統(tǒng)運動、動力分析和設計的基本理論和基本方法；使學生對相關學科的理論和技術研究現(xiàn)狀有一定的了解；掌握計算機輔助設計和分析等現(xiàn)代設計方法使學生具有進行機械系統(tǒng)運動方案設計的基本能力；培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力以及工程思維能力。本課程的教學組織課程教學主要分為理論教學和課程設計（校內稱為“機械綜合設計Ⅰ”）兩部分，其中理論教學包括實驗。理論教學的學時數(shù)為68（課堂教學學時數(shù)為60，實驗教學學時數(shù)8），安排在三年級第一學期。課程設計為16周，每周2學時，安排在三年級第二學期理論教學的內容和基本要求緒論熟悉機器、機構和機械的基本概念，了解本學科的發(fā)展歷史和趨勢。第一章構件之間的約束和運動1、教學要求掌握構件之間接觸方式與所形成的運動約束、約束力之間的關系，掌握運動副的概念，了解常見運動副的構成方法。2、教學內容①構件及其分類②構件的運動約束構成③運動副及其分類第二章機械系統(tǒng)常用的驅動和運動傳遞變換裝置1、教學要求了解機械系統(tǒng)中常見電、熱、流體驅動等裝置的物理原理、輸出運動和動力特性，了解一些新型驅動裝置的物理原理，了解微電子技術和機械運動傳遞裝置相結合的優(yōu)缺點和適用范圍。2、教學內容①常用電機的輸出運動和動力特性②內燃機的物理原理和特性曲線③流體驅動裝置的輸出運動和動力特性④壓電驅動器、形狀記憶合金驅動器、橡膠驅動器等其他新型驅動裝置⑤機械傳動裝置簡介第三章機構的結構分析和設計1、教學要求掌握機械自由度的計算方法，掌握機構運動簡圖的繪制方法，掌握機械數(shù)字存儲方法；能夠利用機構的組成原理對機構的結構進行分析和設計。2、教學內容①機構運動簡圖②機構的數(shù)字存儲③機構的自由度④機構的組成原理第四章速度瞬心及其應用1、教學要求掌握速度瞬心的概念和構件之間速度瞬心的確定方法，能夠用速度瞬心法進行機構的運動分析。了解高副機構和低副機構之間的變換關系，掌握高副低代方法及其應用。2、教學內容①

機械速度分析的瞬心法②

瞬心線和瞬心線機構③

共軛曲線和共軛曲線機構④

在機構運動和結構分析中的高副低代第五章平面連桿機構的運動分析和設計1、教學要求能夠熟練應用四桿機構的曲柄存在條件，熟練確定機構的急回作用、往復運動構件的極限位置；熟練寫出平面連桿機構運動分析的位置方程，知道速度和加速度的求解方法；了解機構逆運動學分析的應用和求解特點、步驟；掌握實現(xiàn)連桿精確位置、實現(xiàn)行程速比系數(shù)等問題的圖解方法和位移矩陣法2、教學內容①

平面連桿機構及其應用②

平面連桿機構的基本運動特性③

連桿機構的演化④

平面連桿機構運動分析的解析法⑤

運動副間隙對機構運動的影響⑥

平面連桿機構的運動設計第六章凸輪機構的運動設計1、教學要求能夠根據(jù)給定的邊界條件確定從動件的運動規(guī)律，熟悉各種常見從動件運動規(guī)律的特點；能夠寫出凸輪輪廓曲線的方程式，在凸輪廓線出現(xiàn)變尖、失真的情況下能夠提出改進設計的措施2、教學內容①

凸輪機構的組成及其應用②

凸輪機構從動件運動規(guī)律的設計③

凸輪的輪廓曲線設計第七章齒輪機構與輪系的運動分析和設計1、教學要求掌握齒輪嚙合的基本概念、基本參數(shù)的確定方法及幾何尺寸計算，齒輪嚙合傳動的分析和設計方法，掌握各種輪系的分析方法，了解各種輪系的設計方法。2、教學內容①

齒廓嚙合基本定律和共軛齒廓②

漸開線直齒圓柱齒輪傳動③

斜齒圓柱齒輪傳動④

蝸桿蝸輪傳動⑤

直齒圓錐齒輪傳動⑥

輪系的運動分析和設計第八章其他常用機構的運動分析和設計1、

教學要求熟悉常用間歇運動機構的運動變換功能，了解機構設計中的主要問題和設計的基本要求2、教學內容①

間歇運動機構（棘輪機構、槽輪機構）②

螺旋機構③

空間連桿機構第九章機械系統(tǒng)的靜力分析和設計1、教學要求明確壓力角、傳動角和機構死點位置的基本概念和應用；能夠考慮摩擦對機構進行靜力分析，能夠確定機構的效率，能夠確定機構或運動副的自鎖條件。2、教學內容①

壓力角和傳動角②

死點③

機械中的摩擦、自鎖和效率第十章機械系統(tǒng)的動力分析和設計1、教學要求熟悉各種運動副反力的處理方法和機構動態(tài)靜力分析求解技巧；掌握轉子靜平衡、動平衡的條件和設計方法，了解機構平衡的方法；能夠建立系統(tǒng)的等效運動學方程，并求解比較簡單的機構運動學方程；熟悉各種穩(wěn)定運動的條件。2、

教學內容①

平面連桿機構動態(tài)靜力分析方法②

機械的平衡③

剛性構件組成的單自由度機械系統(tǒng)的真實運動第十一章機械系統(tǒng)運動的測控技術簡介1、教學要求了解各種運動、動力學參數(shù)的測定方法和傳感器的原理；了解各種機械運動控制的方法；了解機械運動控制模型的建立方法和各種速度波動調節(jié)的方法。2、教學內容①機構運動控制系統(tǒng)的組成；②機械運動和動力參數(shù)的檢測裝置；③機械運動控制模型的建立；④機械運動速度波動及其調節(jié)第十二章機構設計過程1、教學要求

了解機構運動方案設計的基本過程和方法，了解機構設計中常遇到的問題和處理方法。2、教學內容①

機械系統(tǒng)運動方案概念設計的一般過程②

機械系統(tǒng)運動方案的概念設計方法③

系統(tǒng)運動方案的評價第十三章新型傳動機構及機構學新的研究課題簡介1、教學要求通過新型傳動機構的演化過程，了解機構創(chuàng)新設計的基本方法；了解機構學的發(fā)展趨勢。2、

教學內容①

漸開線少齒差傳動②

擺線針輪傳動③

諧波齒輪傳動④

活齒傳動⑤

機構學的一些新的研究課題理論教學中的實驗教學 實驗教學的基本要求每個學生可根據(jù)自己的興趣和實際學習情況在以下13個實驗項目中選擇和完成4個實驗。通過實驗，加深對教學內容的理解，了解機構結構、運動和動力分析及設計實驗的基本方法，提高分析實驗結果的基本能力。實驗教學的內容教學模塊1模塊名稱機械運動及其產(chǎn)生和變換實驗名稱運動副認知實驗機構運動簡圖測繪機構組成原理與自由度教學模塊2模塊名稱機械系統(tǒng)的運動分析和設計實驗名稱高副機構共軛曲線的設計與加工原理漸開線齒輪的范成實驗漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)測定與分析教學模塊3模塊名稱機械系統(tǒng)的靜力與動力分析和設計及其運動控制基本原理實驗名稱轉子平衡平面機構慣性力平衡可編程控制器梯形圖編成方法與應用交流伺服系統(tǒng)控制兩相混合式步進電機和精密定位控制機械系統(tǒng)速度波動的調節(jié)（飛輪和電子調速器）三自由度冗余并聯(lián)機器人規(guī)劃教學模塊4模塊名稱機構設計過程及新型傳動機構課程設計的目的、基本要求和組織方式目的通過課程設計，鞏固理論教學學習的基本內容，提高學生的提高機械運動方案構思的基本能力。同時，提高學生的現(xiàn)代工程設計能力，即利用數(shù)學、力學、機械原理等課程知識的能力；機構運動和動力分析軟件的應用能力；實驗或虛擬樣機實驗數(shù)據(jù)分析和解釋的能力；團隊合作協(xié)調的能力；工程設計交流的能力；項目規(guī)劃、組織、執(zhí)行的初步能力。加強職業(yè)道德的培養(yǎng)和教育?；疽蠛徒M織方式學生可以成員人數(shù)不超過5人組成小組；與指導教師協(xié)商課程設計所要完成的設計任務(項目)，落實設計的要求和任務分工、分析和設計所采用的方法、進度安排等，要求每個項目組提交“課程設計的項目規(guī)劃報告”。由學生自主進行調研、設計計算。在機構運動方案中要求學生針對設計問題提出2～3個方案構思并進行比較，確定出最終方案，并對最終方案進行機構的尺度綜合、運動分析和動力分析及設計。在此期間，利用上課時間，學生以項目組為單位進行以“項目規(guī)劃”或“項目進展”為內容的項目報告，每組報告時間為8分鐘，之