机械原理大纲

机械原理

一、课程概况

课程名称（中文）：机械原理/The Principle of Machinery

课程类别：专业基础课 课程编号：145503111 学分：4 学时：72+9 开课学期：四 预修课程：高等数学、线性代数、机械制图、理论力学等

二、课程教学目标和要求

1、[教学目标]

本课程是高等学校本科机械类各专业教学计划中的一门主干技术基础课。是研究机械共性问题的主要课程。是我院机类专业学生的必修课。本课程的教学目标和要求是使学生通过本课程的学习，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，并初步具有拟订机械运动方案、分析和设计机构的能力。它在培养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能力和开发创造能力的作用。 2、[课程要求]

通过学习要求学生掌握平面机构运动简图的绘制、自由度计算，平面机构的运动分析、力分析，连杆机构的运动综合，凸轮机构设计，齿轮机构啮合传动理论及运动设计，轮系的传动比计算，速度波动的调节，刚性转子的平衡计算等

三、教学内容与教学安排

1、[教学内容要点] （1）绪论

明确本课程的研究对象和内容以及它的地位、任务和作用，对机械设计及理论学科的发展状况和趋势有所了解。 （2）机构组成的基本知识

了解机构的组成要素，能绘制平面机构运动简图，能正确计算机构的自由度。了解平面机构组成原理。了解空间机构及机器人机构的基本知识。 （3）平面机构的运动分析和力分析

了解机构运动分析和力分析的目的和方法，能对简单基本机构进行运动分析和力分析。 （4） 机械系统动力学

对单自由度机械系统等效动力学模型有明确概念，掌握建立机械运动方程式的方法。了解周期性和非周期性速度波动的调节原理。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。了解平面机构惯性力的平衡原理。 （5）常用机构及其设计

熟悉常用机构的结构、特点和应用。了解平面连杆机构的基本型式及其演化。对平面四杆机构的运动特性和传力性能有明确概念。能按已知连杆三位置、两连架杆三对应位置、行程速比系数等要求设计平面四杆机构。

对凸轮机构的从动件常用运动规律及其选择原则、机构压力角等有明确的概念。掌握盘形凸轮轮廓曲线的设计方法和确定基本尺寸的主要原则。

对齿轮啮合基本定律、渐开线特性、齿轮基本参数及其啮合特性有明确概念。掌握标准渐开线直齿圆柱齿轮传动的基本尺寸计算。了解变位齿轮的概念。了解其他类型齿轮传动的特点和尺寸计算。

了解轮系的分类和应用，能计算轮系的传动比。了解轮系设计的基本问题。 （6）机械系统运动方案设计

了解机械系统设计的一般过程和创新设计的基本知识。掌握机械系统运动方案设计的基本步

骤、内容和方法。了解机械系统运动方案的评价准则。 2、[教学安排] 序内 容 号 1 绪论 2 机构的结构分析 3 平面机构的运动分析 4 平面机构的力分析 5 机械的效率和自锁 6 机械的平衡 7 机械的运转及其速度波动的调节 8 平面连杆机构及其设计 9 凸轮机构及其设计 10 齿轮机构及其设计 11 齿轮系及其设计 12 其他常用机构 13 机械传动系统的方案设计 合72+9 计 习讲课 题课 2 8 12 10 2 4 4 6 2 2 8 2 62 2 2 2 2 2 10 实备 注 验 3 3 3 在课程设计中进行 9 (3) 四、教材及主要参考资料 教 材：孙桓主编：《机械原理》，高等教育出版社2001年第六版 参考书：

郑文纬、吴克坚主编：《机械原理》（机械原理丛书），高等教育出版社2001年第七版 葛文杰主编：《机械原理习题集》，西北工业大学出版社2000年版 邹慧君主编：《机械传动系统方案设计》，高等教育出版社2000年版

五、作业及考核方式

闭卷考试，笔答，百分制。

六、机械原理课程设计

集中或分散进行，需1至2周，16至32学时。

要求：按照一个简单机械系统的给定功能要求，综合运用所学知识，拟订机械系统的运动方案，并对其中的某些机构进行分析和设计。通过课程设计这一实践环节，使学生更好地掌握和加深理解本课程的基本理论和方法，进一步提高学生查阅技术资料，绘制工程图和应用计算机的能力。在课程设计中，要重视培养学生创新设计的能力。学生应在教师指导下独立完成设计任务。要求绘制适量图纸，编制计算机程序和撰写设计说明书。

设计任务：

1．在下列项目中选作4—5项

连杆机构的综合；连杆机构的运动分析； 连杆机构的动态静力分析；凸轮机构设计； 齿轮机构设计；真实运动规律的分析与飞轮设计 2．简单机械传动系统的方案拟定

说明：可以选择其中一项，或将两项任务组合。

考核方式：根据设计质量及答辩结果按5分制评定成绩。

机械设计

一、课程概况

课程名称：机械设计

课程类别：专业基础课 课程编号：145503141 学分： 3 学时： 45+15 开课学期：五

预修课程：机械制图，金属工艺学，金属学及热处理，理论力学，材料力学，公差配合及技术测量，机械原理，计算机算法语言等。

二、课程教学目标和要求

1、[教学目标]

（1）掌握通用零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，使学生具有设计传动装置和简单机械的能力；

（2）树立正确的设计思想，具有应用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力； （3）掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的基本训练； （4）对设计机械的新发展有所了解。 2、[课程要求]

（1）要求掌握的基本知识： 机械设计的一般知识。

机械设计的一般知识，机械零件的主要类型、性能、结构、特点、应用、材料、标准等。 （2）要求掌握的基本理论和方法: 机械设计原则。

机械零件的工作原理、受力分析、应力状态、失效形式等。

机械零件工作能力计算准则：体积强度与表面强度，刚度与柔度，摩擦、磨损与润滑，寿命与可靠性，热平衡、稳定性等。

计算载荷，条件性计算，等强度计算，当量法或等效转化法，试算法等。

改善载荷和应力的分布不均匀性，提高零件疲劳强度，改善局部品质，提高零部件工艺性的途径和方法，以及预应力、变形协调原则在设计中的应用等方法。 （3）要求掌握的基本技能：

设计计算、结构设计和制图技能，实验技能，查阅技术资料，编写技术文件等。

（4）学习本课程必须的先修课是：机械制图，金属工艺学，金属学及热处理，理论力学，材料力学，公差配合及技术测量，机械原理，计算机算法语言等。

三、教学内容与教学安排

1、[教学内容要点] 一、绪论

了解机械零件和部件、通用零件和专用零件的概念，了解机械设计课程的内容、性质和任务。了解机械设计的现状和发展。 二、机械设计总论

建立机械设计的总体概念，了解机械零件的失效形式及计算准则，了解机械零件的设计方法，了解机械零件设计的一般步骤，了解机械零件常用材料选用原则，理解机械设计中的标准化原则。

三、机械零件的强度

了解载荷和应力的分类，掌握静强度、疲劳强度计算中的概念和公式，了解材料疲劳曲线与极限应力图，能在极限应力图上用图解法确定零件极限应力，了解机械零件接触强度及其公式，了解提高机械零件疲劳强度的措施 四、摩擦、磨损和润滑概述

了解干摩擦、边界摩擦和流体摩擦的概念；了解摩擦的性质、磨损的分类，润滑油的粘度和影响粘度的因素；了解润滑剂、添加剂的经济本概念和润滑方式。 五、螺纹联接与螺旋传动

掌握螺纹和螺纹联接的基本知识、螺栓组联接的结构设计原则和受力分析；熟练掌握单个螺栓联接的强度计算理论和方法，以及螺纹联接的预紧与防松措施；熟练掌握提高螺纹联接强度的各种措施；掌握螺旋传动的设计计算。 六、键、花键和销联接

了解键联接的类型、结构、特点和应用，了解键联接的材料和许用应力，了解花键联接的类型、定心方式，工作特点和应用；掌握键的主要尺寸确定的方法；了解键联接的失效形式和强度校核方法，掌握平键联接的失效形式和强度计算；了解销联接种类和应用。 七、带传动

了解带传动的主要类型、工作原理、特点和应用，了解V带的类型与结构，理解带传动的力分析、欧拉公式，理解带的弹性滑动、打滑及传动比实现。了解带传动的失效形式和计算准则，掌握V带传动的设计计算方法，了解V带轮的材料、结构及尺寸确定，理解带传动的布置、张紧方式和张紧装置。 八、链传动

了解链传动的类型、特点和应用，了解链传动的运动特性（速度的不均匀性及动载荷）；了解滚子链的结构、特点与材料，理解链传动的受力分析方法，掌握滚子链传动的失效形式和传动的设计计算；理解链传动的布置、张紧与润滑。 九、齿轮传动

了解齿轮传动的类型、特点和应用，理解齿轮传动的失效形式和计算准则；掌握齿轮传动的计算载荷；掌握直齿圆柱齿轮传动的受力分析，掌握直齿圆柱齿轮传动的齿根弯曲强度计算及齿面接触强度计算；理解圆柱齿轮传动的设计参数、许用应力和精度等级选择，理解斜齿圆柱齿轮传动的受力分析。 十、蜗杆传动

了解蜗杆传动的类型、特点和应用，掌握普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算方法；了解蜗杆传动的失效形式和计算准则，了解蜗杆蜗轮材料的选择及其许用应力；掌握蜗杆传动的受力分析方法，掌握普通圆柱蜗杆传动的强度计算；了解蜗杆传动的精度等级选择及蜗杆、蜗轮的结构组成。 十一、滑动轴承

了解滑动轴承的用途与分类，了解径向滑动轴承的典型结构；理解滑动轴承的失效形式，掌握不完全液体润滑滑动轴承设计计算，掌握液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算。 十二、滚动轴承

了解滚动轴承的基本类型、结构特点及代号，理解基本额定寿命、基本额定动载荷及当量动载荷，掌握角接触球轴承（7类）和圆锥滚子轴承（3类）轴向载荷的计算方法，掌握滚动轴承基本额定寿命的计算方法，掌握滚动轴承的基本额定静载荷的计算。 十三、联轴器和离合器

了解联轴器和离合器的主要类型、结构、特点和应用场合，掌握联轴器和离合器的选择及计算方法。 十四、轴

了解轴的用途和分类，掌握轴的结构设计方法及强度计算方法，掌握提高轴的疲劳强度的措施。了解轴的材料及其选择方法，理解轴的结构设计原则。

2、[教学安排] 内 容 1．绪 论 2.机械零件设计基础 3.摩擦、磨损与润滑概述 及材料选用原则、零件工艺性 4.螺纹联接 5.键、花键和销联接 6.焊接、粘接合过盈联接 7.带传动 8.链传动 9.齿轮传动 10.蜗杆传动 11.轴 12.滑动轴承 13.滚动轴承 14.联轴器和离合器 15.弹簧 机 动 小 计 总 计 设计48学时,集中安排需3周

讲课 习题课 实验 1 1 1 3 2 1 3 3 6 3 6 3 3 2 2 2 45 60学时 3 3 3 3 3 15 四、教材及主要参考资料

教材：濮良贵主编：《机械设计》，高等教育出版社1997年第五版 主要参考资料： 1. 邱宣怀主编：《机械设计》，高等教育出版社1997年第四版 2. 董刚主编：《机械设计》，机械工业出版社1998年第三版 3. 龚桂义主编：《机械设计课程设计指导书》，高等教育出版社1997年第三版 4. 龚桂义主编：《机械设计课程设计图册》，高等教育出版社1997年第三版

五、作业与考核方式

作业：集中进行，需安排三周。

题目：机械传动装置或简单机械（以两级圆柱齿轮减速器为主体的机械传动装置为最低要求）。

工作量：部件装配图1张（0号图纸）；典型零件工作图2张；设计说明书1份（不少于6000字）。

课程设计后应进行答辩，单独按五级分评定成绩。 闭卷笔试考试

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