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1、机械原理及设计()AMechanical Theory and Machine Design ()A课程编号：（由教务处统一编写）学 分： 3 学 时： 50 （讲课学时50（含上机学时4） 实验单独列课）先修课程：高等数学、工程图学、工程力学适用专业：机械设计制造及自动化、机械电子、车辆工程、建筑环境等教 材：机械原理教程 申永胜 清华大学出版社 1999年8月第1版开课学院：机械工程学院一、课程的性质与任务机械原理课程是机械类各专业中研究机械共性问题的一门主干技术基础课。它的任务是使学生掌握机构学和机械动力学的基础理论、基本知识和基础技能，并初步具有拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。
2、本课程在培养中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、方案设计能力、开发创新能力的作用。二、课程的基本内容及要求绪论1、教学内容明确本课程研究的对象、内容和性质，以及在培养高级工程技术人才全局中的地位、任务和作用。对机械原理学科的发展趋势有所了解。2、基本要求了解本课程的性质、研究对象与内容；掌握机构、机器、机械等基本概念；了解机械产品设计的全过程及本课程在产品设计中的地位、作用。第一章、机构的组成与结构1、教学内容（1）机构的组成 构件、运动副、平面高副和低副； （2）机构运动简图 机构运动简图的定义、绘制方法、运动简图的作用； （3）平面机构的自由度计算 机构自由度
3、概念、自由度计算公式、运动链成为机构的条件、计算自由度注意事项； （4）机构组成原理及结构分析 平面机构的高副低代、机构的杆组分析、拆杆组、机构的组成原理；2、基本要求 能绘制常用平面机构的运动简图，掌握平面机构的自由度计算方法，掌握平面机构的高副低代方法，了解平面机构组成的基本原理。第二章、连杆机构1、教学内容（1）平面连杆机构的类型 平面四杆机构的基本类型及其演化；（2）平面连杆机构的工作特性 运动特性、传力特性；（3）平面连杆机构的运动分析 瞬心及速度分析的瞬心法、运动分析的解析法；（4）平面连杆机构的运动设计 刚体导引机构的设计、函数生成机构的设计、急回机构的设计。2、基本要求 了解平
4、面四杆机构的基本形式、演化和应用；掌握曲柄存在的条件、传动角、死点、极位夹角和行程速比系数等内容；掌握按已知连杆三位置、连架杆三对应位置和行程速比系数设计平面四杆机构；掌握用瞬心法对简单高、低副机构进行运动分析,了解用解析法进行运动分析。第三章、凸轮机构1、教学内容（1）凸轮机构的组成、类型、特点及应用；（2）从动件运动规律的设计 凸轮机构的运动学设计参数、常用运动规律的线图、方程及特性、从动件运动规律的选择原则、运动规律的组合与优化；（3）凸轮轮廓线设计 图解法、解析法设计凸轮轮廓曲线；（4）凸轮机构基本尺寸的设计 基圆半径、压力角、滚子半径的确定。2、基本要求 了解凸轮机构的应用及分类；理
5、解从动件常用运动规律及其特点；掌握凸轮机构的压力角；掌握盘形凸轮机构基本尺寸的确定方法；掌握图解法设计盘形凸轮轮廓线；掌握反转法的应用。第四章、齿轮机构1、教学内容 （1）齿轮机构的类型； （2）齿廓啮合基本定律； （3）渐开线齿廓 渐开线的形成及性质、渐开线齿廓的啮合特性； （4）渐开线标准直齿圆柱齿轮 齿轮各部分名称、基本参数、几何尺寸的计算； （5）渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 正确啮合条件、无齿侧间隙啮合条件、连续传动条件； （6）渐开线齿轮的加工 范成法加工基本原理、用标准齿条型刀具加工齿轮、渐开线齿廓的根切、避免根切的措施；（7）渐开线直齿圆柱齿轮传动设计 传动类型及选择、齿轮传动
6、的设计步骤；（8）斜齿圆柱齿轮机构 斜齿圆柱齿轮的形成、基本参数、平行轴斜齿轮机构的啮合传动；（9）圆锥齿轮机构 直齿圆锥齿轮齿廓的形成、直齿圆锥齿轮的啮合传动、传动设计。2、基本要求 了解齿轮机构的类型和应用，掌握齿廓啮合基本定律，理解渐开线直齿圆柱齿轮传动特性（定传动比、可分性、连续啮合传动条件等）；掌握标准直齿轮圆柱齿轮传动的基本参数和几何尺寸的计算方法，了解渐开线齿轮的范成法加工原理、根切、最少齿数、变位齿轮、齿轮传动类型；理解平行轴斜齿圆柱齿轮轮廓曲面的形成、啮合特点；掌握标准斜齿圆柱齿轮几何尺寸的计算方法；了解直齿圆锥齿轮齿廓的形成原理、掌握背锥、当量齿数等概念，能进行基本尺寸计算
7、。第五章、轮系及其传动比计算1、教学内容 （1）轮系的类型 定轴轮系、周转轮系、混合轮系； （2）轮系的传动比 定轴轮系的传动比、周转轮系的传动比、混合轮系的传动比；（3）轮系的功能；（4）轮系的设计 。 2、基本要求了解轮系的分类和应用，掌握定轴、周转和混合轮系传动比的计算方法，了解行星轮系各个齿数的确定方法和行星轮系的功用。第六章、间歇运动机构1、教学内容（1）间歇运动机构设计的基本问题 （2）棘轮机构 棘轮机构的组成、工作原理、机构类型、特点和功能；（3）槽轮机构 槽轮机构的组成、工作原理、机构类型、特点和功能；（4）其它间歇运动机构简介 不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构等。2、基本要
8、求 了解常用间歇运动机构的工作原理、运动特点及应用。第七章、其它常用机构1、教学内容（1）螺旋机构 螺旋机构的工作原理、类型、特点和功能；（2）摩擦轮机构 摩擦轮机构的工作原理、类型、特点和功能；（3）挠性传动机构 挠性传动机构的工作原理、类型、特点和功能；（4）液压、气动机构简介。2、基本要求 了解几种其它常用机构的工作原理、运动特点及应用。第八章、组合机构1、教学内容（1）机构的组合方式 串联式、并联式、反馈式、复合式；（2）组合机构的类型及功能；（3）组合机构的设计。2、基本要求 了解组合机构的组合方式、常用组合机构的类型及功能。第九章、开式链机构1、教学内容（1）开式链机构的特点及功能
9、；（2）开式链机构的组成与结构；（3）开式链机构的运动学分析。2、基本要求了解开式链机构的功能特点及工程应用，了解常见开式链机构的结构与分类，了解开式链机构运动学分析的内容和方法。第十章、机械系统动力学1、教学内容（1）作用在机械上的力及机械的运转过程；（2）机械的等效动力学模型 等效力矩、等效力、等效质量、等效转动惯量；（3）机械速度波动及调节方法 周期性、非周期性速度波动及其各自的调节方法；（4）飞轮设计 飞轮设计的基本原理、飞轮主要尺寸的确定；2、基本要求了解建立单自度机器系统等效力学模型，机器真实运动方程式的求解方法；了解飞轮的调速原理和特点；掌握飞轮转动惯量简易计算法；了解非周期性速
10、度调节的概念。第十一章、机械的平衡1、教学内容（1）机械平衡的分类 转子的平衡、机构的平衡；（2）刚性转子的平衡设计 静平衡设计、动平衡设计；（3）平面机构平衡设计简介。2、基本要求掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法，了解平面四杆机构的平衡原理。第十二章、机械的摩擦1、 教学内容（1）机械中的摩擦 移动副中的摩擦、转动副中的摩擦；（2）机械效率和自锁 机械自锁的条件。 2、基本要求了解移动副中的摩擦、转动副中的摩擦，机械自锁的条件及自锁。三、 课程学时分配 章 节讲课实验上机绪 论1第一章、机构的组成与结构6第二章、连杆机构74第三章、凸轮机构6第四章、齿轮机构13第五章、轮系4第六章、间歇运
11、动机构2第七章、其它常用机构1第八章、组合机构1第九章、开式链机构1第十章、机械系统动力学4第十一章、机械的平衡2第十二章、机械的摩擦2下篇 机械系统的方案设计0总 计504四、大纲说明1. 本课程实验要求见机械原理实验教学大纲。实验参考学时8学时左右，可以单独为一门课程，也可和课程一起进行。2. 本课程的课程设计见机械原理课程设计教学大纲。教材的第三篇内容主要在课程设计过程中进行讲解与学习。3. 本课程采用多媒体教学。4. 每次课后布置12条作业，可另行布置一些思考题供学生理解教学内容。五、参考书目1. 机械原理，华大年主编，高等教育出版社，19992. 机械原理教程，申永胜主编，清华大学出版社，19993. 机械原理（第七版），郑文纬、吴克坚主编，高等教育出版社，19974. 机械设计原理，邹慧君主编，上海交通大学出版社，1995 制定人：尹小琴 审定人：杨超君批准人：任乃飞 2003年9月23日
