《机械原理》教学大纲

绪论

掌握机械原理课程研究的对象 掌握机构、机器、构件、零件等概念

第一章 平面机构的结构分析

1.1 内容提要

本章学习的内容是：1）平面机构组成的基本知识，既平面运动副及其分类，平面运动链和平面机构的意义。2）平面机构自由度的计算和平面机构具有确定运动的条件。3）平面机构运动简图的绘制方法。 1.2 本章重点

本章的重点是：机构中的构件、运动副、运动链、机构、自由度和虚约束等概念，机构运动简图的绘制，机构具有确定运动的条件和平面机构自由度的正确计算。 掌握平面机构的组成原理、结构分析、分类以及高副低代等内容。 1.3 本章考点

本章的考点有以下几方面：

①有关机构中的构件、运动副、运动链、机构、自由度、复合铰链、局部自由度和虚约束等基本概念。 ②正确运用规定的符号绘制常用机构的机构运动简图。 ③机构具有确定运动的条件和平面机构的自由度计算。

在计算平面机构的自由度时，应注意机构中是否在复合铰链、局部自由度和虚约束，并给予正确的处理。

第二章 平面机构的运动分析

2.1 内容提要

当已知原动构件运动规律时，确定机构其余构件上拟研究的点的位移、速度和加速度以及求这些构件的角速度和角加速度。方法有相对运动图解法、解析法等，我们主要学习相对运动图解法。 2.2 本章重点

速度瞬心的概念，三心定理的运用，用速度瞬心法作机构的速度分析，用矢量方程图解法作机构的速度及加速度分析。用解析法作机构运动分析的重点是通过机构位置矢量多边形建立机构的位置矢量方程。 2.3 本章难点

对具有共同转动且有相对移动的两构件重合点间的运动参数的求解，关键是重合点的选取及含有科氏加速度时机构的加速度图解分析。 2.4 本章考点

①速度瞬心的概念和三心定理的正确运用。

②用速度瞬心法作机构的速度分析。

③用矢量方程图解法作机构的运动分析以及速度影像和加速度影像原理的应用。 ④用综合法对复杂机构进行速度分析。

⑤用解析法作机构的运动分析，关键是建立机构位置矢量封闭方程式。

第三章 平面连杆机构及其设计 3.1 内容提要

1）铰链四杆机构的基本型式及其演化 2）铰链四杆机构有曲柄的条件

3）连杆机构的几个基本概念。即：压力角，传动角，行程速度变化系数和死点 4）平面连杆机构的运动设计 3.2 本章重点

平面四杆的基本型式及其演化，平面四杆机构的若干基本知识，平面四杆机构的基本设计方法。 3.3 本章难点

用反转法确定所设计四杆中活动铰链的位置 3.4 本章考点

①绘制平面连杆机构运动简图，并确定该机构类型；

②根据机构中给定的各个长度（或尺寸范围）来确定属于何种铰链四杆机构；

③根据机构中给定的各杆长度判定机构有无急回特性和死点位置，确定行程速比系数K和最小传动角γmin；

④已知活动铰链中心的位置设计四杆机构，以实现二个（或三个）预定的连杆位置； ⑤已知固定铰链中心的位置设计四杆机构，以实现二个（或三个）预定的连杆位置；

⑥已知固定铰链中心的位置设计平面四杆机构，以实现预定的两连架杆二对（或三对）对应位置； ⑦按行程速比系数K设计四杆机构； ⑧设计由n个四杆机构组成的多杆机构。

第四章 凸轮机构及其设计

4.1 内容提要

1）凸轮机构从动件常用运动规律的特性（位移、速度、加速度）分析和使用选择。 2）用作图法设计凸轮轮廓，主要讨论平面凸轮轮廓实现从动件已知运动规律的设计 4.2 本章重点

推杆常用的运动规律及其特性，平面凸轮轮廓曲线的设计和凸轮机构基本尺寸的确定。 4.3 本章难点

反转法，反转法既是凸轮廓线的基本方法，也是凸轮机构分析常用的方法。 4.4 本章考点

①推杆常用的四种运动规律的特点及应用场合。

②平底、滚子推杆凸轮机构理论廓线与实际廓线之间的关系。

③已知凸轮机构某一位置的机构简图，分析凸轮机构，如凸轮转过某角度δ，求推杆的位移，求推杆的行程h或Φmax等。

④凸轮机构压力角的概念，求凸轮机构在某一位置的压力角的大小及凸轮机构的压力角与凸轮机构受力的关系。

第五章齿轮机构及其设计

5.1 内容提要

1）齿廓啮合基本定律，渐开线及其性质，渐开线齿轮传动的正确啮合条件，可分性及其啮合过程。 2）齿轮各部分名称、符号和标准齿轮的几何尺寸计算。 3）重迭系数。

4）展成法切制渐开线轮齿的原理、根切现象、干涉现象、最少齿数和渐开线齿轮的移距变位原理以及变位齿轮的基本概念。 5）变位齿轮的几何尺寸计算。

6）斜齿轮圆柱齿轮齿廓曲面的形成，啮合特点，当量齿数和几何尺寸计算。 7）空间齿轮（包括螺旋齿轮、蜗杆蜗轮和圆锥齿轮）的基本知识和特点。 5.2本章重点

本章重点为外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的基本理论及设计计算，变位齿轮传动及其设计，斜齿轮、蜗轮蜗杆、圆锥齿轮传动与直齿圆柱齿轮传动的联系及其自身的特点。 5.4 本章考点

①渐开线直齿圆柱齿轮啮合原理； ②渐开线的性质；

③标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算；

④齿轮的切削加工原理、根切现象及最小齿数； ⑤变位齿轮的设计；

⑥用图解法和解析法求重合度，重合度的意义； ⑦斜齿圆柱齿轮的特点及设计计算； ⑧当量齿轮、当量齿数及其用途；

⑨蜗轮蜗杆传动的特点、设计计算及旋向的确定。

第六章轮系及其设计

6.1 内容提要

本章主要讨论轮系传动比的计算，先讨论定轴轮系传动比的计算，接着讨论周转轮系传动比的计算，最后讨论混合轮系传动比的计算，而周转轮系传动比的计算是重点。此外还介绍了轮系的类型和功用。 6.2 本章重点

本章的重点为轮系传动比的计算，特别是复合轮系传动比计算 6.3 本章重点

本章重点为复合轮系的传动比计算，关键是正确区分轮系 6.4 本章考点

本章的考点有以下几个方面： ①轮系的基本概念； ②轮系传动比的计算；

③轮系自由度的计算； ④齿轮转向的确定； ⑤轮系的功用。

第七章 其他常用机构

7.1 内容提要

本章就常用的万向联轴节的传动比、螺旋机构中位移和转角关系和间歇运动机构的型式等基本知识作一简单介绍 7.2本章重点

本章重点为棘轮机构、槽轮机构及万向联轴器的组成、运动特点、应用

第八章 机构运动方案的拟定

8.1 内容提要

本章介绍机械系统方案的拟定(包括机械原始运动参数的确定；各执行构件间的协调配台；工作循环图的拟定；机械传动系统方案拟定的要点；设计方法简介)及常用机构的类型、特点和选用。 8.2 本章重点

为了满足机械的工作要求，一般都需要采用多种机构通过适当方式，组合成机械系统才能实现。

第九章 平面机构的力分析

9.1 内容提要

1）移动副和转动副中的摩擦，讨论运动副中总反力作用线如何确定，摩擦力或摩擦力矩的计算。 2）不计摩擦时，机构作已知规律运动情况下，用动态静力法求机构中各运动副中的反作用力和需加于原动件上的平衡力或平衡力偶矩。 9.2 本章重点

本章的重点是：作用在机械上的力、运动副中摩擦力确定、构件惯性力的确定和平面机构的动态静力分析。 9.3本章考点

本章考点是用图解法作机构的动态静力分析，主要有以下几个方面： ①构件惯性力的确定、运动副中摩擦力的确定； ②低副机构的动态静力分析； ③高副机构的动态静力分析。

第十章 平面机构的平衡

10.1 内容提要

1）质量分布在同一回转面内，要求达到静平衡的条件 2）质量分布不在同一回转面内，要求达到平衡的条件 10.2 本章重点

本章重点是刚性转子的静平衡和动平衡的基本原理及计算方法 10.3 本章难点

本章难点是刚性转子的动平衡计算 10.4 本章考点

①机构平衡的一般概念； ②转子的静平衡计算； ③转子的动平衡计算。

第十一章 机器的效率

11.1 内容提要

本章讨论的内容是：1）机器运动三个时期的功能关系。机器的运转分为起动时期、稳定运动时期和停车时期。2）单一机器的效率计算方法。3）从效率的观点来说明机器的自锁现象。4）斜面、螺旋和蜗杆蜗轮的效率计算。 11.2 本章重点

考虑摩擦时各种运动副中的力分析、机械效率的计算和计算自锁条件的确定 11.3 本章难点

平面机构中运动副总反力作用线的确定和机械自锁条件的确定 11.4 本章考点

①运动副中摩擦力（矩）的确定，总反力作用线的确定； ②考虑摩擦时机构的受力分析；

③机构在正反行程时的效率及自锁条件的确定。

第十二章 机器的运转及其速度波动的调节

12.1 内容提要

1）等效力和等效力矩，等效质量和等效转动惯量 2）周期性速度波动的调节 12.1本章重点

单自由度机械系统等效动力学及其运动方程式和机械运转速度波动及其调节方法 12.3本章考点

①平面连杆机构的等效转动惯量和等效力矩的计算（常与机构的速度分析相结合）； ②轮系中的等效转动惯量和等效力矩的计算（常与轮系传动比的计算相结合）； ③飞轮转动惯量的确定。