成都理工大学本科教学教案编写规范Word格式.docx
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学时分配
课堂讲授50学时；
实践课4学时
教材名称
作者
杨可桢
出版社及出版时间
2006.5
指定参考书
机械原理
机械设计
作者
孙桓
邱宣怀
吕慧瑛
高等教育出版社
上海交通大学出版社
授课教师
职称
单位
自动化系
授课时间
周次
第1周，第1次课
编写时间
章节名称
绪论
教学目的与要求：
对本课程所要学习的知识有一个初步的认识和了解。
教学重点和难点：
教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：
1、基本概念：
原动机，工作机，机构，构件，机械-机构-机器
2、本书主要内容：
常用机构和通用零件的工作原理、机构特点、基本的设计理论和计算方法
3、本课程在教学中的地位及先修课程
4、机械设计的基本要求：
良好的实用性能；
安全；
可靠、耐用；
经济；
符合环保要求。
一般过程：
七事一贯制原则。
作业及课外训练：
参考资料（含参考书、文献等）：
课后自我总结分析：
多举实际生活中常见的机械实例
第2周，第1次课
第二章：
第一节运动副及其分类
1、掌握自由度的概念
2、掌握运动副的概念和三种类型的运动副
运动副的概念和类型的判断
1、自由度：
构件做平面运动的自由度，做空间运动的自由度
2、运动副：
两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。
（1）低副：
面接触。
a、转动副：
只能在平面内相对转动
b、移动副：
只能沿某一轴线相对移动
（2）高副:
点或线接触
（3）空间副：
螺旋副，球面副
多举实物的例子，多用多媒体演示，使学生对实际的运动的连接属于何种运动副能够准确的分析。
第2周，第2次课
第一章，第二节平面机构运动简图
能够把实际机械画出其机构运动简图
机构运动简图的绘制
1、机构运动简图的定义：
详细分析运动简图的内容，要求，作用。
与运动示意图的区别。
2、三种运动副的表示方法
3、构件、一杆多副的表示方法
4、构件分类：
固定构件（机架）；
原动件（主动件）；
从动件
输入构件；
输出构件
5、通过实例，讲解简图的具体绘制方法。
讲解各种典型的运动简图的绘制
第2周，第3次课
第二章，第三节平面机构的自由度
能够进行各种机构自由度的计算
复合铰链，局部自由度，虚约束的判断和简化
1、平面机构自由度计算公式：
式（1-1）
2、活动构件，低副，高副的判断
3、机构具有确定运动的条件：
机构自由度F≥0，且F等于原动件数。
4、复合铰链，局部自由度，虚约束的判断和折算的运动副种类和数量。
5、通过典型实例，讲解平面机构自由度的计算和其中的注意事项。
多进行典型机构自由度计算的讲解和联系
第3周，第1次课
第一章，第四节速度瞬心及其在机构速度分析上的应用
1、掌握速度瞬心的概念及其求法
2、掌握瞬心在速度分析上的应用
1、三心定理
2、应用瞬心的知识求四杆机构等机构中的速度。
1、瞬心的概念，瞬心的数量式（1-2）
2、三种运动副的瞬心的确定
3、三心定理：
4、求四杆机构中的各个瞬心位置
5、式（1-3）表明两构件的角速度与其绝对瞬心至相对瞬心的距离成反比，在速度分析上的应用。
作业：
题1-1至1-14
对于画机构运动简图，计算机构自由度，应用瞬心进行速度分析，要根据典型例子多做讲解和练习。
第3周，第2次课
第二章，第一节平面四杆机构的基本类型及其应用
1、掌握铰链四杆机构的类型
2、掌握四杆机构的演化
1、三种铰链四杆机构
2、丝杆机构的各种演化
1、四杆机构的概念，优缺点，应用。
2、铰链四杆机构：
机架，连杆，连架杆，曲柄，摇杆，整转副，摆动副
（1）曲柄摇杆机构
（2）双曲柄机构
（3）双摇杆机构
3、演化型式：
（1）含一个移动副的四杆机构
（2）含两个移动副的丝杆机构
（3）具有偏心轮的四杆机构
（4）四杆机构的扩展
用多媒体演示，分析各种机构的运动形式
第3周，第3次课
第二章，第二节平面四杆机构的基本特性
1、掌握铰链四杆机构有整转副的条件
2、掌握平面四杆机构的三个基本特性
1、铰链四杆机构有整转副的条件
2、平面四杆机构的三个基本特性
1、整转副条件：
2、铰链四杆机构类型的判断：
依据所含整转副的情况来判断
3、急回特性：
4、压力角和传动角：
5：
死点位置：
每个知识点都要结合多媒体演示，使学生充分理解掌握
第4周，第1次课
第二章，第三节平面四杆机构的设计
1、掌握图解法设计四杆机构
2、了解解析法和图普法设计四杆机构
图解法设计四杆机构
1、按照给定的行程速度变化系数设计四杆机构（图解法）
2、按给定连杆位置设计四杆机构（图解法）
3、按照给定两连架杆对应位置设计四杆机构（解析法和几何实验法）
4、按照给定点的运动轨迹设计四杆机构
题2-3，2-4，2-6
图解法详细讲解，要求学生务必掌握
第4周，第2次课
第三章，第一节至第三节
1、掌握凸轮的各种类型和应用
2、掌握从动件的三种典型运动规律
3、掌握凸轮机构的压力角
1、从动件的运动规律
2、凸轮机构的压力角
1、凸轮类型：
（1）按照凸轮的形状分类：
（2）按照从动件的型式分类
2、凸轮的优缺点和应用实例
3、从动件的运动规律：
（1）等速运动：
（2）简谐运动（又称余弦加速度运动）
（3）正弦加速度运动
4、凸轮压力角与作用力的关系：
作用力F可分解为有用分力F’和有害分立F”且
5、压力角与凸轮机构尺寸的关系：
（图3-7）
通过对凸轮压力角的分析，引导学生认识凸轮受力情况、效率及优缺点。
第4周，第3次课
第三章，第四节至第五节
1、掌握图解法设计凸轮轮廓
2、了解解析法设计凸轮轮廓
图解法设计凸轮轮廓
1、直动从动件盘型凸轮轮廓的绘制：
（图解法）
（1）偏置尖顶直动从动件盘型凸轮
（2）滚子直动从动件盘型凸轮
（3）平底直动从动件盘型凸轮
2、摆动从动件盘型凸轮轮廓的绘制（图解法）
3、滚子直动从动件盘型凸轮轮廓的设计（解析法）
4、平底直动从动件盘型凸轮轮廓的设计（解析法）
题3-1，3-2，3-3
直动从动件盘型凸轮轮廓的绘制：
（图解法）务必掌握。
第5周，第1次课
第四章，第一节至第三节
1、掌握齿轮的特点和类型
2、掌握齿廓实现定角速比传动的条件
3、渐开线的形成和特性
1、齿廓实现定角速比传动的条件
2、渐开线的形成和特性
1、齿轮机构的特点和类型
2、齿廓实现定角速比传动的条件：
不论齿廓在任何位置接触，过接触点所作的齿廓公法线都必须与
连心线交于一定点。
3、渐开线的形成，五个特性：
渐开线的五个特性要详细讲解，学生能够熟练掌握与灵活应用
第5周，第2次课
第四章，第三节至第五节
1、理解渐开线齿廓满足角速比要求
2、掌握齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸
3、掌握渐开线标准齿轮的正确啮合条件
1、渐开线齿轮的两个特点
2、齿轮的各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸3、渐开线
3、标准齿轮的正确啮合条件
1、渐开线齿廓满足角速比要求（图4-5），从几何关系分析齿轮的渐开线齿轮传动的可分性和传动的平稳性
2、齿轮各部分名称（图4-6）；
模数的概念及公式
，模数的重要性及GB规定的标准模数系列化；
我国规定的分度圆上的标准压力角为20°
3、渐开线标准齿轮的基本尺寸的关系公式：
4、渐开线标准齿轮的正确啮合条件（直齿圆柱齿轮）：
5、一对齿轮的传动比可表示为：
三个主要知识点都需要从理论上讲解详细，学生能够充分掌握
第5周，第3次课
第四章，第五节至第七节
1、掌握齿轮的标准中心距和重合度
2、理解渐开线齿轮的切齿原理
3、掌握根切、最少齿数的概念和变位齿轮特点及类型
1、齿轮啮合的重合度
2、范成法切齿原理
3、根切、最少齿数，变位齿轮
1、标准中心距：
尺寸上要求五齿侧间隙，实际润滑所需间隙由尺寸公差保证
2、齿轮啮合的重合度：
齿轮连续传动的条件，标准齿轮传动，制定标准时已保证其重合度大于1。
但对于非标准齿轮传动必须验算其重合度
3、成形法切齿：
盘形铣刀，指状铣刀
4、范成法切齿：
（1）齿轮插刀
（2）齿条插刀（3）齿轮滚刀
5、根切和最少齿数：
要避免根切，最少齿数是17
6、变位齿轮及其齿厚的确定：
（1）变位齿轮相对于标准齿轮的三个优点
（2）变位后，齿距、模数，压力角，分度圆，基圆保持不变
（3）变位后，分度圆上的齿槽宽和齿厚不等
滚齿，变位齿轮要详细讲解，学生能够熟练掌握
第6周，第1次课
第四章，第八节至第九节
1、掌握平行轴斜齿轮机构
2、掌握锥齿轮机构
1、斜齿轮的几何尺寸
2、锥齿轮的几何尺寸
1、斜齿轮啮合的共轭齿廓曲面：
（1）形成
（2）斜齿轮正确啮合的条件：
模数相等，压力角相等，螺旋角大小相等方向相反。
2、斜齿轮各部分名称和几何尺寸计算：
表4-4渐开线正常齿标准斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
3、斜齿轮传动的重合度：
（4-25）比直齿大
4、斜齿轮的优缺点，人字齿，螺旋角β一般取8°
-20°
5、锥齿轮的概述：
外锥距
6、直齿锥齿轮几何尺寸计算：
以大端为标准。
表4-5Σ=90°
标准直齿锥齿轮的几何尺寸计算
分类：
不等顶隙收缩齿和等顶隙收缩齿。
题4-1，4-11，4-12
理论知识结合多媒体空间实体图形，学生深入掌握斜齿和锥齿的几何尺寸和传动特点。
第6周，第2次课
第五章，第一节至第二节
1、轮系种类和应用
2、定轴轮系及其传动比计算
定轴轮系传动比计算方法
1、轮系的分类：
定轴轮系、周转轮系。
（5分钟）
2、传动比的计算：
（5分钟）
3、判断两轮转向的方法：
（1）用“＋”“－”表示：
（外啮合齿轮：
两轮转向相反，用“－”表示；
内啮合齿轮：
两轮转向相同，用“＋”表示。
）
（2）画箭头：
外啮合时：
两箭头同时指向（或远离）啮合点，头头相对或尾尾相对。
内啮合时：
两箭头同向。
（20分钟）
4、蜗轮蜗杆转向的判断：
右旋蜗杆：
伸出右手，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的切向速度v2的方向与拇指指向相反。
左旋蜗杆：
用左手判断，方法一样。
（15分钟）
5、定轴轮系传动比的数值计算公式：
6、例题5-1等（20分钟）
习题5-1，5-2
通过轮系的动画演示，加深学生对轮系类型的理解与掌握。
通过例题让学生深入掌握定轴轮系传动比的计算方法。
第7周，第1次课
第五章，第三节至第四节
1、周转轮系的组成
2、周转轮系传动比的计算
3、复合轮系及其传动比的计算
1、周转轮系传动比的计算
2、复合轮系传动比的计算
1、周转轮系的组成：
行星轮、行星架和中心轮。
2、周转轮系的分类：
差动轮系（F=2）、行星轮系（F=1）（5分钟）传动比的计算：
3、反转原理：
给周转轮系施以附加的公共转动－ωH后，不改变轮系中各构件之间的相对运动，但原轮系将转化成为一新的定轴轮系，可按定轴轮系的公式计算该新轮系的传动比。
4、周转轮系传动比的计算公式：
（10分钟）
5、复合轮系传动比计算思路：
将复合轮系分解为基本轮系，分别计算传动比，然后根据组合方式联立求解。
轮系分解的关键是：
将周转轮系分离出来。
6、例题5-2、5-3、5-4等（35分钟）
习题5-3，5-10
通过相关的例题让学生深入掌握周转轮系及复合轮系传动比的计算方法。
第7周，第2次课
3、轮系种类和应用
4、定轴轮系及其传动比计算
第8周，第1次课
第五章，第五节至第六节
1、轮系的应用
2、常见特殊的行星传动
3、行星轮系传动的优缺点
1、合成运动与分解运动
2、渐开线少齿差行星传动
1、轮系的功能：
（40分钟）
1）获得较大的传动比，而且结构紧凑。
一对齿轮：
i<
8，轮系的传动比i可达10000。
2）实现分路传动，如钟表时分秒针；
3）换向传动
4）实现变速传动
5）运动合成——加减法运算
6）运动分解——汽车差速器
2、渐开线少齿差行星齿轮传动：
在2K-H行星轮系中，去掉小中心轮，将行星轮加大使与中心轮的齿数差z2-z1＝1～4，称为少齿差传动。
3、摆线针轮传动：
行星轮齿廓曲线为摆线（称摆线轮），固定轮采用针轮。
4、谐波齿轮传动（10分钟）
5、汽车差速器讲解（10分钟）
课外训练：
习题5-13
结合常见的实例加强学生对轮系主要应用的理解和掌握。
第8周，第2次课
第六章，第一节至第二节
1、理解棘轮机构的工作原理、类型、特点及应用
2、掌握棘爪的工作条件
3、掌握棘轮、棘爪的计算方法及棘轮齿形的画法
4、槽轮机构的工作原理及主要参数
1、棘爪的工作条件
2、棘轮齿形的画法
1、棘轮机构的工作原理及特点：
原理——主动件棘爪作往复摆动，从动件棘轮作单向间歇转动；
特点——结构简单，便于调整转动角度；
有较大冲击和噪音，精度较差。
（10分钟）
2、棘轮机构的类型：
1）外啮合棘轮机构和内啮合棘轮机构；
2）单动式棘轮机构和双动式棘轮机构；
3）双向式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。
（15分钟）
3、棘爪工作条件：
正压力对棘爪回转中心的力矩大于摩擦力对棘爪回转中心的力矩，即
FnsinφL>
FfcosφL
∵Ff=Fnf和f=tanρ
tanφ>
f=tanρ
∴φ>
ρ
4、棘轮齿形的画法：
根据图6-6。
5、槽轮机构的工作原理：
主动件拨盘以等角速度作连续回转，从动件槽轮作间歇转动。
（10分钟）
6、槽轮机构的主要参数：
槽数z和拨盘圆销数K（20分钟）
通过棘轮机构和槽轮机构的动画演示，加深学生对这两种机构的理解与掌握。
第9周，第1次课
第六章，第三节至第四节
1、理解不完全齿轮机构的工作原理及特点
2、了解凸轮间歇运动机构的工作原理及特点
1、不完全齿轮机构的工作原理
2、凸轮间歇运动机构的工作原理
1、不完全齿轮机构的工作原理：
由一般的渐开线齿轮机构演变而成的一种间歇运动机构。
主动齿轮、从动齿轮和机架（5分钟）
2、不完全齿轮机构的特点：
时间角度变化范围大-设计灵活；
工艺复杂，冲击较大-适用低速轻载。
3、不完全齿轮机构的类型：
外啮合不完全齿轮机构、内啮合不完全齿轮机构及不完全齿轮齿条机构应用：
用于多工位、多工序的自动机和半自动机工作台的间歇转位，以及计数机构和某些间歇进给机构中。
（5分钟）
4、凸轮间歇运动机构的工作原理：
主动凸轮、从动转盘和机架组成；
主动凸轮作等角速度回转，从动转盘作单向间歇回转。
5、凸轮间歇运动机构的特点：
结构简单、运转可靠、传动平稳。
可避免刚性冲击和柔性冲击。
不需要附加的定位装置，加工、装配要求较高。
6、凸轮间歇运动机构的类型：
圆柱凸轮间歇运动机构和蜗杆形凸轮间歇运动机构。
主要应用：
拉链嵌齿机技术、火柴包装机。
习题6-1，6-2
通过相关的实例让
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