机械原理教案.docx
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机械原理教案
《机械原理》教案
课程名称：
机械原理
课程性质：
技术基础课程
授课班级：
农机、机制
授课教师：
林金龙
学时
54（周
4学时）
教材：
《机械原理》东南七版
-----
高等教育出版社
机械原理是机械类各专业的一门主干技术基础课程。
它在培养学生的机械设计能力和创新能力所需的知识、能力和素质结构中，占有十分重要的地位。
本课程的任务是使学生掌握机构学和机器动力学的基础理论、基本知识和基本技能，学会常用机构的分析和综合方法，并具有进行机械系统运动方案设计的初步能力。
在培养高级机械工程技术人才的全局中，本课程为学生今后从事机械设计、研究和开发创新奠定必要的基础，并且有增强学生对机械技术工作适应能力的作用。
总学时54（周4学时）：
其中理论课48学时，实验课6学时，实验课内容：
1、机构认识实验（课外）
2、机构简图测绘；
3、齿轮范成实验；
4、转子动平衡。
《机械原理》教案授课人林金龙
学习《机械原理》课程的要求及有关事项
一．本课程为考试课。
?
二、平时作业占总成绩的20%，期末考试占总成绩的80%。
?
三、按时交作业，每周一上课前交作业，晚交扣分，欠作业1/3者不得参加考试。
?
本课程有3个选作的大作业，需编程上机完成后，可在100分的基础上加分，但不得抄袭。
?
四、严格考勤制度，病假事先托同学交上假条，否则按旷课处理。
?
五、各班选一名课代表（责任心强的同学），负责收发作业，及时反映同学意见与建议。
1
《机械原理》教案1
一、授课章节
第0
章绪论；
第1
章机构的组成和结构
§1机构的组成
二、教学目的及要求
1．明确本课程的研究对象、内容以及它的地位、任务和作用。
对本学科的发展状况和趋势有所
了解。
了解机械、机器、机构、构件和零件的概念。
2．了解机构的组成，掌握构件、运动副、运动副元素、运动链的概念。
三、教学重点：
1．机器、机构、机械的概念；2．运动副的定义、分类；3．机构的组成。
四、教学难点：
机器的特征、运动副的分类、运动副约束。
五、教学方法：
多媒体
六、教学过程：
内容及学时
设计思想
教学
教学
详细教学过程和内容
模式
行为
介绍本课程
1、以内燃机为例，介绍本课程研究的对
绪论
性质、内容
举例
讲述
象、内容；
（1学时）
2、学习本课程的目的及学习《机械原理》
课程的要求及有关事项。
一、构件
二、运动副（表1－1）
作业及
小结
掌握机
器、机构、
机械的概
念
构件、运动副的定义、分类；运动链的概念；机构的组成。
（1学时）
运动副：
两构件通过直接接触组成的一
种可动联接称为运动副。
运动副元素：
两构件参与接触而构成运
动副的部分称为运动副元素。
结合动画实
1、低副：
两构件通过面接触而形成的
例分析典型
运动副（回转副，移动副）。
举例
机构，进而引
讲述
分析
2、高副：
两构件通过点、线接触而形
出本节各个
概念。
成的运动副（齿轮副，凸轮副）。
三、运动链
由若干个构件通过运动副联接组成的
构件系统称为运动链。
四、机构
运动链中的一个构件固定作为机架时则
这种运动链称为机构。
掌握运动
副的分
类，高副、
低副的定
义。
《机械原理》教案授课人林金龙
《机械原理》教案2
一、授课章节
第1章机构的组成和结构§2机构运动简图
§3运动链成为机构的条件
二、教学目的及要求
能熟练绘制机构运动简图，能正确计算平面机构的自由度。
三、教学重点：
1．机构运动简图的绘制；
2．平面机构自由度的计算。
四、教学难点：
机构运动简图的绘制、平面机构自由度的计算。
五、教学方法：
多媒体与板书
六、教学过程：
内容及学时
设计思想
教学
教学
详细教学过程和内容
模式
行为
通过分析机
一、机构运动简图的绘制
器实例，引出
机构运动简图定义：
用简单的线条和规定
机构运动简
机构运动简
讲述、
的运动副符号，按照一定的比例尺所绘制
图的绘制目
举例
学生5
图的绘制
的。
分析
分钟练
的图形。
（0.6学时）
习
二、运动副与构件的表示法（表
1－2）
三、机构运动简图绘制方法和步骤
一、平面运动链的自由度计算公式
F3n
2p5
p4
二、运动链成为机构的条件
平面运动链
原动件数目=运动链的自由度数
自由度计算
三、计算机构自由度时应注意的事项
公式；运动
通过分析实
1）复合铰链
两个以上构件在同一处
链成为机构
例，引出自由
举例
讲述
的条件及计
度计算的意
分析
以转动副相联接，所构成的运动副称
算自由度的
义。
为复合铰链。
注意事项。
2）局部自由度
对整个机构运动无关
（1.4学时）
的自由度称为局部自由度。
3）虚约束
对机构不起独立限制
作用的约束称为虚约束。
四、综合举例
作业及
小结
1.1a,d
掌握机构
运动简图
的绘制方
法。
1.2b,c
1.3
掌握平面
机构自由
度计算的
计算方法。
1
《机械原理》教案授课人林金龙
《机械原理》教案3
一、授课章节
第1章机构的组成和结构
§4机构的组成原理和结构分析第2章连杆机构
§1平面连杆机构的类型
二、教学目的及要求
能对平面机构进行杆组分析，了解平面连杆机构的基本形式及其演化。
三、教学重点：
1.能对二级机构进行结构分析；
2.平面连杆机构的基本形式。
四、教学难点：
机构的结构分析。
五、教学方法：
多媒体
六、教学过程：
内容及学时
设计思想
教学
教学
详细教学过程和内容
模式
行为
一、机构的组成原理
杆组：
不可拆分的自由度为零构件组合。
机构的组成原理：
把若干个自由度为零的
机构的组成
通过分析实
基本杆组依次联接到原动件和机架上，
例，介绍基本
原理和结构
举例
就组成一个新的机构，其自由度数与原
杆组的概念、
讲述
分析。
分析
动件数目相等。
机构结构分
（1学时）
析的目的。
二、机构的结构分析
机构结构分析就是将已知机构分解为
原动件、机架和若干个基本杆组，进而了
解机构的组成，并确定机构的级别。
一、基本类型------铰链四杆机构
按照连架杆的运动形式又分为：
1．曲柄摇杆机构
平面连杆机
通过分析实
2．双摇杆机构
构的类型及
例，介绍机器
举例
讲述
3．双曲柄机构
其演化。
中使用的各
二、平面四杆机构的演化方法
（1学时）
种连杆机构。
1．转动副转化为移动副
2．选取不同构件为机架
3．变化构件形态
4．扩大转动副的尺寸
作业及
小结
1.5-b,c
e
*1.6f
（选作）
掌握机构
结构分析
的目的和
方法。
2.1
了解四杆
机构的基
本型式及
演化方法
2
《机械原理》教案授课人林金龙
《机械原理》教案4
一、授课章节
第2章连杆机构
§2平面连杆机构的工作特性
§3.平面连杆机构的特点及功用二、教学目的及要求
对平面连杆机构的运动和传力性能有明确概念。
三、教学重点：
1．平面连杆机构的运动性能；
2．平面连杆机构的传力性能。
四、教学难点：
平面连杆机构的运动和传力性能。
五、教学方法：
多媒体
六、教学过程：
内容及学时设计思想教学教学
模式行为
通过铰链四
平面连杆机
杆机构的分
构的工作特
析，引出平面
举例
征
连杆机构的
讲述
分析
（1.6学时）
四个工作特
征。
详细教学过程和内容
一、转动副为整转副的条件
1、杆长条件：
最短杆＋最长杆小于等于
其余两杆长度之和；
2、组成转动副的两个构件中，必有一个
为最短杆。
二、急回运动特性
1、极位夹角θ：
从动件处于两极限位置时，曲柄两位置之间所夹锐角
2、行程速比变化系数
k180
180
作业及
小结
2.2
2.4
2.6
掌握平面
连杆机构
的工作特
征，应用
三、压力角与传动角
四、机构的死点位置
一、平面连杆机构的特点
1、连杆机构中构件以低副相连，可用来
传递较大的动力；
平面连杆机
通过实例介
2、构件运动形式具有多样性；
构的特点及
绍平面连杆
举例
讲述
3、连杆曲线具有多样性
功能。
机构的特点
分析
三、平面连杆机构的功用
（0.4学时）
及功能
1、实现有轨迹、位置或运动规律要求的
运动
2、实现从动件运动形式及运动特性的改
变
自如。
3
《机械原理》教案授课人林金龙
《机械原理》教案5
一、授课章节
第2章连杆机构
§4平面连杆机构的运动分析二、教学目的及要求
能对二级机构进行运动分析（图解法、解析法）。
三、教学重点：
1．速度分析的瞬心法；
2．杆组法在运动分析中的应用。
四、教学难点：
速度分析瞬心法的应用（图解法）
五、教学方法：
多媒体
六、教学过程：
内容及学时设计思想教学
模式
复习理论力
学瞬心的概
速度分析的
念，进而导出举例
瞬心法
瞬心法在速分析
（1学时）
度分析中的
应用。
；用杆组法进行平面机构的运动分析（解析法）。
教学
详细教学过程和内容
行为
一、机构运动分析的目的与方法
方法：
图解法、解析法
二、速度分析的瞬心法
1．速度瞬心
2．机构中瞬心的数目
讲述
3．机构中瞬心位置的确定
4．瞬心在机构速度分析中的应用
三、杆组法及其应用
1、杆组法
作业及
小结
2.8
2.10
掌握速度瞬心在机构速度分析中的应用。
课外大作
通过对基本
杆组的运动
杆组法及其
分析，介绍用
应用
举例
杆组法对二
（1.5学时）
分析
级机构进行
讲述
1）单杆构件的运动分析
2）RRR杆组的运动分析
3）RRP杆组的运动分析
4）RPR杆组的运动分析
业：
2.12
了解杆组
法在机构
运动分析的
方法。
2、杆组法在运动分析中的应用
运动分析
中的应
用。
4
《机械原理》教案授课人林金龙
《机械原理》教案6
一、授课章节
第2章连杆机构
§5平面连杆机构的运动设计二、教学目的及要求
能按已知连杆三位置、两连架杆三对应位置以及行程速比系数等要求设计平面四杆机构。
三、教学重点：
1．平面连杆机构的图解设计；
2．平面连杆机构的解析设计。
四、教学难点：
平面连杆机构的图解设计。
五、教学方法：
多媒体
六、教学过程：
内容及学时设计思想教学教学
模式行为
平面连杆机
通过实例分
构的图解设
析，介绍连杆
举例
计
机构的图解
讲述
分析
（1.5学时）
设计方法。
以函数生成
平面连杆机
机构的解析
构的解析设
设计为例，介
举例
计
绍连杆机构
讲述
分析
（1学时）
的解析设计
方法。
详细教学过程和内容
一、平面连杆机构设计的基本问题1．实现刚体给定位置的设计2．实现预定运动规律的设计
3．实现预定轨迹的设计
二、平面连杆机构的图解设计
1．刚体导引机构的设计
2．函数生成机构的设计
3．急回机构的设计
平面连杆机构的解析设计
1．函数生成机构的解析设计
2、举例
3、布置课外大作业
作业及
小结
2.13
2.15
掌握平面
连杆机构
的图解设
计方法。
2.19
课外大作
业：
2.26
注：
本章平面连杆机构运动分析的解析法及平面连杆机构的解析设计，在理论教学中只介绍方法，具体
应用在课程设计中。
5
《机械原理》教案授课人林金龙
《机械原理》教案7
一、授课章节
第3章凸轮机构
§1凸轮机构的应用和分类
§2从动件运动规律设计
二、教学目的及要求
了解凸轮机构的类型、应用，掌握凸轮机构从动件常用运动规律及其选择原则。
三、教学重点：
从动件运动规律设计；
四、教学难点：
各种运动规律的特点、适用场合。
五、教学方法：
多媒体、板书
六、教学过程：
内容及学时设计思想教学教学详细教学过程和内容
模式行为
作业及
小结
通过分析实
凸轮机构的
举例
例，介绍机器
应用和分类
讲述
中使用的各
分析
（1学时）
种凸轮机构。
介绍几种常
从动件运动用的从动件
规律设计运动规律的分析讲述
（1.5学时）方程、特点和适用的场合。
一、凸轮机构的组成
二、凸轮机构的应用
三、凸轮机构的分类
四、凸轮机构的特点和功能
从动件运动规律设计
一、基本概念
基圆、升距、推程运动角、回程运动角二、从动件的常用运动规律
1、等速运动规律
2、等加速等减速运动规律
3、简谐运动规律
4、摆线运动规律
三、从动件常用运动规律特性比较及适用
场合
四、从动件运动规律选择原则
掌握常用
运动规律
的特点和
适用场合
6
《机械原理》教案授课人林金龙
《机械原理》教案8
一、授课章节
第3章凸轮机构§3凸轮廓线设计
二、教学目的及要求
掌握盘形凸轮廓线的图解、解析设计方法
三、教学重点：
凸轮廓线的图解设计、解析设计。
四、教学难点：
凸轮廓线的图解设计
五、教学方法：
多媒体、板书
六、教学过程：
内容及学时
设计思想
教学
教学
详细教学过程和内容
模式
行为
一、凸轮廓线设计的基本原理
——反转法
凸轮廓线的
通过实例分
二、用作图法设计凸轮廓线
析，介绍凸轮
举例
图解设计
讲述
1、直动从动件盘形凸轮廓线设计
廓线的图解
分析
（2学时）
2、摆动从动件盘形凸轮廓线设计
设计方法。
3、圆柱凸轮廓线设计（简介）
三、用解析法设计凸轮廓线
通过实例分
直动滚子从动件盘形凸轮
凸轮廓线的
举例
1、理论廓线方程
析，介绍凸轮
讲述
解析设计
分析
2、实际廓线方程
廓线的解析
（0.5学时）
3、刀具的中心轨迹方程
设计方法。
注：
本章中凸轮廓线的解析设计，在理论教学中只介绍方法，具体应用在课程设计中。
作业及
小结
3.3
3.5
掌握凸轮
廓线的图
解设计方
法。
3.6
3.8
掌握廓线
机构的解
析设计方
法。
7
《机械原理》教案授课人林金龙
《机械原理》教案9
一、授课章节
第3章凸轮机构
§4凸轮机构基本尺寸的确定
§5凸轮机构的计算机辅助设计
二、教学目的及要求
对凸轮机构压力角有明确概念，了解确定凸轮机构基本尺寸的主要原则。
三、教学重点：
凸轮机构的压力角、凸轮基圆半径的确定、滚子半径的选择。
凸轮机构的计算机辅助设计程序。
四、教学难点：
凸轮机构的压力角、凸轮基圆半径的确定。
五、教学方法：
多媒体、板书
六、教学过程：
内容及学时设计思想教学教学详细教学过程和内容
模式行为
通过实例分
一、凸轮机构的压力角
凸轮机构基
二、凸轮基圆半径的确定
析，介绍凸轮
举例
本尺寸的确
机构的压力
讲述
三、滚子半径的选择
定
分析
角及其许用
四、平底直动从动件平底尺寸的确定
（1.5学时）
值等问题。
五、从动件偏置方向的确定
凸轮机构的
通过实例分
凸轮机构的计算机辅助设计方法
计算机辅助
析，介绍凸轮
举例
设计
廓线的计算
讲述
分析
（0.5学时）
机辅助设计。
作业及
小结
*3.13
掌握凸轮机构压力角的概念。
课外大作业：
3.15
了解凸轮
机构的计
算机辅助
设计程序
8
《机械原理》教案授课人林金龙
《机械原理》教案10
一、授课章节
第4章齿轮机构
§1齿轮机构的类型
§2渐开线齿廓及其啮合特性
二、教学目的及要求
了解齿轮机构的类型、应用，掌握齿廓啮合基本定律；熟悉渐开线的性质、方程，渐开线齿廓的啮合特性。
三、教学重点：
齿廓啮合基本定律；
渐开线齿廓的啮合特性。
四、教学难点：
渐开线齿廓的啮合特性。
五、教学方法：
多媒体
六、教学过程：
内容及学时设计思想教学教学详细教学过程和内容
模式行为
通过分析实
一、齿轮机构的类型
齿轮机构的
1、平面齿轮机构
例，介绍机器
类型、齿廓
中使用的各
举例
讲述
2、空间齿轮机构
啮合基本定
分析
种齿轮机构。
二、齿廓啮合基本定律
律
介绍齿廓啮
（1学时）
i12
1
o2c＝常数
合基本定律
2
o1c
根据渐开线
三、渐开线齿廓
的形成，介绍
1、渐开线的形成
渐开线的性
2、渐开线的性质
渐开线齿廓
分析
讲述
质、方程，着
（1学时）
3、渐开线的方程
重介绍渐开
4、渐开线齿廓的啮合特性
线齿廓的啮
合特性。
作业及
小结
了解两个
齿轮做定
传动比传
动的条件
4.3
掌握渐开
线的性
质、渐开
线齿廓的
啮合特性
9
《机械原理》教案授课人林金龙
《机械原理》教案11
一、授课章节
第4章齿轮机构
§3渐开线标准直齿圆柱齿轮
§45渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
二、教学目的及要求
掌握标准渐开线直齿圆柱齿轮传动的基本尺寸计算、正确啮合条件、无侧隙啮合条件、连续传动条件。
三、教学重点：
标准渐开线直齿圆柱齿轮传动的基本尺寸计算；
渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件、连续传动条件。
四、教学难点：
渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动。
五、教学方法：
多媒体、板书
六、教学过程：
内容及学时设计思想教学教学详细教学过程和内容
模式行为
介绍外齿轮
一、外齿轮各部分的名称
渐开线标准
各部分的名
二、基本参数
直齿圆柱齿
称、基本参
讲述
齿数、模数、压力角、齿顶高系数、顶隙
轮
分析
数、尺寸计
系数
（1学时）
算，内齿轮、
三、几何尺寸计算
齿条的特点。
四、内齿轮简介、齿条的特点
四、渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
1、正确啮合条件
介绍
升级会员 