机械原理朱理主编教案.docx

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机械原理朱理主编教案

《机械原理》教案1

一、授课章节　

绪论

§0-1机械原理课程研究的对象和内容

§0-2机械原理课程的地位、作用和学习方法

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。

2.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。

三、教学重点：

1.机器、机构、机械的概念。

2.本课程的主要内容、地位、作用与学习方法。

四、教学难点：

机器的特征、机构的特征。

五、教学方法：

板书。

六、教学过程：

内容及学时

设计思想

教学

模式

教学

行为

详细教学过程和内容

作业及

小结

机械原理课程研究的对象和内容。

（1学时）

介绍本课程性质、内容。

举例

讲述

一、以内燃机为例，介绍本课程研究的对象

1．机械

2．机器及其特征

3．机构及其特征

4．常用机构：

连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、间歇运动机构

二、机械原理课程研究的内容

1．机构的结构分析

2．机构的运动分析

3．机械的动力学分析

4．常用机构的分析与设计

5．机械的传动系统设计

掌握机器、机构、机械的概念。

机械原理课程的地位、作用和学习方法。

（1学时）

介绍本课程的地位、作用与学习方法。

举例分析

讲述

一、机械原理课程的地位和作用

1．本课程的地位：

是机械类及近机械类专业进入专业课前必修的一门重要的技术基础课。

2．本课程的作用

二、机械原理课程学习方法

1．强调重视基本概念

2．深入理解基本原理

3．牢牢掌握基本研究方法

4．逐步树立工程观点

三、学习机械原理课程的要求及有关事项

掌握本课程的地位作用与学习方法。

《机械原理》教案2

一、授课章节　

第1章平面机构的结构分析

§1-1概述

§1-2机构的组成

§1-3机构运动简图

二、教学目的及要求

1.了解机构的组成，掌握构件、零件、运动副、运动副元素、运动链的概念。

2.能熟练绘制机构运动简图。

三、教学重点：

1.运动副的定义、分类。

2.机构运动简图的绘制。

四、教学难点：

运动副的分类、运动副约束、机构运动简图的绘制。

五、教学方法：

板书。

六、教学过程：

内容及学时

设计思想

教学

模式

教学

行为

详细教学过程和内容

作业及

小结

构件、运动副的定义、分类；运动链的概念；机构的组成。

（1学时）

结合动画实例分析典型机构，进而引出本节各个概念。

举例分析

讲述、

学生5分钟练习

一、构件与零件

二、运动副及其分类（表2－1）

运动副：

两构件通过直接接触组成的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。

1．低副：

两构件通过面接触而形成的运动副（回转副，移动副）。

2．高副：

两构件通过点、线接触而形成的运动副（齿轮副，凸轮副）。

三、运动链与机构

1．运动链：

由若干构件通过运动副联接组成构件系统，称为运动链。

2．机构：

运动链中的一个构件固定作为机架，它的一个或几个构件作给定的独立运动，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。

机构运动简图的绘制。

（1学时）

通过分析机器实例，引出机构运动简图的绘制目的。

举例分析

讲述

一、机构运动简图的绘制

机构运动简图定义：

用简单的线条和规定的运动副符号，按照一定的比例尺所绘制的图形。

二、运动副与构件的常用表示方法（表1.1）

三、机构运动简图绘制方法和步骤

1.3

掌握机构运动简图的绘制方法。

《机械原理》教案3

一、授课章节　

第1章平面机构的结构分析

§1-4平面机构的自由度

§1-5机构的组成原理和结构分析

二、教学目的及要求

1.能正确计算平面机构的自由度。

2.掌握机构具有确定运动的条件。

三、教学重点：

1.平面机构自由度的计算。

2.机构具有确定运动的条件。

四、教学难点：

平面机构自由度的计算，计算平面机构自由度的注意事项。

五、教学方法：

板书。

六、教学过程：

内容及学时

设计思想

教学

模式

教学

行为

详细教学过程和内容

作业及

小结

平面运动链自由度计算公式；计算机构自由度的注意事项；机构具有确定运动的条件。

（2学时）

通过分析实例，引出自由度计算的意义。

举例分析

讲述

一、机构自由度

机构自由度：

机构具有独立运动的数目。

二、平面机构的自由度计算公式

该式也称为平面机构的结构公式（又称契贝谢夫公式）。

三、计算机构自由度时应注意的事项

1．复合铰链：

两个以上构件在同一处以转动副相联接，所构成的运动副称为复合铰链。

2.局部自由度：

对整个机构运动无关的

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。

①轨迹重合的虚约束虚约束。

②转动副轴线重合的虚约束。

③移动副导路平行的虚约束。

④机构中对称部分的虚约束。

四、机构具有确定运动的条件

原动件数目=机构的自由度数

若机构的自由度数大于原动件数，机构的运动将不确；反之，机构将不动。

1.6

掌握平面机构自由度计算的计算方法。

《机械原理》教案4

一、授课章节　

第2章平面机构的运动分析和力分析

§2-1机构运动分析的目的和方法

§2-2用速度瞬心法作机构的速度分析

§2-3用矢量方程图解法作机构速度和加速度分析

二、教学目的及要求

能运用瞬心法和相对运动图解法对平面机构进行运动分析。

三、教学重点：

1.运用瞬心法对平面机构进行速度分析。

2.运用相对运动图解法对平面机构进行运动分析。

四、教学难点：

机构的运动分析。

五、教学方法：

板书。

六、教学过程：

内容及学时

设计思想

教学

模式

教学

行为

详细教学过程和内容

作业及

小结

机构运动分析的瞬心法。

（1学时）

通过分析实例，介绍机构瞬心的概念，用瞬心法对机构进行速度分析的方法。

举例分析

讲述

一、速度瞬心的概念

瞬心：

互相作平面相对运动的两构件上的等速重合点。

二、机构瞬心的数目

三、瞬心位置的确定

1.构成运动副的两构件的瞬心

2.未构成运动副的两构件的瞬心

四、速度瞬心的应用举例

2.2

掌握用瞬心法对机构进行速度分析。

机构运动分析的相对运动图解法。

（1学时）

通过分析实例，介绍机构运动分析的相对运动图解法。

举例分析

讲述

一、同一构件上各点的速度和加速度分析

1.运用速度合成定理进行速度分析

2.运用加速度合成定理进行速度分析

二、组成移动副两构件重合点的速度和加速度分析

2.3

掌握用相对运动图解法对机构进行速度分析和加速度分析的方法。

《机械原理》教案5

一、授课章节　

第2章平面机构的运动分析和力分析

§2-5用解析法作机构的运动分析

二、教学目的及要求

1.掌握解析法的原理。

2.能运用解析法对平面机构进行运动分析。

三、教学重点：

1.解析法的分类。

2.运用解析法对平面机构进行运动分析。

四、教学难点：

机构的运动分析。

五、教学方法：

板书。

六、教学过程：

内容及学时

设计思想

教学

模式

教学

行为

详细教学过程和内容

作业及

小结

机构运动分析的解析法。

（1学时）

通过分析实例，介绍用解析法对机构进行运动分析的方法。

举例分析

讲述

一、复数矢量法

1.位置分析

2.速度分析

3.加速度分析

4.连杆2上任意点M的运动分析

二、矩阵法

1.位置分析

2.速度分析

3.加速度分析

了解机构运动分析的解析法。

平面机构的力分析。

（1学时）

通过分析实例，介绍机构力分析的图解法。

举例分析

讲述

一、作用在机械上的力

作用在机械上的力有：

驱动力、阻抗力、重力、惯性力及上述诸力引起的运动副反力

二、构件惯性力的确定

三、机构动态静力分析的图解法

了解机构力分析的图解法。

《机械原理》教案6

一、授课章节　

第3章平面机构的动力分析

§3-1机构力分析的目的和方法

§3-2运动副中摩擦力的确定

二、教学目的及要求

1.掌握移动副中摩擦力、总反力的大小和方向的确定方法。

2.掌握转动副中摩擦力、总反力的大小和方向的确定方法。

三、教学重点：

移动副中的摩擦；转动副中的摩擦。

四、教学难点：

移动副和转动副中的摩擦力和总反力的分析方法。

五、教学方法：

板书。

六、教学过程：

内容及学时

设计思想

教学

模式

教学

行为

详细教学过程和内容

作业及

小结

移动副中的摩擦。

（1学时）

通过分析实例，介绍移动副中的摩擦力和总反力的分析方法。

举例分析

讲述

一、移动副中摩擦力的确定

1.两构件沿平面接触构成移动副

2.两构件沿V形槽面接触构成移动副

3.两构件沿半圆柱面接触构成移动副

二、移动副中总反力的确定

3.1

掌握移动副中摩擦的分析方法。

转动副中的摩擦。

（1学时）

通过分析实例，介绍转动副中的摩擦力和总反力的分析方法。

举例分析

讲述

一、径向轴颈的摩擦

摩擦力矩为：

摩擦圆半径为：

二、止推轴颈的摩擦

摩擦力矩为：

当量摩擦半径为：

1.对于非跑合的止推轴颈

2.对于跑合的止推轴颈

掌握转动副中摩擦的分析方法。

《机械原理》教案7

一、授课章节　

第3章平面机构的动力分析

§3-3平面机构的静力分析

§3-4机构惯性力的确定

二、教学目的及要求

1．掌握平面机构的静力分析方法。

2．了解考虑摩擦时的机构受力分析方法。

三、教学重点：

1．平面机构的静力分析方法。

2．构件惯性力的确定。

四、教学难点：

转动副中的摩擦力和总反力的分析方法；考虑摩擦时的机构受力分析方法。

五、教学方法：

板书。

六、教学过程：

内容及学时

设计思想

教学

模式

教学

行为

详细教学过程和内容

作业及

小结

平面机构的静力分析方法。

（1学时）

通过分析实例，介绍平面机构的静力分析方法。

举例分析

讲述

1.构件组的静定条件

2.不考虑摩擦时机构的静力分析

3.考虑摩擦时机构的静力分析

掌握平面机构的静力分析方法。

构件惯性力的确定。

（1学时）

通过分析实例，介绍构件惯性力的确定方法。

举例分析

讲述

1.作平面复杂运动的构件

2.作平面移动的构件

3.绕质心轴转动的构件

4.绕非质心轴转动的构件

了解构件惯性力的确定方法。

《机械原理》教案8

一、授课章节　

第3章平面机构的动力分析

§3-6机械的效率和自锁

二、教学目的及要求

1.掌握机械效率的计算方法。

2.解机械自锁的条件和分析机械自锁的方法。

三、教学重点：

1.机械的效率。

2.机械的自锁。

四、教学难点：

机械效率的计算方法；机械自锁的条件和分析机械自锁的方法。

五、教学方法：

板书。

六、教学过程：

内容及学时

设计思想

教学

模式

教学

行为

详细教学过程和内容

作业及

小结

机械的效率。

（1学时）

介绍机械效率的分析计算方法。

举例分析

讲述

一、机械效率

机械效率：

用功率表示：

二、机械效率的计算方法

1.串联

2.并联

3.混联

3.10

掌握机械效率的计算方法。

机械的自锁。

（1学时）

通过分析实例，介绍机械自锁的条件和机械自锁的分析方法。

举例分析

讲述

一、单一运动副的自锁

1.移动副的自锁条件：

2.转动副的自锁条件：

二、机械的自锁

根据效率的定义，可得到普遍意义的机械自锁条件为机械效率小于或等于零，即

了解机械自锁的条件和分析方法。

《机械原理》教案9

一、授课章节　

第3章平面机构的动力分析

§3-7斜面传动的效率和自锁

§3-8螺旋传动的效率和自锁

二、教学目的及要求

1.了解斜面传动的效率和自锁。

2.了解螺旋传动的效率和自锁。

三、教学重点：

1.斜面传动效率的计算方法和自锁条件。

2.螺旋传动效率的计算方法和自锁条件。

四、教学难点：

斜面传动和螺旋传动的动力分析。

五、教学方法：

板书。

六、教学过程：

内容及学时

设计思想

教学

模式

教学

行为

详细教学过程和内容

作业及

小结

斜面传动的效率和自锁。

（1学时）

通过分析实例，介绍斜面传动的效率和自锁的分析方法。

举例分析

讲述

一、滑块等速上升

二、滑块等速下降

掌握斜面传动的效率和自锁的分析方法。

螺旋传动的效率和自锁。

（1学时）

通过分析实例，介绍螺旋传动的效率和自锁的分析方法。

举例

讲述

一、矩形螺纹螺旋副中的摩擦

1.拧紧螺母时所需的力矩为

2.而松退螺母时所需的力矩为

二、三角形螺纹螺旋副中的摩擦

当量摩擦因数和当量摩擦角分别为

3.7

掌握螺旋传动的效率和自锁的分析方法。

《机械原理》教案10

一、授课章节　

第5章机械的平衡

§4-1机械平衡的目的和内容

§4-2刚性转子的平衡计算

§4-3刚性转子的平衡试验

二、教学目的及要求

1.掌握刚性转子的平衡计算方法。

2.掌握刚性转子的平衡试验原理。

三、教学重点：

1.刚性转子的平衡计算。

2.刚性转子的平衡试验。

四、教学难点：

刚性转子的平衡计算方法。

五、教学方法：

板书。

六、教学过程：

内容及学时

设计思想

教学

模式

教学

行为

详细教学过程和内容

作业及

小结

刚性转子的平衡计算。

（1.6学时）

通过对存在不平衡偏心质量的刚性转子的分析，引出刚性转子的平衡计算方法。

举例分析

讲述

一、机械平衡的目的

二、机械平衡的内容

三、刚性转子的静平衡计算

即刚性转子的静平衡条件为各不平衡质量质径积的矢量和等于零。

可用图解法求解。

四、刚性转子的动平衡计算

把各不平衡质量的惯性力（空间力系）分别分解到所选定的两个平衡基面内，在这两个平面内分别进行静平衡计算，使两平面内的惯性力之和均等于零，该构件就完全平衡了

4．1、4．3

掌握刚性转子的平衡分析方法

刚性转子的平衡试验。

（0.4学时）

通过实例介绍刚性转子的平衡试验方法。

举例分析

讲述

一、刚性转子的静平衡试验

二、刚性转子的动平衡试验

掌握刚性转子的平衡试验方法

《机械原理》教案11

一、授课章节　

第5章平面连杆机构及其设计

§5-1平面连杆机构的应用及其设计的基本问题

§5-2平面四杆机构的基本形式和演化

二、教学目的及要求

1.了解连杆机构传动的优缺点。

2.了解平面连杆机构的基本形式及其演化形式。

三、教学重点：

1.平面连杆机构的基本形式。

2.平面连杆机构的应用。

四、教学难点：

平面连杆机构的基本形式及其演化形式。

五、教学方法：

板书。

六、教学过程：

内容及学时

设计思想

教学

模式

教学

行为

详细教学过程和内容

作业及

小结

平面四杆机构的类型。

（1学时）

通过分析实例，介绍平面四杆机构的基本形式及演化形式。

举例分析

讲述

一、连杆机构的概念及其优缺点

二、连杆机构设计的基本问题

三、基本形式-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

2.双摇杆机构

3.双曲柄机构

了解四杆机构的基本型式。

平面连杆机构的演化形式。

（1学时）

介绍平面四杆机构的演化形式。

举例

讲述

一、平面四杆机构的演化方法

1.扩大转动副的尺寸

2.转动副转化为移动副

3.选取不同构件为机架

4.变化构件形态

二、平面四杆机构的演化形式

1.滑块机构

①曲柄滑块机构

又分为对心曲柄滑块机构和偏心曲柄滑块机构。

②摆动滑块机构

2.导杆机构

①转动导杆机构

②摆动导杆机构

3.曲柄摇块与曲柄转块机构

4.移动导杆机构

5-1、5-2

了解四杆机构的演化方法及演化形式。

《机械原理》教案12

一、授课章节　

第5章平面连杆机构及其设计

§5-3平面四杆机构的基本知识

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性能和传力性能。

五、教学方法：

板书。

六、教学过程：

内容及学时

设计思想

教学

模式

教学

行为

详细教学过程和内容

作业及

小结

平面连杆机构的工作特征。

（1.6学时）

通过铰链四杆机构的分析，引出平面连杆机构的四个工作特征。

举例分析

讲述

一、平面四杆机构有曲柄存在的条件

1.杆长条件：

最短杆＋最长杆≤其余两杆长度之和；

2.连架杆与机架中，必有一杆为最短杆。

二、压力角与传动角

三、急回运动和行程速比系数

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

四、机构的死点位置

5.6

掌握平面连杆机构的工作特征，应用自如。

平面连杆机构的特点及功能。

（0.4学时）

通过实例介绍平面连杆机构的特点及功能。

举例分析

讲述

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。

2.构件运动形式具有多样性。

3.连杆曲线具有多样性。

二、平面连杆机构的功用

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。

了解平面连杆机构的特点及功能。

《机械原理》教案13

一、授课章节　

第5章平面连杆机构及其设计

§5-4平面四杆机构的设计（1.图解法）

二、教学目的及要求

1.能按已知连杆三位置设计平面四杆机构。

2.能按已知两连架杆三对应位置设计平面四杆机构。

3.能按已知行程速比系数等要求设计平面四杆机构。

三、教学重点：

实现连杆工作要求的设计问题及实现连架杆工作要求的设计问题。

四、教学难点：

平面四杆机构的图解设计。

五、教学方法：

多媒体。

六、教学过程：

内容及学时

设计思想

教学

模式

教学

行为

详细教学过程和内容

作业及

小结

平面四杆机构的图解设计。

（2学时）

通过实例分析，介绍连杆机构的图解设计方法。

举例分析

讲述

一、平面连杆机构设计的基本问题

1.实现连杆工作要求的设计问题。

2.实现连架杆工作要求的设计问题。

二、按给定连杆位置设计四杆机构

1.给定连杆两位置或三位置及活动铰链B、C。

2.给定连杆上一直线的两位置或三位置及固定铰链A、D

三、按给定连架杆对应位置设计四杆机构

1.机构反转法

2.相对极点法（略）

四、按给定行程速比系数K设计四杆机构

5.13

掌握平面四杆机构的图解设计方法。

《机械原理》教案14

一、授课章节　

第5章平面四杆机构

§5-4平面四杆机构的设计（2.解析法）

二、教学目的及要求

1.能按已知连架杆对应位置设计四杆机构。

2.能按已知连杆位置设计四杆机构。

三、教学重点：

平面连杆机构的解析设计方法。

四、教学难点：

平面连杆机构的解析设计。

五、教学方法：

板书。

六、教学过程：

内容及学时

设计思想

教学

模式

教学

行为

详细教学过程和内容

作业及

小结

平面四杆机构的解析设计。

（2学时）

以函数生成机构的解析设计为例，介绍连杆机构的解析设计方法。

举例分析

讲述

一、按给定连架杆对应位置设计四杆机构

1.铰链四杆机构

通过列线性方程组，联立求解结构参数。

2.曲柄滑块机构

按给定曲柄和滑块的三组对应位置φ1、x1、φ2、x2、φ3、x3，要求确定机构参数a、b、e，可列出三个方程式，即

联立求解，可求得结构参数a、b、c。

二、按给定连杆位置设计四杆机构

选定xD、yD及四杆机构的连杆长b和机架长d可由下试求出。

掌握平面四杆机构的解析设计方法。

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。

《机械原理》教案15

一、授课章节　

第6章凸轮机构及其设计

§6-1凸轮机构的应用和分类

§6-2从动件的运动规律

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及其选择。

四、教学难点：

各种运动规律及其特点、适用场合。

五、教学方法：

板书。

六、教学过程：

内容及学时

设计思想

教学

模式

教学

行为

详细教学过程和内容

作业及

小结

凸轮机构的应用和分类。

（1学时）

通过分析实例，介绍机器中使用的各种凸轮机构。

举例分析

讲述

一、凸轮机构的应用

凸轮机构的组成：

由凸轮、从动件、机架以及附属装置组成的一种高副机构。

二、凸轮机构的分类

1.凸轮的类型：

盘形凸轮；圆柱凸轮。

2.从动件的类型：

尖底从动件；滚子从动件；平底从动件。

3.凸轮与从动件保持高副接触（锁合）的方法

掌握凸轮机构的组成、类型及应用。

从动件运动规律设计。

（1学时）

介绍几种常用的从动件运动规律的方程、特点和适用的场合。

分析

讲述

基本概念

基圆、行程、推程运动角、远休止角、回程运动角、近休止角。

一、从动件的常用运动规律

1.等速运动规律

特点：

存在刚性冲击。

2.等加速等减速运动规律

特点：

存在柔性冲击。

3.余弦加速度运动（又称简谐运动）规律

特点：

存在柔性冲击。

4.正弦加速度运动规律

特点：

不产生冲击。

二、多项式运动规律

三、组合式运动规律

6.2

掌握常用运动规律的特点和适用场合。

《机械原理》教案16

一、授课章节　

第6章凸轮机构及其设计

§6-3凸轮轮廓曲线的设计（1.图解法）

二、教学目的及要求

掌握盘形凸轮廓线的图解设计方法

三、教学重点：

凸轮廓线的图解设计。

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

模式

教学

行为

详细教学过程和内容

作业及

小结

凸轮廓线的图解设计。

（2学时）

通过实例分析，介绍凸轮廓线的图解设计方法。

举例分析

讲述

凸轮廓线设计的基本原理——反转法

使原回转的凸轮固定不动，而使原固定不动的导路和从动件绕凸轮轴心沿-ω方向反转，同时在导路内，从动件按预期的运动规律作相对运动的方法称为反转法。

一、移动从动件盘形凸轮

1.尖底从动件

2.滚子从动件

3.平底从动件

二、摆动从动件盘形凸轮

三、滚子半径的选择及平底尺寸的确定

1.滚子半径的选择

滚子半径为

（0.1～0.5）

其中