机械原理朱理主编教案.docx

1、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

2、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

3、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

4、件二、运动副及其分类（表21）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：

5、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

6、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。 轨迹重合的虚约束虚约束。 转动副轴线重合的虚约束。 移动副导路平行的虚约束。 机构中对称部分的虚约束。四、机构具有确定运动

7、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

8、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

9、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

10、、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

11、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

12、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.

13、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：

14、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

15、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

16、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

17、。（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41、43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

18、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

19、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。摆动滑块机构2.导杆机构转动导杆机构摆动导杆机构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

20、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：从动件处于两极限位置时，曲柄两位置

21、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.

22、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

23、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

24、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1、x1、2、x2、3、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

25、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

26、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

27、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-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（0.10.5）其中