《机械原理》教学大纲 (Mechanical Principle) 一、基本信息 课程 B2430120 课程 必修■选修如 编号 属性 学分 35总学时 理论 上机 实验 64 学时 48 学时 学时16 课程 公共基础 综合素质 大类基础口院内平台。 专业基础 类 专业主干口专业方向特色口专业任选如顶峰课程如 先修 课程 高等数学、工程制图、大学物理、理论力学 开课 机械工程学院 适用 机械设计制造及其自动化、车辆工程 单位 专业 课程负 责人 王淑芬 撰写人 郑双阳 审核人 吴蒙华 二、课程说明 1.课程介绍 《机械原理》是机械类专业中研究机械共性问题的一门主干技术基础课。该 课程是学生从基础理论学习过渡到研究和解决机械工程技术问题的桥梁，在机械 类系列课程体系中占有十分重要的地位。在培养高级工程技术人才的过程中，它 具有增强学生对机械技术工作的适应能力和开发创造能力的作用。课程主要内容 包括机构结构分析：平面机构运动和力分析：常用机构分析与设计：机械动力学 及机械系统方案设计等。通过学习本课程学生应该获得如下能力：掌握机构学和 机器动力学基本理论、基本知识，学会各种常用基本机构分析及综合方法，具有 按照机械使用要求进行机械传动系统方案设计的初步能力及机械创新设计的能 力。 Mechanical principle is a main technical basic course for researching mechanical common problem in the fields of mechanical major.This course is a bridge for students,which from lear basic theory to ing and solvin mechanica engineering technical problems,it has a very important position in the system of mechanical series course.In the process of training senior engineering and technical talents,it has the function of enhancing students'adaptability to mechanical and technical work and developing and creating ability.The main contents of the course include structural anism, motion and force of plane mechanism,analysis and esig of common mechanism,mechanical dy mics and mechanical syster n scheme design.Through this course.the students should acquire the following abilities:to master the basic theories and knowledge of mechanism and machine dynamics,to learn various common basic mechanism analysis and design methods,to have the preliminary ability of scheme design of mechanical transmission system according to the requirements of mechanical use,and to hav e the ability of
32 《机械原理》教学大纲 （Mechanical Principle） 一、基本信息 课程 编号 B2430120 课程 属性 必修■ 选修□ 学分 3.5 总学时 64 理论 学时 48 上机 学时 实验 学时 16 课程 类别 公共基础□ 综合素质□ 大类基础□ 院内平台■ 专业基础□ 专业主干□ 专业方向/特色□ 专业任选□ 顶峰课程□ 先修 课程 高等数学、工程制图、大学物理、理论力学 开课 单位 机械工程学院 适用 专业 机械设计制造及其自动化、车辆工程 课程负 责人 王淑芬 撰写人 郑双阳 审核人 吴蒙华 二、课程说明 1.课程介绍 《机械原理》是机械类专业中研究机械共性问题的一门主干技术基础课。该 课程是学生从基础理论学习过渡到研究和解决机械工程技术问题的桥梁，在机械 类系列课程体系中占有十分重要的地位。在培养高级工程技术人才的过程中，它 具有增强学生对机械技术工作的适应能力和开发创造能力的作用。课程主要内容 包括机构结构分析；平面机构运动和力分析；常用机构分析与设计；机械动力学 及机械系统方案设计等。通过学习本课程学生应该获得如下能力：掌握机构学和 机器动力学基本理论、基本知识，学会各种常用基本机构分析及综合方法，具有 按照机械使用要求进行机械传动系统方案设计的初步能力及机械创新设计的能 力。 Mechanical principle is a main technical basic course for researching mechanical common problem in the fields of mechanical major. This course is a bridge for students, which from learning basic theory to researching and solving mechanical engineering technical problems, it has a very important position in the system of mechanical series course. In the process of training senior engineering and technical talents, it has the function of enhancing students’ adaptability to mechanical and technical work and developing and creating ability. The main contents of the course include structural analysis of mechanism, motion and force analysis of plane mechanism, analysis and design of common mechanism, mechanical dynamics and mechanical system scheme design. Through this course, the students should acquire the following abilities: to master the basic theories and knowledge of mechanism and machine dynamics, to learn various common basic mechanism analysis and design methods, to have the preliminary ability of scheme design of mechanical transmission system according to the requirements of mechanical use, and to have the ability of
innovative design for mechanism. 2.课程目标及对毕业要求的支撑 (1)课程目标 课程目标1（知识目标）：能够应用机械原理知识，使学生理解机构学和机 器动力学基本理论、基本知识。 课程目标2（能力目标）：具备各种常用基本机构分析和综合方法的能力： 针对机械使用要求，确定机械传动系统方案的能力：具备机械创新设计的能力。 课程目标3（素质目标）：提高学生的工程素养，敢于面对设计过程中遇到 的问题，认真思考解决问题的方法，全力拼搏的工作作风。 (2)课程目标对毕业要求的支撑 毕业要求 课程目标 (与专业培养方案一致) 1 2 3 1.工程知识 能够将机械原理设计、分析专业知识用于解决机械系统的方 设计、传动系统设计和执行机构设计问题。 3. 工程素质 能够设计针对机械工程问题的解决方案，能够在安全、环境、 法律、文化、健康以及社会等现实约束条件下，设计满足特 定需求的机械系统、部件或工艺流程，并能够在设计环节中 体现创新意识 3.课程资源 (1)推荐参考教材及参考书目 类别 教材名称 主编 出版社 出版时间 参考教材 机械原理（第八版） 孙桓、陈作模 高等教育出版社 2013.04 易义 机械原理英汉双语 张颖、张春林 机械工业出版社 2016.12 (第)版) 参考书目 机械原理 李树置 科学出版 2018.12 机械原理（第二版） 郭卫东 科学出版社 2019.03 (2)课程网站 机械原理北京航空航天大学中国大学MOOC(幕课 http://www.icourse163,org/course/buaa-238004 机械原理武汉理工大学中国大学MOOC(慕课)》 https://www.icourse 163.org/spoc/course/WHUT-1002213001 机械原理东北大学中国大学MOOC(慕课) http:/www.icourse163.ore/course/NEU-1001640002 4.考核及成绩评价标准 考核方式：考试 3
33 innovative design for mechanism. 2.课程目标及对毕业要求的支撑 （1）课程目标 课程目标 1（知识目标）：能够应用机械原理知识，使学生理解机构学和机 器动力学基本理论、基本知识。 课程目标 2（能力目标）：具备各种常用基本机构分析和综合方法的能力； 针对机械使用要求，确定机械传动系统方案的能力；具备机械创新设计的能力。 课程目标 3（素质目标）：提高学生的工程素养，敢于面对设计过程中遇到 的问题，认真思考解决问题的方法，全力拼搏的工作作风。 （2）课程目标对毕业要求的支撑 毕业要求 （与专业培养方案一致） 课程目标 1 2 3 1．工程知识 能够将机械原理设计、分析专业知识用于解决机械系统的方 案设计、传动系统设计和执行机构设计问题。 √ √ 3．工程素质 能够设计针对机械工程问题的解决方案，能够在安全、环境、 法律、文化、健康以及社会等现实约束条件下，设计满足特 定需求的机械系统、部件或工艺流程，并能够在设计环节中 体现创新意识。 √ √ 3.课程资源 （1）推荐参考教材及参考书目 类别 教材名称 主编 出版社 出版时间 参考教材 机械原理（第八版） 孙桓、陈作模、 葛文杰 高等教育出版社 2013.04 参考书目 机械原理 英汉双语 （第 2 版） 张颖、张春林 机械工业出版社 2016.12 机械原理 李树军 科学出版社 2018.12 机械原理（第二版） 郭卫东 科学出版社 2019.03 （2）课程网站 机械原理_北京航空航天大学_中国大学 MOOC（慕课） http://www.icourse163.org/course/buaa-238004 机械原理_武汉理工大学_中国大学 MOOC（慕课） https://www.icourse163.org/spoc/course/WHUT-1002213001 机械原理_东北大学_中国大学 MOOC（慕课） http://www.icourse163.org/course/NEU-1001640002 4.考核及成绩评价标准 考核方式：考试
评价标准 成绩构成 评价方式 评价依据 作业（权重12） 学生对每章节知识点的复习、理解和掌握程度，每 次作业单独评分，布置作业9次。 平时成绩(30%〉 出勤及课堂交消 对学生的课堂活动评价，如参与课堂讨论、课堂发 (权重12) 言的踊跃程度及正确率并结合出勤情况评分。 主要题型有填空题、选择题、判断题、分析题、计 期末考试(70%) 闭卷考试 算题和设计题等。其中，基础知识题约占60%，能 力题约占40% 课程成绩由平时成绩和期末考试两部分组成，最后折算成百分制。 三、教学内容及要求 教学 对应的 章节 主要内容 教学要求 学时 方法和手段 课程 课内课后 目标 1)明确本课程研究的对 象和内容，以及在培养 研究对象及内 高级工程技术人才全局 第一章容：课程的性 中的地位、任务和作用： 讲授 阅读并查 绪论 阅相关文 质和特点：学 科发展趋势 2)了解机械原理课程的 献。 性质和特点 3)了解机械原理学科的 发展趋势。 1)掌握构件、运动刷 运动链和机构的概念： 2)掌握机构运动简图的 绘制方法 机构的组成及 机构运动简图 3)掌握平面机构自由度 第二章 计算，掌握计算平面机 的曲法：机构 讲授 在阅读课 程内容的 机构的 构自由度时应注意的事 法、 且有确定运动 项（复合铰链，局部自 基础上亭 结构分 课堂 2 的条件：机构 练习 成课后作 由度，虚约束)： 的组成原理及 4)掌握机构具有确定过 业 结构分类 动的条件 5)掌握基本杆组的概是 及平面机构组成的基本 原理
34 评价标准 成绩构成 评价方式 评价依据 平时成绩（30%） 作业（权重 1/2） 学生对每章节知识点的复习、理解和掌握程度，每 次作业单独评分，布置作业 9 次。 出勤及课堂交流 （权重 1/2） 对学生的课堂活动评价，如参与课堂讨论、课堂发 言的踊跃程度及正确率并结合出勤情况评分。 期末考试（70%） 闭卷考试 主要题型有填空题、选择题、判断题、分析题、计 算题和设计题等。其中，基础知识题约占 60%，能 力题约占 40%。 课程成绩由平时成绩和期末考试两部分组成，最后折算成百分制。 三、教学内容及要求 章节 主要内容 教学要求 学时 教学 方法和手段 对应的 课程 课内 课后 目标 第一章 绪论 研究对象及内 容；课程的性 质和特点；学 科发展趋势 1）明确本课程研究的对 象和内容，以及在培养 高级工程技术人才全局 中的地位、任务和作用； 2）了解机械原理课程的 性质和特点； 3）了解机械原理学科的 发展趋势。 1 讲 授 法 阅读并查 阅相关文 献。 1 第二章 机构的 结构分 析 机构的组成及 机构运动简图 的画法；机构 具有确定运动 的条件；机构 的组成原理及 结构分类 1）掌握构件、运动副、 运动链和机构的概念； 2）掌握机构运动简图的 绘制方法； 3）掌握平面机构自由度 计算，掌握计算平面机 构自由度时应注意的事 项（复合铰链，局部自 由度，虚约束）； 4）掌握机构具有确定运 动的条件； 5）掌握基本杆组的概念 及平面机构组成的基本 原理。 5 讲 授 法 、 课 堂 练习 在阅读课 程内容的 基础上完 成课后作 业。 2
教学 对应的 章节 主要内容 教学要求 学时 方法和手段 课程 课内课后 目标 1)掌握机构运动分析的 日的和方法 2) 掌握速度瞬心的梅 掌握三心定理，会 机构运动分析 确定一般平面机构的全 的目的和方 部解心，能用瞬心法对 在阅读课 第口音 讲授 法：用图解法 平面Ⅱ级机构进行速度 程内容的 平面机 法 作机构云动分 分析 4 挂础上 构的起 析： 用解析法 3)掌握矢量方程图解法 练习 成课后作 动分分析 作机构运动分 的基本原理及作法：会 业。 用矢量方程图解法作机 构的速度及加速度分 析： 4)了解解析法对平面 级机构进行运动分析。 1)了解机构中的各种力 及力分析的方法： 掌提确定运动剧中的 第四章 在阅读课 确定运动副中 反力及需加于机械上的 程内容的 平面机 平衡力或平衡力矩： 的反力：机构 讲授 基础上完 构的力 3)堂握移动副、转动别 2 法 力分析的方法 成课后作 分析 和螺旋副等运动副中醇 业。 力的计算方法 般平面机构力 分析的方法。 1)建立正确、全面的机 第五 在阅读课 机械的效率 2)掌握移动刷、转动副 程内容的 机械的 和螺旋副的自锁条件： 讲授 基础上完 效率和 机械的目锁 2 法 自锁 3)掌握简单机械机械效 成课后作 率和自锁条件的求解方 去 机械平衡的目 1)掌握刚性转子的静 在阅读课 第六章 的及内容：刚 程内容的 动平衡的原理和方法： 机械的 性转子的平衡 2)了解平面机构的平衡 2 讲授 基础上 平衡 计算 法 平面机 成课后作 原理。 构的平衡 业
35 章节 主要内容 教学要求 学时 教学 方法和手段 对应的 课程 课内 课后 目标 第三章 平面机 构的运 动分析 机构运动分析 的 目 的 和 方 法；用图解法 作机构运动分 析；用解析法 作机构运动分 析 1）掌握机构运动分析的 目的和方法； 2）掌握速度瞬心的概 念，掌握三心定理，会 确定一般平面机构的全 部瞬心，能用瞬心法对 平面Ⅱ级机构进行速度 分析； 3）掌握矢量方程图解法 的基本原理及作法；会 用矢量方程图解法作机 构 的 速 度 及 加 速 度 分 析； 4）了解解析法对平面Ⅱ 级机构进行运动分析。 4 讲 授 法 、 课 堂 练习 在阅读课 程内容的 基础上完 成课后作 业。 2 第四章 平面机 构的力 分析 确定运动副中 的反力；机构 力分析的方法 1）了解机构中的各种力 及力分析的方法； 2）掌握确定运动副中的 反力及需加于机械上的 平衡力或平衡力矩； 3）掌握移动副、转动副 和螺旋副等运动副中摩 擦力的计算方法； 4）掌握一般平面机构力 分析的方法。 2 讲 授 法 在阅读课 程内容的 基础上完 成课后作 业。 2 第五章 机械的 效率和 自锁 机械的效率； 机械的自锁 1）建立正确、全面的机 械效率的概念； 2）掌握移动副、转动副 和螺旋副的自锁条件； 3）掌握简单机械机械效 率和自锁条件的求解方 法。 2 讲 授 法 在阅读课 程内容的 基础上完 成课后作 业。 2 第六章 机械的 平衡 机械平衡的目 的及内容；刚 性转子的平衡 计算；平面机 构的平衡 1）掌握刚性转子的静、 动平衡的原理和方法； 2）了解平面机构的平衡 原理。 2 讲 授 法 在阅读课 程内容的 基础上完 成课后作 业。 2
教学 对应的 章节 主要内容 教学要求 学时 方法和手段 课程 课内课后 目标 1)了解机构及其系统动 力学方程： 2)掌握建立单自由度村 机械波动调节 城系统等效动力学模型 第七章 及运动方程式的方法： 的目的及内 机械的 容：机械的运云 3)掌握稳定运转状态下 阅读并查 坛转及 机械的周期性速度波动 讲授 动方程式：机 阅相关文 其速度 械运转及其速 及其调节方法： 4)了解飞轮调速原理 献。 波动的 度波动的调节 调节 方法 掌握飞轮转动惯量的简 易计算法： 5)了解机械的非周期性 速度波动及其调节并 法。 1)掌握平面连杆机构待 动特点及其主要优缺 点： 2)掌握平面四杆机构 连杆机构及其 本型式 演化型式及 些应用实例： 传动特点：平 第八章 3)堂握平面四杆机构的 面四杆机物的 讲授 在阅读课 “些基本知识（有曲柄的 连杆机 程内容的 类型及应用： 法、 条件、急回运动及行程 基础上 2 构及封 平面四杆机构 速比系数、传动角和 成课后作 设计 的基本知识 力角、死点和传动的连 平面四杆机构 y 续性等)： 的设计 4)掌握按照连杆的三个 位置、两连架杆的三个 对应位置、行程速比系 数等条件设计平面四树 机构
36 章节 主要内容 教学要求 学时 教学 方法和手段 对应的 课程 课内 课后 目标 第七章 机械的 运转及 其速度 波动的 调节 机械波动调节 的 目 的 及 内 容；机械的运 动方程式；机 械运转及其速 度波动的调节 方法 1）了解机构及其系统动 力学方程； 2）掌握建立单自由度机 械系统等效动力学模型 及运动方程式的方法； 3）掌握稳定运转状态下 机械的周期性速度波动 及其调节方法； 4）了解飞轮调速原理， 掌握飞轮转动惯量的简 易计算法； 5）了解机械的非周期性 速 度 波 动 及 其 调 节 方 法。 2 讲 授 法 阅读并查 阅相关文 献。 2 第八章 连杆机 构及其 设计 连杆机构及其 传动特点；平 面四杆机构的 类型及应用； 平面四杆机构 的基本知识； 平面四杆机构 的设计 1）掌握平面连杆机构传 动 特 点 及 其 主 要 优 缺 点； 2）掌握平面四杆机构基 本型式、演化型式及一 些应用实例； 3）掌握平面四杆机构的 一些基本知识(有曲柄的 条件、急回运动及行程 速比系数、传动角和压 力角、死点和传动的连 续性等）； 4）掌握按照连杆的三个 位置、两连架杆的三个 对应位置、行程速比系 数等条件设计平面四杆 机构。 8 讲 授 法 、 课 堂 练习 在阅读课 程内容的 基础上完 成课后作 业。 2