2020年普通专升本自荐考生专业科目1《机械原理》教材及教学大纲

来源: 时间:2020-01-20 点击数:

一、课程简介

机械原理是机电一体化专业的专业教育必修课。它是一门以机器和机构为研究对象的学科,主要内容包括:(1)机构的结构和运动学;(2)机构和机器的动力学等两部分。机械原理是机械类专业研究机械共性问题的一门主干技术基础课,它是从基础理论课到专业课之间的桥梁,是机械类专业学生能力培养和素质教育的最基本的课程。在教学中起着承上启下的作用。

先修课程:《机械制图》、《高等数学》、《理论力学》、《大学物理》等。

后续课程:《工业机器人技术及应用》、《机械设计》、《机械制造工艺学》、《数控技术》等。

二、课程目标

通过本课程的学习,使学生掌握以下课程教学目标。

课程教学目标1:掌握平面机构的结构分析、运动分析、动力分析等基本问题,并具有将其用于解决机构识别、表达、分析与求解问题的能力。

课程教学目标2:掌握平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、齿轮系等常用机构的基本概念、基本原理、基本特性及设计方法,并具有应用相关原理和方法进行复杂工程问题中的机构综合和设计的能力。

课程教学目标3:能够使用相关仪器设备展开常用机构设计与分析的实验研究,初步具备实验数据分析和解释的能力,并具有绘图、计算、测试等基本技能。

课程教学目标4:使学生初步具有拟定机械传动系统方案的能力,能对复杂的机械系统进行分析,对机构运动方案进行创新设计。

课程教学目标5:以课程内容为载体,培养学生的思维方式和方法,培养学生的学习能力及自主学习的精神。

三、课程教学要求(含教学重点、难点):

绪论

【教学要求/目的】

了解本课程研究的对象、内容及其在培养高级工程技术人才中的地位、作用和任务;了解机械原理学科的发展趋势及在四个现代化中的作用。

【教学内容】

§0-1机械原理的研究对象

§0-2机械原理课程的内容及在培养人才中的地位、任务和作用

§0-3机械原理学科的发展趋势

【教学方法】

理论讲授

【思政映射与融入点】

引入中国机械史,激发爱国情怀,坚定文化自信。强调机械零部件设计的严肃性和科学性,强化遵纪守法意识。推荐观看《大国工匠》第六集,使其认同工匠精神。机械制造技术影响国民经济,影响中国在世界上的经济地位。

第一章平面机构的结构分析

【教学要求/目的】

掌握机构的组成,运动副、运动链、约束和自由度等基本概念;能绘制常用机构的机构运动简图;能计算平面机构的自由度,掌握机构的组成原理并能进行结构分析。

【教学内容】

§1-1研究机构结构的目的

§1-2运动副、运动链和机构

§1-3平面机构运动简图

§1-4平面机构的自由度

§1-5平面机构的组成原理和结构分析

【教学重点】

运动副和运动链的概念、机构运动简图的绘制、机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。

【教学难点】

机构自由度计算中有关虚约束的识别及处理。

【教学方法】

理论讲授、任务驱动法、案例分析法、问题导入、启发式教学法、讲练结合法

第二章平面机构的运动分析

【教学要求/目的】

明确机构运动分析的目的和方法;能用图解法对平面二级机构进行运动分析;理解速度瞬心(绝对瞬心和相对瞬心)的概念,并能运用“三心定理”确定一般平面机构各瞬心的位置;能用瞬心法对简单高、低副进行速度分析。

【教学内容】

§2-1研究机构运动分析的目的和方法

§2-2速度瞬心法及其在机构速度分析上的应用

§2-3用相对图解法求机构的速度和加速度

【教学重点】

速度瞬心的概念和“三心定理”的应用,用图解法求机构上点的速度。

【教学难点】

用图解法求机构上点的速度。

【教学方法】

理论讲授、讲练结合法、案例分析法

第三章平面连杆机构及其设计

【教学要求/目的】

掌握平面连杆机构的组成及特点,平面连杆机构的基本型式及其演化和应用,曲柄存在条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数等基本概念。了解解析法设计四杆机构,了解用作图法设计平面四杆机构的方法。

【教学内容】

§3-1平面连杆机构的特点及其设计的基本问题

§3-2平面四杆机构的基本型式及其演化

§3-3平面四杆机构的主要工作特征

§3-5实现给定运动规律的平面四杆机构运动设计

【教学重点】

平面铰链四杆机构的演化、平面四杆机构的主要工作特征。

【教学难点】

曲柄存在条件的全面分析、平面多杆机构的传动角和平面四杆机构最小传动角的确定、平面铰链四杆机构运动连续性的判断。

【教学方法】

理论讲授、任务驱动法、案例分析法、问题导入、启发式教学法、讲练结合法

第四章凸轮机构及其设计

【教学要求/目的】

了解凸轮机构的分类及应用,推杆常用的运动规律及推杆运动规律的选择原则;掌握在确定凸轮机构的基本尺寸时应考虑的主要问题(包括压力角对尺寸的影响、压力角对凸轮受力情况、效率和自锁的影响及失真等问题);凸轮轮廓曲线的设计(以图解法为主)。

【教学内容】

§4-1凸轮机构的应用和分类

§4-2从动件的运动规律

§4-3按给定运动规律设计凸轮轮廓曲线-作图法

§4-5凸轮机构基本尺寸的确定

【教学重点】

推杆常用运动规律的特点及其选择原则;盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计;凸轮基圆半径与压力角及自锁的关系。

【教学难点】

凸轮廓线设计中所应用的“反转法”原理和压力角的概念。

【教学方法】

理论讲授、任务驱动法、案例分析法、问题导入、启发式教学法、讲练结合法

第五章齿轮机构及其设计

【教学要求/目的】

了解齿轮机构的类型和应用;理解平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律及有关共轭齿廓的基本知识;掌握渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性及渐开线齿轮传动的正确啮合条件和连续传动条件;熟悉渐开线齿轮各部分的名称、基本参数及各部分几何尺寸的计算;掌握渐开线齿廓的展成切齿原理及根切现象,渐开线标准齿轮的最少齿数及渐开线齿轮的变位修正和变位齿轮传动的概念;掌握斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点,并能计算标准斜齿圆柱齿轮的几何尺寸;了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点及其基本尺寸的计算;对蜗轮蜗杆的传动特点有所了解。

【教学内容】

§5-1齿轮机构的应用和分类

§5-2齿廓啮合基本定律

§5-3渐开线及渐开线齿廓

§5-4渐开线齿轮的各部分名称及标准齿轮的尺寸

§5-5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动

§5-6渐开线齿廓的展成加工及根切现象

§5-7变位齿轮

§5-9斜齿轮传动

§5-11蜗杆机构

§5-12圆锥齿轮机构

【教学重点】

渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。

【教学难点】

共轭齿廓的确定;一对轮齿的啮合过程;变位齿轮传动;斜齿轮和锥齿轮的当量齿轮和当量齿数。

【教学方法】

理论讲授、任务驱动法、案例分析法、问题导入、启发式教学法、讲练结合法

第六章轮系及其设计

【教学要求/目的】

了解轮系的分类和功用,掌握多种轮系的传动比的计算;了解行星轮系传动效率的计算、行星轮系的选型及行星轮系设计中的均载问题,理解行星轮系各轮齿数的四个条件。

【教学内容】

§6-1轮系及其分类

§6-2定轴轮系的传动比及应用

§6-3周转轮系的组成及传动比

§6-4复合轮系的传动比及应用

§6-5行星轮系各轮齿数和行星轮数的选择

【教学重点】

周转轮系及复合轮系传动比的计算,轮系的功用及行星轮系设计中齿轮齿数的确定问题。

【教学难点】

如何将复合轮系正确划分为各基本轮系,复合轮系传动比的计算。

【教学方法】

理论讲授、任务驱动法、案例分析法、问题导入、启发式教学法、讲练结合法

第七章其他常用机构

【教学要求/目的】

了解一些常用机构的工作过程、工作原理和特点;掌握常见间歇机构(如槽轮机构、棘爪棘轮机构)的工作原理、运动特点、应用情况及设计要点。

【教学内容】

§7-1万向联轴节

§7-3棘轮机构

§7-4槽轮机构

§7-5不完全齿轮机构

§7-6凸轮式间歇运动机构

【教学重点】

掌握常见间歇机构(如槽轮机构、棘爪棘轮机构)的工作原理、运动特点、应用情况及设计要点。

【教学难点】

槽轮机构、棘爪棘轮机构的设计要点。

【教学方法】

理论讲授、案例分析法、启发式教学法

四、教材

郑文纬主编.机械原理 第7版.高等教育出版社。

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