作為一位杰出的教職工，總歸要編寫教案，教案是教學活動的總的組織綱領和行動方案。教案書寫有哪些要求呢？我們怎樣才能寫好一篇教案呢？以下是小編為大家收集的教案范文，僅供參考，大家一起來看看吧。
機械原理教案設計篇一
時間:2011-12-10 20:06來源:重慶大學考研網(wǎng)作者:文彥教育點擊:
241次
課程教案（按章編寫）
課程名稱：機械原理
適用專業(yè)：機械設計制造及自動化等機械類專業(yè)
年級、學年、學期：2002級，2004-2005學年第二學期
教材：《機械原理》，黃茂林、秦偉主編，機械工業(yè)出版社，2002
《機械原理教程》，申永勝主編，清華大學出版社，1999 任課教師：秦偉
編寫時間：2005年2月
緒 論
一、
教學
目標及基本要求
1.認識和了解機器及其基本功能結(jié)構(gòu)—；了解的基本功能和結(jié)構(gòu)特征；對、可動聯(lián)接、構(gòu)件、零件等有明確的概念和具體的認識。
2.了解本課程的研究對象、主要內(nèi)容以及在機械設計和人才培養(yǎng)中的地位和作用；了解學習本課程的要求和方法
通過“緒論”的學習，使學生能為后繼內(nèi)容的學習打下一定的感性認識和理性認識基礎；明確本課程的內(nèi)容與作用，激發(fā)學生學習的興趣和積極性。
二、教學內(nèi)容及學時分配 機器的功能結(jié)構(gòu)及（1學時）? 機械原理課程的定位與任務
? 機械原理課程的主要內(nèi)容、基本要求與學習方法（第二、三節(jié)共0.5學時）?
三、
教學內(nèi)容的重點和難點
1.從機器及機械系統(tǒng)的總體去認識。
2.的基本功能特征—傳遞與變換運動；的基本功能結(jié)構(gòu)—構(gòu)件及可動聯(lián)接。
3.本課程的學習內(nèi)容與要求，注意突出其系統(tǒng)綜合性和創(chuàng)新性。
四、教學內(nèi)容的深化與拓寬 介紹本學科領域的現(xiàn)狀及發(fā)展前沿。
五、教學方式與手段及教學過程中應注意的問題
充分利用多媒體教學手段，通過典型機器案例的功能分析、結(jié)構(gòu)分析及工作過程（特別是其運動傳遞、變換與做功的過程）分析，具體、形象、生動地認識了解及其結(jié)構(gòu)與運動學特征，認識典型常用。
應強調(diào)學習知識和培養(yǎng)培養(yǎng)能力是相輔相成的，但后者比前者更重要。本課程的教學內(nèi)容較多而教學時數(shù)相對較少，因此在講授本課程時，著重講重點、講難點、講思路、講方法。學生在學習本課程時，應把重點放在掌握研究問題的基本思路和方法上，著重于能力的培養(yǎng)。這樣，就可以利用自己的能力去獲取新的知識。
六、主要參考書目
1 黃茂林，秦偉主編．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機械原理教程．北京：清華大學出版社，1999 3 王知行，劉廷榮主編．機械原理．北京：高等教育出版社，2000
七、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié)
參觀機械創(chuàng)新設計實驗室，認識及了解典型機器和。
八、課外學習要求
學生通過自學了解本學科（機械學、學）領域的現(xiàn)狀及發(fā)展方向、機械工程在國民經(jīng)濟中的地位和作用。
九、思考題 0-1~0-3
第一章 的結(jié)構(gòu)設計
一、教學目標及基本要求
1.從功能與結(jié)構(gòu)設計的角度認識和了解運動副與運動副元素。
2.熟練掌握運動簡圖的繪制方法。能夠?qū)嶋H或的結(jié)構(gòu)簡圖繪制成運動簡圖；能看懂各種復雜的運動簡圖；能用運動簡圖表達自己的設計構(gòu)思。
3.了解運動鏈和的結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)設計的理論和方法，掌握運動鏈成為的條件。 4.熟練掌握自由度的計算方法，從結(jié)構(gòu)和功能設計的角度了解局部自由度及虛約束，能準確識別出中存在的復合鉸鏈、局部自由度和虛約束，并作出正確處理；
5.掌握的組成原理和結(jié)構(gòu)分析方法。了解高副低代的方法；會判斷桿組、桿組的級別和的級別；學會將ⅱ級、ⅲ級分解為機架、原動件和若干基本桿組的方法。
二、教學內(nèi)容及學時分配的基本結(jié)構(gòu)及簡圖（1.5學時）
? 運動鏈及的自由度計算和運動簡圖的繪制（2.5學時）?平面運動鏈與的結(jié)構(gòu)設計（1學時）? ? 按基本桿組的結(jié)構(gòu)綜合與結(jié)構(gòu)分析（1.5學時）
三、教學內(nèi)容的重點和難點
重點：
1.運動簡圖的繪制。 2.自由度的計算。3.運動鏈成為的條件。4.的組成原理與結(jié)構(gòu)分析。難點：
1.運動簡圖的繪制。
2.復合鉸鏈的準確識別和虛約束的正確判斷。
四、教學內(nèi)容的深化與拓寬 空間單封閉形自由度計算。
五、教學方式與手段及教學過程中應注意的問題 充分利用多媒體教學手段，圍繞教學基本要求進行教學。
本章是進入整個機械系統(tǒng)設計的開篇。它不僅為學習各類的運動設計和動力設計打下必要的基礎，也為機械系統(tǒng)方案設計和新的創(chuàng)新設計提供一條途徑。在教學過程中，應注重突出重點，多采用啟發(fā)式教學以及教師和學生的互動。運動簡圖是設計者交流設計思想所需要的一種工程語言，既要求簡潔，又要在討論和評價設計方案時，能夠正確表達設計思想，顯示出設計方案；保證運動學、動力學分析計算無誤。介紹繪制運動簡圖和自由度計算時，應通過典型例題的分析，指出初學者容易犯的錯誤，并要求學生在繪制運動簡圖和自由度計算時，采用正確、嚴謹?shù)牟襟E。
六、主要參考書目
1 黃茂林，秦偉主編．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機械原理教程．北京：清華大學出版社，1999 3 王知行，劉廷榮主編．機械原理．北京：高等教育出版社，2000 4 曹惟慶．組成原理．北京：高等教育出版社，1983
七、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié) 機械設計及結(jié)構(gòu)展示與分析實驗。
八、課外學習要求
自學虛約束與過約束的設計及分析、運動鏈結(jié)構(gòu)公式推導法、運動鏈的演化與派生及運動副元素與構(gòu)件的功能結(jié)構(gòu)演化等內(nèi)容。
九、習題 1-2，1-4，1-5，1-6
第二章平面連桿及其分析與設計
一、教學目標及基本要求
1.掌握平面連桿的基本類型，掌握其演化方法。
2.掌握平面連桿的運動特性，包括具有整轉(zhuǎn)副和存在曲柄的條件、急回運動、的行程、極限位置、運動的連續(xù)性等；
3.掌握平面連桿運動分析的方法，學會將復雜的平面連桿的運動分析問題轉(zhuǎn)換為可用計算機解決的問題。
4.掌握連桿的傳力特性，包括壓力角和傳動角、死點位置、機械增益等；能夠熟練地對移動副中的摩擦問題進行分析計算；掌握轉(zhuǎn)動副中摩擦問題分析和計算方法；掌握機械效率的概念、效率的各種表達形式及機械效率的計算方法；正確理解自鎖的概念，掌握確定自鎖條件的方法。
5.掌握平面連桿的靜力學分析方法，學會合理選擇與設計平面連桿。 6.了解平面連桿設計的基本問題，掌握根據(jù)具體設計條件及實際需要，選擇合適的型式；學會按2~3個剛體位置設計剛體導引、按2~3個連架桿對應位置設計函數(shù)生成及按k值設計四桿；對分析與設計的現(xiàn)代解析法有清楚的了解。
二、教學內(nèi)容及學時分配
概述（1.5學時）
?平面連桿運動特性與分析方法（4.5學時）?平面連桿的傳力特性與受力分析（3.5學時）?平面四桿綜合的內(nèi)容與方法（4.5學時）?
三、教學內(nèi)容的重點和難點 重點：
1.平面四桿的基本型式及其演化方法。
2.平面連桿的運動特性，包括存在整轉(zhuǎn)副的條件、從動件的急回運動及運動的連續(xù)性；平面連桿的傳力特性，包括壓力角、傳動角、死點位置、機械增益。
3.平面連桿運動分析的瞬心法、相對運動圖解法和桿組法。
4.總反力的確定，移動副和轉(zhuǎn)動副中摩擦問題的分析方法，自鎖條件的判定和機械效率的計算。
5.按給定2~3個位置設計剛體導引，按給定的2~3個對應位置設計函數(shù)生成，按k值設計四桿。 難點：
1.平面連桿運動分析的相對運動圖解法求的加速度。 2.總反力的正確確定。
3.機械的自鎖問題及移動副自鎖條件的求解。 4.按給定的2~3個對應位置設計函數(shù)生成。
四、教學內(nèi)容的深化與拓寬平面連桿的優(yōu)化設計。
五、教學方式與手段及教學過程中應注意的問題 充分利用多媒體教學手段，圍繞教學基本要求進行教學。
在教學中應注意要求學生對基本概念的掌握，如整轉(zhuǎn)副、擺轉(zhuǎn)副、連桿、連架桿、曲柄、搖桿、滑塊、低副運動的可逆性、壓力角、傳動角、極位夾角、行程速度變化系數(shù)、死點、自鎖、摩擦角、摩擦圓、總反力、速度影像、加速度影像、裝配模式等；基本理論和方法的應用，如影像法在的速度分析和加速度分析中的應用、連桿設計的剛化—反轉(zhuǎn)法等。在教學過程中，應注意突出重點，多采用啟發(fā)式教學以及教師和學生的互動。
六、主要參考書目
1 黃茂林，秦偉主編．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機械原理教程．北京：清華大學出版社，1999 3 華大年，華志宏，呂靜平．連桿設計．上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1995
七、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié)
運動學參數(shù)測試實驗，工業(yè)機器人認識及應用實驗，機械創(chuàng)新展示與分析實驗。
八、課外學習要求
自學運動分析的相對運動圖解法，的合理選用，平面四桿的優(yōu)化設計和空間連桿等內(nèi)容。
九、習題
2-1，2-2，2-8，2-10，2-13，2-16 ? 2-5，2-6，2-18，2-19，2-21，2-24，2-26 ? 2-27，2-28，2-29，2-30，2-32 ?
第三章 凸輪及其設計
一、教學目標及基本要求
1.了解凸輪的基本結(jié)構(gòu)特點、類型及應用，學會根據(jù)工作要求和使用場合選擇凸輪。
2.了解凸輪的設計過程，對凸輪的運動學、動力學參數(shù)有明確的概念。 3.掌握從動件常用運動規(guī)律的特點及適用場合，了解不同運動規(guī)律位移曲線的拼接原則與方法。
4.掌握凸輪基本尺寸設計的原則，學會根據(jù)這些原則確定移動滾子從動件盤形凸輪的基圓半徑、滾子半徑和偏置方向，擺動從動件盤形凸輪的擺桿長、距以及移動平底從動件平底寬度。
5.熟練掌握應用反轉(zhuǎn)法原理設計平面凸輪廓線，學會凸輪的計算機輔助設計方法。
二、教學內(nèi)容及學時分配
? ? ? ? ? 概述
凸輪的傳力特性
凸輪的設計過程（第一、二、三節(jié)共1.5學時）
凸輪運動學參數(shù)和基本尺寸的設計（1學時）平面凸輪輪廓曲線的設計（1.5學時）
第六節(jié) 凸輪從動件的設計（1學時）
三、教學內(nèi)容的重點和難點 重點：
1.凸輪的型式選擇。
2.從動件運動規(guī)律的選擇及設計。
3.盤形凸輪基本尺寸的設計，凸輪輪廓曲線設計的圖解法和解析法。
1.從動件的設計，包括高副元素形狀選擇，滾子半徑和平底寬度的確定。 難點：
凸輪輪廓曲線設計的圖解法
四、教學內(nèi)容的深化與拓寬 空間凸輪與高速凸輪簡介。
五、教學方式與手段及教學過程中應注意的問題 充分利用多媒體教學手段，圍繞教學基本要求進行教學。
在教學過程中應強調(diào)凸輪的運動學參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)的概念及其選用設計；應用反轉(zhuǎn)法原理進行凸輪輪廓曲線的圖解法設計時凸輪轉(zhuǎn)角的分度，要注意從動件反轉(zhuǎn)方向；正確確定偏置移動從動件凸輪在反轉(zhuǎn)過程中從動件所依次占據(jù)的位置線；滾子從動件凸輪理論輪廓曲線與實際輪廓曲線的聯(lián)系和區(qū)別等。要注意突出重點，多采用啟發(fā)式教學以及教師和學生的互動。
六、主要參考書目
1 黃茂林，秦偉主編．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機械原理教程．北京：清華大學出版社，1999 3 石永剛，徐振華．凸輪設計．上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1995
七、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié) 凸輪運動參數(shù)測試實驗。
八、課外學習要求
學生通過自學了解空間凸輪的應用特點和高速凸輪設計應注意的問題。
九、習題
3-1，3-3，3-5，3-6，3-7，3-8，3-11，3-12
第四章 輪系及其設計
一、教學目標及基本要求
1.了解各類輪系的組成和運動特點，學會判斷一個已知輪系屬于何種輪系。 2.熟練掌握各種輪系傳動比的計算方法，會確定主、從動輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系；掌握周轉(zhuǎn)輪系的傳動特性與類型和結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
3.了解各類輪系的功能，學會根據(jù)各種要求正確選擇輪系類型。 4.了解行星輪系效率的概念及其主要影響因素。
5.了解復合輪系的組合方法，學會分析復合輪系的組成，正確計算其傳動比。
6.了解行星輪系設計的幾個基本問題；了解幾種其它類型行星傳動的原理及特點。
二、教學內(nèi)容及學時分配
輪系的分類
? 定軸輪系及其設計（第一、二節(jié)共1學時）? 周轉(zhuǎn)輪系及其設計（3.5學時）? 復合輪系及其設計(0.5學時)? 第六節(jié) 少齒差傳動簡介（1學時）
三、教學內(nèi)容的重點和難點
重點：
1.輪系傳動比的計算。 2.輪系的設計。難點：
復合輪系傳動比計算
四、教學內(nèi)容的深化與拓寬 新型少齒差傳動
五、教學方式與手段及教學過程中應注意的問題 充分利用多媒體教學手段，圍繞教學基本要求進行教學。
在教學過程中應注意強調(diào)應用反轉(zhuǎn)法原理求解周轉(zhuǎn)輪系傳動比方法的實質(zhì)、轉(zhuǎn)化的概念、正確劃分基本輪系的方法。要注意突出重點，多采用啟發(fā)式教學以及教師和學生的互動。
六、主要參考書目
1 黃茂林，秦偉主編．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機械原理教程．北京：清華大學出版社，1999 3 曲繼方，安子軍，曲志剛．創(chuàng)新設計．北京：科學出版社，2001
七、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié) 參觀機械創(chuàng)新設計實驗室。
八、課外學習要求
自學定軸輪系的傳動效率計算、定軸輪系設計中的幾個問題、封閉型輪系的功率流等內(nèi)容。
九、習題
4-1，4-2，4-5，4-6，4-7，4-9，4-13，4-14，4-18
第五章 其它常用
一、教學目標及基本要求
了解槽輪、棘輪、不完全齒輪、凸輪式間歇及螺旋的工作原理、運動特點和適用場合。
二、教學內(nèi)容與學時分配
間歇運動 ? 螺旋
? 摩擦傳動（第一、二、三節(jié)共1學時）?
三、教學內(nèi)容的重點和難點 重點：
1.槽輪、棘輪、不完全齒輪、凸輪式間歇運動及螺旋的組成和運動特點。
2.簡單螺旋與復式螺旋位移與轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。 3.摩擦傳動傳動比的計算。
四、教學內(nèi)容的深化與拓寬 液動、氣動及電磁傳動。
五、教學方式與手段及教學過程中應注意的問題 充分利用多媒體教學手段，圍繞教學基本要求進行教學。
本章教學應側(cè)重于概念分析，簡要介紹這些的工作原理、運動特點和適用場合。通過學習，開闊眼界和思路，擴大知識面，為機械系統(tǒng)方案設計提供一些基礎知識。在教學過程中，應注意突出重點，多采用啟發(fā)式教學以及教師和學生的互動。
六、主要參考書目
1 黃茂林，秦偉主編．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機械原理教程．北京：清華大學出版社，1999
七、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié) 機電流體傳動控制實驗。
八、課外學習要求
自學液動、電磁傳動等內(nèi)容。
九、思考題 5-1~5-4
第六章 機械動力學
一、教學目標及基本要求
1.明確認識慣性力、慣性力矩對機械工作的穩(wěn)定性、動載荷和輸入力矩的影響，了解動態(tài)靜力分析的方法。
2.了解機械平衡的目的及其分類，掌握機械平衡的方法。熟練掌握剛性轉(zhuǎn)子的平衡設計方法，了解平衡試驗的原理及方法，了解平面慣性力平衡的方法。3.掌握機械運轉(zhuǎn)過程的三個階段，機械系統(tǒng)的功、能量和原動件運動速度的特點。了解作用在機械中的力與某些運動參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。
4.掌握建立單自由度機械系統(tǒng)等效動力學模型以確定機械的真實運動規(guī)律的基本思路及建立運動方程式的方法，能求解等效力矩和等效轉(zhuǎn)動慣量均是位置函數(shù)時機械的運動方程式。
5.了解周期性速率波動的調(diào)節(jié)方法，掌握飛輪調(diào)速原理及飛輪的設計方法，能求解等效力矩是位置函數(shù)時飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。
二、教學內(nèi)容與學時分配的動態(tài)靜力分析 2學時 ? 機械的平衡 1.5學時
? 機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié) 4.5學時 ?
三、教學內(nèi)容的重點和難點
重點：
1.剛性轉(zhuǎn)子靜平衡、動平衡的原理及平衡設計方法。
2.單自由度機械系統(tǒng)等效動力學模型的建立及機械系統(tǒng)真實運動規(guī)律的求解。
3.機械系統(tǒng)運動的波動及其調(diào)節(jié)方法。 難點： 1.剛性轉(zhuǎn)子動平衡計算
2.等效力（力矩）、等效質(zhì)量（等效轉(zhuǎn)動慣量的計算）
四、教學內(nèi)容的深化與拓寬
機械系統(tǒng)的計算機輔助運動學和動力學。
五、教學方式與手段及教學過程中應注意的問題 充分利用多媒體教學手段，圍繞教學基本要求進行教學。
在教學過程中應強調(diào)，機械的真實運動規(guī)律是由其各構(gòu)件的尺寸、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量和作用在各構(gòu)件上的力等許多參數(shù)決定的。只有根據(jù)這些參數(shù)確定出機械原動件的真實運動規(guī)律，才能進而對其進行運動分析，確定各構(gòu)件的真實運動規(guī)律。了解機械的真實運動情況，是對機械進行動力學研究與分析所必需的。要注意突出重點，多采用啟發(fā)式教學以及教師和學生的互動。
六、主要參考書目
1 黃茂林，秦偉主編．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機械原理教程．北京：清華大學出版社，1999 3 唐錫寬，金德聞．機械動力學．北京：高等教育出版社，1984
七、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié) 剛性回轉(zhuǎn)體平衡實驗。
八、課外學習要求
自學動態(tài)靜力分析的圖解法等內(nèi)容。
九、習題 6-1，6-4，6-5，6-7，6-8，6-11，6-14
第七章 機械系統(tǒng)運動方案設計
一、教學目標及基本要求
1.了解機械系統(tǒng)設計的整個過程，明確機械系統(tǒng)總體方案設計階段的設計目的及工作內(nèi)容。
2.了解機械系統(tǒng)總體方案設計中應具有的現(xiàn)代設計觀念以及機械現(xiàn)代設計和創(chuàng)新設計的特點，逐步學會在機械執(zhí)行系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)的方案設計和原動機選擇過程中，正確靈活運用這些設計思想。
3.了解機械執(zhí)行系統(tǒng)方案設計的過程和具體設計內(nèi)容，學會根據(jù)機械預期實現(xiàn)的功能要求，進行功能原理設計的創(chuàng)新構(gòu)思；學會根據(jù)工作原理提出的工藝動作要求，創(chuàng)造性地構(gòu)思出合適的運動規(guī)律。
4.掌握執(zhí)行型式設計的原則，學會運用選型和構(gòu)型的方法進行執(zhí)行型式的創(chuàng)新設計。
5.了解執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設計的目的和原則，掌握機械運動循環(huán)圖的繪制方法。 6.了解方案評價的意義、評價準則、評價指標和評價方法。
二、教學內(nèi)容與學時分配
第一節(jié) 機械總體方案設計（1學時）
第二節(jié) 現(xiàn)代設計觀念與創(chuàng)新設計簡介（1學時）第三節(jié) 機械執(zhí)行系統(tǒng)運動方案設計（3學時）第五節(jié) 機械系統(tǒng)運動方案設計舉例（1學時）
（注：課內(nèi)只安排2學時，著重介紹第一、三節(jié)的部分內(nèi)容，其余內(nèi)容安排在課程設計進行時講授）
三、教學內(nèi)容的重點和難點 重點：
1.機械系統(tǒng)總體方案設計階段的設計內(nèi)容和設計思想。
2.機械執(zhí)行系統(tǒng)方案設計的內(nèi)容和全過程，執(zhí)行系統(tǒng)方案設計的具體方法。
四、教學內(nèi)容的深化與拓寬 機械現(xiàn)代設計方法。
五、教學方式與手段及教學過程中應注意的問題 充分利用多媒體教學手段，圍繞教學基本要求進行教學。
在教學過程中，要強調(diào)機械總體方案設計是機械產(chǎn)品設計中十分重要的一環(huán)，產(chǎn)品的功能是否齊全、性能是否優(yōu)良，在很大程度上取決于總體方案設計階段的工作；執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計是機械總體方案設計的核心，對機械系統(tǒng)能否實現(xiàn)預期的功能以及工作質(zhì)量的優(yōu)劣和產(chǎn)品在市場上的競爭力，都起著決定性的作用。要注意突出重點，多采用啟發(fā)式教學以及教師和學生的互動。
六、主要參考書目
1 黃茂林，秦偉主編．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機械原理教程．北京：清華大學出版社，1999
七、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié)
機械創(chuàng)意組合設計實驗，機械運動方案創(chuàng)新設計實驗。
八、課外學習要求
自學現(xiàn)代設計觀念與創(chuàng)新設計、機械傳動系統(tǒng)的方案設計和原動機的選擇、機械系統(tǒng)運動方案設計舉例等內(nèi)容。
九、思考題 7-1~7-3(責任編輯：文彥考研)
機械原理教案設計篇二
1.構(gòu)具有確定運動的條件是什么？若此條件不滿足，將會產(chǎn)生什么結(jié)果？
機構(gòu)具有確定運動的條件是f＞0，且f等于原動件數(shù)。f＞0時，如原動件數(shù)目少于自由度數(shù)，則運動不能確定；如原動件數(shù)目多于自由度數(shù)，則機構(gòu)不能滿足所有原動件的給定運動。f＝0時，構(gòu)件之間不可能存在相對運動，是一個剛性桁架。f＜0時，構(gòu)件之間所受約束過多，成為超靜定桁架。
2.何謂平面連桿機構(gòu)？何謂平面四桿機構(gòu)？何謂鉸鏈四桿機構(gòu)？
平面連桿機構(gòu)是許多構(gòu)件用低副（轉(zhuǎn)動副和移動副）連接組成的平面機構(gòu)，有時也稱為低副機構(gòu)。由四個構(gòu)件組成的平面連桿機構(gòu)稱為平面四桿機構(gòu)。全部四個運動副都是轉(zhuǎn)動副的平面四桿機構(gòu)，稱為鉸鏈四桿機構(gòu)。
3.平面連桿機構(gòu)有哪些優(yōu)缺點？
優(yōu)點：面接觸，承載能力高，耐磨損；制造簡便，易于獲得較高的制造精度。缺點：不易精確實現(xiàn)復雜的運動規(guī)律；設計較為復雜；構(gòu)件數(shù)和運動副數(shù)較多時，效率較低。
4.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡條件和動平衡條件是什么？
靜平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力平衡，離心慣性力的合力為零；動平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩同時平衡，離心慣性力系的合力及合力矩為零。
5.飛輪是如何調(diào)節(jié)周期性速度波動的？
飛輪實質(zhì)是一個能量儲存器。當機械出現(xiàn)盈功速度上升時，飛輪的角速度只做微小上升，他將多余的能量儲存起來；當機械出現(xiàn)虧功速度下降時，他將能量釋放出來，飛輪的角速度只做微小下降。
6.造成轉(zhuǎn)子動不平衡的原因是什么？如何平衡？
轉(zhuǎn)子的偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩不平衡。平衡方法：增加或減少配重使轉(zhuǎn)子偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩同時平衡。
7.造成轉(zhuǎn)子不平衡的原因？平衡目的是什么？
原因：轉(zhuǎn)子質(zhì)心與其回轉(zhuǎn)中心存在偏距。平衡目的：使構(gòu)件的不平衡慣性力和慣性力矩平衡以消除或減小其不良影響。
8.何謂凸輪工作廓線的變尖現(xiàn)象和推桿運動的失真現(xiàn)象？它對凸輪機構(gòu)的工作有何影響？如何加以避免？
凸輪理論廓線的曲率半徑ρ等于滾子半徑時，實際廓線的曲率半徑為零。于是工作廓線將出現(xiàn)尖點，尖點變尖現(xiàn)象。應在滿足滾子強度條件下，減小其半徑大小。當ρn
9.鉸鏈四桿機構(gòu)存在曲柄的條件是什么？以不同構(gòu)件為機架時，各為何種機構(gòu)？
⑴最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和；⑵取最短桿或最短桿相鄰桿為機架。取最短桿為機架時，為雙曲柄機構(gòu)。取最短桿相鄰桿為機架時，為曲柄搖桿機構(gòu)。
10.何謂壓力角？何謂傳動角？它們的大小對連桿機構(gòu)工作有何影響？
在不計各桿質(zhì)量和運動副中的摩擦的情況下，作用在從動件上的驅(qū)動力和該力作用點處從動件的絕對速度之間所夾的銳角，稱為壓力角，用α表示。壓力角的余角，稱為傳動角，用γ表示。α越小，γ越大，傳動越省力，機構(gòu)傳力性能越好，傳動效率越高。反之，α越大，γ越小，傳動越費力，機構(gòu)傳力性能越差，傳動效率越低，并有可能自鎖。
11.凸輪輪廓曲線設計的基本原理是什么？如何選擇推桿滾子半徑？。
1）反轉(zhuǎn)法原理。2）在滿足強度條件下，保證凸輪實際輪廓曲線不出現(xiàn)尖點和失真，即小于凸輪理論輪廓的最小曲率半徑。
12.凸輪機構(gòu)有哪些優(yōu)缺點？
優(yōu)點：只要正確地設計和制造出凸輪的輪廓曲線，就能把凸輪的回轉(zhuǎn)運動準確可靠地轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭蛹A期的復雜運動規(guī)律的運動，而且設計簡單；凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、運動可靠。缺點：凸輪與從動件之間為點或線接觸，故難以保持良好的潤滑，容易磨損；加工制造較復雜。
13.何謂凸輪機構(gòu)的壓力角？壓力角的大小與凸輪機構(gòu)的傳力性能有何關(guān)系？
壓力角是不計摩擦時，凸輪對從動件的作用力（法向力）與從動件上受力點速度方向所夾的銳角。壓力角越小，凸輪機構(gòu)的傳力性能越好。
14.判定機械自鎖的條件有哪些？
1）驅(qū)動力位于摩擦錐或摩擦圓內(nèi)；2）機械效率小于等于0；3）工作阻力小于或等于0。
15.齒輪機構(gòu)有哪些主要優(yōu)缺點?
齒輪機構(gòu)的優(yōu)點有：使用的圓周速度和功率范圍廣；效率較高；能保證恒定的傳動比；壽命長；工作平穩(wěn)，可靠性高；能傳遞任意夾角兩軸間的運動。缺點有：制造、安裝精度要求較高，因而成本也較高；不宜作遠距離傳動。
16.機構(gòu)運動分析當中的加速度多邊形具有哪些特點？
1）極點p’的速度為零；2)由極點向外放射的矢量代表絕對加速度，而連接倆絕對加速度矢端的矢量代表該兩點的相對加速度；3)加速度多邊形相似于同名點在構(gòu)件上組成的多邊形。
17.要使一對齒輪傳動時保持定角速比，則齒廓曲線應滿足什么條件？
欲使兩齒輪瞬時角速比恒定不變，則無論齒廓在何處嚙合，過接觸點所作的齒廓公法線必須與連心線交于一個定點。
18.什么是齒輪的節(jié)圓？標準直齒輪在什么情況下其節(jié)圓與分度圓重合？
經(jīng)過節(jié)點、分別以兩嚙合齒輪回轉(zhuǎn)中心為圓心的兩個相切的圓稱為節(jié)圓。當兩標準齒輪按標準中心距安裝時其節(jié)圓與分度圓重合。
19.圓的漸開線是怎樣形成的？有哪些主要性質(zhì)？
當一直線在一圓周上純滾動時，此直線上任意一點的軌跡稱為該圓的漸開線。這個圓稱為漸開線的基圓，該直線稱為發(fā)生線。
漸開線的性質(zhì)有：1)發(fā)生線在基圓上滾過的一段長度等于基圓上相應被滾過的一段弧長。2)漸開線上任意一點的法線必與基圓相切。3)漸開線齒廓上各點的壓力角不等。離輪心越遠，壓力角越大。4)漸開線的形狀取決于基圓的大小。5)基圓內(nèi)無漸開線。
20.漸開線齒廓嚙合的特點？
1）定傳動比；2）可分性；3）輪齒的正壓力方向不變
21.漸開線齒輪有哪些傳動特性？
1）漸開線齒廓滿足定角速比要求。2）漸開線齒輪傳動嚙合角不變，正壓力的大小和方向也不變，傳動過程比較平穩(wěn)。3）漸開線齒廓具有中心距的可分性。
22.什么是標準中心距？一對標準齒輪的實際中心距大于標準中心距時，其傳動比和嚙合角分別有無變化？
一對標準齒輪安裝時他們的分度圓相切即各自分度圓與節(jié)圓重合時的中心距為標準中心距。當實際中心距大于標準中心距時，傳動比不變，嚙合角增大。
23.漸開線直齒圓柱齒輪/外嚙合斜齒圓柱齒輪輪傳動/直齒錐齒輪傳動/蝸桿傳動的正確嚙合條件是什么？
兩輪的模數(shù)和壓力角分別相等/兩斜齒輪的法面模數(shù)相等；兩斜齒輪的法面壓力角相等；兩斜齒輪的螺旋角大小相等，方向相反。/兩輪大端模數(shù)相等，兩輪壓力角相等，兩輪外錐距相等/蝸桿的軸向模數(shù)等于蝸輪的端面模數(shù)，蝸桿的軸向壓力角等于蝸輪的端面壓力角，蝸桿中圓柱上螺旋線的導程角等于蝸輪分度圓上的螺旋角，且螺旋線方向相同。
24.何謂漸開線齒輪的重合度？它對傳動有何影響？齒輪連續(xù)傳動的條件是什么？
實際嚙合線長度與基圓齒距的比值稱為重合度，以ε表示。重合度大對提高齒輪傳動的平穩(wěn)性和承載能力都有重要意義齒輪連續(xù)傳動的條件是ε＞1。
25.什么叫根切？有何危害？
用展成法加工齒輪時，若刀具的齒頂線（或齒頂圓）超過理論嚙合線極限點n時，被加工齒輪齒根附近已加工出的漸開線齒廓將被切去一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。根切使齒輪的抗彎強度削弱、承載能力降低、嚙合過程縮短、傳動平穩(wěn)性變差，因此應避免根切。
26.什么是機械的自鎖？移動副和轉(zhuǎn)動副自鎖的條件分別是什么？
自鎖：無論驅(qū)動力多大，機構(gòu)都不能運動的現(xiàn)象。移動副條件：驅(qū)動力作用在摩擦錐里；轉(zhuǎn)動副條件：驅(qū)動力作用在摩擦圓里。
27.直齒圓柱齒輪傳動存在哪些主要缺點？斜齒圓柱齒輪傳動有何優(yōu)缺點？
直齒圓柱齒輪傳動在高速重載的情況下，會出現(xiàn)傳動不平穩(wěn)和承載能力差的情況。斜齒圓柱齒輪傳動運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲??；承載能力較高；不根切最少齒數(shù)小于直齒輪。主要缺點是有軸向力。
28.什么是周轉(zhuǎn)輪系？什么是周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系？
至少有一個齒輪的軸線的位置不固定，而繞其他固定軸線回轉(zhuǎn)的輪系稱為周轉(zhuǎn)輪系。在周轉(zhuǎn)輪系加上公共角速度-ωh后，行星架相對靜止，此時周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成定軸輪系，這個假想的定軸輪系即為轉(zhuǎn)化輪系。
29.螺旋角β對斜齒輪的傳動性能有何影響？其取值范圍如何？
螺旋角β對斜齒輪的傳動性能影響很大。β較小，優(yōu)點不突出；β太大，則軸向力太大。設計時一般取β=8°-20°。
機械原理教案設計篇三
機 械
制 造 工 程
教
案
原 理
緒
論
一、課程概述
1、課程名稱：機械制造工程原理
2、課程內(nèi)容：
3、學習目的：培養(yǎng)專業(yè)人材
4、基本要求：識記
理解
應用
二、制造行業(yè)現(xiàn)狀
發(fā)展快，要求高，專業(yè)人員缺乏
現(xiàn)代制造的目標：高質(zhì)量、高效率、低成本和自動化
第一章
工件的定位夾緊與夾具設計
本章內(nèi)容：第一節(jié)
工件在機床上的安裝
第二節(jié)
夾具概念
第三節(jié)
定位原理
第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊 第五節(jié) 夾具舉例
第一節(jié)
工件在機床上的安裝
一、安裝概念
定位：把工件安放在機床工作臺上或夾具中，使它和刀具之間有相對正確的位置。
夾緊：工件定位后，將工件固定，使其在加工過程中保持定位位置不變。
二、工件在機床或夾具上的三種安裝方式
1、直接找正安裝
2、劃線找正安裝
3、夾具安裝
夾具安裝指直接由夾具來保證工件在機床上的正確位置，并在夾具上直接夾緊工件。
第二節(jié)
夾具概念
一、夾具的概念
機床夾具是將工件進行定位、夾緊，將刀具進行導向或?qū)Φ?，以保證工件和刀具間的相對運動關(guān)系的附加裝置，簡稱夾具。
二、夾具的基本構(gòu)成夾具構(gòu)成：
1、定位元件；
2、夾緊裝置；；
3、導向元件和對刀裝置；
4、連接元件；
5、夾具體；
6、其它元件及裝置。
三、夾具的分類
1、通用夾具
2、專用夾具
3、成組夾具
4、組合夾具
5、隨行夾具
第三節(jié)
定位原理
一、六點定位原理
長方體六點定位
三、定位方法
1、平面定位 ⑴支承釘
固定支承釘
可調(diào)支承釘
自定位支承
輔助支承
輔助支承和可調(diào)支承的區(qū)別：輔助支承是在工件定位后才參與支承的元件，其高度是由工件確定的，因此它不起定位作用，但輔助支承鎖緊后就成為固定支承，能承受切削力。輔助支承主要用來在加工過程中加強被加工部位的剛度和提高工作的穩(wěn)定性，通過增加一些接觸點防止工件在加工中變形，但又不影響原來的定位。⑵支承板
支承板
2、圓孔定位 ⑴圓柱定位銷
圓柱定位銷
菱形銷
⑵圓錐銷
圓錐銷 ⑶心軸
剛性心軸
3、外圓柱面定位 ⑴v形塊
⑵定位套
工件外圓以套筒和錐套定位
4、圓錐孔定位
工件在錐度心軸上定位
三、完全定位與不完全定位 實例一：如何對下圖所示工件定位？
解：方案一：不完全定位
球體上通銑平面限制2 個自由度：x、z
方案二：不完全定位
球體上通銑平面限制2 個自由度：x、y、z 實例二：不完全定位
實例三：完全定位
四、欠定位和過定位
1、欠定位：應該限制的自由度沒有被限制。
2、過定位：有重復限定的自由度 ⑴平面的過定位
注意：這種過定位只用于已加工表面，以加強剛度。⑵大端平面與長銷組合產(chǎn)生的過定位
解決方法一：長銷小平面組合方法二：短銷大端平面組合方法三：使用球面墊圈
⑶一面兩銷組合產(chǎn)生的過定位
解決方法：銷2采用菱形銷，釋放了重復限制的自由度y。
五、定位誤差分析與計算
1、基準不重合誤差
2、定位基準位移誤差 用支承釘作定位元件
3、用v形塊定位的定位誤差分析
定位誤差的分解解析
第四節(jié)
工件在夾具中的夾緊
一、夾緊機構(gòu)的作用
夾緊機構(gòu)保證了在加工力的作用下工件正確的定位狀態(tài)。
二、夾緊機構(gòu)的動力源
夾緊機構(gòu)的動力源大致可以分為三類：手動夾緊機構(gòu)、氣（液）動夾緊裝置和電磁夾緊裝置。
三、電磁無心夾具的兩種工作狀態(tài)
電磁無心夾具常見的兩種工作情況是以外圓定位加工內(nèi)孔和以外圓定位加工外圓。其主要調(diào)整參數(shù)為偏心量ｅ、偏心方向角θ、支承角α及兩支承的夾角β。
四、夾緊力
1、夾緊力的作用方向的選擇
2、夾緊力的作用點的選擇
第五節(jié) 夾具舉例
本節(jié)將簡要介紹鉆床、鏜床、銑床和車床等機床使用的夾具，并結(jié)合各燈機床夾具對夾具中有關(guān)元件或裝置進行簡要說明。一．鉆床夾具
鉆床夾具因大都具有刀具導向裝置，習慣上又稱為鉆模，在機床夾具中，鉆模占有相當大的比例。
1.鉆模的類型
鉆模根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點可分為固定式鉆模、回轉(zhuǎn)式鉆模、翻轉(zhuǎn)式鉆模、蓋板式鉆模和滑柱式鉆模等。
2.鉆模設計要點 （1）鉆套
鉆套是引導刀具的元件，用以保證孔的加工位置，并防止加工過程中刀具的偏斜。鉆套按其結(jié)構(gòu)特點可分為四種類型，即固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套。（2）鉆模板
鉆模板用于安裝鉆套。
鉆模板與夾具體的聯(lián)接方式有固定式、鉸鏈式、分離式和懸掛式等幾種。（3）夾具體
二、鏜床夾具
具有刀具導向的鏜床夾具，習慣上又稱為鏜模，鏜模與鉆模有很多相似之處。
1.鏜模的種類
鏜模根據(jù)其鏜套支架的布置形式可分為單面導向和雙面導向兩類。
2.鏜模的設計要點
（1）鏜套
鏜套用于引導鏜桿。根據(jù)其在加工中是否運動可分為固定式鏜套和回轉(zhuǎn)式鏜套丙類。（2）鏜模支架與夾具體
鏜模支架用于安裝鏜套，保證被加工孔系的位置精度，并可承受切削力的作用。
三、銑床夾具
銑床夾具主要用于加工零件上的平面、鍵槽、缺口及成形表面等。1.銑床夾具的類型
由于銑消過程中，夾具大都與工作臺一起進給運動，耐銑床夾具的整體結(jié)構(gòu)又常常取決于銑削加工的進給方式。因此，常按不同的進給方式將銑床夾具分為直線進給式、圓周進給式和仿形進給式三種類型。
2.銑床夾具的設計要點 （1）夾具總體結(jié)構(gòu)
銑削加工的切削力較大，又是斷續(xù)切削，加工中易引起振動，因此銑床夾具的受力元件要有足夠的強度和剛度。夾緊機構(gòu)所提供的夾緊力應足夠大，且要求有較好的自鎖性能。為提高夾具的工作效率，應盡可能采用機動夾緊機構(gòu)和聯(lián)動夾緊機構(gòu)，并在可能的情況下，采用多件夾緊和多件加工。
（2）對刀裝置
對刀裝置用以確定夾具相對于刀具的位置。銑床夾具的對刀裝置主要由對刀塊和塞尺構(gòu)成。（3）夾具體
銑床夾具的夾具體要承受較大的切削力，因此要有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，通常在夾具體要適當?shù)夭贾媒畎?，夾具體的安裝面應足夠大，且盡可能作成周邊接觸的形式。
四、車床夾具
車床夾具主要用于加工零件的內(nèi)外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)成形面、螺紋及端平面等。1.車床夾具的類型
根據(jù)工件的定位基準和夾具本身的結(jié)構(gòu)特點，車床夾具可分為以下四類： 1）以工件外圓定位的車床夾具，如種類夾盤和夾頭。2）以工件內(nèi)孔定位的車床夾具，如各種心軸。3）以工件頂尖孔定位的車床夾具，如頂尖、撥盤等。
4）用于加工非回轉(zhuǎn)體的車床夾具，如各種彎板式、花盤式車床夾具。
2.車床夾具設計要點 （1）車床夾具總體結(jié)構(gòu)
車床夾具大都安裝在機床主軸上，并與主軸一起作回轉(zhuǎn)運動。（2）夾具與機床主軸的聯(lián)接
車床夾具與機床主軸的聯(lián)接方式取決于機床主軸軸端的結(jié)構(gòu)以及夾具的體積和精度要求。
第二章
機械加工表面質(zhì)量
機械加工表面質(zhì)量包含了幾何參數(shù)方面的質(zhì)量和物理機械參數(shù)方面的質(zhì)量。幾何參數(shù)方面質(zhì)量是指機械加工表面本身精度和表面這間相對位置精度即尺寸精度、幾何形狀精度和位置精度；物理機械參數(shù)方面的質(zhì)量是指機械加工表面層因塑性變形引起的冷作硬化，因切削熱引起的金相組織變化和殘余應力。其中表面物理機械參數(shù)方面質(zhì)量和微觀幾何形狀精度屬于表面質(zhì)量范疇，在配音將作詳細介紹，耐尺寸精度、宏觀幾何精度和位置精度屬加工精度范疇，將在下章詳細介紹。
第一節(jié)
機械加工表面質(zhì)量的概念
一、機械加工表面質(zhì)量的含義
機械加工表面質(zhì)量指經(jīng)過機械加工后，在零件已加工表面上幾微米至幾百微米表面層所產(chǎn)生的物理機械性能的變化，以及表面層微觀幾何形狀誤差，所以機械加工表面質(zhì)量的主要內(nèi)容包含了表面層微觀幾何形狀和表面層物理機械性能。
1.表面層幾何形狀誤差
表面層幾何形狀誤差主要由表面粗糙度和波度兩個部分組成。表面粗糙度是指表面的微觀幾何形狀誤差，它是切削運動后，刀刃在被加工表面上形成的峰谷不平的痕跡。波度是介于加工精度（宏觀幾何形狀誤差）和表面粗糙度之間的周期性幾何形狀誤差，它主要是由加工過程中工藝系統(tǒng)的振動所引起的。
2.表面層物理機械性能
表面層的金屬材料在切削加工時會產(chǎn)生物理、機械以及化學性質(zhì)的變化。它主要有： 1）表面層硬化深度和程度。工件在機械加工過程中，表面層金屬產(chǎn)生強烈的塑性變形，使表面層的硬度提高，這種現(xiàn)象稱表面冷作硬化；
2）表面層內(nèi)殘余應力的大小、方向及分布情況。在切削或磨削加工過程中，由于切削變形和切削熱的影響，加工表面層會產(chǎn)生殘余應力，其應力狀態(tài)（拉應力或壓應力）和大小對零件合作性能有很大影響。
3）表面層金相組織的改變。這種改變包括日粒大小和形狀、析出物和再結(jié)晶等的變化。如磨削淬火零件時由于磨削燒傷引起的表面層金相組織由馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榍象w、索氏體，表面層硬度降低。
4）表面層內(nèi)其它物理機械性能的變化。這種變化包括極限強度、疲勞強度、導熱性和磁性等的變化。
二、表面質(zhì)量對使用性能的影響
表面質(zhì)量對零件合作性能，如耐磨性、耐疲勞性、耐腐蝕性、配合質(zhì)量等都有一定程度的影響。
1、耐磨性
2、耐疲勞性
3、耐腐蝕性
4、配合質(zhì)量
第二節(jié)
表面粗糙度及其影響因素
影響表面粗糙度的因素主要有幾何因素和物理因素。
1.切削加工后的表面粗糙度
（1）切削速度的影響。
（2）被加工材料性質(zhì)的影響。
（3）刀具的幾何形狀、材料、刃磨質(zhì)量的影響。2.磨削加工后的表面粗糙度
圖5-10 磨粒在工件上的刻痕
圖5-11 磨粒上的微刃 影響磨削表面粗糙度的主要因素是：（1）砂輪的粒度。（2）砂輪的修整。（3）砂輪速度。
（4）磨削切深與工件速度。
第三節(jié) 機械加工后表面物理機械性能的變化
一．加工表面的冷作硬化
圖5-12 切削加工后表面層的冷硬
圖5-13 切削速度與進給量對冷作硬化的影響 影響冷作硬化的主要因素有： 1）刀具的影響。2）切削用量的影響。3）被加工材料的影響。
二．加工表面的金相組織變化—磨削燒傷
避免燒傷的途徑是減少熱量的產(chǎn)生和加速熱量的傳出。具體措施與消除裂紋措施相同，將在后面敘述。三．加工表面層的殘余應力
1.表面殘余應力的產(chǎn)生原因 （1）冷塑性變化的影響。（2）熱塑性變形的影響。（3）金相組織變化的影響。2.磨削裂紋及避免產(chǎn)生裂紋的措施
磨削裂紋的產(chǎn)生與材料熱處理工序有很大關(guān)系。解決這一問題的主要措施有：
（1）提高冷卻效果。
（2）磨削用量的選擇。（3）改善砂輪的磨削性能。
第四節(jié) 控制加工表面質(zhì)量的途徑
1.控制磨削參數(shù)
2.采用超精加工、珩磨等光整加工方法作為最終加工工序。 3.采用噴丸、滾壓、輾光等強化工藝。
第五節(jié) 振動對表面質(zhì)量的影響及其控制
一．振動對表面質(zhì)量的影響
圖5-22 切削加工中振動的類型 二．自由振動
自由振動是當系統(tǒng)所受的外界干擾力去除后系統(tǒng)本身的衰減振動。三．強迫振動
強迫振動是由外界周期性的干擾力所支持的不衰減振動。1.切削加工中產(chǎn)生強迫振動的原因。2.強迫振動的特點
1）強迫振動的穩(wěn)態(tài)過程是諧振動，只要干擾力存在，振動不會被阻尼衰減掉，去除了干擾力，振動停止。
2）強迫振動的頻率等于干擾力的頻率。
3）阻尼愈小，振幅愈大，諧波響應軌跡的范圍大。增加阻尼，能在效地減小振幅。4）在共振區(qū)，較小的頻率變化會引起較大的振幅和相位角的變化。3.消除強迫振動的途徑 1）消振與隔振。
2）消除回轉(zhuǎn)零件的不平衡。3）提高傳動件的制造精度。4）提高系統(tǒng)剛度，增加阻尼。四．自激振動
1.自激振動的原理
圖5-23 機床自激振動系統(tǒng)
2.自激振動的特點 3.消除自激振動的途徑
1）合理選擇與切削過程有關(guān)的參數(shù)。2）提高工藝系統(tǒng)本身的抗振性。3）使用消振裝置。
第三章
機械加工精度
第一節(jié)
機械加工精度的概念
一、機械加工精度的含義及內(nèi)容
加工精度是指零件經(jīng)過加工后的尺寸、幾何形狀以及各表面相互位置等參數(shù)的實際值與理想值相符合的程度，而它們之間的偏離程度則稱為加工誤差。
零件的幾何參數(shù)包括幾何形狀、尺寸和相互位置三個方面，故加工精度包括：（1）尺寸精度（2）幾何形狀精度（3）相互位置精度
二、機械加工誤差分類
1、系統(tǒng)誤差與隨機誤差
從誤差是否被人們掌握來分，可分為系統(tǒng)誤差和隨機誤差。
2、靜態(tài)誤差與切削狀態(tài)誤差
從誤差是否與切削狀態(tài)有關(guān)來分，可分為靜態(tài)誤差與切削狀態(tài)誤差。
第二節(jié)
獲得加工精度的方法
1、試切法
2、調(diào)整法
調(diào)整法可分為靜調(diào)整法和動調(diào)整法兩大類：
3、尺寸刀具法
尺寸刀具法大多利用定尺寸的孔加工刀具，如鉆頭、鏜刀塊、拉刀及鉸刀等來加工孔。
4、主動測量法
在加工過程中，邊加工邊測量加工尺寸，達到要求時就立即停止加工，這就是主動測量法。
第三節(jié) 影響加工精度的因素
一、原理誤差
原理誤差是由于采用了近似的加工運動或者近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的。
二、工藝系統(tǒng)的制造精度和磨損對加工精度的影響
工藝系統(tǒng)中機床、刀具、夾具本身的制造精度及磨損將對工件的加工精度有不同程度的影響。
1、機床的制造精度和磨損 （1）導軌誤差
2、刀具的制造精度和尺寸磨損
3、夾具的制造精度和磨損
三、工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響
1、剛度的概念
剛度是物體受力后抵抗外力的能力，也就是物體在受力方向上產(chǎn)生單位彈性變形所需要的力。
2、剛度曲線及影響剛度的因素 （1）工藝系統(tǒng)的變形曲線 1）加載變形曲線
2）正反加卸載變形曲線 3）多次重復加卸載變形曲線
（2）影響工藝系統(tǒng)剛度的因素 1）接觸面的表面質(zhì)量
2）系統(tǒng)存在薄弱環(huán)節(jié)—剛度較差的零件
3）連接件夾緊力的影響 4）摩擦力的影響 5）間隙的影響
（3）工藝系統(tǒng)剛度及其組成3、工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響 （1）切削力對加工精度的影響
工藝系統(tǒng)受切削力的作用將產(chǎn)生變形，當切削力變化時造成變形量的變化，因此將會影響工件的尺寸精度、形狀精度及位置精度。
（2）傳動力對加工精度的影響（3）慣性力對加工精度的影響（4）夾緊力對加工精度的影響（5）重力對加工精度的影響、內(nèi)應力對加工精度的影響（1）毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應力（2）冷校直帶來的內(nèi)應力
5、提高工藝系統(tǒng)剛度的措施 （1）機床構(gòu)件自身剛度的提高（2）提高工件安裝時的剛度（3）提高加工時刀具的剛度（4）提高零件表面質(zhì)量（5）減少接觸面（6）加預緊力
四、工藝系統(tǒng)受熱變形對加工精度的影響
1、工藝系統(tǒng)的熱源 （1）切削熱
（2）傳動系統(tǒng)的摩擦熱和能量損耗（3）外部熱源
2、工件的熱變形 （1）工件比較均勻地受熱（2）工件不均勻受熱
3、刀具的熱變形
4、機床的熱變形
5、減少熱變形對加工精度影響的措施 （1）減少熱源的能量（2）用熱補償方法（3）改善機床結(jié)構(gòu)（4）保持工藝系統(tǒng)的熱平衡（5）控制環(huán)境溫度
五、調(diào)整誤差
不同的調(diào)整方式，有不同的誤差來源： 1）試切法調(diào)整（1）度量誤差（2）加工余量的影響（3）微進給誤差 2）按定程機構(gòu)調(diào)整 3）按樣件或樣板調(diào)整
六、度量誤差
（1）度量方法和度量儀器的選擇（2）測量力引起的變形誤差（3）度量環(huán)境的影響（4）讀數(shù)誤差
第四節(jié)
加工誤差的分析與控制
一、分布曲線法
1、正態(tài)分布曲線
2、利用分布曲線研究加工精度 （1）工藝驗證—工藝能力系數(shù)（2）誤差分析
3、運用分布曲線研究加工精度所存在的問題
二、點圖法
三、相關(guān)分析法
1、相關(guān)性
2、回歸直線
3、應用舉例
四、分析計算法
1、系統(tǒng)誤差的綜合2、隨機系統(tǒng)的綜合3、系統(tǒng)誤差與隨機誤差的綜合4、應用舉例
第四章
機械加工工藝規(guī)程的制定
第一節(jié)
基本概念
一、機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程與機械加工工藝過程 機械加工工藝過程是機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一部分。
二、機械加工工藝過程的組成1、工序
工序是指一個（或一組）工人在一個工作地點對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成的那一部分加工過程。
2、安裝
在同一個工序中，工件每定位和夾緊一次所完成的那部分加工稱為一個安裝。
3、工位
每一個加工位置上所完成的工藝過程稱為工位。
4、工步
在一個工位中，加工表面、切削刀具、切削速度和進給量都不變的情況下所完成的加工，稱為一個工步。
5、走刀
切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工走內(nèi)容，稱為一次走刀。
三、生產(chǎn)類型與機械加工工藝規(guī)程
用工藝文件規(guī)定的機械加工工藝過程，稱為機械加工工藝規(guī)程。
1、生產(chǎn)綱領
產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領就是年生產(chǎn)量。
2、生產(chǎn)類型
機械制造業(yè)的生產(chǎn)類型一般分為三類即大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)。
3、機械加工工藝規(guī)程的作用
4、機械加工工藝規(guī)程的格式
四、機械加工工藝規(guī)程的設計原則、步驟和內(nèi)容
制訂機械加工工藝規(guī)程是工藝準備中最重要的一項工作。其主要內(nèi)容和順序包括以下幾方面。
1、制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料
2、設計機械加工工藝規(guī)程的步驟和內(nèi)容 1）閱讀裝配圖和零件圖 2）工藝審查 3）熟悉或確定毛坯 4）擬定機械加工工藝路線 5）確定滿足各工序要求的工藝裝備 6）確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗方法 7）確定各工序的加工余量、計算工序尺寸和公差。8）確定切削用量 9）確定時間定額 10）填寫工藝文件
第二節(jié)
定位基準及選擇
一、基準
1、設計基準
2、工藝基準 （1）定位基準（2）測量基準（3）裝配基準
二、定位基準的選擇
1、選擇定位基準的基本方法
2、粗基準的選擇
1）選加工余量小的、較準確的、光潔的、面積較大的毛面做粗基準 2）選重要表面為粗基準 3）選不加工的表面做粗基準 4）粗基準一般只能使用一次
3、精基準的選擇 （1）基準重合原則（2）基準單一原則（3）互為基準原則（4）自為基準原則
第三節(jié)
工藝路線的制定
一、加工經(jīng)濟精度與加工方法的選擇
1、加工經(jīng)濟精度
2、加工方法的選擇
二、典型表面的加工路線
1、外圓表面的加工路線
2、孔的加工路線
3、平面的加工路線
三、工序順序的安排
1、工序順序的安排原則
（1）先加工基準面，再加工其它表面（2）一般情況下，先加工平面，后加工孔（3）先加工主要表面，后加工次要表面（4）先安排粗加工工序，后安排精加工工序
2、熱處理工序及表面處理工序的安排
3、其它工序的安排
四、工序的集中與分散
同一個工件，同樣的加工內(nèi)容，可以安排兩種不同形式的工藝規(guī)程：一種是工序集中，另一種是工序分散。
五、加工階段的劃分
根據(jù)精度要求的不同，可以劃分為工：（1）粗加工階段（2）半精加工階段（3）精加工階段
（4）精密、超精密加工、光整加工階段
第四節(jié)
加工余量、工序間尺寸及公差的確定
一、加工余量的概念
1、加工總余量與工序余量
2、工序余量的影響因素 （1）上道工序的加工精度（2）上道工序的表面質(zhì)量（3）本道工序的安裝誤差
二、加工余量的確定 確定加工余量的方法有三種：計算法、查表法和經(jīng)驗法。
三、工序尺寸與公差的確定
1）擬定該加工表面的工藝路線，制定工序及工步
2）按各工序所采用加工方法的經(jīng)濟精度，確定工序尺寸公差和表面粗糙度 3）按工序用分析計算法或查表法確定其加工余量 4）填寫工序尺寸并按“入體原則”標注工序尺寸公差
第五節(jié)
工藝尺寸鏈
一、直線尺寸鏈的基本計算公式
1、極值法計算公式 （1）封閉環(huán)的基本尺寸
（2）封閉環(huán)的公差
（3）封閉環(huán)的上下偏差
機械原理教案設計篇四
機械原理電子教案
第一章
緒論 基本要求:
1.明確機械原理課程的研究對象和內(nèi)容
2.了解機械原理在培養(yǎng)機械類高級工程技術(shù)人才全局中的地位、任務和作用。
3.了解機械原理學科的發(fā)展趨勢。
教學內(nèi)容: 1.機械原理課程的研究對象
2.機械原理課程的研究內(nèi)容
3.機械原理課程的地位及學習本課程的目的
4.機械原理課程的學習方法 重點難點: 本章的學習重點是機械原理課程的研究對象和內(nèi)容
念
了解機械原理課程的性質(zhì)和特點。
1 機械原理課程的研究對象
機械是人類用以轉(zhuǎn)換能量和借以減輕人類勞動、提高生產(chǎn)率的主要工具力發(fā)展水平的重要標志。機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱工業(yè)之一。當今社會高度的物質(zhì)文明是以近代機械工業(yè)的飛速發(fā)展為基礎建立起來的的不斷改善也與機械工業(yè)的發(fā)展緊密相連。機械原理theory of machines and mechanisms 究機構(gòu)和機器的運動設計和動力設計
機器的種類繁多 們的組成、功用、性能和運動特點各不相同。機械原理是研究機器的共性理論 必須對機器進行概括和抽象 內(nèi)燃機與機械手的構(gòu)造、用途和性能雖不相同 是從它們的組成、運動確定性及功能關(guān)系看
主要研究機構(gòu)的組成原理以及各種機構(gòu)的類型、特點、功用和運動設計方法。通過機構(gòu)類型綜合 分析、連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)和間歇運動機構(gòu)等一些常用的機構(gòu)及組合 方式期運動和工作要求的各種機構(gòu)的設計理論和方法。
主要介紹機械運轉(zhuǎn)過程中所出現(xiàn)的若干動力學問題 和實驗改善機械動力性能的途徑。主要包括求解在已知力作用下機械的真實運動 規(guī)律的方法、減少機械速度波動的調(diào)節(jié)問題、機械運動過程中的平衡問題、以及 機械效率和摩擦問題。3
主要介紹機械系統(tǒng)方案設計的設計內(nèi)容、設計過程、設計思路和設計方法。主要內(nèi)容包括機械總體方案的設計和機械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計等內(nèi)容。
通過對機械原理課程的學習析的方法
機械原理課程的地位和作用 機械原理是以高等數(shù)學、物理學及理論力學等基礎課程為基礎的機械所具有的共性問題 掌握新的科學技術(shù)成就打好工程技術(shù)的理論基礎。因此 業(yè)的一門非常重要的技術(shù)基礎課 械類專業(yè)學生能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育的最基本的課程。在教學中起著承上啟下的作 用
其目的在于培養(yǎng)學生以下幾點 1.掌握機構(gòu)運動學和機械動力學的基本理論和基本技能 動方案、分析和設計機構(gòu)的能力 的科學技術(shù)打好工程技術(shù)的理論基礎。
2.掌握機構(gòu)和機器的設計方法和分析方法 造打基礎。
3.掌握創(chuàng)新設計方法養(yǎng)創(chuàng)造性思維和技術(shù)創(chuàng)新能力 階段
機械原理課程的學習方法 1.學習機械原理知識的同時,注重素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。
在學習本課程時 新性思維的能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。
2,加強形象思維能力的培養(yǎng)。
從基礎課到技術(shù)基礎課 解和掌握本課程的一些內(nèi)容 輯思維是遠遠不夠的在學習本課程的過程中圖中的 有關(guān)知識運用到本課程的學習當中。
4,做到舉一反三。
機械原理教案設計篇五
機械原理學科的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
當今世界正經(jīng)歷著一場新的技術(shù)革命，新概念、新理論、新方法、新工藝不斷出現(xiàn)，作為向各行各業(yè)提供裝備的機械工業(yè)，也得到了迅猛的發(fā)展。
現(xiàn)代機械日益向高速、重載、高精度、高效率、低噪聲等方向發(fā)展，對機械提出的要求也越來越苛刻。有的需要用于宇宙，有的要在深海作業(yè)，有的小到能沿人體的血管爬行，有的又是龐然大物，有的速度數(shù)倍于聲速，有的又要作亞微米級甚至納米級的微位移，如此等等。處于機械工程發(fā)展前沿的機械原理學科，為了適應這種情況，新的研究課題與日俱增，新的研究方法日新月異。
為了適應生產(chǎn)發(fā)展的需要，當前在自控機構(gòu)，機器人機構(gòu)、仿生機構(gòu)、柔性及彈性機構(gòu)和機電光液廣義機構(gòu)等的研制上有很大進展。在機械的分析與綜合中，也由只考慮其運動性能過渡到同時考慮其動力性能的影響；考慮到機械在運轉(zhuǎn)時構(gòu)件的振動和彈性變形，運動副中的間隙和構(gòu)件的誤差對機構(gòu)運動及動力性能的影響；以及如何對構(gòu)件和機構(gòu)進一步作好動力平衡的問題等。
在連桿機構(gòu)方面，重視了對空間連桿機構(gòu)，多桿多自由度機構(gòu)，連桿機構(gòu)的彈性動力學和連桿機構(gòu)的動力平衡的研究；在齒輪機構(gòu)方面，發(fā)展了齒輪嚙合原理，提出了許多性能優(yōu)異的新型齒廓曲線和新型傳動，加快了對高速齒輪、精密齒輪、微型齒輪的研制；在凸輪機構(gòu)方面，十分重視對凸輪結(jié)構(gòu)的研究，為了獲得動力性能好的凸輪機構(gòu)，在凸輪機構(gòu)推桿運動規(guī)律的開發(fā)、選擇和組合上作了很多工傷。此外，為了適應現(xiàn)代機械高速度、快節(jié)拍、優(yōu)性能的需要、還發(fā)展了高速高定位精度的分度機構(gòu)、具有優(yōu)良綜合性能的組合機構(gòu)以及各種機構(gòu)的變異和組合等。
目前，在機械的分析和綜合中日益廣泛地應用了計算機，發(fā)展并推廣了計算機輔助設計、優(yōu)化設計、考慮誤差的概率設計、提出了多種便于對機械進行分析和綜合的數(shù)學工具，編制了許多大型通用或?qū)Ｓ玫挠嬎愠绦?。此外，隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，測試手段的日臻完善，也加強了對機械的實驗研究。
總之，作為機械原理學科，其研究領域鹽十分廣闊，內(nèi)涵豐富。在機械原理的各個領域，每年都有大量內(nèi)容新穎的文獻資料涌現(xiàn)。但是，作為一門技術(shù)基礎課程，將只有研究有關(guān)機械的一些最基本的原理和方法。
1、生產(chǎn)的發(fā)展促進了機械原理學科的發(fā)展。而學科的發(fā)展又反過來為生產(chǎn)的發(fā)展提供了有利條件，促進了生產(chǎn)的發(fā)展。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，為了更好地滿足生產(chǎn)實際的需要和機械自動化的要求,就需要不斷創(chuàng)新一些新型機構(gòu),因而以機構(gòu)創(chuàng)新為主要內(nèi)容的機構(gòu)學得到了迅速發(fā)展。例如多桿多自由度的平面連桿機構(gòu)、空間機構(gòu)、各種組合機構(gòu)（包括各種含有撓性構(gòu)件的組合機構(gòu)）、機、電、液一體化的機構(gòu)都在研究之中，有些已得到應用。同時機器人、機械手等仿生機械得到較快的發(fā)展,包括高溫、高壓、有毒、有放射性等特殊條件
下工作的機器人和機械手。例如宇宙飛船上用于收回衛(wèi)星的機械臂；在核電站安裝設備的機器人；在深海海底作業(yè)的機器人等。此外,微技術(shù)的發(fā)展,還創(chuàng)造了一些微型機械。如可在人的腹腔內(nèi)進行外科手術(shù)的手術(shù)刀,甚至可在人的血管中爬行的微型機器人等都已經(jīng)使用。
2、為了對這些新型機械的分析及設計,機械原理學科近年來也發(fā)展了許多新的理論和方法,并引入了一些不同的數(shù)學及力學工具,特別是計算機的推廣應用,為機械原理學科的發(fā)展提供了極有利的條件。計算機輔助分析、計算機輔助設計、優(yōu)化設計（包括多目標優(yōu)化設計）都得到迅速發(fā)展,并且漸趨成熟。
3、由于機械向高速度、高精度、高負荷、高效率等方向發(fā)展，也給機械原理學科提出了一些新的課題，開辟了一些新的研究領域。例如，對于高速重載機械來說，不僅要研究其運動性能，還要研究其動力性能，有時還要考慮構(gòu)件的彈性形變、質(zhì)量分布、連接間隙及機械中摩擦等對機械工作的影響，考慮機械的振動、沖擊和平衡問題。
隨著宇航技術(shù)、核技術(shù)、海洋開發(fā)、醫(yī)療器械、工業(yè)機器人及微技術(shù)等高新科學技術(shù)的興起和計算機的普及應用 ,極大地促進了機械原理學科的發(fā)展,創(chuàng)立了不少新的理論和研究方法,開拓了一些新的研究領域。
1、在機構(gòu)結(jié)構(gòu)理論方面,主要是機構(gòu)的類型綜合、桿數(shù)綜合和機構(gòu)自由度的計算。對平面機構(gòu)來說,雖然機構(gòu)結(jié)構(gòu)的分析與綜合研究得比較成熟,但仍有一些新的發(fā)展。例如將關(guān)聯(lián)矩陣、圖論、拓撲學、網(wǎng)絡理論等引入對結(jié)構(gòu)的研究;用拆副、拆桿、甚至拆運動鏈的方法將復雜桿組轉(zhuǎn)化為簡單桿組,以簡化機構(gòu)的運動分析和力分析;仿照機構(gòu)組成原理對機構(gòu)功能原理的研究;關(guān)于機構(gòu)中虛約束的研究及無虛約束機制的綜合;以及組合機構(gòu)的類型綜合等。近年來對空間機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析與綜合的研究也有不少的進展,特別是在機器人機構(gòu)學方面取得了較多成就。
2、在機構(gòu)運動分析和力分析方面,主要是大力發(fā)展了計算機輔助分析方法的研究,并且已經(jīng)研制了一些應用軟件。 對于高級別平面機構(gòu)的運動分析及力分析問題,可以采用型轉(zhuǎn)化法或選不同的構(gòu)件為機架以降低機構(gòu)級別的方法進行,也可以采用分解合成的分析方法。對空間機構(gòu)的運動分析及力分析則多采用按桿組分析的方法。另外,為了便于利用計算機進行分析,建立機構(gòu)運動分析及力分析的邏輯體系,并期望將機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運動分析、動力分析構(gòu)成一個整體的系統(tǒng)。
3、在機器動力學方面,大力發(fā)展了機構(gòu)彈性動力學的研究,包括低副機構(gòu)和高副機構(gòu)。在某些高速重載的高副機構(gòu)中還考慮了熱變形的問題，還開展了對機械中的摩擦、機械效率以及功率傳遞等問題的研究；發(fā)展了對運動副間隙引起的沖擊、動載荷、振動、噪聲及疲勞
失效等問題的研究；對機構(gòu)運動精度及誤差的研究。對于平面機構(gòu)平衡問題的研究,得出了一般n桿機構(gòu)可以用n/2 個配重達到平衡的結(jié)論。對空間機構(gòu)平衡問題的研究,也得到了不少的成果。此外,還研究了具有變質(zhì)量構(gòu)件和在運動過程中結(jié)構(gòu)有變化的機構(gòu)的平衡問題,機構(gòu)在非穩(wěn)定狀態(tài)及瞬變過程中的時間、位移、速度和加速度等的動力響應的計算問題等。
4、在機構(gòu)學方面,對平面連桿機構(gòu)的研究仍在繼續(xù)深入,并轉(zhuǎn)而注重于多桿多自由度平面連桿機構(gòu)的研究,提出了這類機構(gòu)的分析和綜合的一些方法。研究了提高機構(gòu)動力性能為目標的綜合方法,多精確點的四桿機構(gòu)的綜合方法(如點位縮減法)等。由于電子計算機的普遍應用,連桿機構(gòu)的優(yōu)化設計得到了迅速發(fā)展,包括多目標優(yōu)化。并且編制了一些表征機構(gòu)主要尺度參數(shù)與其運動、動力性能之間關(guān)系的數(shù)表及圖譜,編制了大量適用范圍廣、節(jié)省機時、使用方便的機構(gòu)分析與綜合的軟件。
5、在凸輪機構(gòu)方面,高速凸輪的彈性動力學是一個受到普遍重視的研究課題,并且已研究得比較深入。推桿運動規(guī)律的選擇和擬合,凸輪機構(gòu)尺度參數(shù)的優(yōu)化設計,凸輪機構(gòu)工作過程中的振動、減振和穩(wěn)定性的研究,也都受到重視,并已取得不少研究成果。
6、在齒輪機構(gòu)方面,首先是齒輪嚙合原理的研究,再如新型齒廓的選用(如圓弧、拋物線等非漸開線齒廓),輪齒的修正和修形等課題的研究,也都取得不少的新成就。
7、在輪系方面,一些新型齒輪機構(gòu)(如內(nèi)齒行星輪傳動、活齒齒輪傳動、行星摩擦傳動、非圓齒輪周轉(zhuǎn)輪系、錐齒輪諧波傳動、摩擦式諧波傳動等)的研制，周轉(zhuǎn)輪系效率的研究，考慮摩擦時的功率流及考慮輪齒彈性變形時的功率流的計算問題的研究，周轉(zhuǎn)輪系均載裝置的研究等，都已取得一些研究成果。此外，應用圖論、網(wǎng)絡理論和其他一些新的數(shù)學工具和計算技術(shù)來研究輪系的類型綜合及運動分析和力分析問
題也得到大力開展，并取得一些成績。除上述連桿、凸輪和齒輪三大常用的基本機構(gòu)以外，組合機構(gòu)的研究近年來也發(fā)展得十分迅速。對齒輪—連桿、凸輪—連桿等類型的組合機構(gòu)的分析和綜合，已有較詳細的研究。
近年來機械原理學科的發(fā)展是非常迅猛的。不論在基本原理方面，還是在研究方法方面，都有較大的進展。在機構(gòu)的類型方面也有一些新的創(chuàng)造，有些已突破傳統(tǒng)機構(gòu)學的范疇，而進入所謂“廣義機構(gòu)學的”領域，創(chuàng)造了具有氣、液、光、電等環(huán)節(jié)的機構(gòu)。當前尚有由三本基本機構(gòu)組成的組合機構(gòu)，和包括撓性構(gòu)件組合機構(gòu)。對空間組合機構(gòu)的研究也已進行了不少工作。此外，對于一些具有特殊運動及動力性能的組合機構(gòu)也有所研究。隨著機械向高速、重載方向的發(fā)展，機械動力學的研究發(fā)展很快。由于電子計算機的普遍應用，機構(gòu)的計算機輔助分析和計算機輔助設計得到較快發(fā)展。從機械原理學科的發(fā)展可以看出，生產(chǎn)發(fā)展的需要是學科發(fā)展的主要動力。而學科的發(fā)展又反過來促進了生產(chǎn)的發(fā)展，提高了生產(chǎn)的水平?？梢云谕?，隨著生產(chǎn)對技術(shù)現(xiàn)代化的要求不斷提高，機械原理學科也會繼續(xù)迅速的得到發(fā)展。
參考文獻
[1] oulosandmichael is on the computation of all global minimizersthroughparticleswarm ansactionson evolutionary computation,2004 ： 211-224 [2] gong jiafen, zou xiufen, jin hui.a dynamictwo-levelevolutionaryalgorithmfor solvingmulti-modalfunctionoptimization inintelligencecomputation & applications,2005：50-55 [3] 鄒奇德,龔佳芬,王延.適用于多峰函數(shù)優(yōu)化問題的通用演化算法.計算機與數(shù)字工程，2004；32（2）：81-84
機械原理教案設計篇六
機 械 原 理
principle of machinery 課程代碼：0403021 適用專業(yè)：機械設計制造及其自動化專業(yè)，車輛工程專業(yè)
學 時 數(shù)： 56
學 分 數(shù)：3.5 執(zhí) 筆 者：邊紅麗
編寫日期：2007年10月
一、課程性質(zhì)和目的本課程是機械類各專業(yè)中研究機械共性問題的一門主干技術(shù)基礎課，它的任務是使學生掌握機構(gòu)學和機械動力學的基本理論、基本知識和基本技能，并初步具有擬定機械運動方案、分析和設計機構(gòu)的能力。它在培養(yǎng)高級工程技術(shù)人才的全局中，具有增強學生對機械技術(shù)工作的適應能力和開發(fā)創(chuàng)造能力的作用。
二、課程教學的基本要求
通過本課程的學習，學生應達到下列要求：
1.掌握機構(gòu)結(jié)構(gòu)的基本知識和機構(gòu)的組成原理，掌握機構(gòu)運動簡圖的繪制方法； 2.具有對平面機構(gòu)進行運動分析和力分析的能力，盡量運用計算機和cad技術(shù)； 3.了解各種常用機構(gòu)的運動特性和動力特性，并初步具有根據(jù)給定的運動要求或傳力條件選擇機構(gòu)的類型及其組合以及進行機構(gòu)綜合的能力；
4.掌握機械的平衡和機械運轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)的原理和計算方法； 5.了解機械傳動系統(tǒng)方案設計的基本常識，并初步具有機構(gòu)創(chuàng)新的能力。教學環(huán)節(jié)包括：課堂講授及習題課、課外作業(yè)、實驗、考試等。通過各個環(huán)節(jié)的教學，重點培養(yǎng)學生的自學能力、動手能力、分析問題和解決問題的能力。
1.課堂講授
(1)教學方法：采用啟發(fā)式教學，調(diào)動學生學習的主觀能動性，培養(yǎng)學生思考問題、分析問題和解決問題的能力；引導和鼓勵學生通過實踐和自學獲取知識，以“少而精”為原則，精選教學內(nèi)容，精講多練；通過各章的課外習題，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。
(2)教學手段：在教學中采用電子教案、cai課件及多媒體教學等先進教學手段，將傳統(tǒng)教學與多媒體教學相結(jié)合，提高課堂信息量，增加教學的直觀性。
(3)計算機的應用：以解析法為主，多安排學生自己上機編程進行機構(gòu)設計和機構(gòu)
1 運動及動力分析。
2.教學輔助資料
機械原理教學軟件、機械原理習題集、實驗指導書、機械原理試題庫。3.實驗環(huán)節(jié)
(1)實驗要求：實驗課是本課程中重要的實踐環(huán)節(jié)，目的是培養(yǎng)學生運用實驗方法研究機械的能力。
(2)建議選擇的實驗教學內(nèi)容和學時分配： ①機構(gòu)運動簡圖的測繪與分析（2學時）②機構(gòu)演示實驗（2學時）
③機構(gòu)設計組裝及運動參數(shù)檢測（2學時）
④齒輪的范成原理(利用多媒體課件進行演示)（2學時）⑤回轉(zhuǎn)件的平衡（2學時）
⑥平面連桿機構(gòu)創(chuàng)意設計實驗（一周）注：③、④、⑤選一項，⑥為開放型實驗。4.習題課、課外作業(yè)
(1)習題課：安排在機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和綜合、連桿機構(gòu)的分析和設計、齒輪傳動、輪系等主要章節(jié)。
(2)課外習題：可根據(jù)教材各章的習題要求有目的地選擇，并根據(jù)教學重點內(nèi)容的要求選擇教學輔助資料的有關(guān)習題；學生作業(yè)完成情況應作評定課程成績的一部分。
5.考試環(huán)節(jié)
課程考試形式為筆試，參照試題庫命題，有填空、選擇、簡答、判斷、計算等題型。
三、課程教學內(nèi)容與學時分配
1.緒論
(1學時)明確本課程研究的對象和內(nèi)容，以及課程的性質(zhì)和任務。介紹機械原理學科發(fā)展的趨勢。
2.機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和綜合(6學時+實驗2學時)(1)常用機構(gòu)的運動簡圖繪制(2)平面結(jié)構(gòu)自由度計算(3)平面機構(gòu)組成的基本原理(4)平面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)綜合2 重點：運動副和運動鏈的概念、機構(gòu)運動簡圖的繪制、機構(gòu)具有確定運動的條件及機構(gòu)自由度的計算。
難點：機構(gòu)自由度計算中有關(guān)虛約束的識別及處理。
3.連桿機構(gòu)分析和設計
(16學時+實驗2學時)(1)平面四桿機構(gòu)的類型、應用及其演化
(2)介紹曲柄存在的條件、傳動角、死點、極位夾角和行程速比系數(shù)等概念(3)平面連桿機構(gòu)的運動分析
(4)平面連桿機構(gòu)的力分析和機械效率（課外自學）(5)四桿機構(gòu)的設計
重點：(1)平面鉸鏈四桿機構(gòu)的演化；四桿機構(gòu)的設計。(2)用解析法對平面連桿機構(gòu)作速度和加速度分析；速度瞬心的概念和“三心定理”的應用。(3)作用在機械上的力及機構(gòu)力分析的目的和方法；拆桿組法對平面連桿機構(gòu)進行動態(tài)靜力分析的數(shù)學模型。(4)機械的機械效率、自鎖現(xiàn)象及自鎖條件和考慮摩擦時各種運動副中的力分析。
難點：(1)曲柄存在條件的全面分析、平面四桿機構(gòu)最小傳動角的確定；四桿機構(gòu)的設計。(2)桿組法運動分析的數(shù)學模型的建立。(3)機構(gòu)的平衡力（或平衡力矩）及構(gòu)件的質(zhì)量代換兩個概念。(4)摩擦圓的概念及轉(zhuǎn)動副中總反力作用線的確定。
4.凸輪機構(gòu)及其設計
(6學時)(1)凸輪機構(gòu)的類型和應用
(2)介紹從動件運動規(guī)律、凸輪機構(gòu)的壓力角和自鎖概念(3)盤形凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定(4)盤形凸輪廓線的解析法設計
重點：推桿常用運動規(guī)律的特點及其選擇原則；盤形凸輪機構(gòu)凸輪輪廓曲線的設計；凸輪基圓半徑與壓力角及自鎖的關(guān)系。
難點：凸輪廓線設計中所應用的“反轉(zhuǎn)法”原理和壓力角的概念。
5.齒輪機構(gòu)及其設計
(16學時+實驗2學時)(1)齒輪嚙合基本定律
(2)漸開線齒廓、漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸
(3)漸開線直齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件、傳動類型及特點和傳動綜合(4)斜齒圓柱齒輪傳動、直齒圓錐齒輪傳動、蝸桿蝸輪傳動的共軛齒面生成、單個齒輪基本參數(shù)和幾何尺寸、標準齒輪傳動參數(shù)和尺寸計算
3(5)變位齒輪傳動的類型、應用和變位系數(shù)的選擇
重點：漸開線直齒圓柱齒輪外嚙合傳動的基本理論和設計計算。
難點：共軛齒廓的確定；一對輪齒的嚙合過程；變位齒輪傳動；斜齒輪和錐齒輪的當量齒輪和當量齒數(shù)。
6.輪系及其設計
(4學時)(1)輪系的分類和應用
(2)定軸、周轉(zhuǎn)和混合輪系傳動比計算(3)行星輪系的設計
重點：周轉(zhuǎn)輪系及復合輪系傳動比的計算，輪系的功用及行星輪系設計中齒輪齒數(shù)的確定問題。
難點：如何將復合輪系正確劃分為各基本輪系，行星輪系傳動效率的計算，行星輪系設計中的安裝條件。
7.其它常用機構(gòu)
（課外自學）了解棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)、萬向聯(lián)軸節(jié)等其它常用機構(gòu)的工作原理、運動特點、應用及設計要點。
8.機械的運動方案及機構(gòu)的創(chuàng)新設計
(1學時)(1)機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)的類型和選擇(2)機構(gòu)運動方案的設計(3)機構(gòu)的創(chuàng)新設計
9.機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)
（課外自學）(1)了解機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)的目的(2)研究建立單自由度機器系統(tǒng)等效動力學模型及運動方程式的方法(3)力為位置函數(shù)時的運動方程式求解
(4)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)下機械的周期性速度波動及其調(diào)節(jié)(5)機械的非周期性速度波動及其調(diào)節(jié)
重點：等效力（力矩）、等效質(zhì)量（轉(zhuǎn)動慣量）、等效構(gòu)件和等效動力學模型的概念；掌握力為機構(gòu)位置函數(shù)時其等效構(gòu)件真實運動的求解方法；飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算。
難點：計算飛輪轉(zhuǎn)動慣量時最大盈虧功的計算方法。
10.機械的平衡
（課外自學）(1)剛性轉(zhuǎn)子靜、動平衡的原理和方法
4(2)平面四桿機構(gòu)的平衡原理
重點：剛性轉(zhuǎn)子靜、動平衡的原理和方法。難點：剛性轉(zhuǎn)子動平衡概念的建立。
四、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工
先修課程：高等數(shù)學，工程圖學，理論力學，機械制造基礎 后修課程：機械設計，機械設計課程設計
五、建議教材與教學參考書
《機械原理》，王知行、鄧宗全，高等教育出版社，2006年5月 《機械原理》，孫恒，高等教育出版社，2006年5月
《機械原理》，鄭文緯、吳克堅，高等教育出版社，1997年7月
機械原理教案設計篇一
時間:2011-12-10 20:06來源:重慶大學考研網(wǎng)作者:文彥教育點擊:
241次
課程教案（按章編寫）
課程名稱：機械原理
適用專業(yè)：機械設計制造及自動化等機械類專業(yè)
年級、學年、學期：2002級，2004-2005學年第二學期
教材：《機械原理》，黃茂林、秦偉主編，機械工業(yè)出版社，2002
《機械原理教程》，申永勝主編，清華大學出版社，1999 任課教師：秦偉
編寫時間：2005年2月
緒 論
一、
教學
目標及基本要求
1.認識和了解機器及其基本功能結(jié)構(gòu)—；了解的基本功能和結(jié)構(gòu)特征；對、可動聯(lián)接、構(gòu)件、零件等有明確的概念和具體的認識。
2.了解本課程的研究對象、主要內(nèi)容以及在機械設計和人才培養(yǎng)中的地位和作用；了解學習本課程的要求和方法
通過“緒論”的學習，使學生能為后繼內(nèi)容的學習打下一定的感性認識和理性認識基礎；明確本課程的內(nèi)容與作用，激發(fā)學生學習的興趣和積極性。
二、教學內(nèi)容及學時分配 機器的功能結(jié)構(gòu)及（1學時）? 機械原理課程的定位與任務
? 機械原理課程的主要內(nèi)容、基本要求與學習方法（第二、三節(jié)共0.5學時）?
三、
教學內(nèi)容的重點和難點
1.從機器及機械系統(tǒng)的總體去認識。
2.的基本功能特征—傳遞與變換運動；的基本功能結(jié)構(gòu)—構(gòu)件及可動聯(lián)接。
3.本課程的學習內(nèi)容與要求，注意突出其系統(tǒng)綜合性和創(chuàng)新性。
四、教學內(nèi)容的深化與拓寬 介紹本學科領域的現(xiàn)狀及發(fā)展前沿。
五、教學方式與手段及教學過程中應注意的問題
充分利用多媒體教學手段，通過典型機器案例的功能分析、結(jié)構(gòu)分析及工作過程（特別是其運動傳遞、變換與做功的過程）分析，具體、形象、生動地認識了解及其結(jié)構(gòu)與運動學特征，認識典型常用。
應強調(diào)學習知識和培養(yǎng)培養(yǎng)能力是相輔相成的，但后者比前者更重要。本課程的教學內(nèi)容較多而教學時數(shù)相對較少，因此在講授本課程時，著重講重點、講難點、講思路、講方法。學生在學習本課程時，應把重點放在掌握研究問題的基本思路和方法上，著重于能力的培養(yǎng)。這樣，就可以利用自己的能力去獲取新的知識。
六、主要參考書目
1 黃茂林，秦偉主編．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機械原理教程．北京：清華大學出版社，1999 3 王知行，劉廷榮主編．機械原理．北京：高等教育出版社，2000
七、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié)
參觀機械創(chuàng)新設計實驗室，認識及了解典型機器和。
八、課外學習要求
學生通過自學了解本學科（機械學、學）領域的現(xiàn)狀及發(fā)展方向、機械工程在國民經(jīng)濟中的地位和作用。
九、思考題 0-1~0-3
第一章 的結(jié)構(gòu)設計
一、教學目標及基本要求
1.從功能與結(jié)構(gòu)設計的角度認識和了解運動副與運動副元素。
2.熟練掌握運動簡圖的繪制方法。能夠?qū)嶋H或的結(jié)構(gòu)簡圖繪制成運動簡圖；能看懂各種復雜的運動簡圖；能用運動簡圖表達自己的設計構(gòu)思。
3.了解運動鏈和的結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)設計的理論和方法，掌握運動鏈成為的條件。 4.熟練掌握自由度的計算方法，從結(jié)構(gòu)和功能設計的角度了解局部自由度及虛約束，能準確識別出中存在的復合鉸鏈、局部自由度和虛約束，并作出正確處理；
5.掌握的組成原理和結(jié)構(gòu)分析方法。了解高副低代的方法；會判斷桿組、桿組的級別和的級別；學會將ⅱ級、ⅲ級分解為機架、原動件和若干基本桿組的方法。
二、教學內(nèi)容及學時分配的基本結(jié)構(gòu)及簡圖（1.5學時）
? 運動鏈及的自由度計算和運動簡圖的繪制（2.5學時）?平面運動鏈與的結(jié)構(gòu)設計（1學時）? ? 按基本桿組的結(jié)構(gòu)綜合與結(jié)構(gòu)分析（1.5學時）
三、教學內(nèi)容的重點和難點
重點：
1.運動簡圖的繪制。 2.自由度的計算。3.運動鏈成為的條件。4.的組成原理與結(jié)構(gòu)分析。難點：
1.運動簡圖的繪制。
2.復合鉸鏈的準確識別和虛約束的正確判斷。
四、教學內(nèi)容的深化與拓寬 空間單封閉形自由度計算。
五、教學方式與手段及教學過程中應注意的問題 充分利用多媒體教學手段，圍繞教學基本要求進行教學。
本章是進入整個機械系統(tǒng)設計的開篇。它不僅為學習各類的運動設計和動力設計打下必要的基礎，也為機械系統(tǒng)方案設計和新的創(chuàng)新設計提供一條途徑。在教學過程中，應注重突出重點，多采用啟發(fā)式教學以及教師和學生的互動。運動簡圖是設計者交流設計思想所需要的一種工程語言，既要求簡潔，又要在討論和評價設計方案時，能夠正確表達設計思想，顯示出設計方案；保證運動學、動力學分析計算無誤。介紹繪制運動簡圖和自由度計算時，應通過典型例題的分析，指出初學者容易犯的錯誤，并要求學生在繪制運動簡圖和自由度計算時，采用正確、嚴謹?shù)牟襟E。
六、主要參考書目
1 黃茂林，秦偉主編．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機械原理教程．北京：清華大學出版社，1999 3 王知行，劉廷榮主編．機械原理．北京：高等教育出版社，2000 4 曹惟慶．組成原理．北京：高等教育出版社，1983
七、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié) 機械設計及結(jié)構(gòu)展示與分析實驗。
八、課外學習要求
自學虛約束與過約束的設計及分析、運動鏈結(jié)構(gòu)公式推導法、運動鏈的演化與派生及運動副元素與構(gòu)件的功能結(jié)構(gòu)演化等內(nèi)容。
九、習題 1-2，1-4，1-5，1-6
第二章平面連桿及其分析與設計
一、教學目標及基本要求
1.掌握平面連桿的基本類型，掌握其演化方法。
2.掌握平面連桿的運動特性，包括具有整轉(zhuǎn)副和存在曲柄的條件、急回運動、的行程、極限位置、運動的連續(xù)性等；
3.掌握平面連桿運動分析的方法，學會將復雜的平面連桿的運動分析問題轉(zhuǎn)換為可用計算機解決的問題。
4.掌握連桿的傳力特性，包括壓力角和傳動角、死點位置、機械增益等；能夠熟練地對移動副中的摩擦問題進行分析計算；掌握轉(zhuǎn)動副中摩擦問題分析和計算方法；掌握機械效率的概念、效率的各種表達形式及機械效率的計算方法；正確理解自鎖的概念，掌握確定自鎖條件的方法。
5.掌握平面連桿的靜力學分析方法，學會合理選擇與設計平面連桿。 6.了解平面連桿設計的基本問題，掌握根據(jù)具體設計條件及實際需要，選擇合適的型式；學會按2~3個剛體位置設計剛體導引、按2~3個連架桿對應位置設計函數(shù)生成及按k值設計四桿；對分析與設計的現(xiàn)代解析法有清楚的了解。
二、教學內(nèi)容及學時分配
概述（1.5學時）
?平面連桿運動特性與分析方法（4.5學時）?平面連桿的傳力特性與受力分析（3.5學時）?平面四桿綜合的內(nèi)容與方法（4.5學時）?
三、教學內(nèi)容的重點和難點 重點：
1.平面四桿的基本型式及其演化方法。
2.平面連桿的運動特性，包括存在整轉(zhuǎn)副的條件、從動件的急回運動及運動的連續(xù)性；平面連桿的傳力特性，包括壓力角、傳動角、死點位置、機械增益。
3.平面連桿運動分析的瞬心法、相對運動圖解法和桿組法。
4.總反力的確定，移動副和轉(zhuǎn)動副中摩擦問題的分析方法，自鎖條件的判定和機械效率的計算。
5.按給定2~3個位置設計剛體導引，按給定的2~3個對應位置設計函數(shù)生成，按k值設計四桿。 難點：
1.平面連桿運動分析的相對運動圖解法求的加速度。 2.總反力的正確確定。
3.機械的自鎖問題及移動副自鎖條件的求解。 4.按給定的2~3個對應位置設計函數(shù)生成。
四、教學內(nèi)容的深化與拓寬平面連桿的優(yōu)化設計。
五、教學方式與手段及教學過程中應注意的問題 充分利用多媒體教學手段，圍繞教學基本要求進行教學。
在教學中應注意要求學生對基本概念的掌握，如整轉(zhuǎn)副、擺轉(zhuǎn)副、連桿、連架桿、曲柄、搖桿、滑塊、低副運動的可逆性、壓力角、傳動角、極位夾角、行程速度變化系數(shù)、死點、自鎖、摩擦角、摩擦圓、總反力、速度影像、加速度影像、裝配模式等；基本理論和方法的應用，如影像法在的速度分析和加速度分析中的應用、連桿設計的剛化—反轉(zhuǎn)法等。在教學過程中，應注意突出重點，多采用啟發(fā)式教學以及教師和學生的互動。
六、主要參考書目
1 黃茂林，秦偉主編．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機械原理教程．北京：清華大學出版社，1999 3 華大年，華志宏，呂靜平．連桿設計．上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1995
七、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié)
運動學參數(shù)測試實驗，工業(yè)機器人認識及應用實驗，機械創(chuàng)新展示與分析實驗。
八、課外學習要求
自學運動分析的相對運動圖解法，的合理選用，平面四桿的優(yōu)化設計和空間連桿等內(nèi)容。
九、習題
2-1，2-2，2-8，2-10，2-13，2-16 ? 2-5，2-6，2-18，2-19，2-21，2-24，2-26 ? 2-27，2-28，2-29，2-30，2-32 ?
第三章 凸輪及其設計
一、教學目標及基本要求
1.了解凸輪的基本結(jié)構(gòu)特點、類型及應用，學會根據(jù)工作要求和使用場合選擇凸輪。
2.了解凸輪的設計過程，對凸輪的運動學、動力學參數(shù)有明確的概念。 3.掌握從動件常用運動規(guī)律的特點及適用場合，了解不同運動規(guī)律位移曲線的拼接原則與方法。
4.掌握凸輪基本尺寸設計的原則，學會根據(jù)這些原則確定移動滾子從動件盤形凸輪的基圓半徑、滾子半徑和偏置方向，擺動從動件盤形凸輪的擺桿長、距以及移動平底從動件平底寬度。
5.熟練掌握應用反轉(zhuǎn)法原理設計平面凸輪廓線，學會凸輪的計算機輔助設計方法。
二、教學內(nèi)容及學時分配
? ? ? ? ? 概述
凸輪的傳力特性
凸輪的設計過程（第一、二、三節(jié)共1.5學時）
凸輪運動學參數(shù)和基本尺寸的設計（1學時）平面凸輪輪廓曲線的設計（1.5學時）
第六節(jié) 凸輪從動件的設計（1學時）
三、教學內(nèi)容的重點和難點 重點：
1.凸輪的型式選擇。
2.從動件運動規(guī)律的選擇及設計。
3.盤形凸輪基本尺寸的設計，凸輪輪廓曲線設計的圖解法和解析法。
1.從動件的設計，包括高副元素形狀選擇，滾子半徑和平底寬度的確定。 難點：
凸輪輪廓曲線設計的圖解法
四、教學內(nèi)容的深化與拓寬 空間凸輪與高速凸輪簡介。
五、教學方式與手段及教學過程中應注意的問題 充分利用多媒體教學手段，圍繞教學基本要求進行教學。
在教學過程中應強調(diào)凸輪的運動學參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)的概念及其選用設計；應用反轉(zhuǎn)法原理進行凸輪輪廓曲線的圖解法設計時凸輪轉(zhuǎn)角的分度，要注意從動件反轉(zhuǎn)方向；正確確定偏置移動從動件凸輪在反轉(zhuǎn)過程中從動件所依次占據(jù)的位置線；滾子從動件凸輪理論輪廓曲線與實際輪廓曲線的聯(lián)系和區(qū)別等。要注意突出重點，多采用啟發(fā)式教學以及教師和學生的互動。
六、主要參考書目
1 黃茂林，秦偉主編．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機械原理教程．北京：清華大學出版社，1999 3 石永剛，徐振華．凸輪設計．上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1995
七、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié) 凸輪運動參數(shù)測試實驗。
八、課外學習要求
學生通過自學了解空間凸輪的應用特點和高速凸輪設計應注意的問題。
九、習題
3-1，3-3，3-5，3-6，3-7，3-8，3-11，3-12
第四章 輪系及其設計
一、教學目標及基本要求
1.了解各類輪系的組成和運動特點，學會判斷一個已知輪系屬于何種輪系。 2.熟練掌握各種輪系傳動比的計算方法，會確定主、從動輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系；掌握周轉(zhuǎn)輪系的傳動特性與類型和結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
3.了解各類輪系的功能，學會根據(jù)各種要求正確選擇輪系類型。 4.了解行星輪系效率的概念及其主要影響因素。
5.了解復合輪系的組合方法，學會分析復合輪系的組成，正確計算其傳動比。
6.了解行星輪系設計的幾個基本問題；了解幾種其它類型行星傳動的原理及特點。
二、教學內(nèi)容及學時分配
輪系的分類
? 定軸輪系及其設計（第一、二節(jié)共1學時）? 周轉(zhuǎn)輪系及其設計（3.5學時）? 復合輪系及其設計(0.5學時)? 第六節(jié) 少齒差傳動簡介（1學時）
三、教學內(nèi)容的重點和難點
重點：
1.輪系傳動比的計算。 2.輪系的設計。難點：
復合輪系傳動比計算
四、教學內(nèi)容的深化與拓寬 新型少齒差傳動
五、教學方式與手段及教學過程中應注意的問題 充分利用多媒體教學手段，圍繞教學基本要求進行教學。
在教學過程中應注意強調(diào)應用反轉(zhuǎn)法原理求解周轉(zhuǎn)輪系傳動比方法的實質(zhì)、轉(zhuǎn)化的概念、正確劃分基本輪系的方法。要注意突出重點，多采用啟發(fā)式教學以及教師和學生的互動。
六、主要參考書目
1 黃茂林，秦偉主編．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機械原理教程．北京：清華大學出版社，1999 3 曲繼方，安子軍，曲志剛．創(chuàng)新設計．北京：科學出版社，2001
七、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié) 參觀機械創(chuàng)新設計實驗室。
八、課外學習要求
自學定軸輪系的傳動效率計算、定軸輪系設計中的幾個問題、封閉型輪系的功率流等內(nèi)容。
九、習題
4-1，4-2，4-5，4-6，4-7，4-9，4-13，4-14，4-18
第五章 其它常用
一、教學目標及基本要求
了解槽輪、棘輪、不完全齒輪、凸輪式間歇及螺旋的工作原理、運動特點和適用場合。
二、教學內(nèi)容與學時分配
間歇運動 ? 螺旋
? 摩擦傳動（第一、二、三節(jié)共1學時）?
三、教學內(nèi)容的重點和難點 重點：
1.槽輪、棘輪、不完全齒輪、凸輪式間歇運動及螺旋的組成和運動特點。
2.簡單螺旋與復式螺旋位移與轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。 3.摩擦傳動傳動比的計算。
四、教學內(nèi)容的深化與拓寬 液動、氣動及電磁傳動。
五、教學方式與手段及教學過程中應注意的問題 充分利用多媒體教學手段，圍繞教學基本要求進行教學。
本章教學應側(cè)重于概念分析，簡要介紹這些的工作原理、運動特點和適用場合。通過學習，開闊眼界和思路，擴大知識面，為機械系統(tǒng)方案設計提供一些基礎知識。在教學過程中，應注意突出重點，多采用啟發(fā)式教學以及教師和學生的互動。
六、主要參考書目
1 黃茂林，秦偉主編．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機械原理教程．北京：清華大學出版社，1999
七、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié) 機電流體傳動控制實驗。
八、課外學習要求
自學液動、電磁傳動等內(nèi)容。
九、思考題 5-1~5-4
第六章 機械動力學
一、教學目標及基本要求
1.明確認識慣性力、慣性力矩對機械工作的穩(wěn)定性、動載荷和輸入力矩的影響，了解動態(tài)靜力分析的方法。
2.了解機械平衡的目的及其分類，掌握機械平衡的方法。熟練掌握剛性轉(zhuǎn)子的平衡設計方法，了解平衡試驗的原理及方法，了解平面慣性力平衡的方法。3.掌握機械運轉(zhuǎn)過程的三個階段，機械系統(tǒng)的功、能量和原動件運動速度的特點。了解作用在機械中的力與某些運動參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。
4.掌握建立單自由度機械系統(tǒng)等效動力學模型以確定機械的真實運動規(guī)律的基本思路及建立運動方程式的方法，能求解等效力矩和等效轉(zhuǎn)動慣量均是位置函數(shù)時機械的運動方程式。
5.了解周期性速率波動的調(diào)節(jié)方法，掌握飛輪調(diào)速原理及飛輪的設計方法，能求解等效力矩是位置函數(shù)時飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。
二、教學內(nèi)容與學時分配的動態(tài)靜力分析 2學時 ? 機械的平衡 1.5學時
? 機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié) 4.5學時 ?
三、教學內(nèi)容的重點和難點
重點：
1.剛性轉(zhuǎn)子靜平衡、動平衡的原理及平衡設計方法。
2.單自由度機械系統(tǒng)等效動力學模型的建立及機械系統(tǒng)真實運動規(guī)律的求解。
3.機械系統(tǒng)運動的波動及其調(diào)節(jié)方法。 難點： 1.剛性轉(zhuǎn)子動平衡計算
2.等效力（力矩）、等效質(zhì)量（等效轉(zhuǎn)動慣量的計算）
四、教學內(nèi)容的深化與拓寬
機械系統(tǒng)的計算機輔助運動學和動力學。
五、教學方式與手段及教學過程中應注意的問題 充分利用多媒體教學手段，圍繞教學基本要求進行教學。
在教學過程中應強調(diào)，機械的真實運動規(guī)律是由其各構(gòu)件的尺寸、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量和作用在各構(gòu)件上的力等許多參數(shù)決定的。只有根據(jù)這些參數(shù)確定出機械原動件的真實運動規(guī)律，才能進而對其進行運動分析，確定各構(gòu)件的真實運動規(guī)律。了解機械的真實運動情況，是對機械進行動力學研究與分析所必需的。要注意突出重點，多采用啟發(fā)式教學以及教師和學生的互動。
六、主要參考書目
1 黃茂林，秦偉主編．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機械原理教程．北京：清華大學出版社，1999 3 唐錫寬，金德聞．機械動力學．北京：高等教育出版社，1984
七、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié) 剛性回轉(zhuǎn)體平衡實驗。
八、課外學習要求
自學動態(tài)靜力分析的圖解法等內(nèi)容。
九、習題 6-1，6-4，6-5，6-7，6-8，6-11，6-14
第七章 機械系統(tǒng)運動方案設計
一、教學目標及基本要求
1.了解機械系統(tǒng)設計的整個過程，明確機械系統(tǒng)總體方案設計階段的設計目的及工作內(nèi)容。
2.了解機械系統(tǒng)總體方案設計中應具有的現(xiàn)代設計觀念以及機械現(xiàn)代設計和創(chuàng)新設計的特點，逐步學會在機械執(zhí)行系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)的方案設計和原動機選擇過程中，正確靈活運用這些設計思想。
3.了解機械執(zhí)行系統(tǒng)方案設計的過程和具體設計內(nèi)容，學會根據(jù)機械預期實現(xiàn)的功能要求，進行功能原理設計的創(chuàng)新構(gòu)思；學會根據(jù)工作原理提出的工藝動作要求，創(chuàng)造性地構(gòu)思出合適的運動規(guī)律。
4.掌握執(zhí)行型式設計的原則，學會運用選型和構(gòu)型的方法進行執(zhí)行型式的創(chuàng)新設計。
5.了解執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設計的目的和原則，掌握機械運動循環(huán)圖的繪制方法。 6.了解方案評價的意義、評價準則、評價指標和評價方法。
二、教學內(nèi)容與學時分配
第一節(jié) 機械總體方案設計（1學時）
第二節(jié) 現(xiàn)代設計觀念與創(chuàng)新設計簡介（1學時）第三節(jié) 機械執(zhí)行系統(tǒng)運動方案設計（3學時）第五節(jié) 機械系統(tǒng)運動方案設計舉例（1學時）
（注：課內(nèi)只安排2學時，著重介紹第一、三節(jié)的部分內(nèi)容，其余內(nèi)容安排在課程設計進行時講授）
三、教學內(nèi)容的重點和難點 重點：
1.機械系統(tǒng)總體方案設計階段的設計內(nèi)容和設計思想。
2.機械執(zhí)行系統(tǒng)方案設計的內(nèi)容和全過程，執(zhí)行系統(tǒng)方案設計的具體方法。
四、教學內(nèi)容的深化與拓寬 機械現(xiàn)代設計方法。
五、教學方式與手段及教學過程中應注意的問題 充分利用多媒體教學手段，圍繞教學基本要求進行教學。
在教學過程中，要強調(diào)機械總體方案設計是機械產(chǎn)品設計中十分重要的一環(huán)，產(chǎn)品的功能是否齊全、性能是否優(yōu)良，在很大程度上取決于總體方案設計階段的工作；執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計是機械總體方案設計的核心，對機械系統(tǒng)能否實現(xiàn)預期的功能以及工作質(zhì)量的優(yōu)劣和產(chǎn)品在市場上的競爭力，都起著決定性的作用。要注意突出重點，多采用啟發(fā)式教學以及教師和學生的互動。
六、主要參考書目
1 黃茂林，秦偉主編．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機械原理教程．北京：清華大學出版社，1999
七、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié)
機械創(chuàng)意組合設計實驗，機械運動方案創(chuàng)新設計實驗。
八、課外學習要求
自學現(xiàn)代設計觀念與創(chuàng)新設計、機械傳動系統(tǒng)的方案設計和原動機的選擇、機械系統(tǒng)運動方案設計舉例等內(nèi)容。
九、思考題 7-1~7-3(責任編輯：文彥考研)
機械原理教案設計篇二
1.構(gòu)具有確定運動的條件是什么？若此條件不滿足，將會產(chǎn)生什么結(jié)果？
機構(gòu)具有確定運動的條件是f＞0，且f等于原動件數(shù)。f＞0時，如原動件數(shù)目少于自由度數(shù)，則運動不能確定；如原動件數(shù)目多于自由度數(shù)，則機構(gòu)不能滿足所有原動件的給定運動。f＝0時，構(gòu)件之間不可能存在相對運動，是一個剛性桁架。f＜0時，構(gòu)件之間所受約束過多，成為超靜定桁架。
2.何謂平面連桿機構(gòu)？何謂平面四桿機構(gòu)？何謂鉸鏈四桿機構(gòu)？
平面連桿機構(gòu)是許多構(gòu)件用低副（轉(zhuǎn)動副和移動副）連接組成的平面機構(gòu)，有時也稱為低副機構(gòu)。由四個構(gòu)件組成的平面連桿機構(gòu)稱為平面四桿機構(gòu)。全部四個運動副都是轉(zhuǎn)動副的平面四桿機構(gòu)，稱為鉸鏈四桿機構(gòu)。
3.平面連桿機構(gòu)有哪些優(yōu)缺點？
優(yōu)點：面接觸，承載能力高，耐磨損；制造簡便，易于獲得較高的制造精度。缺點：不易精確實現(xiàn)復雜的運動規(guī)律；設計較為復雜；構(gòu)件數(shù)和運動副數(shù)較多時，效率較低。
4.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡條件和動平衡條件是什么？
靜平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力平衡，離心慣性力的合力為零；動平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩同時平衡，離心慣性力系的合力及合力矩為零。
5.飛輪是如何調(diào)節(jié)周期性速度波動的？
飛輪實質(zhì)是一個能量儲存器。當機械出現(xiàn)盈功速度上升時，飛輪的角速度只做微小上升，他將多余的能量儲存起來；當機械出現(xiàn)虧功速度下降時，他將能量釋放出來，飛輪的角速度只做微小下降。
6.造成轉(zhuǎn)子動不平衡的原因是什么？如何平衡？
轉(zhuǎn)子的偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩不平衡。平衡方法：增加或減少配重使轉(zhuǎn)子偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩同時平衡。
7.造成轉(zhuǎn)子不平衡的原因？平衡目的是什么？
原因：轉(zhuǎn)子質(zhì)心與其回轉(zhuǎn)中心存在偏距。平衡目的：使構(gòu)件的不平衡慣性力和慣性力矩平衡以消除或減小其不良影響。
8.何謂凸輪工作廓線的變尖現(xiàn)象和推桿運動的失真現(xiàn)象？它對凸輪機構(gòu)的工作有何影響？如何加以避免？
凸輪理論廓線的曲率半徑ρ等于滾子半徑時，實際廓線的曲率半徑為零。于是工作廓線將出現(xiàn)尖點，尖點變尖現(xiàn)象。應在滿足滾子強度條件下，減小其半徑大小。當ρn
9.鉸鏈四桿機構(gòu)存在曲柄的條件是什么？以不同構(gòu)件為機架時，各為何種機構(gòu)？
⑴最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和；⑵取最短桿或最短桿相鄰桿為機架。取最短桿為機架時，為雙曲柄機構(gòu)。取最短桿相鄰桿為機架時，為曲柄搖桿機構(gòu)。
10.何謂壓力角？何謂傳動角？它們的大小對連桿機構(gòu)工作有何影響？
在不計各桿質(zhì)量和運動副中的摩擦的情況下，作用在從動件上的驅(qū)動力和該力作用點處從動件的絕對速度之間所夾的銳角，稱為壓力角，用α表示。壓力角的余角，稱為傳動角，用γ表示。α越小，γ越大，傳動越省力，機構(gòu)傳力性能越好，傳動效率越高。反之，α越大，γ越小，傳動越費力，機構(gòu)傳力性能越差，傳動效率越低，并有可能自鎖。
11.凸輪輪廓曲線設計的基本原理是什么？如何選擇推桿滾子半徑？。
1）反轉(zhuǎn)法原理。2）在滿足強度條件下，保證凸輪實際輪廓曲線不出現(xiàn)尖點和失真，即小于凸輪理論輪廓的最小曲率半徑。
12.凸輪機構(gòu)有哪些優(yōu)缺點？
優(yōu)點：只要正確地設計和制造出凸輪的輪廓曲線，就能把凸輪的回轉(zhuǎn)運動準確可靠地轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭蛹A期的復雜運動規(guī)律的運動，而且設計簡單；凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、運動可靠。缺點：凸輪與從動件之間為點或線接觸，故難以保持良好的潤滑，容易磨損；加工制造較復雜。
13.何謂凸輪機構(gòu)的壓力角？壓力角的大小與凸輪機構(gòu)的傳力性能有何關(guān)系？
壓力角是不計摩擦時，凸輪對從動件的作用力（法向力）與從動件上受力點速度方向所夾的銳角。壓力角越小，凸輪機構(gòu)的傳力性能越好。
14.判定機械自鎖的條件有哪些？
1）驅(qū)動力位于摩擦錐或摩擦圓內(nèi)；2）機械效率小于等于0；3）工作阻力小于或等于0。
15.齒輪機構(gòu)有哪些主要優(yōu)缺點?
齒輪機構(gòu)的優(yōu)點有：使用的圓周速度和功率范圍廣；效率較高；能保證恒定的傳動比；壽命長；工作平穩(wěn)，可靠性高；能傳遞任意夾角兩軸間的運動。缺點有：制造、安裝精度要求較高，因而成本也較高；不宜作遠距離傳動。
16.機構(gòu)運動分析當中的加速度多邊形具有哪些特點？
1）極點p’的速度為零；2)由極點向外放射的矢量代表絕對加速度，而連接倆絕對加速度矢端的矢量代表該兩點的相對加速度；3)加速度多邊形相似于同名點在構(gòu)件上組成的多邊形。
17.要使一對齒輪傳動時保持定角速比，則齒廓曲線應滿足什么條件？
欲使兩齒輪瞬時角速比恒定不變，則無論齒廓在何處嚙合，過接觸點所作的齒廓公法線必須與連心線交于一個定點。
18.什么是齒輪的節(jié)圓？標準直齒輪在什么情況下其節(jié)圓與分度圓重合？
經(jīng)過節(jié)點、分別以兩嚙合齒輪回轉(zhuǎn)中心為圓心的兩個相切的圓稱為節(jié)圓。當兩標準齒輪按標準中心距安裝時其節(jié)圓與分度圓重合。
19.圓的漸開線是怎樣形成的？有哪些主要性質(zhì)？
當一直線在一圓周上純滾動時，此直線上任意一點的軌跡稱為該圓的漸開線。這個圓稱為漸開線的基圓，該直線稱為發(fā)生線。
漸開線的性質(zhì)有：1)發(fā)生線在基圓上滾過的一段長度等于基圓上相應被滾過的一段弧長。2)漸開線上任意一點的法線必與基圓相切。3)漸開線齒廓上各點的壓力角不等。離輪心越遠，壓力角越大。4)漸開線的形狀取決于基圓的大小。5)基圓內(nèi)無漸開線。
20.漸開線齒廓嚙合的特點？
1）定傳動比；2）可分性；3）輪齒的正壓力方向不變
21.漸開線齒輪有哪些傳動特性？
1）漸開線齒廓滿足定角速比要求。2）漸開線齒輪傳動嚙合角不變，正壓力的大小和方向也不變，傳動過程比較平穩(wěn)。3）漸開線齒廓具有中心距的可分性。
22.什么是標準中心距？一對標準齒輪的實際中心距大于標準中心距時，其傳動比和嚙合角分別有無變化？
一對標準齒輪安裝時他們的分度圓相切即各自分度圓與節(jié)圓重合時的中心距為標準中心距。當實際中心距大于標準中心距時，傳動比不變，嚙合角增大。
23.漸開線直齒圓柱齒輪/外嚙合斜齒圓柱齒輪輪傳動/直齒錐齒輪傳動/蝸桿傳動的正確嚙合條件是什么？
兩輪的模數(shù)和壓力角分別相等/兩斜齒輪的法面模數(shù)相等；兩斜齒輪的法面壓力角相等；兩斜齒輪的螺旋角大小相等，方向相反。/兩輪大端模數(shù)相等，兩輪壓力角相等，兩輪外錐距相等/蝸桿的軸向模數(shù)等于蝸輪的端面模數(shù)，蝸桿的軸向壓力角等于蝸輪的端面壓力角，蝸桿中圓柱上螺旋線的導程角等于蝸輪分度圓上的螺旋角，且螺旋線方向相同。
24.何謂漸開線齒輪的重合度？它對傳動有何影響？齒輪連續(xù)傳動的條件是什么？
實際嚙合線長度與基圓齒距的比值稱為重合度，以ε表示。重合度大對提高齒輪傳動的平穩(wěn)性和承載能力都有重要意義齒輪連續(xù)傳動的條件是ε＞1。
25.什么叫根切？有何危害？
用展成法加工齒輪時，若刀具的齒頂線（或齒頂圓）超過理論嚙合線極限點n時，被加工齒輪齒根附近已加工出的漸開線齒廓將被切去一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。根切使齒輪的抗彎強度削弱、承載能力降低、嚙合過程縮短、傳動平穩(wěn)性變差，因此應避免根切。
26.什么是機械的自鎖？移動副和轉(zhuǎn)動副自鎖的條件分別是什么？
自鎖：無論驅(qū)動力多大，機構(gòu)都不能運動的現(xiàn)象。移動副條件：驅(qū)動力作用在摩擦錐里；轉(zhuǎn)動副條件：驅(qū)動力作用在摩擦圓里。
27.直齒圓柱齒輪傳動存在哪些主要缺點？斜齒圓柱齒輪傳動有何優(yōu)缺點？
直齒圓柱齒輪傳動在高速重載的情況下，會出現(xiàn)傳動不平穩(wěn)和承載能力差的情況。斜齒圓柱齒輪傳動運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲??；承載能力較高；不根切最少齒數(shù)小于直齒輪。主要缺點是有軸向力。
28.什么是周轉(zhuǎn)輪系？什么是周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系？
至少有一個齒輪的軸線的位置不固定，而繞其他固定軸線回轉(zhuǎn)的輪系稱為周轉(zhuǎn)輪系。在周轉(zhuǎn)輪系加上公共角速度-ωh后，行星架相對靜止，此時周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成定軸輪系，這個假想的定軸輪系即為轉(zhuǎn)化輪系。
29.螺旋角β對斜齒輪的傳動性能有何影響？其取值范圍如何？
螺旋角β對斜齒輪的傳動性能影響很大。β較小，優(yōu)點不突出；β太大，則軸向力太大。設計時一般取β=8°-20°。
機械原理教案設計篇三
機 械
制 造 工 程
教
案
原 理
緒
論
一、課程概述
1、課程名稱：機械制造工程原理
2、課程內(nèi)容：
3、學習目的：培養(yǎng)專業(yè)人材
4、基本要求：識記
理解
應用
二、制造行業(yè)現(xiàn)狀
發(fā)展快，要求高，專業(yè)人員缺乏
現(xiàn)代制造的目標：高質(zhì)量、高效率、低成本和自動化
第一章
工件的定位夾緊與夾具設計
本章內(nèi)容：第一節(jié)
工件在機床上的安裝
第二節(jié)
夾具概念
第三節(jié)
定位原理
第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊 第五節(jié) 夾具舉例
第一節(jié)
工件在機床上的安裝
一、安裝概念
定位：把工件安放在機床工作臺上或夾具中，使它和刀具之間有相對正確的位置。
夾緊：工件定位后，將工件固定，使其在加工過程中保持定位位置不變。
二、工件在機床或夾具上的三種安裝方式
1、直接找正安裝
2、劃線找正安裝
3、夾具安裝
夾具安裝指直接由夾具來保證工件在機床上的正確位置，并在夾具上直接夾緊工件。
第二節(jié)
夾具概念
一、夾具的概念
機床夾具是將工件進行定位、夾緊，將刀具進行導向或?qū)Φ?，以保證工件和刀具間的相對運動關(guān)系的附加裝置，簡稱夾具。
二、夾具的基本構(gòu)成夾具構(gòu)成：
1、定位元件；
2、夾緊裝置；；
3、導向元件和對刀裝置；
4、連接元件；
5、夾具體；
6、其它元件及裝置。
三、夾具的分類
1、通用夾具
2、專用夾具
3、成組夾具
4、組合夾具
5、隨行夾具
第三節(jié)
定位原理
一、六點定位原理
長方體六點定位
三、定位方法
1、平面定位 ⑴支承釘
固定支承釘
可調(diào)支承釘
自定位支承
輔助支承
輔助支承和可調(diào)支承的區(qū)別：輔助支承是在工件定位后才參與支承的元件，其高度是由工件確定的，因此它不起定位作用，但輔助支承鎖緊后就成為固定支承，能承受切削力。輔助支承主要用來在加工過程中加強被加工部位的剛度和提高工作的穩(wěn)定性，通過增加一些接觸點防止工件在加工中變形，但又不影響原來的定位。⑵支承板
支承板
2、圓孔定位 ⑴圓柱定位銷
圓柱定位銷
菱形銷
⑵圓錐銷
圓錐銷 ⑶心軸
剛性心軸
3、外圓柱面定位 ⑴v形塊
⑵定位套
工件外圓以套筒和錐套定位
4、圓錐孔定位
工件在錐度心軸上定位
三、完全定位與不完全定位 實例一：如何對下圖所示工件定位？
解：方案一：不完全定位
球體上通銑平面限制2 個自由度：x、z
方案二：不完全定位
球體上通銑平面限制2 個自由度：x、y、z 實例二：不完全定位
實例三：完全定位
四、欠定位和過定位
1、欠定位：應該限制的自由度沒有被限制。
2、過定位：有重復限定的自由度 ⑴平面的過定位
注意：這種過定位只用于已加工表面，以加強剛度。⑵大端平面與長銷組合產(chǎn)生的過定位
解決方法一：長銷小平面組合方法二：短銷大端平面組合方法三：使用球面墊圈
⑶一面兩銷組合產(chǎn)生的過定位
解決方法：銷2采用菱形銷，釋放了重復限制的自由度y。
五、定位誤差分析與計算
1、基準不重合誤差
2、定位基準位移誤差 用支承釘作定位元件
3、用v形塊定位的定位誤差分析
定位誤差的分解解析
第四節(jié)
工件在夾具中的夾緊
一、夾緊機構(gòu)的作用
夾緊機構(gòu)保證了在加工力的作用下工件正確的定位狀態(tài)。
二、夾緊機構(gòu)的動力源
夾緊機構(gòu)的動力源大致可以分為三類：手動夾緊機構(gòu)、氣（液）動夾緊裝置和電磁夾緊裝置。
三、電磁無心夾具的兩種工作狀態(tài)
電磁無心夾具常見的兩種工作情況是以外圓定位加工內(nèi)孔和以外圓定位加工外圓。其主要調(diào)整參數(shù)為偏心量ｅ、偏心方向角θ、支承角α及兩支承的夾角β。
四、夾緊力
1、夾緊力的作用方向的選擇
2、夾緊力的作用點的選擇
第五節(jié) 夾具舉例
本節(jié)將簡要介紹鉆床、鏜床、銑床和車床等機床使用的夾具，并結(jié)合各燈機床夾具對夾具中有關(guān)元件或裝置進行簡要說明。一．鉆床夾具
鉆床夾具因大都具有刀具導向裝置，習慣上又稱為鉆模，在機床夾具中，鉆模占有相當大的比例。
1.鉆模的類型
鉆模根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點可分為固定式鉆模、回轉(zhuǎn)式鉆模、翻轉(zhuǎn)式鉆模、蓋板式鉆模和滑柱式鉆模等。
2.鉆模設計要點 （1）鉆套
鉆套是引導刀具的元件，用以保證孔的加工位置，并防止加工過程中刀具的偏斜。鉆套按其結(jié)構(gòu)特點可分為四種類型，即固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套。（2）鉆模板
鉆模板用于安裝鉆套。
鉆模板與夾具體的聯(lián)接方式有固定式、鉸鏈式、分離式和懸掛式等幾種。（3）夾具體
二、鏜床夾具
具有刀具導向的鏜床夾具，習慣上又稱為鏜模，鏜模與鉆模有很多相似之處。
1.鏜模的種類
鏜模根據(jù)其鏜套支架的布置形式可分為單面導向和雙面導向兩類。
2.鏜模的設計要點
（1）鏜套
鏜套用于引導鏜桿。根據(jù)其在加工中是否運動可分為固定式鏜套和回轉(zhuǎn)式鏜套丙類。（2）鏜模支架與夾具體
鏜模支架用于安裝鏜套，保證被加工孔系的位置精度，并可承受切削力的作用。
三、銑床夾具
銑床夾具主要用于加工零件上的平面、鍵槽、缺口及成形表面等。1.銑床夾具的類型
由于銑消過程中，夾具大都與工作臺一起進給運動，耐銑床夾具的整體結(jié)構(gòu)又常常取決于銑削加工的進給方式。因此，常按不同的進給方式將銑床夾具分為直線進給式、圓周進給式和仿形進給式三種類型。
2.銑床夾具的設計要點 （1）夾具總體結(jié)構(gòu)
銑削加工的切削力較大，又是斷續(xù)切削，加工中易引起振動，因此銑床夾具的受力元件要有足夠的強度和剛度。夾緊機構(gòu)所提供的夾緊力應足夠大，且要求有較好的自鎖性能。為提高夾具的工作效率，應盡可能采用機動夾緊機構(gòu)和聯(lián)動夾緊機構(gòu)，并在可能的情況下，采用多件夾緊和多件加工。
（2）對刀裝置
對刀裝置用以確定夾具相對于刀具的位置。銑床夾具的對刀裝置主要由對刀塊和塞尺構(gòu)成。（3）夾具體
銑床夾具的夾具體要承受較大的切削力，因此要有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，通常在夾具體要適當?shù)夭贾媒畎?，夾具體的安裝面應足夠大，且盡可能作成周邊接觸的形式。
四、車床夾具
車床夾具主要用于加工零件的內(nèi)外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)成形面、螺紋及端平面等。1.車床夾具的類型
根據(jù)工件的定位基準和夾具本身的結(jié)構(gòu)特點，車床夾具可分為以下四類： 1）以工件外圓定位的車床夾具，如種類夾盤和夾頭。2）以工件內(nèi)孔定位的車床夾具，如各種心軸。3）以工件頂尖孔定位的車床夾具，如頂尖、撥盤等。
4）用于加工非回轉(zhuǎn)體的車床夾具，如各種彎板式、花盤式車床夾具。
2.車床夾具設計要點 （1）車床夾具總體結(jié)構(gòu)
車床夾具大都安裝在機床主軸上，并與主軸一起作回轉(zhuǎn)運動。（2）夾具與機床主軸的聯(lián)接
車床夾具與機床主軸的聯(lián)接方式取決于機床主軸軸端的結(jié)構(gòu)以及夾具的體積和精度要求。
第二章
機械加工表面質(zhì)量
機械加工表面質(zhì)量包含了幾何參數(shù)方面的質(zhì)量和物理機械參數(shù)方面的質(zhì)量。幾何參數(shù)方面質(zhì)量是指機械加工表面本身精度和表面這間相對位置精度即尺寸精度、幾何形狀精度和位置精度；物理機械參數(shù)方面的質(zhì)量是指機械加工表面層因塑性變形引起的冷作硬化，因切削熱引起的金相組織變化和殘余應力。其中表面物理機械參數(shù)方面質(zhì)量和微觀幾何形狀精度屬于表面質(zhì)量范疇，在配音將作詳細介紹，耐尺寸精度、宏觀幾何精度和位置精度屬加工精度范疇，將在下章詳細介紹。
第一節(jié)
機械加工表面質(zhì)量的概念
一、機械加工表面質(zhì)量的含義
機械加工表面質(zhì)量指經(jīng)過機械加工后，在零件已加工表面上幾微米至幾百微米表面層所產(chǎn)生的物理機械性能的變化，以及表面層微觀幾何形狀誤差，所以機械加工表面質(zhì)量的主要內(nèi)容包含了表面層微觀幾何形狀和表面層物理機械性能。
1.表面層幾何形狀誤差
表面層幾何形狀誤差主要由表面粗糙度和波度兩個部分組成。表面粗糙度是指表面的微觀幾何形狀誤差，它是切削運動后，刀刃在被加工表面上形成的峰谷不平的痕跡。波度是介于加工精度（宏觀幾何形狀誤差）和表面粗糙度之間的周期性幾何形狀誤差，它主要是由加工過程中工藝系統(tǒng)的振動所引起的。
2.表面層物理機械性能
表面層的金屬材料在切削加工時會產(chǎn)生物理、機械以及化學性質(zhì)的變化。它主要有： 1）表面層硬化深度和程度。工件在機械加工過程中，表面層金屬產(chǎn)生強烈的塑性變形，使表面層的硬度提高，這種現(xiàn)象稱表面冷作硬化；
2）表面層內(nèi)殘余應力的大小、方向及分布情況。在切削或磨削加工過程中，由于切削變形和切削熱的影響，加工表面層會產(chǎn)生殘余應力，其應力狀態(tài)（拉應力或壓應力）和大小對零件合作性能有很大影響。
3）表面層金相組織的改變。這種改變包括日粒大小和形狀、析出物和再結(jié)晶等的變化。如磨削淬火零件時由于磨削燒傷引起的表面層金相組織由馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榍象w、索氏體，表面層硬度降低。
4）表面層內(nèi)其它物理機械性能的變化。這種變化包括極限強度、疲勞強度、導熱性和磁性等的變化。
二、表面質(zhì)量對使用性能的影響
表面質(zhì)量對零件合作性能，如耐磨性、耐疲勞性、耐腐蝕性、配合質(zhì)量等都有一定程度的影響。
1、耐磨性
2、耐疲勞性
3、耐腐蝕性
4、配合質(zhì)量
第二節(jié)
表面粗糙度及其影響因素
影響表面粗糙度的因素主要有幾何因素和物理因素。
1.切削加工后的表面粗糙度
（1）切削速度的影響。
（2）被加工材料性質(zhì)的影響。
（3）刀具的幾何形狀、材料、刃磨質(zhì)量的影響。2.磨削加工后的表面粗糙度
圖5-10 磨粒在工件上的刻痕
圖5-11 磨粒上的微刃 影響磨削表面粗糙度的主要因素是：（1）砂輪的粒度。（2）砂輪的修整。（3）砂輪速度。
（4）磨削切深與工件速度。
第三節(jié) 機械加工后表面物理機械性能的變化
一．加工表面的冷作硬化
圖5-12 切削加工后表面層的冷硬
圖5-13 切削速度與進給量對冷作硬化的影響 影響冷作硬化的主要因素有： 1）刀具的影響。2）切削用量的影響。3）被加工材料的影響。
二．加工表面的金相組織變化—磨削燒傷
避免燒傷的途徑是減少熱量的產(chǎn)生和加速熱量的傳出。具體措施與消除裂紋措施相同，將在后面敘述。三．加工表面層的殘余應力
1.表面殘余應力的產(chǎn)生原因 （1）冷塑性變化的影響。（2）熱塑性變形的影響。（3）金相組織變化的影響。2.磨削裂紋及避免產(chǎn)生裂紋的措施
磨削裂紋的產(chǎn)生與材料熱處理工序有很大關(guān)系。解決這一問題的主要措施有：
（1）提高冷卻效果。
（2）磨削用量的選擇。（3）改善砂輪的磨削性能。
第四節(jié) 控制加工表面質(zhì)量的途徑
1.控制磨削參數(shù)
2.采用超精加工、珩磨等光整加工方法作為最終加工工序。 3.采用噴丸、滾壓、輾光等強化工藝。
第五節(jié) 振動對表面質(zhì)量的影響及其控制
一．振動對表面質(zhì)量的影響
圖5-22 切削加工中振動的類型 二．自由振動
自由振動是當系統(tǒng)所受的外界干擾力去除后系統(tǒng)本身的衰減振動。三．強迫振動
強迫振動是由外界周期性的干擾力所支持的不衰減振動。1.切削加工中產(chǎn)生強迫振動的原因。2.強迫振動的特點
1）強迫振動的穩(wěn)態(tài)過程是諧振動，只要干擾力存在，振動不會被阻尼衰減掉，去除了干擾力，振動停止。
2）強迫振動的頻率等于干擾力的頻率。
3）阻尼愈小，振幅愈大，諧波響應軌跡的范圍大。增加阻尼，能在效地減小振幅。4）在共振區(qū)，較小的頻率變化會引起較大的振幅和相位角的變化。3.消除強迫振動的途徑 1）消振與隔振。
2）消除回轉(zhuǎn)零件的不平衡。3）提高傳動件的制造精度。4）提高系統(tǒng)剛度，增加阻尼。四．自激振動
1.自激振動的原理
圖5-23 機床自激振動系統(tǒng)
2.自激振動的特點 3.消除自激振動的途徑
1）合理選擇與切削過程有關(guān)的參數(shù)。2）提高工藝系統(tǒng)本身的抗振性。3）使用消振裝置。
第三章
機械加工精度
第一節(jié)
機械加工精度的概念
一、機械加工精度的含義及內(nèi)容
加工精度是指零件經(jīng)過加工后的尺寸、幾何形狀以及各表面相互位置等參數(shù)的實際值與理想值相符合的程度，而它們之間的偏離程度則稱為加工誤差。
零件的幾何參數(shù)包括幾何形狀、尺寸和相互位置三個方面，故加工精度包括：（1）尺寸精度（2）幾何形狀精度（3）相互位置精度
二、機械加工誤差分類
1、系統(tǒng)誤差與隨機誤差
從誤差是否被人們掌握來分，可分為系統(tǒng)誤差和隨機誤差。
2、靜態(tài)誤差與切削狀態(tài)誤差
從誤差是否與切削狀態(tài)有關(guān)來分，可分為靜態(tài)誤差與切削狀態(tài)誤差。
第二節(jié)
獲得加工精度的方法
1、試切法
2、調(diào)整法
調(diào)整法可分為靜調(diào)整法和動調(diào)整法兩大類：
3、尺寸刀具法
尺寸刀具法大多利用定尺寸的孔加工刀具，如鉆頭、鏜刀塊、拉刀及鉸刀等來加工孔。
4、主動測量法
在加工過程中，邊加工邊測量加工尺寸，達到要求時就立即停止加工，這就是主動測量法。
第三節(jié) 影響加工精度的因素
一、原理誤差
原理誤差是由于采用了近似的加工運動或者近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的。
二、工藝系統(tǒng)的制造精度和磨損對加工精度的影響
工藝系統(tǒng)中機床、刀具、夾具本身的制造精度及磨損將對工件的加工精度有不同程度的影響。
1、機床的制造精度和磨損 （1）導軌誤差
2、刀具的制造精度和尺寸磨損
3、夾具的制造精度和磨損
三、工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響
1、剛度的概念
剛度是物體受力后抵抗外力的能力，也就是物體在受力方向上產(chǎn)生單位彈性變形所需要的力。
2、剛度曲線及影響剛度的因素 （1）工藝系統(tǒng)的變形曲線 1）加載變形曲線
2）正反加卸載變形曲線 3）多次重復加卸載變形曲線
（2）影響工藝系統(tǒng)剛度的因素 1）接觸面的表面質(zhì)量
2）系統(tǒng)存在薄弱環(huán)節(jié)—剛度較差的零件
3）連接件夾緊力的影響 4）摩擦力的影響 5）間隙的影響
（3）工藝系統(tǒng)剛度及其組成3、工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響 （1）切削力對加工精度的影響
工藝系統(tǒng)受切削力的作用將產(chǎn)生變形，當切削力變化時造成變形量的變化，因此將會影響工件的尺寸精度、形狀精度及位置精度。
（2）傳動力對加工精度的影響（3）慣性力對加工精度的影響（4）夾緊力對加工精度的影響（5）重力對加工精度的影響、內(nèi)應力對加工精度的影響（1）毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應力（2）冷校直帶來的內(nèi)應力
5、提高工藝系統(tǒng)剛度的措施 （1）機床構(gòu)件自身剛度的提高（2）提高工件安裝時的剛度（3）提高加工時刀具的剛度（4）提高零件表面質(zhì)量（5）減少接觸面（6）加預緊力
四、工藝系統(tǒng)受熱變形對加工精度的影響
1、工藝系統(tǒng)的熱源 （1）切削熱
（2）傳動系統(tǒng)的摩擦熱和能量損耗（3）外部熱源
2、工件的熱變形 （1）工件比較均勻地受熱（2）工件不均勻受熱
3、刀具的熱變形
4、機床的熱變形
5、減少熱變形對加工精度影響的措施 （1）減少熱源的能量（2）用熱補償方法（3）改善機床結(jié)構(gòu)（4）保持工藝系統(tǒng)的熱平衡（5）控制環(huán)境溫度
五、調(diào)整誤差
不同的調(diào)整方式，有不同的誤差來源： 1）試切法調(diào)整（1）度量誤差（2）加工余量的影響（3）微進給誤差 2）按定程機構(gòu)調(diào)整 3）按樣件或樣板調(diào)整
六、度量誤差
（1）度量方法和度量儀器的選擇（2）測量力引起的變形誤差（3）度量環(huán)境的影響（4）讀數(shù)誤差
第四節(jié)
加工誤差的分析與控制
一、分布曲線法
1、正態(tài)分布曲線
2、利用分布曲線研究加工精度 （1）工藝驗證—工藝能力系數(shù)（2）誤差分析
3、運用分布曲線研究加工精度所存在的問題
二、點圖法
三、相關(guān)分析法
1、相關(guān)性
2、回歸直線
3、應用舉例
四、分析計算法
1、系統(tǒng)誤差的綜合2、隨機系統(tǒng)的綜合3、系統(tǒng)誤差與隨機誤差的綜合4、應用舉例
第四章
機械加工工藝規(guī)程的制定
第一節(jié)
基本概念
一、機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程與機械加工工藝過程 機械加工工藝過程是機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一部分。
二、機械加工工藝過程的組成1、工序
工序是指一個（或一組）工人在一個工作地點對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成的那一部分加工過程。
2、安裝
在同一個工序中，工件每定位和夾緊一次所完成的那部分加工稱為一個安裝。
3、工位
每一個加工位置上所完成的工藝過程稱為工位。
4、工步
在一個工位中，加工表面、切削刀具、切削速度和進給量都不變的情況下所完成的加工，稱為一個工步。
5、走刀
切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工走內(nèi)容，稱為一次走刀。
三、生產(chǎn)類型與機械加工工藝規(guī)程
用工藝文件規(guī)定的機械加工工藝過程，稱為機械加工工藝規(guī)程。
1、生產(chǎn)綱領
產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領就是年生產(chǎn)量。
2、生產(chǎn)類型
機械制造業(yè)的生產(chǎn)類型一般分為三類即大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)。
3、機械加工工藝規(guī)程的作用
4、機械加工工藝規(guī)程的格式
四、機械加工工藝規(guī)程的設計原則、步驟和內(nèi)容
制訂機械加工工藝規(guī)程是工藝準備中最重要的一項工作。其主要內(nèi)容和順序包括以下幾方面。
1、制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料
2、設計機械加工工藝規(guī)程的步驟和內(nèi)容 1）閱讀裝配圖和零件圖 2）工藝審查 3）熟悉或確定毛坯 4）擬定機械加工工藝路線 5）確定滿足各工序要求的工藝裝備 6）確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗方法 7）確定各工序的加工余量、計算工序尺寸和公差。8）確定切削用量 9）確定時間定額 10）填寫工藝文件
第二節(jié)
定位基準及選擇
一、基準
1、設計基準
2、工藝基準 （1）定位基準（2）測量基準（3）裝配基準
二、定位基準的選擇
1、選擇定位基準的基本方法
2、粗基準的選擇
1）選加工余量小的、較準確的、光潔的、面積較大的毛面做粗基準 2）選重要表面為粗基準 3）選不加工的表面做粗基準 4）粗基準一般只能使用一次
3、精基準的選擇 （1）基準重合原則（2）基準單一原則（3）互為基準原則（4）自為基準原則
第三節(jié)
工藝路線的制定
一、加工經(jīng)濟精度與加工方法的選擇
1、加工經(jīng)濟精度
2、加工方法的選擇
二、典型表面的加工路線
1、外圓表面的加工路線
2、孔的加工路線
3、平面的加工路線
三、工序順序的安排
1、工序順序的安排原則
（1）先加工基準面，再加工其它表面（2）一般情況下，先加工平面，后加工孔（3）先加工主要表面，后加工次要表面（4）先安排粗加工工序，后安排精加工工序
2、熱處理工序及表面處理工序的安排
3、其它工序的安排
四、工序的集中與分散
同一個工件，同樣的加工內(nèi)容，可以安排兩種不同形式的工藝規(guī)程：一種是工序集中，另一種是工序分散。
五、加工階段的劃分
根據(jù)精度要求的不同，可以劃分為工：（1）粗加工階段（2）半精加工階段（3）精加工階段
（4）精密、超精密加工、光整加工階段
第四節(jié)
加工余量、工序間尺寸及公差的確定
一、加工余量的概念
1、加工總余量與工序余量
2、工序余量的影響因素 （1）上道工序的加工精度（2）上道工序的表面質(zhì)量（3）本道工序的安裝誤差
二、加工余量的確定 確定加工余量的方法有三種：計算法、查表法和經(jīng)驗法。
三、工序尺寸與公差的確定
1）擬定該加工表面的工藝路線，制定工序及工步
2）按各工序所采用加工方法的經(jīng)濟精度，確定工序尺寸公差和表面粗糙度 3）按工序用分析計算法或查表法確定其加工余量 4）填寫工序尺寸并按“入體原則”標注工序尺寸公差
第五節(jié)
工藝尺寸鏈
一、直線尺寸鏈的基本計算公式
1、極值法計算公式 （1）封閉環(huán)的基本尺寸
（2）封閉環(huán)的公差
（3）封閉環(huán)的上下偏差
機械原理教案設計篇四
機械原理電子教案
第一章
緒論 基本要求:
1.明確機械原理課程的研究對象和內(nèi)容
2.了解機械原理在培養(yǎng)機械類高級工程技術(shù)人才全局中的地位、任務和作用。
3.了解機械原理學科的發(fā)展趨勢。
教學內(nèi)容: 1.機械原理課程的研究對象
2.機械原理課程的研究內(nèi)容
3.機械原理課程的地位及學習本課程的目的
4.機械原理課程的學習方法 重點難點: 本章的學習重點是機械原理課程的研究對象和內(nèi)容
念
了解機械原理課程的性質(zhì)和特點。
1 機械原理課程的研究對象
機械是人類用以轉(zhuǎn)換能量和借以減輕人類勞動、提高生產(chǎn)率的主要工具力發(fā)展水平的重要標志。機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱工業(yè)之一。當今社會高度的物質(zhì)文明是以近代機械工業(yè)的飛速發(fā)展為基礎建立起來的的不斷改善也與機械工業(yè)的發(fā)展緊密相連。機械原理theory of machines and mechanisms 究機構(gòu)和機器的運動設計和動力設計
機器的種類繁多 們的組成、功用、性能和運動特點各不相同。機械原理是研究機器的共性理論 必須對機器進行概括和抽象 內(nèi)燃機與機械手的構(gòu)造、用途和性能雖不相同 是從它們的組成、運動確定性及功能關(guān)系看
主要研究機構(gòu)的組成原理以及各種機構(gòu)的類型、特點、功用和運動設計方法。通過機構(gòu)類型綜合 分析、連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)和間歇運動機構(gòu)等一些常用的機構(gòu)及組合 方式期運動和工作要求的各種機構(gòu)的設計理論和方法。
主要介紹機械運轉(zhuǎn)過程中所出現(xiàn)的若干動力學問題 和實驗改善機械動力性能的途徑。主要包括求解在已知力作用下機械的真實運動 規(guī)律的方法、減少機械速度波動的調(diào)節(jié)問題、機械運動過程中的平衡問題、以及 機械效率和摩擦問題。3
主要介紹機械系統(tǒng)方案設計的設計內(nèi)容、設計過程、設計思路和設計方法。主要內(nèi)容包括機械總體方案的設計和機械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計等內(nèi)容。
通過對機械原理課程的學習析的方法
機械原理課程的地位和作用 機械原理是以高等數(shù)學、物理學及理論力學等基礎課程為基礎的機械所具有的共性問題 掌握新的科學技術(shù)成就打好工程技術(shù)的理論基礎。因此 業(yè)的一門非常重要的技術(shù)基礎課 械類專業(yè)學生能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育的最基本的課程。在教學中起著承上啟下的作 用
其目的在于培養(yǎng)學生以下幾點 1.掌握機構(gòu)運動學和機械動力學的基本理論和基本技能 動方案、分析和設計機構(gòu)的能力 的科學技術(shù)打好工程技術(shù)的理論基礎。
2.掌握機構(gòu)和機器的設計方法和分析方法 造打基礎。
3.掌握創(chuàng)新設計方法養(yǎng)創(chuàng)造性思維和技術(shù)創(chuàng)新能力 階段
機械原理課程的學習方法 1.學習機械原理知識的同時,注重素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。
在學習本課程時 新性思維的能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。
2,加強形象思維能力的培養(yǎng)。
從基礎課到技術(shù)基礎課 解和掌握本課程的一些內(nèi)容 輯思維是遠遠不夠的在學習本課程的過程中圖中的 有關(guān)知識運用到本課程的學習當中。
4,做到舉一反三。
機械原理教案設計篇五
機械原理學科的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
當今世界正經(jīng)歷著一場新的技術(shù)革命，新概念、新理論、新方法、新工藝不斷出現(xiàn)，作為向各行各業(yè)提供裝備的機械工業(yè)，也得到了迅猛的發(fā)展。
現(xiàn)代機械日益向高速、重載、高精度、高效率、低噪聲等方向發(fā)展，對機械提出的要求也越來越苛刻。有的需要用于宇宙，有的要在深海作業(yè)，有的小到能沿人體的血管爬行，有的又是龐然大物，有的速度數(shù)倍于聲速，有的又要作亞微米級甚至納米級的微位移，如此等等。處于機械工程發(fā)展前沿的機械原理學科，為了適應這種情況，新的研究課題與日俱增，新的研究方法日新月異。
為了適應生產(chǎn)發(fā)展的需要，當前在自控機構(gòu)，機器人機構(gòu)、仿生機構(gòu)、柔性及彈性機構(gòu)和機電光液廣義機構(gòu)等的研制上有很大進展。在機械的分析與綜合中，也由只考慮其運動性能過渡到同時考慮其動力性能的影響；考慮到機械在運轉(zhuǎn)時構(gòu)件的振動和彈性變形，運動副中的間隙和構(gòu)件的誤差對機構(gòu)運動及動力性能的影響；以及如何對構(gòu)件和機構(gòu)進一步作好動力平衡的問題等。
在連桿機構(gòu)方面，重視了對空間連桿機構(gòu)，多桿多自由度機構(gòu)，連桿機構(gòu)的彈性動力學和連桿機構(gòu)的動力平衡的研究；在齒輪機構(gòu)方面，發(fā)展了齒輪嚙合原理，提出了許多性能優(yōu)異的新型齒廓曲線和新型傳動，加快了對高速齒輪、精密齒輪、微型齒輪的研制；在凸輪機構(gòu)方面，十分重視對凸輪結(jié)構(gòu)的研究，為了獲得動力性能好的凸輪機構(gòu)，在凸輪機構(gòu)推桿運動規(guī)律的開發(fā)、選擇和組合上作了很多工傷。此外，為了適應現(xiàn)代機械高速度、快節(jié)拍、優(yōu)性能的需要、還發(fā)展了高速高定位精度的分度機構(gòu)、具有優(yōu)良綜合性能的組合機構(gòu)以及各種機構(gòu)的變異和組合等。
目前，在機械的分析和綜合中日益廣泛地應用了計算機，發(fā)展并推廣了計算機輔助設計、優(yōu)化設計、考慮誤差的概率設計、提出了多種便于對機械進行分析和綜合的數(shù)學工具，編制了許多大型通用或?qū)Ｓ玫挠嬎愠绦?。此外，隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，測試手段的日臻完善，也加強了對機械的實驗研究。
總之，作為機械原理學科，其研究領域鹽十分廣闊，內(nèi)涵豐富。在機械原理的各個領域，每年都有大量內(nèi)容新穎的文獻資料涌現(xiàn)。但是，作為一門技術(shù)基礎課程，將只有研究有關(guān)機械的一些最基本的原理和方法。
1、生產(chǎn)的發(fā)展促進了機械原理學科的發(fā)展。而學科的發(fā)展又反過來為生產(chǎn)的發(fā)展提供了有利條件，促進了生產(chǎn)的發(fā)展。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，為了更好地滿足生產(chǎn)實際的需要和機械自動化的要求,就需要不斷創(chuàng)新一些新型機構(gòu),因而以機構(gòu)創(chuàng)新為主要內(nèi)容的機構(gòu)學得到了迅速發(fā)展。例如多桿多自由度的平面連桿機構(gòu)、空間機構(gòu)、各種組合機構(gòu)（包括各種含有撓性構(gòu)件的組合機構(gòu)）、機、電、液一體化的機構(gòu)都在研究之中，有些已得到應用。同時機器人、機械手等仿生機械得到較快的發(fā)展,包括高溫、高壓、有毒、有放射性等特殊條件
下工作的機器人和機械手。例如宇宙飛船上用于收回衛(wèi)星的機械臂；在核電站安裝設備的機器人；在深海海底作業(yè)的機器人等。此外,微技術(shù)的發(fā)展,還創(chuàng)造了一些微型機械。如可在人的腹腔內(nèi)進行外科手術(shù)的手術(shù)刀,甚至可在人的血管中爬行的微型機器人等都已經(jīng)使用。
2、為了對這些新型機械的分析及設計,機械原理學科近年來也發(fā)展了許多新的理論和方法,并引入了一些不同的數(shù)學及力學工具,特別是計算機的推廣應用,為機械原理學科的發(fā)展提供了極有利的條件。計算機輔助分析、計算機輔助設計、優(yōu)化設計（包括多目標優(yōu)化設計）都得到迅速發(fā)展,并且漸趨成熟。
3、由于機械向高速度、高精度、高負荷、高效率等方向發(fā)展，也給機械原理學科提出了一些新的課題，開辟了一些新的研究領域。例如，對于高速重載機械來說，不僅要研究其運動性能，還要研究其動力性能，有時還要考慮構(gòu)件的彈性形變、質(zhì)量分布、連接間隙及機械中摩擦等對機械工作的影響，考慮機械的振動、沖擊和平衡問題。
隨著宇航技術(shù)、核技術(shù)、海洋開發(fā)、醫(yī)療器械、工業(yè)機器人及微技術(shù)等高新科學技術(shù)的興起和計算機的普及應用 ,極大地促進了機械原理學科的發(fā)展,創(chuàng)立了不少新的理論和研究方法,開拓了一些新的研究領域。
1、在機構(gòu)結(jié)構(gòu)理論方面,主要是機構(gòu)的類型綜合、桿數(shù)綜合和機構(gòu)自由度的計算。對平面機構(gòu)來說,雖然機構(gòu)結(jié)構(gòu)的分析與綜合研究得比較成熟,但仍有一些新的發(fā)展。例如將關(guān)聯(lián)矩陣、圖論、拓撲學、網(wǎng)絡理論等引入對結(jié)構(gòu)的研究;用拆副、拆桿、甚至拆運動鏈的方法將復雜桿組轉(zhuǎn)化為簡單桿組,以簡化機構(gòu)的運動分析和力分析;仿照機構(gòu)組成原理對機構(gòu)功能原理的研究;關(guān)于機構(gòu)中虛約束的研究及無虛約束機制的綜合;以及組合機構(gòu)的類型綜合等。近年來對空間機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析與綜合的研究也有不少的進展,特別是在機器人機構(gòu)學方面取得了較多成就。
2、在機構(gòu)運動分析和力分析方面,主要是大力發(fā)展了計算機輔助分析方法的研究,并且已經(jīng)研制了一些應用軟件。 對于高級別平面機構(gòu)的運動分析及力分析問題,可以采用型轉(zhuǎn)化法或選不同的構(gòu)件為機架以降低機構(gòu)級別的方法進行,也可以采用分解合成的分析方法。對空間機構(gòu)的運動分析及力分析則多采用按桿組分析的方法。另外,為了便于利用計算機進行分析,建立機構(gòu)運動分析及力分析的邏輯體系,并期望將機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運動分析、動力分析構(gòu)成一個整體的系統(tǒng)。
3、在機器動力學方面,大力發(fā)展了機構(gòu)彈性動力學的研究,包括低副機構(gòu)和高副機構(gòu)。在某些高速重載的高副機構(gòu)中還考慮了熱變形的問題，還開展了對機械中的摩擦、機械效率以及功率傳遞等問題的研究；發(fā)展了對運動副間隙引起的沖擊、動載荷、振動、噪聲及疲勞
失效等問題的研究；對機構(gòu)運動精度及誤差的研究。對于平面機構(gòu)平衡問題的研究,得出了一般n桿機構(gòu)可以用n/2 個配重達到平衡的結(jié)論。對空間機構(gòu)平衡問題的研究,也得到了不少的成果。此外,還研究了具有變質(zhì)量構(gòu)件和在運動過程中結(jié)構(gòu)有變化的機構(gòu)的平衡問題,機構(gòu)在非穩(wěn)定狀態(tài)及瞬變過程中的時間、位移、速度和加速度等的動力響應的計算問題等。
4、在機構(gòu)學方面,對平面連桿機構(gòu)的研究仍在繼續(xù)深入,并轉(zhuǎn)而注重于多桿多自由度平面連桿機構(gòu)的研究,提出了這類機構(gòu)的分析和綜合的一些方法。研究了提高機構(gòu)動力性能為目標的綜合方法,多精確點的四桿機構(gòu)的綜合方法(如點位縮減法)等。由于電子計算機的普遍應用,連桿機構(gòu)的優(yōu)化設計得到了迅速發(fā)展,包括多目標優(yōu)化。并且編制了一些表征機構(gòu)主要尺度參數(shù)與其運動、動力性能之間關(guān)系的數(shù)表及圖譜,編制了大量適用范圍廣、節(jié)省機時、使用方便的機構(gòu)分析與綜合的軟件。
5、在凸輪機構(gòu)方面,高速凸輪的彈性動力學是一個受到普遍重視的研究課題,并且已研究得比較深入。推桿運動規(guī)律的選擇和擬合,凸輪機構(gòu)尺度參數(shù)的優(yōu)化設計,凸輪機構(gòu)工作過程中的振動、減振和穩(wěn)定性的研究,也都受到重視,并已取得不少研究成果。
6、在齒輪機構(gòu)方面,首先是齒輪嚙合原理的研究,再如新型齒廓的選用(如圓弧、拋物線等非漸開線齒廓),輪齒的修正和修形等課題的研究,也都取得不少的新成就。
7、在輪系方面,一些新型齒輪機構(gòu)(如內(nèi)齒行星輪傳動、活齒齒輪傳動、行星摩擦傳動、非圓齒輪周轉(zhuǎn)輪系、錐齒輪諧波傳動、摩擦式諧波傳動等)的研制，周轉(zhuǎn)輪系效率的研究，考慮摩擦時的功率流及考慮輪齒彈性變形時的功率流的計算問題的研究，周轉(zhuǎn)輪系均載裝置的研究等，都已取得一些研究成果。此外，應用圖論、網(wǎng)絡理論和其他一些新的數(shù)學工具和計算技術(shù)來研究輪系的類型綜合及運動分析和力分析問
題也得到大力開展，并取得一些成績。除上述連桿、凸輪和齒輪三大常用的基本機構(gòu)以外，組合機構(gòu)的研究近年來也發(fā)展得十分迅速。對齒輪—連桿、凸輪—連桿等類型的組合機構(gòu)的分析和綜合，已有較詳細的研究。
近年來機械原理學科的發(fā)展是非常迅猛的。不論在基本原理方面，還是在研究方法方面，都有較大的進展。在機構(gòu)的類型方面也有一些新的創(chuàng)造，有些已突破傳統(tǒng)機構(gòu)學的范疇，而進入所謂“廣義機構(gòu)學的”領域，創(chuàng)造了具有氣、液、光、電等環(huán)節(jié)的機構(gòu)。當前尚有由三本基本機構(gòu)組成的組合機構(gòu)，和包括撓性構(gòu)件組合機構(gòu)。對空間組合機構(gòu)的研究也已進行了不少工作。此外，對于一些具有特殊運動及動力性能的組合機構(gòu)也有所研究。隨著機械向高速、重載方向的發(fā)展，機械動力學的研究發(fā)展很快。由于電子計算機的普遍應用，機構(gòu)的計算機輔助分析和計算機輔助設計得到較快發(fā)展。從機械原理學科的發(fā)展可以看出，生產(chǎn)發(fā)展的需要是學科發(fā)展的主要動力。而學科的發(fā)展又反過來促進了生產(chǎn)的發(fā)展，提高了生產(chǎn)的水平?？梢云谕?，隨著生產(chǎn)對技術(shù)現(xiàn)代化的要求不斷提高，機械原理學科也會繼續(xù)迅速的得到發(fā)展。
參考文獻
[1] oulosandmichael is on the computation of all global minimizersthroughparticleswarm ansactionson evolutionary computation,2004 ： 211-224 [2] gong jiafen, zou xiufen, jin hui.a dynamictwo-levelevolutionaryalgorithmfor solvingmulti-modalfunctionoptimization inintelligencecomputation & applications,2005：50-55 [3] 鄒奇德,龔佳芬,王延.適用于多峰函數(shù)優(yōu)化問題的通用演化算法.計算機與數(shù)字工程，2004；32（2）：81-84
機械原理教案設計篇六
機 械 原 理
principle of machinery 課程代碼：0403021 適用專業(yè)：機械設計制造及其自動化專業(yè)，車輛工程專業(yè)
學 時 數(shù)： 56
學 分 數(shù)：3.5 執(zhí) 筆 者：邊紅麗
編寫日期：2007年10月
一、課程性質(zhì)和目的本課程是機械類各專業(yè)中研究機械共性問題的一門主干技術(shù)基礎課，它的任務是使學生掌握機構(gòu)學和機械動力學的基本理論、基本知識和基本技能，并初步具有擬定機械運動方案、分析和設計機構(gòu)的能力。它在培養(yǎng)高級工程技術(shù)人才的全局中，具有增強學生對機械技術(shù)工作的適應能力和開發(fā)創(chuàng)造能力的作用。
二、課程教學的基本要求
通過本課程的學習，學生應達到下列要求：
1.掌握機構(gòu)結(jié)構(gòu)的基本知識和機構(gòu)的組成原理，掌握機構(gòu)運動簡圖的繪制方法； 2.具有對平面機構(gòu)進行運動分析和力分析的能力，盡量運用計算機和cad技術(shù)； 3.了解各種常用機構(gòu)的運動特性和動力特性，并初步具有根據(jù)給定的運動要求或傳力條件選擇機構(gòu)的類型及其組合以及進行機構(gòu)綜合的能力；
4.掌握機械的平衡和機械運轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)的原理和計算方法； 5.了解機械傳動系統(tǒng)方案設計的基本常識，并初步具有機構(gòu)創(chuàng)新的能力。教學環(huán)節(jié)包括：課堂講授及習題課、課外作業(yè)、實驗、考試等。通過各個環(huán)節(jié)的教學，重點培養(yǎng)學生的自學能力、動手能力、分析問題和解決問題的能力。
1.課堂講授
(1)教學方法：采用啟發(fā)式教學，調(diào)動學生學習的主觀能動性，培養(yǎng)學生思考問題、分析問題和解決問題的能力；引導和鼓勵學生通過實踐和自學獲取知識，以“少而精”為原則，精選教學內(nèi)容，精講多練；通過各章的課外習題，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。
(2)教學手段：在教學中采用電子教案、cai課件及多媒體教學等先進教學手段，將傳統(tǒng)教學與多媒體教學相結(jié)合，提高課堂信息量，增加教學的直觀性。
(3)計算機的應用：以解析法為主，多安排學生自己上機編程進行機構(gòu)設計和機構(gòu)
1 運動及動力分析。
2.教學輔助資料
機械原理教學軟件、機械原理習題集、實驗指導書、機械原理試題庫。3.實驗環(huán)節(jié)
(1)實驗要求：實驗課是本課程中重要的實踐環(huán)節(jié)，目的是培養(yǎng)學生運用實驗方法研究機械的能力。
(2)建議選擇的實驗教學內(nèi)容和學時分配： ①機構(gòu)運動簡圖的測繪與分析（2學時）②機構(gòu)演示實驗（2學時）
③機構(gòu)設計組裝及運動參數(shù)檢測（2學時）
④齒輪的范成原理(利用多媒體課件進行演示)（2學時）⑤回轉(zhuǎn)件的平衡（2學時）
⑥平面連桿機構(gòu)創(chuàng)意設計實驗（一周）注：③、④、⑤選一項，⑥為開放型實驗。4.習題課、課外作業(yè)
(1)習題課：安排在機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和綜合、連桿機構(gòu)的分析和設計、齒輪傳動、輪系等主要章節(jié)。
(2)課外習題：可根據(jù)教材各章的習題要求有目的地選擇，并根據(jù)教學重點內(nèi)容的要求選擇教學輔助資料的有關(guān)習題；學生作業(yè)完成情況應作評定課程成績的一部分。
5.考試環(huán)節(jié)
課程考試形式為筆試，參照試題庫命題，有填空、選擇、簡答、判斷、計算等題型。
三、課程教學內(nèi)容與學時分配
1.緒論
(1學時)明確本課程研究的對象和內(nèi)容，以及課程的性質(zhì)和任務。介紹機械原理學科發(fā)展的趨勢。
2.機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和綜合(6學時+實驗2學時)(1)常用機構(gòu)的運動簡圖繪制(2)平面結(jié)構(gòu)自由度計算(3)平面機構(gòu)組成的基本原理(4)平面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)綜合2 重點：運動副和運動鏈的概念、機構(gòu)運動簡圖的繪制、機構(gòu)具有確定運動的條件及機構(gòu)自由度的計算。
難點：機構(gòu)自由度計算中有關(guān)虛約束的識別及處理。
3.連桿機構(gòu)分析和設計
(16學時+實驗2學時)(1)平面四桿機構(gòu)的類型、應用及其演化
(2)介紹曲柄存在的條件、傳動角、死點、極位夾角和行程速比系數(shù)等概念(3)平面連桿機構(gòu)的運動分析
(4)平面連桿機構(gòu)的力分析和機械效率（課外自學）(5)四桿機構(gòu)的設計
重點：(1)平面鉸鏈四桿機構(gòu)的演化；四桿機構(gòu)的設計。(2)用解析法對平面連桿機構(gòu)作速度和加速度分析；速度瞬心的概念和“三心定理”的應用。(3)作用在機械上的力及機構(gòu)力分析的目的和方法；拆桿組法對平面連桿機構(gòu)進行動態(tài)靜力分析的數(shù)學模型。(4)機械的機械效率、自鎖現(xiàn)象及自鎖條件和考慮摩擦時各種運動副中的力分析。
難點：(1)曲柄存在條件的全面分析、平面四桿機構(gòu)最小傳動角的確定；四桿機構(gòu)的設計。(2)桿組法運動分析的數(shù)學模型的建立。(3)機構(gòu)的平衡力（或平衡力矩）及構(gòu)件的質(zhì)量代換兩個概念。(4)摩擦圓的概念及轉(zhuǎn)動副中總反力作用線的確定。
4.凸輪機構(gòu)及其設計
(6學時)(1)凸輪機構(gòu)的類型和應用
(2)介紹從動件運動規(guī)律、凸輪機構(gòu)的壓力角和自鎖概念(3)盤形凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定(4)盤形凸輪廓線的解析法設計
重點：推桿常用運動規(guī)律的特點及其選擇原則；盤形凸輪機構(gòu)凸輪輪廓曲線的設計；凸輪基圓半徑與壓力角及自鎖的關(guān)系。
難點：凸輪廓線設計中所應用的“反轉(zhuǎn)法”原理和壓力角的概念。
5.齒輪機構(gòu)及其設計
(16學時+實驗2學時)(1)齒輪嚙合基本定律
(2)漸開線齒廓、漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸
(3)漸開線直齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件、傳動類型及特點和傳動綜合(4)斜齒圓柱齒輪傳動、直齒圓錐齒輪傳動、蝸桿蝸輪傳動的共軛齒面生成、單個齒輪基本參數(shù)和幾何尺寸、標準齒輪傳動參數(shù)和尺寸計算
3(5)變位齒輪傳動的類型、應用和變位系數(shù)的選擇
重點：漸開線直齒圓柱齒輪外嚙合傳動的基本理論和設計計算。
難點：共軛齒廓的確定；一對輪齒的嚙合過程；變位齒輪傳動；斜齒輪和錐齒輪的當量齒輪和當量齒數(shù)。
6.輪系及其設計
(4學時)(1)輪系的分類和應用
(2)定軸、周轉(zhuǎn)和混合輪系傳動比計算(3)行星輪系的設計
重點：周轉(zhuǎn)輪系及復合輪系傳動比的計算，輪系的功用及行星輪系設計中齒輪齒數(shù)的確定問題。
難點：如何將復合輪系正確劃分為各基本輪系，行星輪系傳動效率的計算，行星輪系設計中的安裝條件。
7.其它常用機構(gòu)
（課外自學）了解棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)、萬向聯(lián)軸節(jié)等其它常用機構(gòu)的工作原理、運動特點、應用及設計要點。
8.機械的運動方案及機構(gòu)的創(chuàng)新設計
(1學時)(1)機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)的類型和選擇(2)機構(gòu)運動方案的設計(3)機構(gòu)的創(chuàng)新設計
9.機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)
（課外自學）(1)了解機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)的目的(2)研究建立單自由度機器系統(tǒng)等效動力學模型及運動方程式的方法(3)力為位置函數(shù)時的運動方程式求解
(4)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)下機械的周期性速度波動及其調(diào)節(jié)(5)機械的非周期性速度波動及其調(diào)節(jié)
重點：等效力（力矩）、等效質(zhì)量（轉(zhuǎn)動慣量）、等效構(gòu)件和等效動力學模型的概念；掌握力為機構(gòu)位置函數(shù)時其等效構(gòu)件真實運動的求解方法；飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算。
難點：計算飛輪轉(zhuǎn)動慣量時最大盈虧功的計算方法。
10.機械的平衡
（課外自學）(1)剛性轉(zhuǎn)子靜、動平衡的原理和方法
4(2)平面四桿機構(gòu)的平衡原理
重點：剛性轉(zhuǎn)子靜、動平衡的原理和方法。難點：剛性轉(zhuǎn)子動平衡概念的建立。
四、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工
先修課程：高等數(shù)學，工程圖學，理論力學，機械制造基礎 后修課程：機械設計，機械設計課程設計
五、建議教材與教學參考書
《機械原理》，王知行、鄧宗全，高等教育出版社，2006年5月 《機械原理》，孫恒，高等教育出版社，2006年5月
《機械原理》，鄭文緯、吳克堅，高等教育出版社，1997年7月