《机械故障诊断基础》教学大纲[五篇材料]

第一篇：《机械故障诊断基础》教学大纲

《机械故障诊断基础》教学大纲

课程类别：选修课(专业课)适用专业；机械设计制造及其自动化

执行学时：24学时

一、本课程在培养计划中的作用

（一）本课程是一门专业课，研究的内容为机械系统动态信号处理与分析及以上内容在典型机械零部件运行过程中的状态分析与识别。在本课程中，培养学生利用所学知识正确分析与判断典型机械零部件运行过程中的状态的技能，并了解掌握故障诊断知识的更新及发展动向。

（二）基本要求、从进行机械故障诊断所必备的基本知识与方法出发，学生学完本课程后应具备下列几方面的知识：

（1）机械系统动态信号处理与分析方法

（2）转轴组件的振动特性的描述及故障分析方法。（3）滚动轴承的振动特性的描述及故障分析方法。（4）齿轮箱的振动特性的描述及故障分析方法。（5）红外检测技术。（6）润滑油样分析。、本课程实践性很强，所以实验课是达到本课程教学要求和使学生经受工程技术训练必不可少的环节。开设实验应不少于6学时，重点为典型机械零部件运行过程中振动信号的测试与分析，典型故障信号的分析与故障判断。

（三）与其它课程的联系

在学习本课程之前应具有《机械工程测试技术基础》课程的知识。

讲课学时的分配：

概述 1 学时 信号分析方法及应用 3 学时 机械故障诊断依据的标准 2学时 转轴组件的振动特性描述及故障分析 2 学时 滚动轴承的振动特性的描述及故障分析 2学时 齿轮箱的振动特性的描述及故障分析 2 学时 红外检测技术 2学时 润滑油样分析 2 学时 实验 6学时 总讲课学时 22学时 考试 2 学时

二、课程内容的重点、先进性、实用性和特点

本课程属专业课，与前设课程《机械工程测试技术基础》课程衔接紧密，并直接应用于生产实践、科学研究与日常生活有关振动噪声、力、温度等参量的测试及状态判断中。

近年来，随着传感技术、电子技术、信号处理与计算机技术的突破性进展，《机械故障诊断基础》课程从理论、方法到应用领域都发生了很大的改变。要求本课程的讲授要知识面广、实践性强，结合新理论、新方法及新的使用领域，使学生了解前沿动态。

三、授课大纲

概述

课程的内容、方法。诊断信息的来源、获取，典型故障示例，学习方法。

第一章 信号分析方法及应用

1、时域分析与频域分析。

2、时域与频域的转换。

3、时、频域信号中蕴涵的信息分析。第二章 机械故障诊断依据的标准

1、故障诊断的绝对判断标准

2、故障诊断的相对判断标准

3、故障诊断的类比判断标准

4、几种判断标准的选用及判断实例。

第三章 转轴组件的振动特性描述及故障分析

1、转轴组件的振动机理

2、转轴组件的振动原因识别

3、现场平衡技术

第四章 滚动轴承的振动特性的描述及故障分析

1、滚动轴承失效的基本形式

2、滚动轴承的振动机理

3、滚动轴承的振动监测及故障判别 第五章

齿轮箱的振动特性的描述及故障分析

1、齿轮及齿轮箱的失效形式与原因

2、齿轮及齿轮箱的振动机理

3、齿轮及齿轮箱的故障诊断 第六章

红外检测技术振动测试

1、基本原理

2、应用之一—温度监测

3、应用之二—无损探测 第七章 润滑油样分析

1、油样分析的原理与步骤

2、铁谱分析与光谱分析

四、教学实验

1、学时数：6学时，开出3个实验。2、内容

针对下列内容开设教学实验：

（1）振动信号测试与处理： 构筑振动信号测试系统并测试，对振动信号进行时域分析与频域分析

（2）轴承振动信号测试与故障分析。多组典型故障轴承，测试其运转过程的振动信号并分析比较。

（3）利用测振传感器及数采器采集工厂中机床运转振动信号，排除噪声干扰，提取反映机床状态的信号，并理解状态监测的含义。

第二篇：《机械基础》教学大纲

《机械基础》教学大纲

一、课程说明

曾用课程名称：《机械设计基础》

适用专业：机械设备安装与维修、机械制造大类各专业

前期课程：《机械制图》、《AutoCAD》

二、课程性质和任务

课程性质：本课程是机械制造大类各专业专业的一门重要技术基础课。

课程任务：通过本课程的学习，使学生在一般机械设计方面获得必要的基本理论知识，并能得到一定的基本技能训练，为进一步学习专业机械设备和机械加工工艺知识提供必要的理论基础，为从事技术革新、设备改造、使用和维护等方面的工作提供一定的基本知识。

三、课程的教学目标

(一)知识目标

1、掌握简单工程实际问题的受力分析模型，能从简单的物体系统中选取分离体，正确地画出受力图；能较熟练地运用平面一般力系的平衡方程对单个物体及简单物系进行受力分析及计算；

2、掌握杆件在各种基本变形时的内力及内力图，掌握杆件变形时的应力和变形的计算，并能正确确定杆件危险截面；

3、掌握机械中常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点及设计计算方法，掌握正确选用、维护方法。

(二)能力目标

1、具有对简单的工程实际问题进行受力分析的初步能力；

2、具有初步设计机械传动装置和简单机械的能力；

3、具有应用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；

4、掌握典型机械零件的实验方法，具有一定的实验技能。

(三)思想教育目标

通过本课程的讲授及后续的课程设计环节培养学生严谨的学习态度和一丝不苟的工作作风。

四、教学内容和要求

（一）理论教学

1、绪论

本课程的内容、性质、任务及学习方法。

2、构件与机构的静力分析

基本内容：力、力矩、力偶；静力学公理；平衡力系；约束；约束类型及约束反力；分离体和受力图；平面汇交力系；平面平行力系；平面力偶系；平面任意力系；空间力系。

教学要求：

掌握力、力矩、力偶、力在坐标轴上的投影的基本概念，能熟练计算力矩、力偶矩及力在坐标轴上的投影；

掌握常见约束的性质，能从简单的物体系统中选取分离体，正确地画出其受力图；掌握平面一般力系及特殊力系的平衡条件，能熟练运用平衡方程求解单个物体及简单物系的平衡问题；

了解考虑摩擦的平衡问题的求解方法。

3、杆件的变形及强度计算

基本内容：变形固体基本假设；杆件变形基本形式；轴向拉伸与压缩的内力；应力；截面法求轴力；材料的力学性能：低碳钢的拉伸实验，材料的强度指标与塑性指标，冷作硬化，其它材料拉（压）试验结果；强度条件及强度计算；杆件的变形计算；虎克定理。

教学要求：了解杆件变形的基本形式，了解材料在拉伸和压缩时的力学性能；掌握用截面法求轴力并画出轴力图；掌握杆件拉伸和压缩时的应力并能进行简单的强度计算。

4、平面机构的结构分析

基本内容：平面运动副及其分类；平面机构运动简图的绘制方法；平面机构自由度的计算。

教学要求：理解构件自由度、约束和运动副的概念，掌握各种平面运动副和高副的一般表示方法；能读懂平面机构运动简图，掌握计算平面机构的自由度的公式，会判断其运动是否确定；能正确识别平面机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。

5、平面连杆机构

基本内容：铰链四杆机构的基本类型及应用；铰链四杆机构的曲柄存在条件；铰链四杆机构的传动特性；铰链四杆机构的演化实例；平面四杆机构的设计。

教学要求：了解铰链四杆机构的基本类型及应用；掌握四杆机构的传动特性和曲柄存在条件；了解平面四杆机构设计的图解法。

6、凸轮机构

基本内容：凸轮机构的应用和分类；从动件的常用运动规律；按已知运动规律绘制平面凸轮轮廓；凸轮机构设计中应注意的几个问题。

教学要求：了解凸轮机构的类型、特点和应用；掌握等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律的特点及位移线图的绘制方法；掌握直动从动件盘形凸轮轮廓的图解法设计方法；了解选择滚子半径的原则、压力角与自锁的关系及基圆半径对压力角的影响等。

7、其它常用机构

基本内容：棘轮机构；槽轮机构；螺旋传动机构；不完全齿轮机构。

教学要求：了解棘轮机构、槽轮机构、螺旋传动机构、不完全齿轮机构的工作原理、传动特点及应用。

8、带传动与链传动

基本内容：带传动的类型、工作原理、特点和应用；带传动的工作情况分析；V带传动的设计；带传动的张紧、使用和维护；链传动的类型、工作原理、特点和应用；链传动的运动分析和受力分析；滚子链传动的设计；链传动的布置、张紧和维护。

教学要求：了解带传动的类型、特点、作用，带传动的张紧、选用和维护方法；掌握带传动的工作原理、受力和应力分析、弹性滑动和打滑的原因及二者间的区别；掌握带传动的主要失效形式、计算准则和V带传动的设计方法和步骤；了解链传动的工作原理、特点和应用，常见链条和链轮的结构形式，链传动的布置、张紧和维护方法；掌握链传动的运动分析和受力分析，理解滚子链传动的设计计算方法。

9、平面齿轮传动

基本内容：平面齿轮传动的特点和类型；渐开线的形成及其性质；齿轮的基本参数和几何尺寸；齿廓啮合基本定律；渐开线齿轮的啮合特性；渐开线齿轮的加工方法和根切现象；齿轮传动的失效形式和设计准则；齿轮的材料及热处理；直齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算；

斜齿圆柱齿轮的齿廓形成特点；斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算；斜齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算。

教学要求：理解齿廓啮合基本定律和渐开线特性及渐开线齿轮的啮合特性；掌握渐开线齿轮各部分的名称、主要参数和标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算；掌握齿轮传动的特点及受力分析，齿轮传动失效形式和设计计算准则，掌握齿轮强度计算公式的应用；了解变位齿轮的概念。

10、空间齿轮传动

基本内容：直齿锥齿轮的啮合特点；直齿锥齿轮的基本参数和几何尺寸计算；直齿锥齿轮的受力分析和强度计算；蜗杆传动的类型和特点；普通圆柱蜗杆传动的几何参数及尺寸计算；普通圆柱蜗杆传动的材料选择、受力分析和强度计算；蜗杆传动的热平衡计算。

教学要求：了解直齿锥齿轮和蜗杆传动的特点、应用及参数和几何尺寸计算；理解热平衡计算的原理及散热方法；对蜗杆、蜗轮的材料选择和结构设计作一般了解。

11、轮系

基本内容：轮系的分类与应用；定轴轮系传动比计算；行星轮系传动比计算；轮系的应用；减速器的结构和选用。

教学要求：了解轮系的分类方法，能识别轮系的类型；掌握定轴轮系、简单行星轮系传动比的计算和转向的判定方法；了解减速器的类型、结构及其选用方法。

12、轴

基本内容：轴的类型及常用材料；轴的扭转变形及强度计算；轴的弯曲变形及强度计算；轴的弯扭组合强度计算，轴的结构设计；轴的强度校核计算。

教学要求：了解轴的类型、常用材料及热处理方法；掌握圆轴扭转变形、弯曲变形及组合变形的强度计算方法；掌握圆轴的设计计算方法、结构设计方法及校核计算方法；了解轴的扭转刚度、弯曲刚度的计算。

13、联接

基本内容：螺纹联接；键、花键联接；销联接；联轴器、离合器。

教学要求：

掌握螺纹的类型及主要参数；了解螺纹联接的类型、特点、结构、应用场合及预紧和防松措施；掌握剪切和挤压强度的实用计算方法；掌握螺栓联接的受力分析、失效形式、强度计算；掌握键联接、花键联接、销联接的基本知识；了解联轴器、离合器的功用、结构和特点，能正确选用。

14、轴承

基本内容：滑动轴承的结构类型及特点；轴瓦的材料与结构；滑动轴承的润滑；非液体摩擦滑动轴承的计算；滚动轴承的类型及特点，滚动轴承的代号；滚动轴承的类型选择；滚动轴承的失效形式；滚动轴承的疲劳寿命计算和静强度计算。

教学要求：了解滑动轴承的典型结构；掌握非液体滑动轴承的计算方法；掌握按工作条件选择滚动轴承的型号和进行寿命计算；掌握滚动轴承组合设计方法，正确设计滚动轴承轴系部件的结构；了解轴承的润滑方式和润滑装置。

15、机械设计综述

基本内容：机械的设计要求和一般设计步骤；传动方案的拟定；机械零部件设计方法的选择；机械零件的结构工艺性；机械零件设计的标准化、系列化、通用化；摩擦、磨损、润滑和密封。

教学要求：

理解机械的设计要求和一般设计步骤；了解传动方案的拟定及机械零部件设计方法的选择，熟悉一般的结构工艺性要求；了解机械零件设计的标准化、系列化、通用化及其意义；了解摩擦、磨损的概念及润滑、密封方法。

16、计算机辅助设计

基本内容：计算机辅助设计的概念、原理，机械设计手册（软件版）。

教学要求：了解计算机辅助设计的概念、原理，初步掌握设计手册软件版的使用方法。

（二）实践教学

要求：通过实验及实训，培养学生认识机械与分析机械的能力，通过观察、分析、拆卸、测绘、装配、上机模拟等实践活动真正了解机械的工作原理与具体结构。要求教师认真准备实验器材，学生独立或协同操作完成实验及实训项目，并按要求完成实验（训）报告。

选做2-4个实验。

1、平面机构运动简图的绘制

2、渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定

3、传动装置的拆装与结构分析

在本课程下半段进行机械设计课程设计作业，以机械传动设计为主，题目可选择较成熟的单级圆柱齿轮减速器设计，也可选择企业生产实际中遇到的课题。

五、学时分配建议

1、理论教学学时分配

序号

理论教学提要

必讲/选讲

参考学时

绪论

必讲

构件与机构的静力分析

必讲

杆件的变形及强度计算

必讲

平面机构的结构分析

必讲

平面连杆机构

必讲

凸轮机构

必讲

其它常用机构

必讲

带传动与链传动

必讲

平面齿轮传动

必讲

空间齿轮传动

必讲

轮系

必讲

轴

必讲

联接

必讲

轴承

必讲

合计

1982、实践教学学时分配

序号

实践课题（项目）

必做/选做

参考学时

平面机构运动简图的绘制

选做

渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定

必做

传动装置的拆装与结构分析

选做

合计

六、教学方法

1、各章内容的结构和应用部分，应尽可能利用实物、模型、挂图、幻灯、录像、课件等形象化教学和电化教学手段进行教学。

2、本课程分成两个学期进行教学。

七、考核及成绩评定方式

1、每学期布置作业5-8次。

2、期末考试可以采取开卷方式，也可以采取闭卷方式。

3、期评成绩=期末考试成绩+平时成绩；其中期末考试成绩占60%，平时成绩（含实验）占40%。

八、推荐教材及参考书目

1、金潇明.机械基础.湖南科技出版社

第三篇：《数控机床故障诊断》教学大纲

《数控机床故障诊断》教学大纲

课程编码：08241057

课程名称：数控机床故障诊断

英文名称：FAULT DIAGNOSIS FOR CNC MACHINE TOOLS 开课学期：第7学期 学时/学分：18 / 1 课程类型：专业选修课

开课专业：机械工程及其自动化 选用教材： 主要参考书：

1.《数控机床故障诊断》，张魁林主编，机械工业出版社，2002年 2.《数控机床故障诊断与维修》，吴国经主编，电子工业出版社，2004年 执笔人：张雷

一、课程性质、目的与任务

本课程是机械制造及其自动化专业方向和其他机械类专业方向本科学生的一门选修课。通过对本课的学习，使学生理解和掌握数控机床故障诊断的基本理论和基本方法。

本课程属于专业课，在学生整个培养过程的后期讲授，由机械工程及自动化专业的学生选修。设置本课程的目的是为了拓宽学生的专业知识面，使学生学到与生产实际联系紧密的数控机床故障诊断方面的专业知识，提高学生的综合素质，使学生具备解决数控机床在使用过程中出现问题的初步能力，为学生毕业后从事专业技术工作打基础。

二、教学基本要求

1、加强学生专业知识，拓宽知识面。

2、较深入的理解和掌握数控机床故障诊断的数学基础。

3、系统学习数控机床故障模式与故障部位频次分析方法和故障树分析法。

4、能运用所学知识初步解决生产中的实际问题。

5、了解数控机床故障诊断研究的最新成就和发展趋势。

三、各章节内容及学时分配

1．机械可靠性及其特征量（4学时）

了解可靠性的定义和要点，掌握机械可靠性、维修性与有效性的特征指标。2．可靠性的数学基础（6学时）

掌握随机事件与概率的基本概念、基本定理与运算；掌握可靠性分析中常用的概率分布；掌握数理统计中分布参数估计、假设检验等相关知识。3．故障模式与故障部位频次分析（2学时）

了解数控机床在使用过程中经常出现故障的部位、故障模式与频次分析方法。4．数控系统可靠性（2学时）

了解系统可靠性功能逻辑框图，掌握典型系统及其可靠度计算方法。5．数控机床故障分析（3学时）

了解故障分析基本方法，掌握故障树分析法，并能够用该方法分析一些典型实例。6．数控机床故障诊断的最新研究进展（1学时）

了解数控机床故障诊断的最新研究进展。

四、考核方式：

1、讲授本课要求内容时，为了取得好的讲授效果，可采取多种教学方式和方法，如适当安排一些课堂讨论，安排学生查阅一些专业文献等。

2、为了使学生加深理解课堂讲授内容，安排2～3个作业，并对学生作业进行讲评。

3、可以采取多种形式相结合的考核方式，根据平时作业、出勤情况等，对成绩进行综合评定。

五、备注：

第四篇：机械基础课程设计教学大纲

机械基础课程设计教学大纲

一、课程设计的性质和任务

《机械基础》课程是一门技术基础课，目的在于培养学生的机械设计能力。课程设计是《机械基础》课程最后一个重要的实践性教学环节，也是机械类及近机械类专业学生第一次较为全面的机械设计训练。本课程设计的任务是：

1、培养学生利用所学知识，解决工程实际问题的能力。

2、培养学生掌握一般机械传动装置、机械零件的设计方法及设计步骤。

3、达到对学生进行基本技能的训练，例如：计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、标准、图册和规范等）的能力。

二、课程设计内容和要求:

1、电动机的选择及运动参数的计算（包括计算电动机所需的功率，选择电动机，分配各级传动比，计算各轴的转速、功率和转矩）；

2、V带的传动设计（确定V带的主要参数和尺寸）；

3、齿轮传动的设计（确定齿轮的主要参数和尺寸）；

4、轴（低速轴）的设计（初估轴径、结构设计和强度校核）；

5、滚动轴承的选择及验算（低速轴）；

6、键的选择及强度校核（低速轴）；

7、联轴器的选择（低速轴）；

8、润滑油及润滑方式的选择；

9、绘制零件的工作图和装配图

（1）绘制零件的工作图（最好用AutoCAD绘制）

①大齿轮的零件图

②低速轴的零件图

（2）减速器的装配图（高速轴画成齿轮轴）（可根据个人的能力决定是否用AutoCAD绘制）

注：零件的工作图包括：①尺寸的标注；②公差；③精度；④技术要求装配图包括：①尺寸标注 ②技术特性 ③零件编号

④编写零件明细表、标题栏。

10、编写设计说明书（最好用word编制打印）（1）目录（标题、页次）；（2）设计题目：原始数据及工作条件，传动装置简图；

（3）设计计算：①要有详细的设计步骤，最后应有简短的结论 ②对所引用的计算公式和数据要标有来源－即参考书的编号和页次 ③为了清楚地说明计算内容，应附必要的插图 ；

（4）对设计后的评价（简要说明课程设计的体会，本设计的优、缺点及改进意见等）；（5）参考文献资料（资料的编号、作者名、书名、出版地、出版者、出版年月）。

要求：每位学生在设计过程中，充分发挥自己的独立工作能力及创造能力，对每个问题都应进行分析、比较，并提出自己的见解，反对盲从，杜绝抄袭。在设计过程中必须做到：

（1）随时复习教科书、听课笔记及习题。

（2）及时了解有关资料，做好准备工作，充分发挥自己的主观能动性和创造性。（3）认真计算和制图，保证计算正确和图纸质量。（4）按预定计划循序完成任务。

三、学时分配

1、准备阶段（.10天）

（1）设计前详细研究和分析设计任务书和指导书，明确设计要求和设计内容根据原始数据和工作条件，确定一个较全面合理的设计方案。

（2）复习有关课程，参考有关资料，对所设计项目进行方案比较选出最优方案。

2、设计计算阶段（10天）

3、绘图阶段（20天）

4、减速器的装配图（高速轴画成齿轮轴）(10天)

5、答辩或考察阶段（1天）

四、推荐教材及教学参考书（1）所学相关课程的教材

（2）周开勤主编，机械零件手册，第四版.北京：高等教育出版社（3）邱宣怀主编

《机械设计》 北京

高等教育出版社

（4）濮良贵主编

《机械设计》 北京

高等教育出版社

（5）吴宗泽主编

《机械设计课程设计手册》

北京

高等教育出版社

（6）龚溎义主编

《机械设计课程设计手册》

北京

高等教育出版社

（7）徐

灏主编

《机械设计手册》

北京

机械工业出版社

五、几点说明

1、先修课程：《机械制图》、《金属工艺学》、《公差与配合》、《机械基础》。

2、完成任务：设计计算说明书、大皮带轮零件图、大齿轮的零件图、低速轴的零件图和减速器的装配图各一份。

3、考核方式与要求：

（1）课程设计的成绩单独记分。课程设计成绩的评定，应以设计说明书、图样和在答辩中回答问题的情况为根据，参考设计过程中的表现，按四级记分制（优、良、及格、不及格）进行评定；（2）课程设计成绩计算方法：计算说明书占40％、零件图和装配图占40％、答辩占20％；（3）要求学生在答辩前应完成规定的设计任务，叠好图样，装订好说明书；（4）通过答辩能进一步的把问题弄懂、弄透的目的，是学生的认识能力有所提高。

4、考核内容：

（1）正确使用设计手册和查阅相关的技术资料能力；

（2）根据机械传动装置的工作条件，对机械零部件进行正确的受力分析，强度计算，零件的尺寸的确定，及在综合考虑结构和工艺要求，确定零部件的结构和尺寸；

（3）正确选择设计零部件的材料和热处理工艺；（4）正确掌握设备使用和维护的要求；

（5）正确掌握简单机械传动装置的设计过程；

（6）应用计算机文字处理能力及计算机绘图零部件的能力。

课程设计的步骤和时间安排

课程设计的步骤（1）设计准备

了解设计任务书，明确设计要求、工作条件、设计内容和步骤；通过查阅有关设计资料，参观实物或模型等，了解设计对象的性能、结构及工艺性；准备好设计需要资料、绘图工具；拟定设计计划等。（2）传动装置的总体设计和传动件等的设计

拟定和确定传动方案；选择电动机；传动比分配；计算各轴上的转速、功率和转矩；设计传动件；初算轴径；初选联轴器和滚动轴承。（3）减速器装配草图设计

绘制减速器装配草图；进行轴的结构设计和轴系部件设计；校核轴和键联接的强度以及滚动轴承的寿命；设计箱体和附件的结构。

认真设计草图是提高设计质量的关键。草图也应该按正式图的比例画，而且作图的顺序要得当。画草图时应着重注意各零件之间的相对位置，有些细部结构可先以简化画法画出。设计过程中应及时检查、及时修正，边绘图、边计算、边修改以免造成大的返工。（4）完成减速器装配工作图

加深减速器装配图；标注主要尺寸、配合、零件序号；编写标题栏、零件明细表及技术要求等。（5）绘制零件工作图

绘制零件的必要视图；标注尺寸、公差及表面粗糙度；编写技术要求和标题栏等（6）编写设计计算说明书

写明整个设计的主要计算和一些技术说明。课程设计的时间安排

第一周 设计准备、总体设计计算、传动零件计算、装配草图设计 第二周 装配图设计

第三周 画装配图及零件图

第四周 整理和编写设计说明书、答辩

第五篇：《机械原理》教学大纲

《机械原理》教学大纲

Syllabus of Theory of Machines and Meachanisms

一、课程性质与任务

1．课程性质

机械原理是为工科各专业而开设的一门专业技术基础课，它是以高等数学、普通物理、机械制图及理论力学等课程为基础，同时又为以后学习机械设计和有关专业课程以及掌握新的科学技术打好工程技术的理论基础，并能受到一些必要的严格的基本技能和创造思维的训练，为二十一世纪祖国的腾飞，为现代化建设创造条件。

在高等工业学校开设本课的目的是在于使学生们学到有关机械的结构分析、运动分析和综合的能力，为学习后续课程：机械设计、机床等有关专业课程，以及掌握新的科学技术打好工程技术的理论基础，并能使学生受到一些必要的严格的基本技能和创造思维的训练。

2．课程主要任务 《机械原理》课程是机械专业本科学生的一门主干技术基础课。着力培养和提高大学生的创新意识和能力。它具有很强的工程性、实践性和应用性。不仅是机械类专业，就是近机类专业也要学习该课程，不但为学生后续机械类专业课程打下坚实的理论基础，而且还将增强学生对机械技术工作的适应性，提高其开发创新能力。

二、课程教学目的与要求

1．教学目的

本课程教学目的在于使学生学到有关机构的结构分析，运动分析和机器动力学方面的某些基本理论和基本知识，初步具有机构分析和综合的能力，并受到有关机械的设计计算和实验研究等某些必要的技术技能的初步训练，为学生学习有关的后续课程和掌握专业知识及新的科学技术成就打好工程技术基础。

2．教学要求

1．熟悉平面机构的组成原理，及运动分析方法。2．熟练掌握各种常用机构的工作原理，特点和应用以及各种常用机构的运动设计方法。3．了解机构造型的组合概念，能对简单机械系统具有初步确定方案的能力。4．了解机械动力学的有关原理和减轻机械震动的基本知识。

三、学时分配计划

本课程3.5学分，64学时，其中理论教学60学时，实验教学4学时，课程设计1周。具体学时分配表如下表：

章次 1 2 3 4 5 6 7

教学内容

绪 论

平面机构结构分析平面机构运动分析平面连杆机构及设计 凸轮机构及其设计 齿轮机构及其设计 轮系及其设计

学时 1 4 5 5 4 14 6

实验1 8 9 10 11 12 13 1其它常用机构 机构运动方案的拟定平面机构力分析平面机构平衡 机器的机械效率

机器运转及其速度波动的调节 计算机在机构分析和综合中的应用 合计学时 课程设计 1 4 4 3 3 4 2 60 1周

四、教学中应注意的问题

1．注意机械原理课程的特点，树立工程观点，即“选择与比较”“理论分析与实验根据相结合”的观点。

2．用心观察，仔细分析，逐步熟悉各种机构，“动态”地学习本课程。

五、课程教学内容

绪

论

(一)基本内容

1．本课程研究的对象和内容 2．学习本课程的目的 3．如何进行本课程的学习(二)教学基本要求

1．明确本课程的研究对象及教学内容。2．明确学习本课程的目的及教学基本要求

3．了解本课程的性质、特点及学习时应注意的事项。

(三)教学重点难点

本课程研究对象及内容(四)教学建议

为弥补同学的感性认识缺乏的弱点，建议安排一次电教片《机器的组成》，以使同学们能通过认识具体的机器来加深对本课程研究的对象及内容的理解。

第一章

平面机构的结构分析

(一)基本内容

1．机构结构分析的内容及目的 2．机构的组成 3．机构运动简图

4．机构具有确定运动的条件 5．平面机构自由度的计算

6．计算平面机构的自由度时应注意的事项 7．机构的组成原理及平面机构的结构分类* 8．平面机构中的高副低代*(二)教学重点难点 重点：

1．运动副及其分类。

2．平面机构运动简图。

3．掌握机构运动简图的概念及其绘制方法。难点：机构中的虚约束的判定问题。(三)教学基本要求

1．各种平面运动副的一般表示方法，搞清运动副，运动链、约束和自由度等重要概念 2．机构运动简图的概念及其绘制方法。

3．熟练掌握平面机构的自由度的计算。能识别平面机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和经常见的虚约束?会运用自由度计算公式，计算平面机构的自由度。并判断其运动是否确定。

(四)教学建议

1．为使同学掌握重点内容，应安排一次机构运动简图测绘实验

2．对于本章难点可在搞清什么是机构中的虚约束这一概念基础上，进一步介绍在什么情况下会有虚约束存在，但要注意此难点非本章的重点，不能占过多的精力。

3．本章主要研究平面机构的结构分析，重点是看懂和绘制平面机构运动筒图，并计算平面机构的自由度。判断虚约束是个难点，只要求掌握教材中列举的几种实例，不宜对此花费过多精力。

第二章

平面机构的运动分析

（一）基本内容

1．机构运动分析的目的和方法

2．速度瞬心及其在平面机构的速度分析中的应用 3．用相对运动图解法求机构速度、加速度 4．用解析法作机构的运动分析(二)教学重点难点

重点：速度瞬心及“三心定理”的运用，速度多边形、加速度多边形作法。

难点：机构处于特殊位置时，其速度多边形及加速度多边形的作法。(三)教学基本要求

了解速度瞬心的有关概念及其在速度分析中应用。掌握相对运动图解法对一般平面机构进行速度、加速度分析。能以解析法写出一般平面机构的位置方程式、速度、加速度方程式。

熟练掌握速度瞬心以及“三心定理”、相对运动图解法的综合分析。(四)教学建议

1.本章平面机构速度分析和加速度分析的方法，理论基于《理论力学》中的运动学，在学习本章前应布置学生复习理力中的运动学部分，特别是点的复合运动和刚体有平面运动部分，务必把点的相对运动，牵连运动和绝对运动，速度合成定理和加速度合成定理，哥式加速度，瞬时转动中心等概念搞清楚。

2．建议安排一次课堂讨论，通过讨论及练习突破难点，突出重点。

第三章平面连杆机构及设计(一)基本内容

1．平面连杆机构的特点及设计的基本问题 2．平面四杆机构的类型和应用 3．平面四杆机构的主要工作特性 4．平面四杆机构运动设计(二)教学重点难点

重点：四杆机构形式及演化，四杆机构的一些基本知识及设计方法。难点：四杆机构工作特性。(三)教学基本要求

1．了解有关四杆机构的一些基本概念，了解四杆机构设计的基本方法

2．掌握平面四杆机构的基本类型及其演化和平面四杆机构设计中的一些共性问题。3．熟练掌握平面四杆机构的主要工作特性及根据给定的运动和几何条件设计平面四杆机构的基本原理和方法。

(四)教学建议 1．“四杆机构的基本形式与演化”安排看—次展柜，上课时可带一定的教具模型。2．如果条件和时间允许，建议带学生到农机库看一看农机具，以了解连杆机构在农业机械中的广泛应用。

3．建议上一次多媒体课。4．建议安排一次习题讨论课。

第四章 凸轮机构及其设计

(一)基本内容

1．凸轮机构的应用和分类。2．推杆的运动规律。3．凸轮轮廓曲线的设计。4．凸轮机构基本尺寸的确定。(二)教学重点难点

重点：从动件运动规律，压力角和机构尺寸和受力关系，轮廓曲线设计。

难点：基本尺寸的确定与受力关系。从动件常用运动规律的特点，凸轮机构压力角与机构尺寸的关系，盘形凸轮机构的设计。

(三)教学基本要求

了解了解凸轮机构应用及分类，了解从动件常用运动规律，了解凸轮机构基本尺寸确定及设计方法。

掌握推杆常用运动规律的特性及推杆运动规律的选择原则。熟练掌握凸轮机构基本尺寸确定的方法。能够根据选定机构型式和推杆运动规律设计出常用凸轮的轮廓曲线。

(四)教学建议 1．“凸轮机构的应用和分类”可安排一次展柜参观，不作课堂讲授。2．“用解析法设计凸轮的轮廓曲线”课堂讲授时只简单介绍，解析方程式的推导方法，留待课程设计再作编程，上机，练习。

第五章 齿轮机构及其设计(一)基本内容

1.齿轮机构的应用及分类。2.齿廓啮合基本规律。3.渐开线及渐开线齿廓。

4.渐开线齿轮的各部分名称及标准齿轮尺寸。5.渐开线齿轮的啮合传动。

6.渐开线齿轮展成法加工及根切现象。7.变位齿轮及其传动。

8.平行轴斜齿圆柱齿轮机构。9.蜗杆机构及圆锥齿轮机构。(二)教学重点难点

重点：渐开线直齿园柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。

难点：渐开线齿轮传动的基本理论中一些概念的理解和区分。变位齿轮。(三)教学基本要求

了解齿廓啮合基本定律及有关共轭齿廓等基本概念。了解渐开线及其性质，掌握渐开线齿轮的啮合特性。了解齿轮变位和变位齿轮传动的概念。

掌握渐开线齿轮各部分的名称，基本参数及各部分的尺寸关系，能对渐开线齿轮传动(包括直齿及斜齿圆柱齿轮，直齿圆锥齿轮，一般蜗轮蜗杆)进行几何计算，了解基本参数的选择，会计算基本尺寸。

熟练掌握熟悉渐开线齿轮传动的正确啮合条件，连续传动条件及有关啮合参数。能对齿轮传动进行几何设计。

(四)教学建议

1．本章重点是渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算，其他类型的齿轮及其啮合传动对照直齿圆柱齿轮来讲，除介绍它们与直齿圆柱齿轮啮合传动的共同点以外，着重介绍它们各自的特点。

2．渐开线齿轮传动的基本理论的一些概念既是难点又是本章的重点，建议在讲直齿圆柱齿轮外啮合传动及变位齿轮传动的基本概念之后，安排一次课堂讨论，以加深对一些容易混淆概念的理解，如分度圆与节圆，啮合角和压力角，正负变位与正负传动等。

3．本章内容较多，其特点有“三多”，名词术语参数多，计算公式多，各种图表多，在教学中要引导学生切实搞清楚各符号参数的意义，一些重要的图例要强调动态地去看，要看懂，搞熟。

第六章 轮系及其设计

(一)基本内容

1.轮系及其分类。

2.定轴轮系传动比及应用。3.周转轮系传动比。

4.复合轮系传动比及应用。

5.行星轮系各轮齿数及行星轮数的选择。

(二)教学重点难点

重点：周转轮系及复合轮系传动比计算。难点：复合轮系传动比计算。(三)教学基本要求 了解了解轮系的类型及功用。掌握各种轮系传动比的计算方法。

熟练掌握复合轮系的正确划分及传动比的计算。(四)教学建议

本章内容较单一，主要就是传动比的计算，而且又是重点。就传动比的计算来说本身并不复杂，关键是如何正确区分轮系，所以建议精讲多练，在讲完计算方法后，安排一次习题讨论课，通过课堂讨论及较多的课堂练习来突破难点，掌握重点。

第七章 其它常用机构

(一)基本内容 1．棘轮机构。2．槽轮机构。

3．凸轮式间歇运动机构。4．不完全齿轮机构。5．螺旋机构。6．万向铰链机构。(二)教学重点难点

重点：万向节、螺旋机构、槽轮机构、棘轮机构的介绍。难点：各种常用机构基本参数的确定。(三)教学基本要求

了解不完全齿轮机构，凸轮式间歇运动机构，非圆齿轮机构的工作原理，应用。各种常用机构的特点及工作原理。

掌握棘轮机构和槽轮机构的工作原理，传动特点及其参数的确定。熟练掌握棘轮机构和槽轮机构的工作原理，传动特点及应用。(四)教学建议

1．本章教学要求在于向学生介绍一些其它型式的也还比较常用的传动机构，以开阔视野和思路，故对于它们的传动性能和设计问题将不作过多的讨论，而着重介绍它们的传动特点和应用实例。

2．组合机构的内容不作课堂讲授，安排观看展柜。有条件时可安排一次多媒体课程。3．不完全齿轮机构，凸轮式间歇运动机构，非圆齿轮机构安排提示性自学，然后简单小结。

第八章 机械运动方案的拟定

(一)基本内容

1．机构组合方式及有关的设计方法。2．机构选型。

3．机器执行机构的协调和运动循环图。(二)教学重点难点

重点：机构选型，机构组合方式及有关设计方法。难点：组合机构设计方法。(三)教学基本要求

了解机构选型和组合的基本概念。掌握机械传动系统方案设计的思路和方法。

熟练掌握运动循环图的绘制与机械传动系统方案的设计。(四)教学建议

本章内容可安排一次多媒体课并参观展柜，能使学生拓展思路。讲解时重点介绍设计的思路和方法。

第九章平面机构力分析

(一)基本内容

1．机构惯性力的确定及运动副中摩擦力确定。2．不考虑摩擦力的机构力分析。3．速度多边形杠杆法。(二)教学重点难点

重点：动态静力分析，运动副反力的确定。难点：运动副反力的确定。(三)教学基本要求

了解动有关基本概念。了解机构中作用的各种力及机构力分析的方法。掌握态静力分析的方法。

熟练掌握运动副反力的确定。(四)教学建议

本章的教学目的就是要使学生掌握对机构进行力分析的常用的工程方法和力分析的过程，其教学的要求是能使学生掌握对一般平面机构进行动态静力分析的过程。在教学时数允许的情况下，最好要求学会运用茹科夫斯基杠杆法（速度多边形杠杆法）确定加于机械上的平衡力或平衡力偶短。因为这在理论力学中未讲过，而且又有实用价值。

第十章平面机构平衡

(一)基本内容

1．机械平衡的目的及内容。2．常用刚性转子的平衡计算。3．刚性转子的平衡实验。4．挠性转子动平衡简述。6．平面机构的平衡。(二)教学重点难点

重点：回转体的动、静平衡方法。难点：动平衡计算，机架上的平衡。(三)教学基本要求

了解平衡问题在机械工程中的重要性及挠性转子平衡的概念及平面四杆机构的平衡方法。

掌握刚性转子静、动平衡的计算方法。

熟练掌握其静、动平衡基本原理及平衡方法。(四)教学建议

鉴于本章课堂教学只安排两个学时，介绍刚性转子静、动平衡的计算方法。如果能开平衡实验，建议将中有关刚性转子静、动平衡实验的内容穿插到实验课中讲。

第十一章 机器的机械效率

(一)基本内容

1．机器的运动和功能关系。2．机器的机械效率和自锁。(二)教学重点难点

重点：机械效率和自锁。

难点：确定效率和自锁的方法。(三)教学基本要求

了解机器的运动和功能关系，机械效率和自锁情况。(四)教学建议

重点讲解机器的运动和功能关系，机械效率和自锁情况。至于瞬时效率的计算分析，主要讲清概念。

第十二章 机器运转及其速度波动的调节

(一)基本内容

1．研究机器运转及其速度波动调节的目的。2．机器等效动力学模型。3．机器运动方程式的建立。4．飞轮的设计。

5．两类速度波动的调节。(二)教学重点难点

重点：机器的等效方法，两类速度波动及调节方法，飞轮的设计。

难点：等效质量等的确定，机器运动方程式的建立及求解，飞轮的有关设计。(三)教学基本要求 了解调节的目的，机器运动方程式的建立，两类速度波动的调节方法以及一些基本概念。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。等效质量，等效转动惯量和等效力，等效力矩的意义，并能根据转化的需要进行计算。

熟练掌握机械运动周期性速度波动和非周期性速度波动产生的原因，性质的区别以及它们各自的调节方法，并掌握飞轮转动惯量简易计算方法。

(四)教学建议

本章主要介绍速度波动的调节方法以及一些基本概念。重点讲解等效动力学模型及运动方程式的建立，以及飞轮转动惯量简易计算方法。至于飞轮的解析法设计可根据学时情况灵活掌握。

第十三章 计算机在机构分析和综合中的应用

(一)基本内容 1．概述。

2．单杆及杆组运动分析。3．单杆及杆组力分析。4．平面机构综合分析。(二)教学重点难点

重点：各种杆组的数学模型建立，程序框图的绘制。难点：数学模型的建立及求解。(三)教学基本要求

了解计算机在机构分析中应用。掌握运动分析和力分析程序框图。熟练掌握各种机构的数学模型的建立。(四)教学建议

由于课时的原因，该章教学时主要讲解各机构数学模型的建立方法。有条件时让学生编程上机调试，输出机构综合分析的各主要参数。

六、教材及参考文献：

（1）郑文纬、吴克坚主编.《机械原理》第七版.高等教育出版社，1997.7（2）孙 恒主编.《机械原理》.西北工业大学出版社，1988.6（3）王知行、刘廷荣主编.《机械原理》.高等教育出版社，2000.2（4）邹慧君、傅祥志等主编.《机械原理》.高等教育出版社，1999.6（5）黄茂林、秦伟主编.《机械原理》.机械工业出版社，2002.8（6）B.PAUL.《机构运动学与动力学》.上海科学技术出版社，1995.10