機械原理(北京理工大學建設的慕課)

機械原理是北京理工大學提供的慕課課程、國家精品線上開放課程、首批國家級一流本科課程。該課程授課教師為趙自強、孔凌嘉、張春林、王文中、孫娜、趙傑亮、朱朋哲等人，於2016年9月12日首次開課。截至2021年8月，據中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課9次。

該課程共10個專題，包括緒論、平面機構的結構分析、平面機構的運動分析、平面機構的力分析、平面連桿機構及其設計、凸輪機構及其設計、齒輪機構及其設計、輪系及其設計、機械系統的運轉及其速度波動的調節、機械的平衡設計等內容。

基本介紹

• 中文名：機械原理
• 類 別：慕課、國家精品線上開放課程、首批國家級一流本科課程
• 授課平台：中國大學MOOC
• 開課時間：2016年9月12日（首次）
• 授課教師：趙自強、孔凌嘉、張春林、王文中、孫娜、趙傑亮、朱朋哲
• 建設院校：北京理工大學

課程性質

課程背景

在人類文明長河中，人們一直不懈尋求更為便利的器具服務於人類生活，各種機械應運而生，機械讓生活便利快捷。這些機械走得更快、飛得更高、潛得更深、看得更遠、溝通更便利。

課程定位

機械原理課程屬於高等學校工科機械工程類本科生必修的“機械設計系列課程”之一，是一門主幹技術基礎課，在培養學生的機械設計綜合能力方面占有重要的地位。

課程簡介

機械原理課程共十個專題，主要內容包括緒論、平面機構的結構分析、平面機構的運動分析、平面機構的力分析、平面連桿機構及其設計、凸輪機構及其設計、齒輪機構及其設計、輪系及其設計、機械系統的運轉及其速度波動的調節、機械的平衡設計。

課程大綱

專題一：緒論 機械原理課程內容介紹 1-1 機械總論 1-2 課程研究對象 1-3 課程研究內容及學習方法 專題一緒論 測驗 專題一 作業 專題二：平面機構的結構分析 2-1 運動鏈與機構 2-2 機構的表達——機構運動簡圖 2-3 平面機構自由的計算 2-4 平面機構的組成原理與結構分析 專題二 測驗 專題三：平面機構的運動分析 3-1 平面機構運動分析概述 3-2 利用瞬心法對機構進行運動分析 3-3 利用相對運動圖解法對機構進行運動分析 3-4 利用解析法對機構進行運動分析 專題三 測驗 專題四：平面機構的力分析 4-1 平面機構力分析概述 4-2 運動副中的摩擦 4-3 計入摩擦力的機構受力分析 4-4 自鎖機構的分析與設計 專題四 測驗 專題五：平面連桿機構及其設計 5-1 連桿機構的特點及類型 5-2 平面連桿機構的運動特性 5-3 平面連桿機構的力學特性 5-4 平面連桿機構的設計 專題五 測驗 專題六：凸輪機構及其設計 6-1 凸輪機構概述 6-2 凸輪機構從動件的運動規律

6-3 凸輪機構的設計概述 6-4 凸輪輪廓曲線的圖解法設計 6-5 凸輪輪廓曲線的解析法設計 6-6 凸輪機構的力學特性 6-7 凸輪機構基本尺寸的設計 專題六 測驗 專題七：齒輪機構及其設計 7-1 齒輪機構概述 7-2 齒廓嚙合基本定律 7-3 漸開線齒廓傳動的特點 7-4 漸開線齒輪的基本參數和幾何尺寸 7-5 直齒漸開線齒輪的嚙合傳動 7-6 齒輪加工及其根切 7-7 變位齒輪 7-8 斜齒圓柱齒輪 7-9 蝸桿蝸輪傳動 7-10 錐齒輪傳動 專題七 測驗 專題八：輪系及其設計 8-1 輪系概述 8-2 定軸輪系的傳動比 8-3 周轉輪系的傳動比 8-4 混合輪系的傳動比 專題八 測驗 專題九：機械系統的運轉及其速度波動的調節 9-1 機械系統的運轉及其速度波動的調節概述 9-2 機械系統等效動力學模型及其求解 9-3 周期性速度波動及其調節 專題九 測驗 專題十：機械的平衡設計 10-1 機械平衡概述 10-2 剛性轉子的靜平衡 10-3 剛性轉子的動平衡 專題十 測驗

（註：課程大綱排版從左到右列）

開課信息

開課次數	開課時間	授課教師	學時安排	參與人數
第1次開課	2016年9月12日-2016年12月23日	趙自強	4-5小時/周	11065人
第2次開課	2017年3月8日-2017年7月7日	趙自強、孔凌嘉、張春林、王文中、孫娜	4小時/周	9029人
第3次開課	2017年9月5日-2017年12月31日		4-6小時/周	7895人
第4次開課	2018年2月28日-2018年6月28日	趙自強		8983人
第5次開課	2018年9月3日-2018年12月31日			6437人
第6次開課	2019年2月27日-2019年6月28日			7871人
第7次開課	2019年8月26日-2020年1月10日	趙自強、趙傑亮、朱朋哲		5999人
第8次開課	2020年2月24日-2020年6月30日			8710人
第9次開課	2020年9月7日-2021年1月17日	趙自強		4779人

（註：表格內容參考資料）

課前預備

預備知識

學習者在學習該課程之前，需要先掌握了解高等數學、線性代數、機械製圖、工程力學、機械製造基礎、公差與測量等知識。

學習資料

書名	作者	出版時間	出版社
《機械原理》	張春林，趙自強	2013年	高等教育出版社
《機械原理(第二版)》		2016年	機械工業出版社
《機械原理(英漢雙語)(第二版)》	張穎，張春林	2016年
《機械原理習題集(英漢雙語)》	趙自強，張春林	2011年

教學目標

(1) 掌握知識層面：從傳授知識與技能角度使學生掌握常用機構的特點及其分析與設計方法，為進一步深入學習專業課程奠定基礎。

(2) 能力提高層面：從提高學生分析問題、解決問題的角度出發，結合工業套用對機構學知識的實際需求，針對具體設計問題，通過課堂分析與學生思考，培養學生對知識的實際套用能力。

(3) 創新能力培養層面：通過對課程中基本原理的講解，將各種典型機構與具體的套用實例有機地聯繫，激發學生對機械系統運動方案設計的創新思維和發散思維，培養學生的機械創新設計能力。

考核標準

總成績60分以上：合格。

總成績80分以上：優秀。

所獲榮譽

2017年12月26日，該課程被中華人民共和國教育部認定為首批“國家精品線上開放課程”。

2020年11月24日，該課程被中華人民共和國教育部認定為“首批國家級一流本科課程”。

教師簡介

趙自強，博士，北京理工大學副教授，碩士研究生導師，機械原理國家精品線上開放課程負責人。作為項目負責人主持“北京理工大學優秀青年教師資助計畫項目”1項，“北京理工大學基礎科學研究項目”2項，“中國空間研究院”橫向合作項目1項。作為項目組主要成員先後參與某部預研探索項目2項，國家自然科學基金項目1項，科技部973課題1項。

孔凌嘉，北京理工大學機械與車輛學院教授，碩士研究生導師。

張春林，北京理工大學教授，博士生導師。

王文中，博士，北京理工大學教授，博士生導師。

孫娜，北京理工大學機械與車輛學院講師。

趙傑亮，北京理工大學機械與車輛學院副教授，博士生導師。

朱朋哲，北京理工大學機械與車輛學院副教授，博士生導師。