機械原理(鹽城工學院提供的慕課)

機械原理課程是鹽城工學院於2017年08月14日首次在中國大學MOOC開設的慕課、國家精品線上開放課程。該課程授課教師是朱龍英、周海、郁倩、袁健、趙世田、付瑩瑩、陳青、邢莉、徐曉明、趙雪雅、劉必榮。據2021年3月中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課9次。

人工智慧原理課程共有8講，包括認識機械、機械的發展、機構的結構分析、平面連桿機構、凸輪機構的類型、凸輪機構設計參數的確定、機械系統動力學等內容。

基本介紹

• 中文名：機械原理
• 外文名：Theory of Machines and Mechanisms
• 授課教師：朱龍英、周海、郁倩、袁健、趙世田、付瑩瑩、陳青、邢莉、徐曉明、趙雪雅、劉必榮
• 提供院校：鹽城工學院
• 開課時間：2017年08月14日（首次）
• 類別：慕課、國家精品線上開放課程
• 授課平台：中國大學MOOC

課程性質

課程背景

機械是人類社會發展的產物，也是驅動社會發展的動力。汽車、高鐵、飛機，機器人、生產線以及各種產品都是機械的產物，經濟的發展和工業革命的轉型都依賴於機械。工業生產和人們生活都已經離不開機械。工業4.0和第四次工業革命已經到來。在此背景下，鹽城工學院開設了機械原理課程。

課程定位

機械原理課程是機械工程及自動化專業的一門重要技術基礎課，是機械類專業必修主幹課程。

適用專業

機械原理課程適用於機械類專業（機械設計製造及其譽項她自動化、過程裝備控制與工程、機械電子工程、車輛工程、能源與您蜜動力工程）學生學習。

開課信息

開課次數	開課時間	學時安排	授課教師	參與人數
第1次開課	2017年08月14日~2017年08月14日	待定	朱龍英、周海、郁倩、袁健、趙世田、付瑩瑩、陳青、邢莉、徐曉明	704
第2次開課	2017年09月01日~2018年01月20日	4小時/每周		747
第3次開課	2018年02月28日~2018年07月02日			1446
第4次開課	2018年08月28日~2019年01月14日		朱龍英、周海、郁倩、袁健、趙世田、付瑩瑩頸屑重、陳青、邢莉、徐曉明、趙雪雅	809
第5次開課	2019年02月20日~2019年07月01日			2721
第6次開課	2019年07月12日~2019年12月28日		朱龍英、周海、郁倩、袁健、趙世田、付瑩瑩、陳青、邢莉、徐曉明	2020
第7次開課	2020年02月10日~2020年07月06日		朱龍英、周海、郁倩、袁健、趙世田、付瑩瑩、陳青、邢莉、徐曉明、趙雪雅、劉必榮	1735
第8次開課	2020年09月01日~2021年01月08日		朱龍英、周海、郁倩、袁健、趙世田、付瑩瑩、陳青、邢莉	794
第9次開課	2021年02月22日~2021年07月06日		朱龍英、周海、郁倩、袁健、趙世田、付瑩瑩、陳青、邢莉、徐曉明	待定

（表格內容參考資料）

課程簡介

機械原理課程總學時為64學時，其中理論課50學時，實驗課14學時。該課程主要研究各種機械的一般共性問題，即機構的組成原理、運動學及機器動力學和常用機構的分析與設計，以及機械傳動系統方案設計等問題。該課程的內容包括緒論、機構的結構分析、平面連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、輪系、其他常用機構、機械平衡、機械系統動力學和機械傳動系統方案設計等。

課程大綱

第1次開課課程大綱

教學內容與 學時分配

1、緒論（2學時/課內） 該課程的研究對象和內容，機器、機構的概念和特點，該課程的性質、目的和任務，以及該學科的發展簡史和該課程的學習方法。 2、機構的結構分析（8學時/課內） 運動副的定義和類型、運動鏈和機構的概念。平面機構運動簡圖的繪製方法。平面機構自由度的計算和機構具有確定運動的條件。平面機構的高副低代、組成原理和結構分析。 3、平面連桿機構（8學時/課內） 平面連桿機構的特點及其設計的基本問題，平面四桿機構的基本型式及其演化，轉動副為整轉副的充分必要條件、行程速比係數、壓力角、傳動角和死點位置的概念艱舉悼和求法。研究速度瞬心法及其在機構速度分析中的套用，用解析法對機構進行速度和加速度分析。用圖解法和解析法設計給定連桿位置、兩連架桿對應位置或行程速比係數的四桿機構。 4、凸輪機構（6學時/課內） 凸輪機構的套用和分類、從動件的常用運動規律，用圖解法和解析法設計凸輪輪廓曲線。凸輪機構的壓力角、凸輪基圓半徑的確定和滾子半徑的選擇。 5、齒輪機構（12學時/課內） 齒輪機構的套用和分類、齒廓嚙合基本定律，漸開線的形成及性質、漸開線齒廓的嚙合特點。齒輪各部分的名稱、基本參數和幾何尺寸計算，以及標準齒輪的任意圓上的齒厚。齒輪的嚙合過程和正確嚙合條件、以及漸開線齒輪連續傳動的條件。漸開線齒廓展成加工原理、根切現象和不發生根切的最少齒數。齒輪變位的原理、最小變位係數確定。變位齒輪傳動的類型和變位係數的選擇原則。斜齒輪齒廓曲面的形成和嚙合特點、斜齒輪的基本參數、當量齒數，平行軸斜齒輪傳動的正確嚙合條件、重合度、幾何尺寸宙棄刪計算以及其傳動特點。蝸桿蝸輪的形成、蝸桿機構的類型、蝸桿傳動的正確只記埋估嚙合條件、主要參數。直齒圓錐齒輪的背錐及當量齒數、正確嚙合條件。 6、輪系（6學時/課內） 輪系及其分類，定軸輪系的傳動比及套用，周轉輪系的組成及傳動比計算。複合輪系的傳動比計算及周轉輪系和複合輪系的套用。 7、其他常用機構（2學時/課內） 棘輪機構、槽輪機構、螺旋機構的工作原理和類型、運動戰懂格精特點和套用。單萬向聯軸節和雙萬向聯軸節的運動特點和套用。 8、機械運動動力學方程（4學時/課內） 機器運轉及其速度波動調節的目的、速度波動的概念、類型以及調節的方法。 9、機械的平衡（2學時/課內） 平衡的目的和分類，靜平衡、動平衡的平衡方法。靜平衡、動平衡試驗法。

第2~8次開課課程大綱

01緒論（2學時） 1.1認識機械 1.2機械的發展 02機構的結構分析（8學時） 2.1機構的組成 2.2平面機構運動簡圖 2.3平面機構自由度的計算 2.4計算機構自由度時應注意的問題 2.5平面機構的高副低代 2.6平面機構的組成原理和結構分析 03平面連桿機構（8學時） 3.1平面四桿機構的類型 3.2平面連桿機構的演化 3.3平面連桿機構的運動特性 3.4平面連桿機構的動力特性 3.5平面四桿機構的圖解法設計 3.6速度瞬心法及其套用 3.7四桿機構運動分析的解析法 04凸輪機構（6學時） 4.1凸輪機構的類型 4.2凸輪機構的工作循環 4.3從動件常用運動規律 4.4圖解法設計凸輪輪廓

4.5解析法設計凸輪輪廓 4.6凸輪機構設計參數的確定 05齒輪機構（14學時） 5.1齒輪機構的類型和特點 5.2漸開線齒廓及其嚙合特性 5.3漸開線直齒圓柱齒輪 5.4漸開線直齒圓柱齒輪嚙合傳動 5.5漸開線齒廓加工 5.6漸開線變位齒輪 5.7斜齒圓柱齒輪機構 5.8圓錐齒輪機構 5.9蝸輪蝸桿機構 06輪系（6學時） 6.1定軸輪系傳動比計算 6.2周轉輪系傳動比計算 6.3複合輪系傳動比計算 07機械系統動力學（4學時） 7.1機械系統等效動力學模 7.2周期性速度波動的調節 08機械的平衡（2學時） 8.1剛性轉子的靜平衡設計 8.2剛性轉子的動平衡設計

（註：課程大綱排版從左到右列）

課前預備

預備知識

學習機械原理課程前，學習者需要先修習的課程：高等數學、大學物理、工程圖學、計算機基礎、理論力學。

學習資料

書名	作者	出版時間	出版地	出版社
《機械原理（第7版）》	鄭文緯，吳克堅	2003年	北京	高等教育出版社
《機械原理（第8版）》	孫桓，陳作模，葛文杰	2013年
《機械原理（第2版）》	楊家軍	2014年	武漢	華中科技大學出版社
《機械原理》	趙衛軍	2007年	北京	高等教育出版社
《機械原理教程（第3版）》	申永勝	2015年		清華大學出版社
《機械原理》	朱龍英	2020年		高等教育出版社

（註：表格內容參考資料）

授課目標

機械原理課程的目標是：使學生掌握機構學和機器動力學的基本理論、基本知識和基本技能，了解機械發展過程和前沿技術，培養學生髮現問題、解決問題的基本能力。使學生學會常用機構的分析和綜合方法，具有按照機械的使用要求進行機械傳動系統方案設計的初步能力，為從事機械設計工作起到增強適應能力的作用。

章節	學習目標
第一章	了解該課程的研究對象和內容，了解機械的發展簡史和機械原理學科的發展
第二章	掌握繪製平面機構運動簡圖的方法，掌握平面機構自由度的計算方法，並能判斷其運動的確定性，掌握平面機構的組成原理和結構分析。
第三章	了解平面四桿機構的基本型式、運動特點和套用，掌握整轉副、曲柄存在的條件、急回特性和行程速比係數、壓力角、機構死點位置等概念，掌握用速度瞬心法對平面簡單高、低副機構進行速度分析，能按已知連桿三位置、兩連架桿三組對應位置及行程速比係數設計平面四桿機構。
第四章	了解凸輪機構的組成、類型、特點和套用，掌握從動件常用運動規律、凸輪機構的壓力角的概念，掌握盤形凸輪機構基本尺寸的確定原則和盤形凸輪輪廓曲線的設計方法。
第五章	了解齒輪機構的類型和套用，掌握平面齒輪機構的齒廓嚙合基本定律，深入了解漸開線直齒圓柱齒輪傳動的嚙合特性，掌握標準直齒圓柱齒輪傳動的基本參數和幾何尺寸計算，熟悉漸開線齒輪的展成原理和根切、最少齒數、變位齒輪傳動等概念，了解平行軸斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成、嚙合特點；掌握標準斜齒圓柱齒輪傳動幾何尺寸計算，了解標準直齒圓錐齒輪的傳動特點，了解蝸輪、蝸桿傳動的特點。
第六章	了解輪系的分類和套用，掌握定軸輪系、周轉輪系和複合輪系傳動比的計算方法。
第七章	了解機械運轉過程，理解等效力（力矩）、等效質量（轉動慣量）、等效構件和等效動力學模型等基本概念和計算方法，掌握飛輪調速原理及飛輪設計的基本方法，了解機械非周期性速度波動的概念和調節方法。
第八章	了解機械平衡的目的及其分類，正確理解靜平衡、動平衡等重要概念，熟練掌握剛性轉子的平衡設計方法。

（註：表格內容參考資料）

考核標準

平時作業占20%，課程討論10%，單元測試25%，期末考試45%。

所獲榮譽

2019年1月8日，該課程被中華人民共和國教育部認定為“2018年國家精品線上開放課程”。

教師簡介

該課程教師團隊均來自鹽城工學院，其中朱龍英、周海為教授職稱，袁健、趙世田、陳青、劉必榮為副教授職稱，郁倩、付瑩瑩、邢莉、徐曉明為講師職稱。

章節	學習目標
第一章	了解該課程的研究對象和內容，了解機械的發展簡史和機械原理學科的發展
第二章	掌握繪製平面機構運動簡圖的方法，掌握平面機構自由度的計算方法，並能判斷其運動的確定性，掌握平面機構的組成原理和結構分析。
第三章	了解平面四桿機構的基本型式、運動特點和套用，掌握整轉副、曲柄存在的條件、急回特性和行程速比係數、壓力角、機構死點位置等概念，掌握用速度瞬心法對平面簡單高、低副機構進行速度分析，能按已知連桿三位置、兩連架桿三組對應位置及行程速比係數設計平面四桿機構。
第四章	了解凸輪機構的組成、類型、特點和套用，掌握從動件常用運動規律、凸輪機構的壓力角的概念，掌握盤形凸輪機構基本尺寸的確定原則和盤形凸輪輪廓曲線的設計方法。
第五章	了解齒輪機構的類型和套用，掌握平面齒輪機構的齒廓嚙合基本定律，深入了解漸開線直齒圓柱齒輪傳動的嚙合特性，掌握標準直齒圓柱齒輪傳動的基本參數和幾何尺寸計算，熟悉漸開線齒輪的展成原理和根切、最少齒數、變位齒輪傳動等概念，了解平行軸斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成、嚙合特點；掌握標準斜齒圓柱齒輪傳動幾何尺寸計算，了解標準直齒圓錐齒輪的傳動特點，了解蝸輪、蝸桿傳動的特點。
第六章	了解輪系的分類和套用，掌握定軸輪系、周轉輪系和複合輪系傳動比的計算方法。
第七章	了解機械運轉過程，理解等效力（力矩）、等效質量（轉動慣量）、等效構件和等效動力學模型等基本概念和計算方法，掌握飛輪調速原理及飛輪設計的基本方法，了解機械非周期性速度波動的概念和調節方法。
第八章	了解機械平衡的目的及其分類，正確理解靜平衡、動平衡等重要概念，熟練掌握剛性轉子的平衡設計方法。

（註：表格內容參考資料）

考核標準

平時作業占20%，課程討論10%，單元測試25%，期末考試45%。

所獲榮譽

2019年1月8日，該課程被中華人民共和國教育部認定為“2018年國家精品線上開放課程”。

教師簡介

該課程教師團隊均來自鹽城工學院，其中朱龍英、周海為教授職稱，袁健、趙世田、陳青、劉必榮為副教授職稱，郁倩、付瑩瑩、邢莉、徐曉明為講師職稱。