《机械原理》教案2

《机械原理》教案适用班级机本开课时间20-20学年第学期教学方式多媒体教学附件

1、机械原理课程设计教案

2、机械原理课程教学大纲

3、机械原理教学设计一览表

4、机械原理教学进度表

5、机械原理学习指南

6、机械原理MCAI教案（单行本）

7、班级情况一览表机电工程学院2006年8月第一章绪论

（1）总课次1机械原理课程的研究对象和研究内容；教学内机械原理课程的学习目的和作用；容如何学习机械原理课程及课程的学习要求详细说明0利用三心定理确定机构全部瞬心的方法0求构件上某一点的速度的方法0求某构件角速度的方法例2）主要说明0有移动副时确定机构全部瞬心的方法0求某构件移动速度的方法例3）主要说明0有高副时确定机构全部瞬心的方法0求构件速度方法思路

2.总结瞬心法解决问题的思路及局限性

（二）矢量方程图解法分析同一构件上两点之间的速度及加速度关系

1.由理力刚体平面运动分析方法引入同一构件上两点间的运动关系

2.结合例题分析两点间速度关系03C点速度及构件2和3的角速度2和3列方程分析各矢量大小、方向定比例尺作矢量图求解某点速度或某件的角速度0另取构件2上一点E分析其速度重述解题步骤引出速度影像的概念及用法总结速度多边形的几个特性

3.结合上述例题继续分析两点间加速度关系0求C点加速度及构件3的角加速度3列方程分析各矢量大小、方向（每项分解出切向与法向）定比例尺作矢量图求解某点加速度或某件的角加速度另取构件2上一点E分析其加速度重述解题步骤引出加速度影像的概念及用法总结加速度多边形的几个特性课堂小结作业提示作业习题3-

1、3-4机械原理课程设计

一、课程设计目的

1.综合运用理论知识，解决机械系统运动方案设计和主要机构的设计

2.培养分析问题、解决问题的能力及创新意识和创造能力

3.训练从事机械设计工作的基本技能，包括设计计算、查阅资料、工程绘图、计算机操作等方面的能力

二、课程设计内容

1.机械设计一般进程1）产品规划（包括需求分析、市场预测、可行性分析、确定设计参数、下达任务书）2）方案设计（包括拟定工作原理、执行构件及原动机运动设计、机构选型及组合、机构运动尺寸确定、方案评价）3）技术设计（包括总体设计、零部件结构设计、图纸绘制、说明书编写、工艺设计）其中，方案设计是机械原理课程阶段完成的主要任务，整个设计工作的基础，决定着设计的工作性能，富有创造意义

2.机械运动方案设计过程1）拟定机械工作原理2）执行构件的运动设计回总功能分解为一系列分功能回选择实现分功能的机构回机构的协调组合（工作循环图）3）原动机的选择4）传动机构设计5）方案评价6）机构运动尺寸设计7）机构性能分析8）机构运动简图的绘制

3.课程设计的具体内容设计课题a之一（见课程设计指导书）1）执行构件运动设计（总功能分解、分功能机构选择、机构协调组合）2）原动机选择（电动机转速3000r/min、1500r/min1000r/min750r/min）3）传动机构选择4）从原动机到执行机构的运动方案评价与选择（机构示意图）5）执行机构运动尺寸设计6）机构工作性能分析（行程速比、传动角或压力角、速度或加速度、受力）7）机构运动简图的绘制8）编写设计计算说明书

三、课程设计进度

1.设计准备（

0.5天）设计分组、设计地点落实、设计资料及工具准备；深入分析、理解设计任务和要求

2.运动方案构思与选择（2天）围绕设计任务查阅相关教科书和相关资料；分解功能，选择实现分功能的机构并进行组合；选择传动机构；组成运动方案图；上机画图；方案评价与选择

3.执行机构设计与分析（

1.5天）执行机构运动尺寸设计机构运动简图绘制（按尺寸比例绘制的连杆机构、凸轮轮廓、轮系关系）上机设计（连杆机构或凸轮机构设计可借助计算机仿真设计软件完成）和画图

4.编写整理说明书（1天）十六开或A4纸，按所列内容整理成册

四、课程设计要求

1.按规定的时间和地点进行设计；

2.独立思考、共同讨论、大胆创新运动方案设计中，每题应列出4种不同的方案，每个设计小组中各个成员的方案不能完全雷同

3.要求上机完成的内容说明书封面、传动方案示意图、机构运动简图、机构仿真设计成绩评定结合出勤情况（缺勤两天无成绩）、设计过程中思考问题解决问题、创新情况、说明书质量综合评定重点难重点机械原理课程的研究对象及课程有关的重要概念难点机械原理学科的发展由片头引入课程内容；通过课件中机器与机构、构件与零件的视频画面实例引出机器及机构的、特征和及构件与零件的定义；彳牛八借助“大庆素材”分析机器（内燃机）的结构组成、工作原理材使用搅拌机机构利用该机构分析机器的组成，并与较为复杂的内燃机加以比较，说明其组成部分中所包含的不可拆分的部分的多少，从而引出机构的概念

1、机械原理课程的研究对象和内容（学什么）由课程名称引入机器介绍几个实例（着重功能和作用）以典型机器（内燃机、搅面机）为例分析其结构原理引出机器的特征一一机器的定义又由机器的复杂程度引入机构定义几个实例（着重动作特点）点明机构的特征——机械的定义针对机构与机器的组成部件引入构件定义一一实例零件一一定义零件与构件的关系讲解要给出课程研究对象及研究内容对象一一机械即机器与机构（机器种类无限点但组成机器的机构种类有限）内容——

2、机械原理课程的学习目的和要求（为什么学）从专业需要（实习、专业课学习、实际工作）、能力需要（包络法、反转法、当量分析法）、创新和发展需要（新设计理论计算机辅助设计、优化设计、仿真设计;更高的设计要求高速度、高精度、高效率、高负荷更宽的设计领域机、电、液、气、光一体，深海、航天、微技术、）

3、机械原理课程的学习要求（怎样学）课程特点理论性（基础理论扎实、注重理解和运用）、实践性（多观察分析、注意动脑和动手）、综合性（注意内在联系、掌握规律、训练技能）学习要求课前预习、课堂作好笔记、课后复习总结；（注意多媒体的特点）课堂讨论、积极发言；作业及实验独立完成，根据其认真程度评定成绩；利用答疑或其它形式主动提问，师生交流；总成绩的评定

1、何为运动副？它有几种类型？举几个实例预习

2、什么是机构运动简图？怎样绘制？第二章机构的结构分析

（1）总课次2机构结构分析的目的；教学内平面机构的组成及机构运动简图的绘制；容平面机构自由度计算方法及运动确定的条件重点难重点运动副的分类、约束、识别及表达；自由度计算方法点难点运动副的识别及表达通过常用运动副（转动副、移动副、凸轮副、齿轮副、球面副、螺旋课件素副）的动画演示，分析其运动副元素及约束情况；材使用利用牛头刨床机器模型、主运动机构模型，通过动画演示，分析机构的组成及运动副，进而分析其运动简图的绘制方法和步骤以及验证自由度计算公式运动副模型（转动副、移动副）利用模型演示分析其约束情况；牛头刨床主运动机构利用该模型分析机构中运动副情况和构件数，说明运动简图的绘制方法；缝纫机踏板机构利用该模型说明运动简图绘制时，绘图平面选择等注意问题

1、介绍机构结构分析的目的怎样成为机构？怎样表达机构？机构组成原理？机构设计？

2、平面机构组成1）构件由构件定义一一构件类型一一自由度分析）2）运动副首先由学生讨论其含义并举出运动副的实例然后归纳其定义一一常见形式一一分类一一约束分析3）运动链讲解要由运动链一一机构点

3、平面机构的运动简图1）构件的表达一般表达方法及原动件、固定件的表达2）运动副的表达常用转动副、移动副及齿轮副、凸轮副一一说明3）运动简图的绘制步骤；结合牛头刨主运动机构的绘图过程说明步骤和方法4）运动简图绘制的注意问题由缝纫机踏板机构运动简图绘制说明绘图平面、构件表达等注意问题

4、平面机构自由度计算首先由一设想的机构分析其是否能运动引入机构自由度计算给出机构自由度计算方法；通过四杆、三杆、五杆机构计算与演示验证计算方法进一步说明F=

0、FO、F0的几种情况

5、机构运动确定的条件由前面几个例子进一步分析运动确定的条件给出判定方法作业习题2-92-10第二章机构的结构分析

（2）总课次3教学内容计算机构自由度时注意问题平面机构的组成原理重点难点重点平面机构自由度计算注意问题难点虚约束的识别和判定通过课件中实际机构中复合较、局部自由度、虚约束的动画情况分析其对机构运动的影响，引出本次课的内容；由课件中基本机构和杆组的图片，介绍其常见形式课件素材利用滚子凸轮机构说明局部自由度的影响使用利用机车车轮联动机构说明虚约束中的轨迹重合情况利用行星轮系说明虚约束中对称结构的情况

1、检查前次课运动简图作业情况

2、机构自由度计算时注意问题1）由锯床进给机构的F计算问题引出讲解要点复合较链定义处理方法重算锯床的F复合校的表现形式2）由滚子凸轮机构的F计算问题引出局部自由度定乂处理方法重算滚子凸轮机构滚子与齿轮的区别3）虚约束定义由机车车辆联动机构的分析引入一一轨迹重合中的虚约束进一步引入一一导路平行的多个移动副——轴线重合的多个转动副——接触点法线重合的多个高副由行星轮系机构分析引入一一机构中的对称部分由以上虚约束的出现情况强调其几何条件的重要性简介虚约束的作用4）实例综合分析计算机构自由度并判定其运动的确定性

3、机构组成原理1）全低副机构0基本机构（i级机构）定义形式基本机构的F=1i从动件系统定义基本机构=原动件数对基本机构的F进行分析一一原动件数=基本机构的F由机构运动确定性条件推出一一从动件系统的F=0推出n与pL的关系0杆组定义8级杆组（一个构件上运动副数最多为2个）一一表现形式0级杆组（一个构件上运动副数最多为3个）一一表现形式0机构组成原理作业习题续2-92-10及2-13思考2-8第二章机构的结构分析

（3）第三章机构的性能分析

（1）总课次4平面机构的高副低代及结构分析；平面机构的综合；教学内容机构运动分析的目的和方法；平面机构位置图和动点轨迹的求法简介速度瞬心的概念及求法重点平面机构的结构分析、速度瞬心的概念重点难点难点平面机构的高副低代及相对瞬心与绝对瞬心由高副低代的几种特殊情况的图片简介其分析方法；由机构结构分析实例图片讲解分析步骤；课件素材由机构综合常见形式动画简介机构综合方法使用由图片分类讲解两构件间瞬心位置的确定利用钱链zg杆机构、曲柄滑块机构介绍瞬心的确定

1、回顾平面机构组成原理讲解要点全低副机构基本机构一一从动件系统一一杆组形式一一机构组成原

2、引出高副低代机构1）意义2）条件3）入手关键或方法一个高副=一个构件+二个低副4）分析图例两圆轮、两非圆轮、一轮一杆、一轮一尖

3、平面机构结构分析方法1）步骤计算F——高副低代一一拆杆组2）例题0结构分析基本方法例题0变换原动件时结构分析结论不同

4、平面机构综合1）综合方法基本杆组叠加法（强调一杆组的两外端副不能同时加在一个构件上）一一动画图形演示2）结构改错例题分析结构不合理处并改正3）结构分析讨论以上次课布置的思考问题进行课堂讨论（讲出高副低代，讨论杆组叠加的几种方案）

5、本章总结点明重点内容及对教材的处理

6、机构运动分析的目的及方法

7、机构位置图及动点轨迹

8、用瞬心法对机构进行速度分析1）瞬心的定义（讲明与理论力学上此概念的一致性及差异）瞬心的分类绝对瞬心与相对瞬心2）瞬心的数目3）瞬心的位置两构件构成转动副时——两构件构成移动副时两构件构成图副时两构件不直接成副时一一三心定理含义证明（反证法）应用

9、作业要求作业习题2-20预习理力点的合成运动、速度及加速度合成定理第三章机构的性能分析

（2）总课次5速度瞬心及其在平面机构速度分析中的应用教学内容矢量方程图解法作机构速度和加速度分析第一种情况同一构件上两点间速度和加速度关系的分析重点速度瞬心的概念及三心定理的应用；矢量方程及矢量多边形的作法和特点重点难点难点用速度瞬心对机构进行运动分析的基本思路以几种典型机构的图片为例引出瞬心的求法及运动分析的方法；课件素材使由机构图片引出例题，介绍矢量方程图解法的步骤、方法用利用钱链四杆机构演示配合讲解速度分析例题，并对作业习题进行简要提示（-）回顾速度瞬心的概念及三心定理，引出用瞬心法对机构进行速度分析讲解要点

1.以例题说明分析方法例1）:。