1、机械制造装备设计课程代码02209课程考试大纲广东省教育考试院附件1广东省高等教育自学考试机械原理（课程代码：01094）课程考试大纲一、 课程性质与设置目的二、 考试内容与考核目标第一章绪论第一节本书研究的对象及内容第二节学习机械原理课程的目的第三节 如何进行机械原理课程的学习第四节 机械原理学科发展现状简介第二章机构的结构分析第一节机构结构分析的内容和目的第二节机构的组成及分类笫三节机构运动简图第四节机构具有确定运动的条件及最小阻力定律第五节机构自由度的计算第六节计算平面机构自由度时应注意的事项 第七节 平面机构的组成原理、结构分类及结构分析第三章平面机构的运动分析 第一节 机构运动分析的
2、任务、目的和方法 第二节 用图解法做机构的运动分析 第三节 用解析法做机构的运动分析第四章 平面机构的力分析第一节机构力分析的任务、目的和方法第二节构件惯性力的确定第三节运动副中摩擦力的确定第四节考虑摩擦时机构的受力分析第五节不考虑摩擦时机构的动态静力分析第五章机械的效率和自锁第一节机械的效率第二节机械的自锁第六章机械的平衡第一节机械平衡的目的及内容第二节刚性转子的平衡计算第三节刚性转子的平衡实验 第四节 转子的许用不平衡量和许用不平衡度 第五节 平面机构的平衡第七章机械的运转及其速度波动的调节第一节概述第二节机械的运动方式第三节机械运动方程式的求解第四节稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其
3、调节第五节 机械的非周期性速度波动及其调节第八章 连杆机构及其设计 第一节 连杆机构及其传动特点 第二节 平面四杆机构的类型和应用 第三节 平面四杆机构的基本知识 第四节 平面四杆机构的设计第九章 凸轮机构及其设计第一节 凸轮机构的应用和分类第二节 推杆的运动规律第三节 凸轮轮廓曲线的设计第四节 凸轮机构基本尺寸的确定 第十章 齿轮机构及其设计 第一节 齿轮机构的特点及类型 第二节 齿轮的齿廓曲线 第三节 渐开线齿廓及其啮合特点 第四节 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸 第五节 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 第六节 渐开线齿廓的切制原理与根切现象 第七节 渐开线变位齿轮简介 第八节 斜齿圆柱
4、齿轮传动 第九节 直齿锥齿轮传动 第十节 蜗轮蜗杆传动 第十一章 齿轮系及其设计 第一节 齿轮系及其分类 第二节 定轴轮系的传动比 第三节 周转轮系的传动比 第四节 复合轮系的传动比 第五节 轮系的功用 第六节 行星轮系的效率 第七节 行星轮系的类型选择及设计的基本知识 第十二章 其他常用机构 第一节 棘轮机构 第二节 槽轮机构 第四节 凸轮式间歇运动机构 第五节 不完全齿轮机构 第八节 螺旋机构 第十节 组合机构 第十一节 含有某些特殊元器件的广义机构三、关于大纲的说明与考核实施要求【附录】题型举例一、课程的性质与设置目的（一）课程性质与特点机械原理是机械设计制造及其自动化专业本科学生的一门
5、必修专业基础课，在人才培养体系中起着承上启下的作用。通过该课程的学习，使学生掌握机构分析、机构综合和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，并初步具有确定机械运动方案、分析和设计机构的能力以及开发创新的能力，为学生今后从事机械设计、研究和开发创新奠定必要的基础，以增强学生从事机械技术工作的适应能力。（二）课程的基本要求通过课程学习和训练，要求学生能够：1）绘制机构运动简图，能正确计算平面机构的自由度；2）正确理解速度瞬心的概念，掌握用速度瞬心法对平面机构进行速度分析，能用矢量方程图解法对级机构进行运动分析；3）正确理解当量摩擦系数、摩擦圆的概念，掌握运动副中摩擦力的计算方法；4）正确掌握机械
6、效率计算方法，理解机械自锁的含义；5）理解刚性转子静、动平衡的原理和方法；6）了解建立单自由度平面机械系统的等效动力学模型和运动方程式的方法。理解飞轮的调速原理和特点。掌握飞轮转动惯量简易计算法。了解非周期性速度波动调节的基本概念。7）正确理解平面机构的相关概念，能按行程速比系数、连杆三位置，连架杆三位置设计四杆机构；8）了解凸轮机构的类型及应用，掌握两种基本推杆运动规律的运动线图及其基本特点，能用图解法设计凸轮轮廓曲线；9）理解齿廓啮合基本定律，熟悉渐开线的基本性质，熟悉渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算，掌握渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性，正确理解分度圆与节圆，压力角与啮合角，标准中
7、心距与实际中心距等概念，理解渐开线齿轮范成原理，根切现象，最少齿数等概念，了解变位和变位齿轮传动的概念，了解斜齿圆柱齿轮的啮合特点，能计算标准斜齿轮的几何尺寸，了解标准直齿圆锥齿轮传动的特点及基本尺寸计算，了解蜗杆蜗轮传动的特点及其基本尺寸计算；10）能熟练计算定轴、周轴和复合轮系的传动比；11）了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、螺旋机构的工作原理，运动特点及其应用。本课程的重点章有：机构的结构分析，机械的运转及其速度波动的调节，连杆机构及其设计，凸轮机构及其设计，齿轮机构及其设计，齿轮系及其设计；次重点章有：平面机构的运动分析，平面机构的力分析，机械的效率和自锁；一般章包括：机械的平衡
8、，其他常用机构。（三）本课程与相关课程的关系本课程的先修课程是高等数学、大学物理、线性代数、工程制图、理论力学、工程力学等，这些课程的学习，为本课程奠定了教学所必需的基础知识。本课程学习结束后，为学生进一步学习后续机械零件、机械设计、机电一体化系统设计等课程打下良好的专业理论基础。二、课程内容与考核目标第一章 绪论（一）学习目的与要求通过本章的学习，掌握机械中的主要术语，了解机械原理的研究对象及了解课程的内容及发展趋势。本章的重点是机械学科中主要术语：机械、机器、机构的定义。（二）课程内容第一节 本书研究的对象及内容第二节 学习机械原理课程的目的第三节 如何进行机械原理课程的学习第四节 机械原
9、理学科发展现状简介（三）考核知识点1.本书研究的对象与内容（四）考核要求1. 本书研究的对象与内容（1）识记：机械，机器，机构的定义第二章 机构的结构分析（一）学习目的与要求通过本章的学习，熟悉运动副、构件的表示符号，掌握正确绘制机构运动简图的方法，掌握机构自由度的计算，理解平面机构的结构分析。本章的重点是构件，运动副，运动副元素，机构的概念，机构自由度计算；难点是机构的组成原理和机构分析。（二）课程内容第一节机构结构分析的内容和目的第二节机构的组成及分类 机构的组成，机构的分类。笫三节机构运动简图第四节机构具有确定运动的条件及最小阻力定律第五节机构自由度的计算 平面机构自由度的计算，空间机构
10、自由度的计算。第六节计算平面机构自由读时应注意的事项 要正确计算运动副的数目，要除去局部自由度，要除去虚约束。第七节 平面机构的组成原理、结构分类及结构分析 平面机构的组成原理，平面机构的结构分类，平面机构的结构分析。（三）考核知识点1. 机构的组成。2. 机构运动简图的绘制。3. 机构具有确定运动的条件。4. 平面机构自由度的计算及注意事项5. 平面机构的组成原理、结构分类及分析（四）考核要求1.机构的组成（1）识记：构件、运动副、运动副元素、机构的定义。（2）领会：运动副的分类。2.机构运动简图的绘制（1）领会：绘制机构运动简图的方法。（2）简单应用：能正确绘制机构运动简图。3.机构具有确
11、定运动的条件（1）领会：机构具有确定运动的条件。（2）简单应用：会判定机构是否具有确定运动。4.平面机构自由度的计算及注意事项（1）领会：复合铰链、局部自由度、虚约束的含义。（2）综合应用：正确计算平面机构的自由度。5.平面机构的组成原理、结构分类及分析（1）识记：基本杆组的定义。（2）领会：平面机构的组成原理，结构分类方法。（3）简单应用：会对平面机构进行结构分析。第三章 平面机构的运动分析（一）学习目的与要求通过本章的学习，理解速度瞬心法在机构速度分析上的应用，掌握矢量方程图解法作机构的速度分析。本章的重点是根据速度瞬心的概念对机构进行速度分析；难点是矢量方程图解法作机构速度分析。（二）课
12、程内容第一节 机构运动分析的任务、目的和方法第二节 用图解法作机构的运动分析 机构速度及加速度分析的一般图解法，机构速度分析的便捷图解法。第三节 用解析法作机构的运动分析 机构的封闭矢量位置方程，复数矢量法，矩阵法。（三）考核知识点1. 速度瞬心法。2. 矢量方程图解法。（四）考核要求1、速度瞬心法（1）识记：绝对瞬心、相对瞬心的定义，机构瞬心总数的计算方法，通过运动副直接相连的两构件间的瞬心确定方法。（2）领会：三心定理。（3）综合应用：能根据速度瞬心的概念对机构进行速度分析。2.矢量方程图解法（1）领会：同一构件上的不同点和不同构件上重合点的运动关系。（2）简单应用：利用同一构件上的不同点
13、和不同构件上重合点的运动矢量方程作机构的速度图解分析。第四章 平面机构的力分析（一）学习目的与要求通过本章的学习，了解机构中力的分类和力分析的方法，理解机构惯性力的确定方法，掌握运动副中摩擦力的确定，理解图解法进行不考虑摩擦力时的机构力分析。本章重点是摩擦角，总反力的概念，确定移动副，轴颈总反力的方向；难点是确定移动副，轴颈总反力的方向（二）课程内容第一节机构力分析的任务、目的和方法作用在机械上的力，机构力分析的任务和目的，机构力分析的方法。第二节构件惯性力的确定一般力学方法，质量代换法。第三节运动副中摩擦力的确定移动副中摩擦力的确定，转动副中摩擦力的确定。第四节考虑摩擦时机构的受力分析第五节
14、不考虑摩擦时机构的动态静力分析构件组的静定条件，用图解法作机构的动态静力分析。（三）考核知识点1. 机构力分析。2. 惯性力的确定。3. 运动副中摩擦力的确定。4. 不考虑摩擦时机构的力分析（四）考核要求1.机构力分析（1）识记：驱动力，阻抗力，运动副反力的定义。 2.惯性力的确定（1）识记：质量代换法的含义。 3.运动副中摩擦力的确定（1）领会：移动副中摩擦力的确定方法，轴颈摩擦力的确定方法。 （2）简单应用：能确定移动副、轴颈总反力的方向。5.不考虑摩擦时机构的力分析（1）识记：构件组的静定条件。（2）领会：用图解法作机构的动态静力分析。第五章 机械的效率和自锁（一）学习目的与要求通过本章
15、的学习，掌握机械效率计算方法，理解机械自锁的含义。本章重点是机械效率，机械自锁的概念，移动副，转动副发生自锁的条件，机械自锁判据；难点是移动副、转动副发生自锁的条件，机械自锁判据。（二）课程内容第一节机械的效率第二节机械的自锁（三）考核知识点1. 机械的效率。2. 机械的自锁。（四）考核要求1.机械的效率（1）识记：机械效率、损失率的定义。（2）领会：串联、并联、混联机组机械效率的计算方法。（3）简单应用：能正确计算机组的机械效率。2.机械的自锁（1）识记：移动副、转动副发生自锁的条件，机械自锁的判据。（2）领会：机械自锁的含义。第六章 机械的平衡（一）学习目的与要求通过本章的学习，了解机械平
16、衡的目的和分类，理解刚性回转件平衡的计算方法。本章的重点和难点是刚性转子的静、动平衡的含义。（二）课程内容第一节机械平衡的目的及内容机械平衡的目的，机械平衡的内容。第二节刚性转子的平衡计算 刚性转子的静平衡计算，刚性转子的动平衡计算。第三节刚性转子的平衡实验 静平衡实验，动平衡实验，现场平衡。第四节 转子的许用不平衡量和许用不平衡度第五节 平面机构的平衡 完全平衡，部分平衡。（三）考核知识点1. 刚性转子的平衡计算。2. 转子的许用不平衡量和许用不平衡度。3. 平面机构的平衡。（四）考核要求1.刚性转子的平衡计算（1）识记：静不平衡，动不平衡，单面平衡，双面平衡的含义。（2）领会：静平衡，动平
17、衡的计算方法。2.转子的许用不平衡量（1）识记：质径积的定义。（2）领会：转子许用不平衡量的表示方法。3.平面机构的平衡（1）识记：完全平衡,部分平衡。第七章 机械的运转及其速度波动的调节（一）学习目的与要求通过本章的学习，了解机器运动方程式的建立，了解机器等效动力学模型，了解飞轮的调速原理和特点，掌握飞轮转动惯量简易计算法。本章重点是盈功，亏功，平均角速度，速度不均匀系数的含义，飞轮转动惯量的近似计算；难点是飞轮转动惯量的近似计算。（二）课程内容第一节概述本章研究的内容与目的，机械运转的三个阶段，作用在机械上的驱动力和生产阻力。第二节机械的运动方程式机械运动方程的一般表达式，机械系统的等效动
18、力学模型，运动方程式的推演，等效转动惯量及其导数的计算方法。第三节机械运动方程式的求解 等效转动惯量和等效力矩均为位置的函数，等效运动惯量是常数、等效力矩是速度的函数，等效转动惯量是位置的函数、等效力矩是位置和速度的函数。第四节稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节 产生周期性速度波动的原因，周期性速度波动的调节。第五节 机械的非周期性速度波动及其调节（三）考核知识点1. 机械运动方程式。2. 机械系统等效动力学模型。3. 产生周期性波动的原因及调节。4. 飞轮调速的基本原理及其转动惯量的近似计算。（四）考核要求1.机械运动方程式（1）识记：单自由度机械系统运动方程式的建立方法。2.机械系
19、统等效动力学模型 （1）识记：等效构件的定义。（2）领会：等效转动惯量，等效力矩，等效质量，等效力的含义。3.产生周期性波动的原因及调节（1）识记：盈功，亏功，平均角速度，速度不均匀系数的含义。（2）领会：稳定运转状态下机械产生周期性速度波动的原因。4.飞轮调速的基本原理及其转动惯量的近似计算（1）识记：最大盈亏功的定义。（2）领会：飞轮调速的基本原理。（3）简单应用：飞轮转动惯量的近似计算。第八章 连杆机构及其设计（一）学习目的与要求通过本章的学习，了解平面四杆机构的类型及应用，掌握平面四杆机构的基本知识，理解给定连杆三位置用图解法设计四杆机构，理解给定两连架杆三对对应角位移设计四杆机构，掌
20、握已知行程速比系数K时平面四杆机构设计。本章重点是铰链四杆机构具有曲柄的条件，极位，极位夹角，行程速比系数的含义，按机构急回要求设计四杆机构；难点是按机构急回要求设计四杆机构。（二）课程内容第一节 连杆机构及其传动特点第二节 平面四杆机构的类型及应用四杆机构的基本形式，平面四杆机构的演化形式。第三节 平面四杆机构的基本知识 铰链四杆机构有曲柄的条件，铰链四杆机构的急回运动和行程速度变化系数，铰链四杆机构的传动角和死点，铰链四杆机构的连杆曲线，铰链四杆机构的运动连续性。第四节 平面四杆机构的设计 连杆机构设计的基本问题，作图法设计四杆机构。（三）考核知识点1. 四杆机构的基本型式。2. 平面四杆
21、机构的演化型式。3. 铰链四杆机构具有曲柄的条件。4. 铰链四杆机构的急回特性。5. 铰链四杆机构的传动角和死点。6. 铰链四杆机构的运动连续性。7. 平面四杆机构的作图法设计。（四）考核要求1.四杆机构的基本型式（1）识记：曲柄，摇杆的定义。（2）领会：铰链四杆机构的三种基本型式。2.平面四杆机构的演化型式 （1）领会：四杆机构的演化及应用。3.铰链四杆机构具有曲柄的条件（1）识记：杆长条件。（2）简单应用：铰链四杆机构具有曲柄的条件。4.铰链四杆机构的急回特性 （1）识记：极位，极位夹角，行程速比系数的定义。（2）领会：机构的急回运动特性。5.铰链四杆机构的传动角和死点（1）识记：压力角，
22、传动角的定义。（2）领会：曲柄摇杆机构最小传动角的位置，死点的含义。6.铰链四杆机构的运动连续性（1）识记：运动连续性的定义。（2）领会：错位不连续，错序不连续。7.平面四杆机构的作图法设计（1）领会：机构倒置、反转法，点位归并法的含义；按给定连杆三位置，连架杆三对对应角位移设计四杆机构。（2）综合应用:按机构急回要求设计四杆机构。第九章 凸轮机构及其设计（一）学习目的与要求通过本章的学习，了解凸轮机构的应用和分类，掌握从动件的常用运动规律及其特点和应用、凸轮机构基本尺寸的确定，理解作图法设计凸轮轮廓。本章重点是从动件常用运动规律，反转法设计凸轮廓线；难点是对心，偏置直动尖顶推杆，滚子推杆盘形
23、凸轮机构廓线作图法设计。（二）课程内容第一节 凸轮机构的应用及分类 凸轮机构的应用，凸轮机构的分类第二节 推杆的运动规律 推杆常用的运动规律，推杆运动规律的选择。第三节 凸轮轮廓曲线的设计 图轮廓线设计方法的基本原理。第四节 凸轮机构基本尺寸的确定 凸轮机构中的作用力和凸轮机构的压力角，凸轮基圆半径的确定，滚子推杆滚子半径的选择和平底推杆平底尺寸的确定。（三）考核知识点1. 凸轮机构的应用和分类。2. 推杆的运动规律。3. 凸轮轮廓曲线的作图法设计。4. 凸轮机构的基本尺寸。（四）考核要求1.凸轮机构的应用和分类（1）识记：凸轮、推杆的定义，凸轮机构的分类。2.推杆的运动规律 （1）识记：基圆
24、，推程，远休止，回程，近休止，刚性冲击，柔性冲击的定义。（2）领会：推杆多项式运动规律。（3）简单应用：推杆等速运动规律，等加速等减速运动规律。3.凸轮轮廓曲线的作图法设计（1）领会：反转法原理，理论廓线，工作廓线。（2）简单应用：对心、偏置直动尖顶推杆、滚子推杆盘形凸轮机构的廓线设计。4.凸轮机构的基本尺寸（1）识记：凸轮机构的压力角，变尖现象，失真现象。（2）领会：滚子推杆滚子半径的选择。第十章 齿轮机构及其设计（一）学习目的与要求通过本章的学习，了解齿轮机构的应用和分类，理解齿廓啮合基本定律，渐开线的形成及其特性，渐开线齿廓啮合的特点，掌握渐开线齿轮的各部分名称及标准齿轮的尺寸计算，渐开
25、线直齿圆柱齿轮传动的啮合过程，正确啮合条件，连续传动条件和无侧隙啮合条件，理解渐开线齿廓的根切现象，了解斜齿圆柱齿轮传动、直齿锥齿轮传动、蜗杆传动。本章的重点是齿廓啮合基本定律，渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸，渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动；难点是齿廓啮合基本定律，齿轮传动的中心距（标准中心距，实际中心距），连续传动的条件。（二）课程内容第一节 齿轮机构的特点及类型 用于平行轴间传动的齿轮机构，用于相交轴间传动的齿轮机构，用于交错轴间传动的齿轮机构。第二节 齿轮的齿廓曲线 齿廓啮合基本定律，共轭齿廓，共轭齿廓的选择。第三节 渐开线齿廓及其啮合特点 渐开线的形成及其特性，渐开线方程式及渐开线函
26、数，渐开线齿廓的啮合特点。第四节 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸 齿轮各部分的名称和符号，渐开线齿轮的基本参数，渐开线标准齿轮各部分的几何尺寸，齿条和内齿轮的尺寸。第五节 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 一对渐开线齿轮正确啮合的条件，齿轮传动的中心距及啮合角，齿轮的连续传动与重合度。第六节 渐开线齿廓的切制原理与根切现象 齿廓切制的基本原理，用范成法加工标准齿轮时齿条刀具的位置，渐开线齿廓的根切现象和标准齿轮不发生根切的最小齿数。第七节 渐开线变位齿轮简介 变位齿轮的概念，避免发生根切的最小变位系数，变位齿轮的几何尺寸，变位齿轮传动。第八节 斜齿圆柱齿轮传动 斜齿轮的基本参数与几何尺寸计算，
27、一对斜齿轮的啮合传动，斜齿轮的当量齿轮与当量齿数，斜齿轮传动的主要优缺点，交错轴斜齿轮传动简介。第九节 直齿锥齿轮传动 锥齿轮传动概述，直齿锥齿轮的背锥及当量齿轮，直齿锥齿轮传动几何参数和尺寸计算。第十节 蜗轮蜗杆传动 蜗轮蜗杆传动及其特点，蜗轮蜗杆正确啮合的条件，蜗轮蜗杆传动的主要参数及几何尺寸。（三）考核知识点1. 齿廓啮合基本定律。2. 渐开线特性及渐开线齿廓的啮合特点。3. 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸。4. 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动。5. 渐开线齿廓的根切现象。6. 斜齿圆柱齿轮传动。7. 直齿锥齿轮传动。识记：基本参数，背锥，当量齿轮8.蜗轮蜗杆传动 识记：正确啮合条件，
28、主要参数（四）考核要求1.齿廓啮合基本定律（1）识记：节点的定义。（2）领会：齿廓啮合基本定律。2.渐开线特性及渐开线齿廓的啮合特点 （1）识记：啮合线的定义。（2）领会：渐开线的特性，传动的可分性。3.渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸（1）识记：齿轮各部分的名称、符号及基本参数。（2）简单应用：渐开线齿轮各部分的几何尺寸计算。4.渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 （1）识记：啮合角，重合度的定义。（2）领会：一对渐开线齿轮正确啮合的条件，齿轮传动的中心距（标准中心距，实际中心距），连续传动的条件。5.渐开线齿廓的根切现象（1）识记：轮齿根切的定义。（2）领会：根切产生的原因，不发生根切的最少齿
29、数。6.斜齿圆柱齿轮传动 （1）识记：斜齿轮基本参数，一对斜齿轮正确啮合的条件。（2）领会：当量齿轮，当量齿数。7.直齿锥齿轮传动（1）识记：基本参数，背锥，当量齿轮。8.蜗轮蜗杆传动（1）识记：正确啮合条件，主要参数。第十一章 齿轮系及其设计（一）学习目的与要求通过本章的学习，了解轮系及其分类、轮系的应用，掌握定轴轮系的传动比计算，掌握周转轮系传动比计算，理解复合轮系的传动比计算。本章重点、难点是轮系传动比计算。（二）课程内容第一节 齿轮系及其分类第二节 定轴轮系的传动比 传动比大小的计算，首、末轮转向关系的确定。第三节 周转轮系的传动比第四节 复合轮系的传动比第五节 轮系的功用 实现分路传
30、动，获得较大的传动比，实现变速传动，实现换向传动，用作运动的合成，用作运动的分解，在尺寸及重量较小的条件下，实现大功率传动。第六节 行星轮系的效率第七节 行星轮系的类型选择及设计的基本知识 行星轮系的类型选择，行星轮系中各轮齿数的确定，行星轮系的均载装置（三）考核知识点1. 定轴轮系的传动比。2. 周转轮系的传动比。3. 复合轮系的传动比。（四）考核要求1.定轴轮系的传动比（1）综合应用：定轴轮系传动比大小的计算及首末轮转向关系的确定。2.周转轮系的传动比 （1）领会：转化轮系。（2）简单应用：周转轮系传动比的计算。3.复合轮系的传动比（1）领会：复合轮系各组成部分的划分，复合轮系传动比的计算。第十二章 其他常用机构（一）学习目的与要求通过本
