机械原理(56)_56通信原理试题及答案

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机 械 原 理

Principle of Machinery 课程代码：0403021 适用专业：机械设计制造及其自动化专业，车辆工程专业

学 时 数： 56

学 分 数：3.5 执 笔 者：边红丽

编写日期：2007年10月

一、课程性质和目的本课程是机械类各专业中研究机械共性问题的一门主干技术基础课，它的任务是使学生掌握机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，并初步具有拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。它在培养高级工程技术人才的全局中，具有增强学生对机械技术工作的适应能力和开发创造能力的作用。

二、课程教学的基本要求

通过本课程的学习，学生应达到下列要求：

1.掌握机构结构的基本知识和机构的组成原理，掌握机构运动简图的绘制方法； 2.具有对平面机构进行运动分析和力分析的能力，尽量运用计算机和CAD技术； 3.了解各种常用机构的运动特性和动力特性，并初步具有根据给定的运动要求或传力条件选择机构的类型及其组合以及进行机构综合的能力；

4.掌握机械的平衡和机械运转速度波动调节的原理和计算方法； 5.了解机械传动系统方案设计的基本常识，并初步具有机构创新的能力。教学环节包括：课堂讲授及习题课、课外作业、实验、考试等。通过各个环节的教学，重点培养学生的自学能力、动手能力、分析问题和解决问题的能力。

1.课堂讲授

(1)教学方法：采用启发式教学，调动学生学习的主观能动性，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，以“少而精”为原则，精选教学内容，精讲多练；通过各章的课外习题，培养学生分析问题、解决问题的能力。

(2)教学手段：在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学等先进教学手段，将传统教学与多媒体教学相结合，提高课堂信息量，增加教学的直观性。

(3)计算机的应用：以解析法为主，多安排学生自己上机编程进行机构设计和机构运动及动力分析。

2.教学辅助资料

机械原理教学软件、机械原理习题集、实验指导书、机械原理试题库。3.实验环节

(1)实验要求：实验课是本课程中重要的实践环节，目的是培养学生运用实验方法研究机械的能力。

(2)建议选择的实验教学内容和学时分配： ①机构运动简图的测绘与分析（2学时）②机构演示实验（2学时）

③机构设计组装及运动参数检测（2学时）

④齿轮的范成原理(利用多媒体课件进行演示)（2学时）⑤回转件的平衡（2学时）

⑥平面连杆机构创意设计实验（一周）注：③、④、⑤选一项，⑥为开放型实验。4.习题课、课外作业

(1)习题课：安排在机构的结构分析和综合、连杆机构的分析和设计、齿轮传动、轮系等主要章节。

(2)课外习题：可根据教材各章的习题要求有目的地选择，并根据教学重点内容的要求选择教学辅助资料的有关习题；学生作业完成情况应作评定课程成绩的一部分。

5.考试环节

课程考试形式为笔试，参照试题库命题，有填空、选择、简答、判断、计算等题型。

三、课程教学内容与学时分配

1.绪论

(1学时)明确本课程研究的对象和内容，以及课程的性质和任务。介绍机械原理学科发展的趋势。

2.机构的结构分析和综合(6学时+实验2学时)(1)常用机构的运动简图绘制(2)平面结构自由度计算(3)平面机构组成的基本原理(4)平面结构的结构综合重点：运动副和运动链的概念、机构运动简图的绘制、机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。

难点：机构自由度计算中有关虚约束的识别及处理。

3.连杆机构分析和设计

(16学时+实验2学时)(1)平面四杆机构的类型、应用及其演化

(2)介绍曲柄存在的条件、传动角、死点、极位夹角和行程速比系数等概念(3)平面连杆机构的运动分析

(4)平面连杆机构的力分析和机械效率（课外自学）(5)四杆机构的设计

重点：(1)平面铰链四杆机构的演化；四杆机构的设计。(2)用解析法对平面连杆机构作速度和加速度分析；速度瞬心的概念和“三心定理”的应用。(3)作用在机械上的力及机构力分析的目的和方法；拆杆组法对平面连杆机构进行动态静力分析的数学模型。(4)机械的机械效率、自锁现象及自锁条件和考虑摩擦时各种运动副中的力分析。

难点：(1)曲柄存在条件的全面分析、平面四杆机构最小传动角的确定；四杆机构的设计。(2)杆组法运动分析的数学模型的建立。(3)机构的平衡力（或平衡力矩）及构件的质量代换两个概念。(4)摩擦圆的概念及转动副中总反力作用线的确定。

4.凸轮机构及其设计

(6学时)(1)凸轮机构的类型和应用

(2)介绍从动件运动规律、凸轮机构的压力角和自锁概念(3)盘形凸轮机构基本尺寸的确定(4)盘形凸轮廓线的解析法设计

重点：推杆常用运动规律的特点及其选择原则；盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计；凸轮基圆半径与压力角及自锁的关系。

难点：凸轮廓线设计中所应用的“反转法”原理和压力角的概念。

5.齿轮机构及其设计

(16学时+实验2学时)(1)齿轮啮合基本定律

(2)渐开线齿廓、渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸

(3)渐开线直齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件、传动类型及特点和传动综合(4)斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动、蜗杆蜗轮传动的共轭齿面生成、单个齿轮基本参数和几何尺寸、标准齿轮传动参数和尺寸计算(5)变位齿轮传动的类型、应用和变位系数的选择

重点：渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。

难点：共轭齿廓的确定；一对轮齿的啮合过程；变位齿轮传动；斜齿轮和锥齿轮的当量齿轮和当量齿数。

6.轮系及其设计

(4学时)(1)轮系的分类和应用

(2)定轴、周转和混合轮系传动比计算(3)行星轮系的设计

重点：周转轮系及复合轮系传动比的计算，轮系的功用及行星轮系设计中齿轮齿数的确定问题。

难点：如何将复合轮系正确划分为各基本轮系，行星轮系传动效率的计算，行星轮系设计中的安装条件。

7.其它常用机构

（课外自学）了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、万向联轴节等其它常用机构的工作原理、运动特点、应用及设计要点。

8.机械的运动方案及机构的创新设计

(1学时)(1)机构和执行机构的类型和选择(2)机构运动方案的设计(3)机构的创新设计

9.机械的运转及其速度波动的调节

（课外自学）(1)了解机械的运转及其速度波动的调节的目的(2)研究建立单自由度机器系统等效动力学模型及运动方程式的方法(3)力为位置函数时的运动方程式求解

(4)稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节(5)机械的非周期性速度波动及其调节

重点：等效力（力矩）、等效质量（转动惯量）、等效构件和等效动力学模型的概念；掌握力为机构位置函数时其等效构件真实运动的求解方法；飞轮转动惯量的计算。

难点：计算飞轮转动惯量时最大盈亏功的计算方法。

10.机械的平衡

（课外自学）(1)刚性转子静、动平衡的原理和方法(2)平面四杆机构的平衡原理

重点：刚性转子静、动平衡的原理和方法。难点：刚性转子动平衡概念的建立。

四、本课程与其它课程的联系与分工

先修课程：高等数学，工程图学，理论力学，机械制造基础 后修课程：机械设计，机械设计课程设计

五、建议教材与教学参考书

《机械原理》，王知行、邓宗全，高等教育出版社，2006年5月 《机械原理》，孙恒，高等教育出版社，2006年5月

《机械原理》，郑文纬、吴克坚，高等教育出版社，1997年7月