课程介绍

课程名称：机构设计技术（或称机械原理）（MECHANISMS DESIGN, OR MECHANISMS AND MACHINE THEORY）
课程性质：
　　《机械原理》是机械类专业中培养学生机构、机械设计能力的主干技术基础课程，在教学内容方面注重基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面应突出系统设计能力和创新意识的培养。
课程内容：
　　主要内容分为两大部分，第一部分为理论知识，第二部分为实践能力。
      理论知识包括：（1）机构的运动设计，论述机构的组成和结构分析的基本原理，介绍各种常用机构的类型、运动特点、功能和运动设计的方法；（2）机械的动力设计，着重讲授机械在运转过程中出现的若干动力学问题，以及如何通过合理设计和试验改善机械动力性能的方法，机械中的不平衡及其对机械运转的影响，以及如何通过平衡设计和试验消除或减小不平衡所造成的危害，提高机械运行稳定性；（3）机械系统的方案设计与典型机构的设计方法，讲授机械系统方案设计在整个机械设计过程中所处的地位，以及机械系统方案设计的设计内容、设计过程、设计思维和设计方法，包括机械总体方案的设计，机械执行系统的方案设计，机械传动系统的方案设计及原动机的选择等内容；典型机构设计方法包括四杆机构的设计、凸轮机构的设计、齿轮设计、轮系设计、创新设计方法等。
      实践能力包括学生的机械系统方案设计能力、典型机构设计能力、机构分析能力邓，主要通过课程实验、自选实验和两周的机构设计实践，提高学生的创新意识和机械系统分析能力，及机械系统与典型机构的设计能力。
课程发展：　
　　随着科学技术发展，机械新概念、新理论、新方法、新工艺不断涌现，机械正朝着高速、重载、高精度、高效率、低噪声的方向发展；机械的应用领域不断扩大，机械学科与电子工程、计算机科学、控制工程、材料科学、生物医学相互渗透，诞生了若干新学科，如机械电子学、仿生机械学、机器人机械学、机械CAD等。 机械原理的研究课题与日俱增：
      1、新机构不断涌现：如自控机构、机器人机构、仿生机构、柔性及弹性机构、变胞机构、机电气液综合机构等。
      2、注重机械的动力性能：在机械分析与综合时，由只考虑运动性能过渡到同时考虑其动力性能。
      3、考虑机械的动态特性：机械在运动过程中，构件的振动和弹性变形、运动副的间隙和构件尺寸误差，对运动及动力性能的影响。　
      4、连杆机构：重视空间连杆机构、多杆多自由度机构、连杆机构弹性动力学和动力平衡研究。
      5、齿轮机构：发展齿轮啮合原理，提出了许多性能优异的新型齿廓曲线和新型传动，加速了对高速齿轮、精密齿轮、微型齿轮的研究。　
      6、凸轮机构：重视对高速凸轮机构的研究。
      7、新的设计手段日新月异：在对机械的分析与综合中，计算机的作用日益重要，发展并推广了计算机辅助设计（CAD）、优化设计、考虑误差的概率设计。
选课对象：机械类本科生。

课程大纲

学习目标

机械原理是一门技术基础课程。通过学习这门课程，能够理解各种机构和机器所具有的一般共性问题，各种机器中常用机构的工作原理与选用技巧，掌握连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等结构、运动和动力性能，及其设计方法。

学习要求

通过本课程学习，使学生了解各种常用机构的构成、运动特性和机械动力学的基本知识；培养学生机构分析与创新设计能力，并通过综合实验，让学生理解机构运动学与动力学分析技术，掌握各基本机构设计方法。同时，本课程还要求全方位培养学生的工程能力，如企业和社会环境下的构思、设计、实施和运行系统的能力等。

考核标准

1、理论知识考核标准：
    （1）考核方式：过程考核与考试相结合。
    （2）掌握本课程的重点知识：机构简图、机构自由度、机构运动分析、机构力分析、自锁与效率、平衡与机械波动、四杆机构性能参数与设计、凸轮机构运动规律与设计、齿轮参数与啮合规律、轮系传动比计算、机械系统设计流程。
    （3）具备的知识能力：能够运用重点知识点解决实际问题。

2、实验环节考核标准：
    考核方式：团队考核与个人考核相结合，团队考核方式是学生以项目小组的形式参加考核，只有项目小组通过考核，项目小组成员才能参加个人工作情况考核。其目的在于考察学生团队协作能力和沟通能力。个人考核方式主要考核工程设计能力、工程实施能力和工程创新能力。
    考核程序：由指导老师和各组组长组成考核委员会（基于回避原则，项目小组的组长一般不参加本小组的考核）；先后检查实验方案、实验结果（或搭建的机构）和实验报告；而后进行成绩评判，由考核委员会通过小组分工考核团队协作能力和沟通能力，通过实验方案、实验结果（含过程）、实验报告考核科学实验能力、职业行为能力、技术知识应用与工程推理能力及项目所要求的团队协作能力、沟通能力和诸如表达能力等个人能力。
    考核等级：各考核项目设优、良、中、及格、不及格五个等级。
    考核评分标准：
    优：实验方案优化，实验过程有序顺畅，实验结果与理论计算误差小，实验研讨热烈并能协调一致，实验报告撰写规范，无错误，团队协作好等。
    良：实验方案尚可，实验过程基本顺畅，实验结果与理论计算误差在允许的范围内，并进行研讨，给出实验误差原因，实验报告撰写规范，错误较少，团队协作良好等。
    中：实验方案基本可行，实验过程基本顺畅，实验结果与理论计算误差较大，基本能给出实验误差原因，实验报告撰写规范，无较大错误，团队协作良好等。
    及格：实验方案经修改后基本可行，基本能完成实验过程，实验结果与理论计算误差大，能给出实验误差原因，实验报告撰写规范，无重大错误，团队协作良好等。
    不及格：实验方案经修改后不可行，或无法完成实验，或撰写实验报告不合格、或团队不团结等情况。

3、实践环节考核标准：
    考核方式：团队考核与个人考核相结合，团队考核方式是学生以项目小组的形式参加考核，只有项目小组通过考核，项目小组成员才能参加个人工作情况考核。其目的在于考察学生团队协作能力和沟通能力。个人考核方式主要考核工程设计能力、工程实施能力和工程创新能力。
    考核程序：由指导老师和各组组长组成考核委员会（基于回避原则，项目小组的组长一般不参加本小组的考核）；先后检查实践方案、实践结果（分析结果）和实践报告；而后进行成绩评判，由考核委员会通过小组分工考核团队协作能力和沟通能力，通过实践方案、实践结果（含过程）、实践报告考核科学实验能力、职业行为能力、技术知识应用与工程推理能力及项目所要求的团队协作能力、沟通能力和诸如表达能力等个人能力。
    考核等级：各考核项目设优、良、中、及格、不及格五个等级。
    考核评分标准：
    优：机械运动方案优化，产品设计合理，制造精度高，产品调试顺利及运行达到预期目标，实践研讨热烈并能协调一致，实践报告撰写规范，无错误，团队协作好等。
    良：机械运动方案尚可，产品设计基本顺畅，制造精度较好，并进行研讨，达到预期目标，实验报告撰写规范，错误较少，团队协作良好等。
    中：机械运动方案基本可行，产品设计一般、制造与装配精度一般，产品能够实现基本功能，实践报告撰写规范，无较大错误，团队协作良好等。
    及格：机械运动方案经修改后基本可行，产品设计、制造、装配、调试基本完成，产品能够运行，实践报告撰写规范，无重大错误，团队协作良好等。
    不及格：机械运动方案经修改后基本可行，但没有完成产品设计、制造、装配、调试等过程，或撰写实践报告不合格、或团队不团结等情况。

教材教参

教材：
      江帆，韩立发，董克权等，机械原理，机械工业出版社，2013年2月。
教学参考书：
      孙桓，机械原理（第8版），高等教育出版社，2013年5月。
      华大年，机械原理（第2版），高等教育出版社，2009年7月。
      黄锡恺，机械原理（第7版），高等教育出版社，2010年11月。