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2、esignformula,thebinationmechanism,classificationofgeartipradiusmechanicalbalanceformula,thechoiceandthenarrativeisdiscussed,putforenewviews.摘 要:就《机械原理》课程的某些内容(如:拆杆组的方法、矢量方程图解法的解题步骤、运动分析解析法的版本和方法、连杆机构的反转法设计、极位夹角、凸轮机构设计公式、组合机构的分类、齿轮齿顶圆半径公式、机械的平衡等的取舍和叙述进行探讨,提出一些新的看法。关键词:机械原理;结构分析;杆组法;凸轮 《机械原理》是高等学校机械
3、类各专业的一门主干技术基础课,在培养学生的机械综合设计能力和创新能力所需的知识结构中占有十分重要的地位,其任务是使学生掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能,学会常用基本机构的分析和综合方法,并具有进行机械系统运动方案设计的初步能力。在培养高级机械工程技术人才的过程中,本课程不仅为学生学习相关技术基础课程和专业课程起承前启后的作用,而且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。目前,不少工科高校将本课程作为精品课程来建设。随着教学改革的深入、课时的压缩、计算机技术的引入,对《机械原理》课程内容的取舍和叙述有不同的版本[1~7],其中有获得高等学校优秀教材优秀奖的[
4、1,5],有的是面向21世纪课程教材[2,3,4,6]、或普通高等教育国家级教材[3,6]。根据多年教学的经验,就《机械原理》课程中的某些内容的取舍和叙述谈谈以下几点看法。1.机构结构分析 在“机构结构分析”一章,对于拆杆组的方法,几乎所有的教材都要求学生从离原动件“最远端”的构件开始拆杆组[1~6]。而实际上,与原动件直接相连接的构件有可能(从机构组成原理来看)是离原动件“最远端”的构件。这种拆杆组的顺序不符合杆组装配顺序。在全部杆组都拆出之前,学生难以看出哪些构件(从机构组成原理来看)是离原动件“最远端”的构件,因此这种方法难以被学生理解和掌握。建议采用按杆组装配顺序分解机构中的杆组
5、[7,8],这种拆杆组方法与步骤不仅使用方便,而且按这种拆杆组步骤所得的杆组顺序正好与杆组装配顺序一致,易于被学生理解和接受。Ⅱ级机构拆杆组的具体步骤如下:(1) 将机架和原动件标为“0”。(2) 将与“0”号构件相连的未标号构件标为“1”。(3) 从所有“1”号构件中,找出两个用运动未知运动副相联接的构件,则这两个相联的“1”号构件就组成了一个Ⅱ级杆组。这两个“1”号构件之间相连接的运动副是这个Ⅱ级杆组的内部运动副,这两个“1”号构件分别与“0”号构件连接的两个运动副是这个Ⅱ级杆组的两个外部运动副(注:如果找不到这样两个“1”号构件,则表明该机构不是Ⅱ级机构)。(4) 将这两个“1”号构
6、件改标为“0”,返回第(2)步。2.矢量方程图解法 在“连杆机构运动分析”一章,求解从动件的速度和加速度,到底用解析法还是图解法,多年来争论不休。现在,随着计算机的普及,解析法己逐渐被大家接受了。现在,有的教材只介绍解析法[3,4,6,7],有的则同时介绍图解法和解析法[1,2,5]。在用矢量方程图解法作机构的速度和加速度分析时,关键或难点在于如何选择用来列写相对运动矢量方程式的两个点。在所有介绍图解法的教材中[1,2,5],对此均无详细介绍,使得这个问题历来成为学生学习的难点。根据多年的教学经验,总结出了用矢量方程图解法对Ⅱ级机构进行运动分析的“内外点法”,据此可方便地定出用来列写相对
7、运动矢量方程式的两个点,使得解题步骤有章可循,可确保两个未知量在矢量方程的两侧,而且是在两侧的最后一项,利于作图,解题难度大大下降。“内外点法”的思路和步骤是:经拆杆组后,得出杆组的装配顺序,按杆组装配顺序逐个对杆组进行运动分析。Ⅱ级杆组的两个构件之间连接的运动副是这个Ⅱ级杆组的内部运动副,这两个构件与运动已知构件连接的运动副是这个Ⅱ级杆组的两个外部运动副。内部运动副的点简称内点,外部运动到的点简称外点。运动副可能是转动
