11. 平面机构自由度计算特例之三——虚约束 - 1

现代生活中，机械无处不在。它极大地减轻甚至替代了人的体力乃至脑力劳动，极大地提高了劳动生产率。《机械基础》主要介绍与机械有关的基本概念、基础理论和基本方法。它理论完善、内涵丰富、应用广泛，是机械类、近机类专业的一门专业背景课，是连接数学、力学等基础课与后续专业课的桥梁性课程。非机械专业的学习者也可以通过本课程学习一些认识、理解、分析和运用机械所必备的基础知识。通过本课程的学习，学习者可提高对机械的认识、抽象、分析能力；能够更加科学、合理地运用和维护机械；能够了解一些与机械相关的标准和规范。同时，学习者的科学思维、工程素养和机械创新能力也将获得提高。本课程主要包括机械原理、机械传动和机械零部件三部分内容。机械原理部分将具体的机械抽象成运动单元的组合——机构，对机构的组成、演化、工作特性展开研究，进而分析其突出特点，介绍其典型应用。本课程研究的机构主要包括平面四杆机构、凸轮机构、简谐运动机构、齿轮机构等常用机构。机械传动部分则介绍齿轮传动、链传动、带传动、螺旋传动等常见的机械传动方式，主要分析其基本组成、工作原理、工作特性、典型应用，并使学习者了解其使用维护要点。机械零件部分主要介绍常见的通用零部件，分为连接类、传动类、轴类三个大类。其中，连接类主要介绍螺纹连接、销连接、键连接；传动类主要介绍各种机械传动零件，如齿轮、带及带轮、链及链轮等；轴类主要介绍轴、轴承、联轴器、离合器等轴上零部件。为提升学习者的学习体验，团队对课程教学做了如下设计：一是对知识点进行了合理划分，每次课教学时长控制在12分钟以内，通常为5~8分钟。二是讲授过程以问题为驱动，引导学习者参与思考，力求在使其在知道“是什么”的基础上，能够回答好“为什么”，以及在机械使用和维护中“怎么做”等问题。三是通过思维导图、知识结构图、关系题、演化过程图等显式的、图形化的展示方式，帮助学习者感受知识的内在逻辑和知识点之间的相互联系。四是运用大量的简图、二维动图、三维动画及实物图片帮助学习者直观感受、透彻理解有关概念、原理和方法；五是在讲授中例举大量的机械装备案例，如发动机、汽车底盘、工程机械作业装置等，帮助学习者将理论学习落脚到工程实际。