《机械原理及设计》是北京航空航天大学为机械设计制造及其自动化专业开设的一门核心课程，旨在培养学生对机械系统运动学和动力学分析的能力，以及机械方案设计的基本理论。课程涵盖了从机构的结构分析、运动分析到受力分析，再到常用机构的设计问题，同时涉及机器动力学和机构选型等关键内容。

本课程不仅注重理论知识的传授，还强调实践教学的结合，引导学生在日常生活中观察和分析各种机构与机器，将所学原理应用于实际问题中。通过学习，学生能够掌握机构的结构、运动学和机器动力学的基本理论和知识，为今后从事机械设计、制造、研究和开发打下坚实的基础。

课程概述：课程分为多个章节，涵盖平面机构的结构分析、运动分析、连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、其他常用机构、力的分析、平衡、机械效率、速度波动调节等内容。每章都设有明确的学习目标，帮助学生系统地掌握相关知识点。

学习目标：本课程的目标是让学生了解机械原理的研究对象、内容、地位、任务和作用，掌握自由度计算、运动副、运动链、机构等基本概念，熟悉运动简图的绘制方法。同时，学生需要掌握瞬心的定义、求法及其应用，学会使用图解法进行速度和加速度分析，理解机构运动分析的目的和方法。

此外，课程还要求学生掌握行程速度变化系数、极位夹角、压力角和传动角等概念，熟悉平面四杆机构的基本型式，了解给定位置的平面四杆机构运动设计。对于凸轮机构，学生需掌握从动件的运动规律特点及选择原则，理解凸轮机构的压力角和自锁概念，熟悉盘形凸轮轮廓的绘制方法。

适用人群：该课程主要面向机械设计制造及其自动化专业的本科生，也适用于对机械工程感兴趣的研究生或从业人员。无论是在校学生还是在职工程师，都能通过本课程提升自身的机械设计能力和创新能力。

课程大纲：课程大纲包括绪论、平面机构的结构分析、运动分析、连杆机构及其设计、凸轮机构及其设计、齿轮机构及其设计、轮系及其设计、其他常用机构、力的分析、平衡、机械效率、速度波动调节等内容。每个章节都有详细的讲解和实例分析，帮助学生深入理解知识点。

例如，在“平面机构的结构分析”部分，学生将学习如何计算自由度，并掌握复合铰链、局部自由度和虚约束的注意事项。在“平面机构的运动分析”中，学生将掌握瞬心的定义和求法，学会使用图解法对Ⅱ级机构进行速度和加速度分析。

在“平面连杆机构及其设计”中，学生将学习行程速度变化系数、极位夹角、压力角和传动角等概念，熟悉平面四杆机构的基本型式，并了解给定位置的平面四杆机构运动设计。对于凸轮机构，学生将掌握从动件的运动规律特点及选择原则，理解凸轮机构的压力角和自锁概念。

在“齿轮机构及其设计”部分，学生将学习齿廓啮合基本定律、渐开线直齿齿轮的啮合特性、展成原理、根切现象、最少齿数等知识点，同时熟悉渐开线直齿圆柱标准齿轮的几何尺寸计算和正确啮合条件。

总结：通过本课程的学习，学生不仅能掌握机械原理的核心理论，还能提升解决实际问题的能力。课程内容丰富，涵盖广泛，适合不同层次的学生和从业者。无论是初学者还是有经验的工程师，都能从中受益匪浅。