(1.1)-機(jī)電系統(tǒng)大綱機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)MechatronicsSystemDesign課程基本信息課程編碼1014課程名稱機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)分3總學(xué)時(shí)48講課學(xué)時(shí)48上機(jī)學(xué)時(shí)0實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0課程類別數(shù)學(xué)與自然科學(xué)□人文社會(huì)科學(xué)□工程基礎(chǔ)□專業(yè)基礎(chǔ)□專業(yè)課√先修課程機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、控制工程基礎(chǔ)、工程測(cè)試技術(shù)、機(jī)械制造工程學(xué)、互換性與測(cè)量技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)等適用專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化開(kāi)課單位機(jī)電工程學(xué)院課程性質(zhì)與目的機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化和機(jī)械電子工程專業(yè)的一門核心課，是培養(yǎng)學(xué)生將機(jī)械設(shè)計(jì)理論、控制理論、測(cè)試技術(shù)、電氣技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)在自動(dòng)化、智能化制造裝備領(lǐng)域綜合應(yīng)用的一門專業(yè)課程。本課程旨在使學(xué)生能夠從系統(tǒng)化觀點(diǎn)出發(fā)，掌握機(jī)電產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)思想，理解控制系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、伺服機(jī)械傳動(dòng)及機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理和方法，了解各項(xiàng)技術(shù)之間的接口關(guān)系及發(fā)展趨勢(shì)，能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)復(fù)雜的機(jī)電一體化產(chǎn)品進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、維護(hù)、改造的能力。課程目標(biāo)及其對(duì)畢業(yè)要求的支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：學(xué)會(huì)結(jié)合文獻(xiàn)資料，了解機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展歷史、當(dāng)前研究的熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)；掌握機(jī)電系統(tǒng)的組成要素及各要素的主要功能，熟悉機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工藝流程；課程目標(biāo)2：具有復(fù)雜機(jī)電一體化系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)能力和總體方案的論證分析能力；課程目標(biāo)3：掌握控制系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法，具有伺服驅(qū)動(dòng)裝置選型計(jì)算的能力；課程目標(biāo)4：能設(shè)計(jì)滿足特定需求的伺服機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及機(jī)械結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的創(chuàng)新意識(shí)；課程目標(biāo)5：具備解決實(shí)際生產(chǎn)中機(jī)電一體化產(chǎn)品的問(wèn)題識(shí)別、改進(jìn)等問(wèn)題的能力。課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求課程目標(biāo)123451-4具有解決復(fù)雜機(jī)械工程問(wèn)題所需的專業(yè)知識(shí)，并將數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)應(yīng)用于機(jī)電產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造及改進(jìn)中。2-1能夠?qū)?fù)雜機(jī)械工程問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別與分解。0.40.62-3能夠結(jié)合文獻(xiàn)對(duì)復(fù)雜機(jī)械工程問(wèn)題進(jìn)行研究、分析，并獲得有效結(jié)論。13-1能夠針對(duì)復(fù)雜機(jī)械工程問(wèn)題進(jìn)行分析并提出解決方案。0.50.53-2能夠?qū)Ψ桨高M(jìn)可行性分析與論證，并考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化及環(huán)境因素。0.23-3能夠設(shè)計(jì)滿足特定需求的機(jī)電系統(tǒng)、機(jī)械零部件及制造工藝，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。1教學(xué)內(nèi)容及安排序號(hào)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)課內(nèi)課后1緒論1.1本課程的基本內(nèi)容與本課程緊密聯(lián)系的課程體系1.2機(jī)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.3機(jī)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)1.4機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的組織1.5機(jī)電產(chǎn)品的分類和發(fā)展趨勢(shì)1、了解本課程要學(xué)習(xí)的內(nèi)容及本課程和其他課程之間聯(lián)系2、掌握機(jī)電一體化技術(shù)及其基本結(jié)構(gòu)要素的基本概念；熟悉它們?cè)跈C(jī)電一體化系統(tǒng)中的作用3、學(xué)會(huì)查閱文獻(xiàn)，了解機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展歷史、當(dāng)前研究的熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)4、熟悉機(jī)電一體化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程4講授自學(xué)12第2章機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)2.2機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)2.3總體布局與環(huán)境設(shè)計(jì)2.4機(jī)電系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)步驟2.5機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例1、熟練掌握機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的基本方法，包括總體原理方案的構(gòu)思，總體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)及總體布局與環(huán)境設(shè)計(jì)2、培養(yǎng)學(xué)生總體方案設(shè)計(jì)及分析論證能力8講授作業(yè)23第3章控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1控制系統(tǒng)的概述3.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及選型1、了解常用控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及選型2、具有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)的能力4講授自學(xué)34第4章伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)選型與設(shè)計(jì)4.1伺服驅(qū)動(dòng)裝置分類及特點(diǎn)4.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)4.3直流伺服電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)4.4交流伺服電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)1、了解伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)2、理解伺服驅(qū)動(dòng)裝置的工作原理和參數(shù)設(shè)計(jì)3、具有伺服驅(qū)動(dòng)裝置選型計(jì)算的能力8講授作業(yè)35第5章機(jī)械傳動(dòng)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1傳動(dòng)裝置概述5.2滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算5.3無(wú)側(cè)隙齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)5.4諧波齒輪傳動(dòng)5.5同步齒形帶傳動(dòng)5.6聯(lián)軸裝置5.7伺服機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、了解常用伺服機(jī)械傳動(dòng)裝置及特點(diǎn)2、熟悉機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的慣量、摩擦、阻尼、剛度、間隙等參數(shù)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)特性的影響3、掌握伺服機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)和設(shè)計(jì)步驟4、學(xué)會(huì)滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算5、掌握諧波齒輪、同步帶傳動(dòng)的特點(diǎn)及選型計(jì)算方法6、能分析設(shè)計(jì)伺服機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，培養(yǎng)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新能力10講授作業(yè)46第6章機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)6.2主軸組件的設(shè)計(jì)6.3支承件的設(shè)計(jì)1、了解機(jī)電系統(tǒng)中主要的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2、掌握各類導(dǎo)軌的原理和特點(diǎn)，具有分析設(shè)計(jì)導(dǎo)軌的能力3、理解主軸在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性，具有分析設(shè)計(jì)主軸的能力，培養(yǎng)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新能力4、掌握機(jī)電系統(tǒng)支承件設(shè)計(jì)的要求及設(shè)計(jì)原則6講授作業(yè)47第7章檢測(cè)裝置選型與設(shè)計(jì)7.1概述7.2位移檢測(cè)裝置7.3速度檢測(cè)裝置7.4常用傳感器及應(yīng)用1、了解定位與檢測(cè)裝置的分類，理解其作用2、掌握光電編碼器、光柵等傳感器的工作原理和選型方法3、具有分析設(shè)計(jì)檢測(cè)電路的能力4講授自學(xué)38第8章典型機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)8.1典型機(jī)電一體化系統(tǒng)分析實(shí)例8.2機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與綜合1、學(xué)會(huì)分析典型機(jī)電一體化產(chǎn)品，并能分解出各組成要素2、熟悉典型機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程，使學(xué)生加深對(duì)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)思想的理解3、能從系統(tǒng)化角度設(shè)計(jì)分析機(jī)電一體化系統(tǒng)4、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)的分析設(shè)計(jì)能力4講授自學(xué)1、2、3、4、5教學(xué)方法機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程是一門綜合性、實(shí)踐性和創(chuàng)造性較強(qiáng)的課程，采用課堂傳統(tǒng)教學(xué)、案例教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，以實(shí)際的科研課題作為主線，把科研項(xiàng)目有機(jī)的融入課程教學(xué)的各環(huán)節(jié)中，來(lái)激發(fā)、強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，逐步培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力?？己伺c成績(jī)?cè)u(píng)定機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的考核以考核學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成為主要目的，能力目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)與考核總成績(jī)中，書(shū)面考試成績(jī)占70%，平時(shí)成績(jī)占30%。成績(jī)?cè)u(píng)定評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)平時(shí)成績(jī)（30%）作業(yè)（30%）2、3、4、5考試（70%）試卷（70%）1、2、3、4、5作業(yè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)采用啟發(fā)式教學(xué)為主的教學(xué)方法，倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)小結(jié)。為鞏固基本概念、基本理論，使學(xué)生靈活掌握所學(xué)知識(shí)，活躍學(xué)習(xí)氣氛，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，在教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)安排習(xí)題課與課堂討論。在課后要多做練習(xí)多思考，重在對(duì)知識(shí)的應(yīng)用，課后練習(xí)以教材中相應(yīng)章節(jié)習(xí)題為主，要求學(xué)生按時(shí)完成。作業(yè)評(píng)價(jià)主要包含以下五個(gè)方面：①獨(dú)立完成；②按時(shí)完成；③結(jié)果準(zhǔn)確；④符合作業(yè)要求；⑤字跡清楚工整。優(yōu)（90~100）：獨(dú)立、按時(shí)完成，結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤，字跡清楚工整，設(shè)計(jì)方案合理,計(jì)算正確，符合作業(yè)要求。良（80~89）：獨(dú)立、按時(shí)完成，結(jié)果較為準(zhǔn)確，字跡清楚工整，設(shè)計(jì)方案合理,關(guān)鍵部分計(jì)算正確，符合作業(yè)要求。中（70~79）：獨(dú)立或在教師指導(dǎo)下按時(shí)完成，結(jié)果基本準(zhǔn)確，字跡清楚，設(shè)計(jì)方案較合理，計(jì)算較完整，基本符合作業(yè)要求。及格（60~69）：在教師指導(dǎo)下按時(shí)完成，結(jié)果基本準(zhǔn)確（分步驟基本正確），字跡潦草，設(shè)計(jì)方案基本可行，計(jì)算部分正確，基本符合作業(yè)要求。不及格（<60）：沒(méi)有按時(shí)完成或結(jié)果錯(cuò)誤或有抄襲現(xiàn)象。教材與參考資料[1]張君安．機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)．北京：兵器工業(yè)出版社，1997．（理論課使用教材）[2]