東北石油大學機械制造及其自動化專業(yè)教學大綱

1、東北石油大學機械制造及其自動化專業(yè)教學大綱1、專業(yè)知識及其應用1.1基礎科學與數學知識 1.1.1數學函數與極限映射與函數數列的極限函數的極限無窮小與無窮大極限運算法則極限存在準則與兩個重要極限無窮小的比較函數的連續(xù)性與間斷點連續(xù)函數的運算與初等函數的連續(xù)性閉區(qū)間上連續(xù)函數的性質導數與微分導數的概念函數的求導法則高階導數隱函數及由參數方程所確定的函數的導數相關變化率函數的微分微分中值定理與導數的應用微分中值定理洛必達法則泰勒公式函數的單調性與曲線的凹凸性函數的極值與最大值最小值函數圖形的描繪曲率方程的近似解不定積分不定積分的概念與性質換元積分法分部積分法有理函數的積分積分表的使用定積分定積分的

2、概念與性質、基本定理微積分基本公式定積分的換元法和分部積分法反常積分定積分的應用定積分的元素法定積分在幾何學上的應用定積分在物理學上的應用微分方程微分方程的基本概念可分離變量的微分方程齊次方程一階線性微分方程可降階的高階微分方程高階線性微分方程常系數齊次線性微分方程常系數非齊次線性微分方程空間解析幾何和向量代數向量及其線性運算數量積與向量積曲面及其方程 空間曲線及其方程平面及其方程空間直線及其方程多元函數微分法及其應用多元函數的基本概念偏導數全微分多元復合函數的求導法則隱函數的求導公式多元函數微分學的幾何應用方向導數與梯度多元函數的極值及其求法重積分二重積分的概念與性質二重積分的計算法三重積分

3、重積分的應用曲線積分與曲面積分對弧長的曲線積分對坐標的曲線積分格林公式及其應用對面積的曲面積分對坐標的曲面積分高斯公式斯托克斯公式無窮級數常數項級數的概念和性質常數項級數的審斂法冪級數函數展開成冪級數函數的冪級數展開式的應用傅里葉級數一般周期函數的傅里葉級數線性代數 行列式及其計算矩陣及其運算矩陣的初等變換線性方程組向量組的線性相關性相似矩陣及二次型線性空間與線性變換概率論基本概念數學期望方差協方差相關系數矩、協方差矩陣大數定律與中心極限定理 總體與樣本及樣本分布函數的分布點估計與極大似然估計估計量的評選標準區(qū)間估計正態(tài)總體均值與方差的區(qū)間估計單側置信區(qū)間 假設檢驗正態(tài)總體均值的假設檢驗正態(tài)總

4、體方差的假設檢驗 1.1.2物理質點運動學質點運動的描述圓周運動相對運動牛頓定律 牛頓第一定律牛頓第二定律牛頓第三定律力學相對性原理物理量的單位和量綱幾種常見力非慣性系與慣性系動量守恒定律和能量守恒定律質點和質點系的動量定理動量守恒定律系統(tǒng)內質量移動問題動能定理保守力與非保守力勢能功能原理機械能守恒定律彈性碰撞與非彈性碰撞能量守恒定律質心與質心運動定律剛體的運動剛體的定軸轉動力矩轉動定律轉動慣量角動量與角動量守恒定律力矩作功剛體繞定軸轉動的動能定理靜電場電荷的量子化電荷守恒定律庫侖定律電場強度電場強度通量高斯定理靜電場的環(huán)路定理電勢電勢梯度靜電場中的導體與電介質靜電場中的導體靜電場中的電介質電

5、位移電容與電容器靜電場的能量與能量密度恒定磁場恒定電流電源與電動勢畢奧-薩伐爾定律磁通量安培環(huán)路定理帶電粒子在電場和磁場中的運動載流導線在磁場中所受的力磁場中的磁介質電磁感應電磁感應定律動生電動勢與感生電動勢自感和互感磁場的能量位移電流電磁場電磁場基本方程的積分形式氣體動理論平衡態(tài)與理想氣體物態(tài)方程物質的微觀模型與統(tǒng)計規(guī)律性理想氣體的壓強公式理想氣體分子的平均平動動能與溫度的關系能量均分定理與理想氣體內能 麥克斯韋氣體分子速率分布律分子平均碰撞次數和平均自由程熱力學基礎準靜態(tài)過程功與熱量熱力學第一定律內能理想氣體的等體過程和等壓過程、摩爾熱容理想氣體的等溫過程和絕熱過程循環(huán)過程與卡諾循環(huán)致冷循

6、環(huán)熱力學第二定律的表述卡諾定理熵與熵增加原理熱力學第二定律的統(tǒng)計意義振動 簡諧運動旋轉矢量單擺和復擺簡諧運動的能量簡諧運動的合成阻尼振動受迫振動共振電磁振蕩波動機械波的幾個概念平面簡諧波的波函數波的能量與能流密度惠更斯原理波的衍射和干涉駐波多普勒效應平面電磁波聲波 超聲波 次聲波波動光學相干光楊氏雙縫干涉與勞埃德鏡光程與薄膜干涉劈尖與牛頓環(huán)光的衍射單縫衍射衍射光柵光的偏振性與馬呂斯定律反射光和折射光的偏振相對論伽利略變換式與牛頓的絕對時空觀邁克耳孫-莫雷實驗狹義相對論的基本原理與洛倫茲變換式狹義相對論的時空觀相對論性動量和能量量子物理黑體輻射與普朗克能量子假設光電效應與光的波粒二象性康普頓效應

7、氫原子的玻爾理論德布羅意波不確定關系量子力學簡介 1.1.3化學熱化學系統(tǒng)與相狀態(tài)與狀態(tài)函數過程與可逆過程化學計量數和反應進度化學反應的反應熱與焓反應標準摩爾焓變的計算化學反應的基本原理影響化學反應方向的因素化學反應自發(fā)性的判斷反應的摩爾吉布斯函數變化學反應限度的判據與化學平衡平衡常數和多重平衡規(guī)則化學平衡的計算濃度的影響和反應級數溫度的影響和阿侖尼烏斯公式反應的活化能和催化劑化學反應速率水化學電解質溶液的通性酸和堿在水溶液中的解離平衡配離子和解離平衡多相離子平衡和容度積溶度積規(guī)則及其應用電化學原電池中的化學反應原電池中的熱力學標準電極電勢能斯特方程氧化劑和還原劑相對強弱的比較氧化還原反應方向

8、的判斷氧化還原反應進行程度的衡量物質結構基礎波函數電子云多電子原子的電子分布方式和周期系化學鍵與分子間相互作用力晶體結構1.2工程科學與技術基礎知識 1.2.1固體力學靜力學約束與受力分析平面力系的合成與平衡空間力系的合成與平衡運動學點的運動學點的合成運動 剛體的簡單運動剛體的平面運動動力學質點與剛體動力學質量與動量轉動慣量與動量矩動能定理達朗貝爾原理應力與應變拉伸及壓縮剪切扭轉彎曲 組合變形和疊加原理強度理論應力狀態(tài)分析失效、安全系數和強度計算壓桿的穩(wěn)定問題 1.2.2流體力學流體的基本概念流體的主要物理性質作用在流體上的力流體靜力學流體靜壓強及其特性流體靜力學基本方程及其在工程中的應用流體

9、動力學連續(xù)性方程動量方程能量方程管流分析層流與紊流流動阻力沿程及局部損失的計算 1.2.3電學直流電路分析伏安特性電路定理復雜電路分析交流電路分析元件相量關系功率分析與計算暫態(tài)電路分析模擬電路基本元件特性認識和實踐基本放大電路分析和計算運算放大器的原理和應用穩(wěn)壓電源的原理和分析數字電路基本門電路認識和實踐組合電路分析和設計觸發(fā)器原理和分析時序電路的分析和設計模數電路的綜合分析設計 1.2.4計算機基礎微型計算機微計算機結構和組成單片機指令系統(tǒng)匯編語言與程序設計單片機片內接口和外設定時計數器串行通信口系統(tǒng)中斷管理單片機的系統(tǒng)擴展單片機存儲器擴展接口擴展外設擴展C語言編程數據類型、運算符和表達式賦

10、值、數據與格式的輸入輸出選擇結構程序設計（if/switch等）循環(huán)控制程序（for/while等）數組函數指針宏結構體與共用體位運算文件輸入輸出辦公自動化軟件WinwordExcelPowerpointInternet軟件工程計算軟件MatlabMathematics工程設計軟件AutoCADSolidWorksUG 1.2.5工程圖學工程制圖的相關國家標準投影基礎正投影法點線面的投影基本立體的投影曲線和曲面的投影組合體的投影正等軸測投影機件表示法視圖剖視圖 斷面圖簡化與規(guī)定畫法零件圖畫圖與看圖尺寸標注表面粗糙度簡介及在圖紙上的標注公差與配合簡介及在圖紙上的標注標準件與常用件裝配圖裝配圖的畫

11、圖與看圖裝配結構由裝配圖拆畫零件圖測繪徒手草圖組合體、零件及裝配體測繪計算機輔助制圖AutoCAD繪圖基礎組合體視圖、零件圖及裝配圖繪制 1.2.6運動學與機構機構結構及動力學分析機構運動簡圖繪制及自由度計算平面機構運動（軌跡、速度及加速度）綜合分析平面機構力的分析機械的效率與自鎖機械的平衡機械的運轉狀態(tài)及速度波動調節(jié)方法機構設計平面連桿機構基礎及其設計凸輪機構及設計漸開線齒輪設計斜齒輪、錐齒輪及蝸桿傳動輪系設計棘輪、槽輪等其它常用機構機構系統(tǒng)的方案設計機器人機構與運動學剛體位姿描述與齊次變換機器人機械結構機器人機構運動學機器人運動學軌跡規(guī)劃數控機床傳動機構 1.2.7工程材料工程材料分類及特

12、點金屬材料組織和性能控制晶體結構及表達方法實際金屬中的晶體缺陷組織與性能關系純金屬的結晶過程及其控制合金的結晶過程及勻晶、共晶、共析、包晶過程合金的性能與相圖的關系鐵碳合金結晶及相圖分析合金元素對鐵碳合金相圖及性能的影響塑性變形及塑變對金屬組織和性能的影響熱加工和冷加工對金屬組織和性能的影響鋼的熱處理（普通熱處理、表面熱處理及熱處理新技術）金屬材料鑄鐵與鑄鋼及其熱處理與應用合金鋼有色金屬及其合金機構零件失效形式分析機械零件失效形式機構零件選材原則典型工件的選材及工藝路線設計齒輪選材軸類零件選材 1.2.8機械控制工程反饋控制基本描述系統(tǒng)結構、原理及類型系統(tǒng)性能要求與性能指標數學模型與建模靜態(tài)模

13、型與動態(tài)模型動態(tài)模型的機理建模傳遞函數控制系統(tǒng)分析瞬態(tài)響應穩(wěn)態(tài)響應頻率特性穩(wěn)定性及其分析根軌跡圖Routh、Nyquist和Bode判據穩(wěn)定裕量控制器設計PID控制器串聯補償 前饋控制 1.2.9工程測量測試系統(tǒng)簡介測試系統(tǒng)的基本組成與發(fā)展趨勢測試裝置的靜、動態(tài)特性計算機采集系統(tǒng)香農原理典型信號特性周期信號與離散譜非周期信號與連續(xù)頻譜幾種典型信號的頻譜隨機信號特性互換性基本概念尺寸公差與基本偏差配合制、基孔制、基軸制作用尺寸、泰勒原則公差配合公差配合標注符合公差配合選用誤差誤差的概念誤差分析系統(tǒng)誤差與隨機誤差消除誤差的方法形位誤差14種形位誤差的概念、具體含義形位誤差的標注形位誤差的測量表面粗

14、糙度概念與具體含義標注與常用加工方法能達到的精度范圍機械零件的精度要求表面粗糙度的測量齒輪測量齒輪的評定指標及評定方法齒輪誤差綜合測量及評定指標漸開線齒輪公差的標注尺寸鏈尺寸鏈的概念與具體含義零件及裝配尺寸鏈的求解傳感器技術測試系統(tǒng)的中間變換器（放大電路、濾波器電路、電橋）信號模擬-數字轉換測試系統(tǒng)人機接口設計信號數據擬合與分析常用工程信號檢測位置速度檢測壓力檢測溫度檢測1.3專業(yè)工程技術知識 1.3.1 產品設計機電產品及設計可行性分析概念設計機電系統(tǒng)設計細節(jié)設計機械零件設計主要類型、性能、結構特點、應用失效分析計算準則受力分析強度、剛度計算工作能力設計結構設計運用標準、規(guī)范、手冊等技術資料

15、的基本能力面向功能的設計（DFX）面向制造的設計（DFM）面向裝配的設計（DFA）面向維護的設計面向再制造的設計面向回收（拆卸）的設計產品配置（可適應）設計 1.3.2 制造工程制造系統(tǒng)及現代制造模式FMS/CIMS/網絡化制造等機械制造系統(tǒng)CAD/CAE/CAPP/CAM等制造自動化技術可重構制造,敏捷制造,精益生產等現代制造模式金屬切削基本理論工件表面的形成方法和成形運動原理加工表面、切削用量等金屬切削的基本要素刀具結構、角度、材料、磨損、破損機理和使用壽命金屬切削過程的變形、力、熱和溫度等現象金屬切削過程參數的優(yōu)化加工裝備知識金屬切削機床的分類簡介各類機床刀具及砂輪介紹工件定位與夾緊六點

16、定位原理和定位誤差分析工件夾緊與夾具的分類簡介加工質量與控制機械加工表面質量機械加工精度、加工誤差的分析與控制零件制造的工藝過程零件毛坯的制造工藝簡介切削加工及數控加工的基本技能機械加工工藝規(guī)程設計機械裝配工藝保證裝配精度的方法裝配工藝規(guī)程簡介特種加工電火花加工和電火花線切割加工電化學加工簡介激光加工和快速成形技術簡介電子束和離子束加工簡介超聲加工簡介其它非傳統(tǒng)加工方法簡介數控加工數控加工基礎數控銑削編程原理數控銑削編程方法數控車削編程原理數控車削編程方法數控車固定循環(huán)加工數控車復合循環(huán)加工機械制造自動化成組技術、大批量生產自動化多品種中小批量生產自動化柔性制造技術上下料自動化輸料自動化 1.

17、3.3工業(yè)自動化單片機原理及應用單片機的結構和原理單片機指令系統(tǒng)及匯編語言程序設計單片機的中斷系統(tǒng)單片機的定時器及應用單片機系統(tǒng)擴展及接口技術應用系統(tǒng)配置及接口技術串行口及其串行通信機電一體化原理及應用機電一體化系統(tǒng)組成及子系統(tǒng)之間的關系傳感技術驅動執(zhí)行裝置與技術控制技術機電一體化仿真技術機電一體化產品設計電氣控制及PLC繼電器接觸器控制線路PLC結構和工作原理PLC內部等效繼電器電路PLC梯形圖和指令系統(tǒng)交直流電機結構及工作原理定轉子回路的電壓、轉矩和功率平衡方程工作特性、轉矩特性和效率特性機械特性、調速特性限流、降壓啟動能耗、再生和回饋制動電機容量選擇依據直流電機調速調壓調速弱磁調速交流電

18、機調速變頻調速變級調速變轉差率調速控制電機交流伺服電機步進電機變頻與調速變頻器結構和原理變壓變頻調速矢量變換變頻調速伺服控制系統(tǒng)直流電機伺服系統(tǒng)交流電機伺服系統(tǒng)控制系統(tǒng)設計應用機器人控制機床控制液壓與氣動液壓與氣動基本原理液壓與氣動元件的結構、工作原理與性能液壓與氣動基本回路的工作原理與特點簡單液壓傳動系統(tǒng)的設計 1.3.4石油機械鉆井設備起升系統(tǒng)旋轉系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)動力傳動系統(tǒng)控制系統(tǒng)采油設備抽油機系統(tǒng)螺桿泵系統(tǒng)電動潛油離心泵系統(tǒng)新型采油裝置井下作業(yè)設備與工具修井作業(yè)機生產井井下工具注水井井下工具打撈工具井控裝置油氣田地面工程設備集輸系統(tǒng)注入系統(tǒng) 分離處理系統(tǒng)地面工程新技術海洋石油裝備海洋鉆井設

19、備海洋油氣生產設備海洋油氣集輸系統(tǒng)水力機械離心泵往復泵新型水力機械 1.3.5工程管理當代工程及工程師社會職責科學技術的雙刃性技術、經濟、道德價值可持續(xù)發(fā)展觀公眾福利及社會安全意識當代工程相關法律法規(guī)環(huán)境保護法律法規(guī)知識產權法律法規(guī)安全、質量法律法規(guī)企業(yè)基本形態(tài)組織類型文化特征人力資源管理特征財務管理特征物流管理特征（制造類企業(yè)）企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃商業(yè)運作戰(zhàn)略技術發(fā)展戰(zhàn)略企業(yè)創(chuàng)新管理戰(zhàn)略個人職業(yè)規(guī)劃工程項目管理方案策劃過程監(jiān)控驗收規(guī)范產品開發(fā)過程管理產品生命周期概念產品開發(fā)過程產品數據管理成本模型、分析與評估質量控制與管理應用系統(tǒng)集成制造過程管理制造流程規(guī)劃與管理制造過程物流管理2、個人能力與職業(yè)素

20、質2.1工程推理和解決問題的能力2.1.1發(fā)現問題和表述問題評估數據和問題表述分析假設和偏差源把握總體目標、分清事情的主次制定解決方案（包括建模、求解析解和數字解、定性分析、實驗、不確定性分析）2.1.2建模應用假設簡化復雜的系統(tǒng)和環(huán)境選擇并應用概念性和定性模型選擇并應用定量模型與模擬2.1.3估計與定性分析估計量級、范圍、趨勢應用實驗驗證一致性和誤差（范圍、單位等）展示解析解的一般性2.1.4帶有不確定性問題的分析提取不完整和不清晰的信息應用事件和序列的概率統(tǒng)計模型工程成本效益分析和風險分析討論決策分析安排裕量和儲備2.1.5解決方法和建議綜合問題的解決方案分析解決方案的關鍵結果和測試數據分

21、析并調整結果中的偏差形成總結性建議評估解決問題過程中可以改善的地方 2.2實驗和發(fā)現知識2.2.1建立問題的假設選擇需要驗證的關鍵問題建立需要測試的假設討論對照和對照組2.2.2查詢印刷資料和電子文獻選擇文獻檢索的策略應用圖書館工具（在線檢索、數據庫、搜索引擎等）檢索并獲取信息主要信息的整理與分類信息的質量和可靠性甄別提取信息中重點和創(chuàng)新的內容找出尚未解決的研究問題列出參考文獻2.2.3實驗性的探索制定實驗概念和策略討論當人為實驗對象時應考慮的問題構建實驗執(zhí)行實驗規(guī)定和實驗步驟進行實驗測量分析和報告實驗數據對照已有模型比較實驗數據2.2.4假設檢驗與評估討論數據的統(tǒng)計有效性討論所用數據的局限性

22、形成由數據、有需求和價值支持的結論評估知識發(fā)現過程中可以改善的地方2.3系統(tǒng)思維的方法2.3.1全方位思維識別并定義一個系統(tǒng)、系統(tǒng)行為和系統(tǒng)單元應用跨相關學科的方法，保證對系統(tǒng)的全方位理解認識系統(tǒng)的社會、企業(yè)和技術的背景環(huán)境識別系統(tǒng)與外界的交互作用和對系統(tǒng)行為的影響2.3.2系統(tǒng)的顯現和交互作用討論為定義系統(tǒng)和系統(tǒng)建模所需的抽象化識別系統(tǒng)所表現的行為和功能特性（意向中和意向外的）識別系統(tǒng)單元間的重要接口認識系統(tǒng)隨時間的演化2.3.3確定主次與重點找出并區(qū)分與系統(tǒng)整體相關的全部因素找出整體系統(tǒng)中的驅動因素解釋為解決驅動問題所進行的資源分配2.3.4解決問題時的妥協、判斷和平衡找到系統(tǒng)的緊張關系和

23、用妥協方法去解決問題的因素選擇并使用解決問題的辦法，通過平衡各種因素消除緊張關系，優(yōu)化整體系統(tǒng)對比性描述系統(tǒng)在生命周期內的靈活解和最優(yōu)解評估系統(tǒng)思維過程中可以改進的地方2.4個人能力和態(tài)度2.4.1主動性與愿意承擔風險的態(tài)度看到主動采取行動的必要性和機會討論一個行動所帶來的利益和風險解釋啟動項目的方法和時機以適當的行動展示開拓新生事物的領導才能采取明確行動、做出結果、總結工作2.4.2執(zhí)著追求與變通能力有自信、有激情、熱愛事業(yè)強調努力和緊張工作、關注細節(jié)的重要性展示具有應變能力愿意并且能夠獨立工作愿意與他人合作，考慮和接受各種觀點能接受并正面對待批評平衡個人生活和職業(yè)工作2.4.3 創(chuàng)造性思維

24、能力具有概念化和抽象化能力具有綜合和通用化能力解釋發(fā)明過程討論創(chuàng)造性在藝術、科學、人文與技術中的作用2.4.4 批判性思維分析問題選擇邏輯論點和解決方法評價支持證據找出有矛盾的觀點、理論和事實找出邏輯謬誤驗證假設與結論2.4.5了解自己的知識、能力和態(tài)度描述個人的能力、興趣、強項與弱點討論個人的能力范圍以及在自我改善主要弱點方面的責任討論知識的深度和廣度的重要性2.4.6 求知欲和終身學習能力討論繼續(xù)自我教育的動力展示自我教育的能力討論個人的學習風格討論與導師建立關系2.4.7 時間和資源的管理方法與能力討論任務安排的主次解釋任務的重要性和/或緊迫性解釋有效地執(zhí)行任務2.5 職業(yè)能力和態(tài)度培養(yǎng)

25、2.5.1 職業(yè)道德、正直、責任感并勇于負責的態(tài)度展示個人的道德標準和原則具有敢于為堅持原則而承擔風險的勇氣了解職業(yè)道德要求之間產生沖突的可能性理解和接受出錯，但犯錯者必須承擔責任實事求是地承認合作者的工作對工作盡職盡責2.5.2 職業(yè)行為培養(yǎng)討論職業(yè)舉止解釋職業(yè)禮儀認識國際慣例和人際交往習慣2.5.3 主動規(guī)劃個人職業(yè)生涯討論個人職業(yè)發(fā)展的愿景說明職業(yè)人際關系網絡認識自己所具備的職業(yè)能力范疇2.5.4 與世界工程發(fā)展保持同步討論科學新發(fā)現可能帶來的影響描述新技術和創(chuàng)新對社會和技術發(fā)展的影響討論對現有工程實踐和技術的熟悉程度解釋工程理論與工程實踐的聯系3、團隊工作與溝通能力3.1 團隊工作3.1.1 如何組建有效的團隊了解團隊形成的步驟和生命周期解釋任務和團隊工作過程分清團隊的作用與責任分析每個