(1.1)-機電系統(tǒng)大綱機電系統(tǒng)設(shè)計

機電系統(tǒng)設(shè)計MechatronicsSystemDesign課程基本信息課程編碼1014課程名稱機電系統(tǒng)設(shè)計學(xué)分3總學(xué)時48講課學(xué)時48上機學(xué)時0實驗學(xué)時0課程類別數(shù)學(xué)與自然科學(xué)□人文社會科學(xué)□工程基礎(chǔ)□專業(yè)基礎(chǔ)□專業(yè)課√先修課程機械原理、機械設(shè)計、控制工程基礎(chǔ)、工程測試技術(shù)、機械制造工程學(xué)、互換性與測量技術(shù)、微機控制技術(shù)等適用專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化開課單位機電工程學(xué)院課程性質(zhì)與目的機電系統(tǒng)設(shè)計是機械設(shè)計制造及其自動化和機械電子工程專業(yè)的一門核心課，是培養(yǎng)學(xué)生將機械設(shè)計理論、控制理論、測試技術(shù)、電氣技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)知識在自動化、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)化觀點出發(fā)，掌握機電產(chǎn)品的總體設(shè)計思想，理解控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、伺服機械傳動及機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理和方法，了解各項技術(shù)之間的接口關(guān)系及發(fā)展趨勢，能運用所學(xué)知識對復(fù)雜的機電一體化產(chǎn)品進行分析、設(shè)計、維護、改造的能力。課程目標及其對畢業(yè)要求的支撐課程目標課程目標1：學(xué)會結(jié)合文獻資料，了解機電系統(tǒng)的發(fā)展歷史、當(dāng)前研究的熱點及發(fā)展趨勢；掌握機電系統(tǒng)的組成要素及各要素的主要功能，熟悉機電產(chǎn)品開發(fā)工藝流程；課程目標2：具有復(fù)雜機電一體化系統(tǒng)的總體設(shè)計能力和總體方案的論證分析能力；課程目標3：掌握控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)分析設(shè)計方法，具有伺服驅(qū)動裝置選型計算的能力；課程目標4：能設(shè)計滿足特定需求的伺服機械傳動系統(tǒng)及機械結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)在設(shè)計環(huán)節(jié)中的創(chuàng)新意識；課程目標5：具備解決實際生產(chǎn)中機電一體化產(chǎn)品的問題識別、改進等問題的能力。課程目標與畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求課程目標123451-4具有解決復(fù)雜機械工程問題所需的專業(yè)知識，并將數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識應(yīng)用于機電產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計、制造及改進中。2-1能夠?qū)?fù)雜機械工程問題進行識別與分解。0.40.62-3能夠結(jié)合文獻對復(fù)雜機械工程問題進行研究、分析，并獲得有效結(jié)論。13-1能夠針對復(fù)雜機械工程問題進行分析并提出解決方案。0.50.53-2能夠?qū)Ψ桨高M可行性分析與論證，并考慮社會、健康、安全、法律、文化及環(huán)境因素。0.23-3能夠設(shè)計滿足特定需求的機電系統(tǒng)、機械零部件及制造工藝，在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。1教學(xué)內(nèi)容及安排序號教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)的課程目標課內(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機電系統(tǒng)簡介1.3機電系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)1.4機電系統(tǒng)設(shè)計工作的組織1.5機電產(chǎn)品的分類和發(fā)展趨勢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；熟悉它們在機電一體化系統(tǒng)中的作用3、學(xué)會查閱文獻，了解機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展歷史、當(dāng)前研究的熱點及發(fā)展趨勢4、熟悉機電一體化產(chǎn)品開發(fā)流程4講授自學(xué)12第2章機電系統(tǒng)總體設(shè)計2.1機電系統(tǒng)原理方案設(shè)計2.2機電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計2.3總體布局與環(huán)境設(shè)計2.4機電系統(tǒng)總體方案的設(shè)計步驟2.5機電系統(tǒng)設(shè)計舉例1、熟練掌握機電系統(tǒng)總體設(shè)計的基本方法，包括總體原理方案的構(gòu)思，總體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計及總體布局與環(huán)境設(shè)計2、培養(yǎng)學(xué)生總體方案設(shè)計及分析論證能力8講授作業(yè)23第3章控制系統(tǒng)的設(shè)計3.1控制系統(tǒng)的概述3.2計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計及選型1、了解常用控制系統(tǒng)的特點及選型2、具有計算機控制系統(tǒng)的分析設(shè)計的能力4講授自學(xué)34第4章伺服系統(tǒng)驅(qū)動選型與設(shè)計4.1伺服驅(qū)動裝置分類及特點4.2步進電動機伺服驅(qū)動4.3直流伺服電動機伺服驅(qū)動4.4交流伺服電動機伺服驅(qū)動1、了解伺服驅(qū)動系統(tǒng)的分類及特點2、理解伺服驅(qū)動裝置的工作原理和參數(shù)設(shè)計3、具有伺服驅(qū)動裝置選型計算的能力8講授作業(yè)35第5章機械傳動子系統(tǒng)的設(shè)計5.1傳動裝置概述5.2滾珠絲杠螺母副傳動設(shè)計與計算5.3無側(cè)隙齒輪傳動設(shè)計5.4諧波齒輪傳動5.5同步齒形帶傳動5.6聯(lián)軸裝置5.7伺服機械傳動系統(tǒng)設(shè)計1、了解常用伺服機械傳動裝置及特點2、熟悉機械傳動系統(tǒng)的慣量、摩擦、阻尼、剛度、間隙等參數(shù)對傳動系統(tǒng)特性的影響3、掌握伺服機械傳動系統(tǒng)設(shè)計指標和設(shè)計步驟4、學(xué)會滾珠絲杠螺母副傳動設(shè)計與計算5、掌握諧波齒輪、同步帶傳動的特點及選型計算方法6、能分析設(shè)計伺服機械傳動系統(tǒng)，培養(yǎng)設(shè)計中的創(chuàng)新能力10講授作業(yè)46第6章機械結(jié)構(gòu)設(shè)計6.1導(dǎo)軌的設(shè)計6.2主軸組件的設(shè)計6.3支承件的設(shè)計1、了解機電系統(tǒng)中主要的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計2、掌握各類導(dǎo)軌的原理和特點，具有分析設(shè)計導(dǎo)軌的能力3、理解主軸在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要性，具有分析設(shè)計主軸的能力，培養(yǎng)設(shè)計中的創(chuàng)新能力4、掌握機電系統(tǒng)支承件設(shè)計的要求及設(shè)計原則6講授作業(yè)47第7章檢測裝置選型與設(shè)計7.1概述7.2位移檢測裝置7.3速度檢測裝置7.4常用傳感器及應(yīng)用1、了解定位與檢測裝置的分類，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)計檢測電路的能力4講授自學(xué)38第8章典型機電一體化系統(tǒng)設(shè)計8.1典型機電一體化系統(tǒng)分析實例8.2機電一體化系統(tǒng)設(shè)計與綜合1、學(xué)會分析典型機電一體化產(chǎn)品，并能分解出各組成要素2、熟悉典型機電系統(tǒng)產(chǎn)品的設(shè)計過程，使學(xué)生加深對系統(tǒng)化設(shè)計思想的理解3、能從系統(tǒng)化角度設(shè)計分析機電一體化系統(tǒng)4、培養(yǎng)學(xué)生對關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)的分析設(shè)計能力4講授自學(xué)1、2、3、4、5教學(xué)方法機電系統(tǒng)設(shè)計課程是一門綜合性、實踐性和創(chuàng)造性較強的課程，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，以實際的科研課題作為主線，把科研項目有機的融入課程教學(xué)的各環(huán)節(jié)中，來激發(fā)、強化學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，逐步培養(yǎng)學(xué)生的機電系統(tǒng)設(shè)計能力?？己伺c成績評定機電系統(tǒng)設(shè)計課程的考核以考核學(xué)生能力培養(yǎng)目標的達成為主要目的，能力目標達成評價與考核總成績中，書面考試成績占70%，平時成績占30%。成績評定評價環(huán)節(jié)課程目標平時成績（30%）作業(yè)（30%）2、3、4、5考試（70%）試卷（70%）1、2、3、4、5作業(yè)評分標準采用啟發(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，活躍學(xué)習(xí)氣氛，增強學(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，重在對知識的應(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)生按時完成。作業(yè)評價主要包含以下五個方面：①獨立完成；②按時完成；③結(jié)果準確；④符合作業(yè)要求；⑤字跡清楚工整。優(yōu)（90~100）：獨立、按時完成，結(jié)果準確無誤，字跡清楚工整，設(shè)計方案合理,計算正確，符合作業(yè)要求。良（80~89）：獨立、按時完成，結(jié)果較為準確，字跡清楚工整，設(shè)計方案合理,關(guān)鍵部分計算正確，符合作業(yè)要求。中（70~79）：獨立或在教師指導(dǎo)下按時完成，結(jié)果基本準確，字跡清楚，設(shè)計方案較合理，計算較完整，基本符合作業(yè)要求。及格（60~69）：在教師指導(dǎo)下按時完成，結(jié)果基本準確（分步驟基本正確），字跡潦草，設(shè)計方案基本可行，計算部分正確，基本符合作業(yè)要求。不及格（<60）：沒有按時完成或結(jié)果錯誤或有抄襲現(xiàn)象。教材與參考資料[1]張君安．機電一體化系統(tǒng)設(shè)計．北京：兵器工業(yè)出版社，1997．（理論課使用教材）[2]