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《机电一体化系统设计》教学大纲

Electro-hydraulicControlTechnology

课程代码：Z114105学时：32学分：2

理论学时：32实验或讨论学时：0

适用专业：机电一体化技术、数控技术

课程性质：选修

撰稿人：倪晓梅审定人：李国平

一、课程说明

（一）课程性质、地位与任务

本课程是一门专业选修课，是在先修课程基础上从系统工程观点出发，研究组成机电一体化产品的各要素之间的关系，使局部与整体协调配合，实现系统的目的功能。通过本课程的学习，应使学生掌握从机电一体化的角度对各相关技术及其相互之间联系的基本原理与应用方法，使学生清楚的认识到先修课程是机电一体化系统的基本要素，培养学生运用基础理论理解实际问题的综合能力，培养学生具有设计机电一体化产品的能力，培养学生使用，维修机电产品的能力。使学生掌握机电一体化系统设计的基本方法。

课程教学的基本要求

1.对本课程的学习，使学生了解机电一体化的基本概念及含义，从系统角度掌握机电一体化技术体系；

2.要求掌握传动的转动惯量的计算、传动刚度计算，力矩计算，以及加速控制及制动控制分析；

3.要求掌握滚珠丝杠副机械传动装置的设计计算及选用；

4.掌握几种常用的机械测量检测传感器；

5.掌握常用的直流伺服电机，交流伺服电机以及步进电机的特性及选用；

6.掌握几种常用的总线及接口；掌握单片机原理和特点；掌握PLC可编程序控制器的原理及特点。

（三）课程教学改革

1.教学内容的改革

机电一体化系统设计内容多，涉及面广，综合性强。因此，要根据教学大纲要求，精选教学内容，制定合理的教学计划，达到最佳的教学效果。首先，透彻讲述机电一体化的概念、体系结构等。本部分内容对学生建立机电一体化系统设计框架，有高屋建瓴的作用。其次，对各单元技术的讲解，要分明主次，增删结合。第三，重点引导学生运用所学知识进行系统设计，可采用较多课时，分析实际系统的设计过程。

教学方法的改革

采用多媒体教学与师生互动的教学方法，多媒体是目前广泛使用的教学手段，其特点是利用多媒体制作文字、图片、声音甚至动画演示。它不仅带给学生很强的视觉、听觉冲击，吸引其注意力，而且能在短时间内给学生输送大量的信息。传统的讲述式教学，容易使学生疲惫，可以让学生参与课堂。在课程过半以后，老师给学生布置设计性的大作业，让每个学生根据所学知识，设计一机电一体化产品，在每次上课前几分钟，由学生讲解设计过程。这既能督促学生利用课余时间，查阅文献资料，加深课堂知识的理解，又能活跃课堂气氛，强化课堂效果。

二、教学内容与学时分配

第一章绪论2学时

第一节机电一体化的基本定义

知识点：机电一体化的基本概念及含义。

机电一体化系统的基本功能要素

知识点：机电一体化系统的共性关键技术及功能构成。

第三节机电一体化系统的相关技术

第四节机电一体化系统设计的目标和方法

知识点：机电一体化系统设计程序、流程、准则和规律以及现代设计方法。

本章小结

重点：机电一体化的基本概念；机电一体化系统的共性关键技术及功能构成；机电一体化系统设计的考虑方法和设计类型；机电一体化系统设计程序、流程、准则和规律以及现代设计方法。

难点：机电一体化系统的共性关键技术及功能构成；机电一体化系统设计的考虑方法和设计类型；机电一体化系统设计程序、流程、准则和规律以及现代设计方法。

建议教学方法：多媒体教学和板书结合、理论与实际结合的多种教学方法。

第二章机械系统设计8学时

第一节机械系统数学模型的建立2学时

知识点：机械转动系统和机械移动系统的基本元件；机械系统数学模型建立的方法。

机械传动系统的特性2学时

知识点：转动惯量、摩擦、阻尼、刚度、谐振频率、间隙的基本概念和对机械系统特性的影响；各种常见的机械系统间隙的消除方法。

机械传动装置4学时

知识点：齿轮总传动比的确定；齿轮各级传动比的确定原则；齿轮传动间隙消除的方法。同步齿形带传动、滚动螺旋传动、谐波齿轮减速器的原理。滚珠丝杠副机械传动装置的设计选用。

本章小结

重点：传动的转动惯量的计算；传动刚度