机电一体化系统设计教案.doc
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机电一体化系统设计教案.doc
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四川理工学院教案
课程名称
机电一体化系统设计
授课
年级
专业
班级
(1)机械设计制造及自动化(机电方向)
机电本科2004级01/02/03班(必修考试)
课程类型
必修课(√)选修课()
考核方式
考试(√)考查(√)
课程教学
总学时数
56学时
学分数
3学分
学时分配
理论课56学时;实践课0学时;
教材名称
机电一体化系统设计
作者
张建民
出版社及
出版时间
高等教育出版社
2001年第2版
2004年第4次印刷
参考书目
书名
作者
出版社及出版时间
机械电子系统设计(英文版)
DevdasShetty
机械工业出版社2004年5月
机电系统设计
赵先仲
机械工业出版社2004年5月
授课教师
何庆中
职称
教授
系
机电工程系
2007年7月
章节
名称
第一章总论第1.1~1.5节
授课
类别
理论课(√);实验课()
教学
时数
4学时
教学
目的
及
要求
了解和认知机电一体化(技术)的内涵、定义或解释,研究的主要目的和发展历史和方向;机电一体化系统设计研究的主要方向和应用特点;机电一体化系统设计的基本要素,以及与工业设计基本要素之间的关系;主要构成和功能特征;各基本要素相互联系的核心技术问题——接口技术;机电一体化系统设计的基本流程、方法和评价体系。
教学内容提要
备注
(1)机电一体化(技术)的内涵、定义或解释——原创性技术和变异性设计理念
(2)机电一体化(技术)设计研究的主要目的
在机械系统主功能、动力功能、信息功能和控制功能基础上,引入微电子技术、传感技术、计算机技术、自动控制理论,增强传统机械系统(产品)的附加值和自动化应用领域。
(3)机电一体化(技术)设计研究的主要内容(基本要素)
主要研究“省能源、省资源、智能化”三大基本要素,以及如何应用交叉学科的基础理论知识解决机电一体化(技术)设计中的核心技术问题——接口技术。
(4)机电一体化(技术)的发展历史和主要研究方向与领域。
(5)机电一体化系统(产品)的构成要素
机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感系统、执行控制系统(元件)组成的五大构成要素或子系统;实现机电一体化系统三大目的功能所具有的两大重要特征——以能源转换为主和以信息转换为主的功能特征。
(6)机电一体化系统(产品)应具有的主要功能要素
主功能、信息功能、控制功能、动力功能、构造功能。
(7)机电一体化(技术)设计中各子系统相互匹配的核心问题——接口技术
接口技术的定义、分类、输入/输出功能,主要研究内容和途径。
(8)机电一体化系统设计的基本流程
确定产品规格、性能指标—→系统功能部件、基本要素的划分—→接口设计;综合评价或系统评价—→可靠性复查—→试制与调试。
(9)机电一体化系统设计的评价体系
以系统主功能、信息功能、控制功能、动力功能、构造功能和规格、性能指标进行综合评价。
2学时
2学时
教学重点
难点
教学重点:
机电一体化(技术)的内涵、定义,研究目的,“省能源、省资源、智能化”三大基本要素,接口技术问题,机电一体化系统(产品)的构成要素和主要功能,设计的基本流程和评价体系。
教学难点:
接口技术问题,机电一体化系统(产品)的构成要素和主要功能,设计的基本流程和评价体系为学生认识和掌握的知识重点。
教学组织与设计
教学过程的组织
每次课第一节课开始,学生教师互动相互尊重人性化管理加强课堂纪律的整理;在多媒体教学手段应用的基础上,充分发挥传统教学方法(板书教学与互动)的特点,引用互动提问式教学方法,传递尽可能多的信息,并用实践应用实例和科研项目实例支撑教学重点,图文并茂,尽可能让每一位学生进入教学认知过程中来。
相互尊重,人性化组织教学过程是基础。
用消化理解的简易易懂语言表述,吸引和增强学生的学习能动性是完成教学任务的最好手段。
讨论作业习题的安排
教学手段的应用
多媒体教学手段与传统教学方法(板书教学与互动)相融合的教学手段的应用,将贯穿与整个教学过程中。
参考资料
教学实施小结
章节
名称
第一章总论第1.6~1.10节
授课
类别
理论课(√);实验课()
教学
时数
4学时
教学
目的
及
要求
掌握机电一体化系统设计方法:
一般原则(在充分发挥机电一体化的三大效能省能源、省资源、智能化,提高系统的附加价值的基础上,实现机电系统(产品)的自动化操作,即机电互补法、机电结合(融合)法、机电组合法;掌握机电一体化系统(产品)设计的类型:
开发性设计、适应性设计、变异性设计;了解机电一体化系统(产品)的设计程序、准则和规律;机电一体化系统(产品)的开发工程;机电一体化系统(产品)设计与现代设计方法的关系。
教学内容提要
备注
(1)机电一体化系统设计的基本方法
掌握在充分发挥机电一体化的三大效能省能源、省资源、智能化,提高系统的附加价值,实现机电系统(产品)的自动化操作,即机电互补法、机电结合(融合)法、机电组合法。
(2)掌握机电一体化系统(产品)设计的类型
开发性设计、适应性设计、变异性设计。
(3)了解机电一体化系统(产品)的设计程序、准则和规律
设计程序:
总体方案设计、部件(或关键零件)选择与设计、技术设计与工艺性设计、标准化设计、生产制造试验验收技术条件的制定,达到可靠性、适应性、完善性为设计目标。
(4)机电一体化系统(产品)设计与现代设计方法
机电一体化系统(产品)设计的特点;现代设计方法手段和特点;两者相互融合的必要性和优势;现代设计方法的基本类型:
计算机辅助设计与制造(CAD/CAM),并行工程(CE——全寿命周期设计方法),虚拟产品设计,快速响应设计,绿色环保产品设计,反求设计,网络协同合作设计等。
2学时
2学时
教学重点
难点
教学重点:
机电互补法、机电结合(融合)法、机电组合法;开发性设计、适应性设计、变异性设计理念和方法;机电一体化系统(产品)设计与现代设计方法的关系。
教学难点:
机电一体化系统(产品)设计与现代设计方法的关系以及各种现代设计方法的初步认知。
教学组织与设计
教学过程的组织
每次课第一节课开始,学生教师互动相互尊重人性化管理加强课堂纪律的整理;在多媒体教学手段应用的基础上,充分发挥传统教学方法(板书教学与互动)的特点,引用互动提问式教学方法,突出教学重点,图文并茂,尽可能让每一位学生更好地认知教学过程中的难点。
相互尊重,人性化组织教学过程是基础。
用消化理解的简易易懂语言表述,吸引和增强学生的学习能动性是完成教学任务的最好手段。
讨论作业习题的安排
课外作业:
1题:
机电一体化涵义、目的、特征、基本组成要素及可实现哪些功能。
2题:
工业三大要素指的是什么?
机电一体化三大效果指的是什么?
3题:
机电一体化接口功能有哪些?
根据不同接口功能试说明接口种类。
4题:
说明机电一体化系统设计的设计思想、方法。
5题:
开发性设计、变异性设计、适应性设计有何异同?
6题:
简述机电一体化设计方法与现代设计方法之间的关系。
教学手段的应用
多媒体教学手段与传统教学方法(板书教学与互动)相融合的教学手段的应用,将贯穿与整个教学过程中。
参考资料
教学实施小结
章节
名称
第二章机电一体化系统机械系统部件的选择与设计第2.1节
授课
类别
理论课(√);实验课()
教学
时数
4学时
教学
目的
及
要求
掌握机电一体化系统机械部分设计或选择的特点,目的,基本功能和基本要求;丝杠螺母机构的基本形式;滚珠丝杠传动部件及其要求;齿轮传动部件及其要求;了解挠性传动部件和间歇传动部件。
教学内容提要
备注
机电一体化系统机械部分设计或选择的特点
掌握机电一体化系统机械部分与一般机械系统机械部分相比所具有的特殊要求(四点);达到这些特殊要求可采取的主要措施(五点)。
第2.1节机械传动部件的选择与设计
(1)机械传动部件的基本功能、目的、要求
基本功能:
实现能量(动力)和运动形式的转换——工作机和信息机。
目的:
实现执行元件与负载之间的匹配——能量(动力)和运动匹配。
基本要求:
精密化,高速化,小型化,轻量化。
(3)丝杠螺母机构的基本形式
丝杠螺母机构的主要作用;分类:
滑动和滚动丝杠螺母机构(包括结构和功能特点);丝杠螺母机构的主要结构传动形式:
螺母固定丝杠转动并移动、丝杠转动螺母移动、螺母移动丝杠移动、丝杠固定螺母转动并移动,以及差动传动等。
(4)滚珠丝杠传动部件及其要求
滚珠丝杠传动部件的组成及结构特点;滚珠丝杠传动副的典型结构(滚道截面形状、滚珠的循环方式);滚珠丝杠传动副轴向间隙的调整和预紧(双螺母螺纹预紧调整、双螺母垫片式预紧调整、双螺母齿差式预紧调整、弹簧式自动预紧调整、单螺母变导程预紧调整);滚珠丝杠副支承方式(四种);轴承组合安装支承结构;滚珠丝杠副结构形式的确定与选择方法(单圆弧螺纹滚道的单螺母丝杠副,单圆弧螺纹滚道的双螺母丝杠副,双圆弧螺纹滚道的双螺母丝杠副)等。
(5)齿轮传动部件
齿轮传动的典型结构形式;齿轮传动最佳传动比配置的基本要求;各级传动比最佳分配原则;齿轮传动间隙的调整方法(偏心套筒或偏心轴齿侧间隙调整法,轴向垫片齿侧间隙调整法,双片薄齿轮错齿齿侧间隙调整法)。
(6)挠性传动部件
(7)间歇传动部件
2学时
2学时
教学重点
难点
教学重点:
滚珠丝杠传动副的典型结构(滚道截面形状、滚珠的循环方式);滚珠丝杠传动副轴向间隙的调整和预紧;滚珠丝杠副结构形式的确定与选择方法;齿轮传动最佳传动比配置的基本要求;各级传动比最佳分配原则;齿轮传动间隙的调整方法。
教学难点:
滚珠丝杠传动副的典型结构(滚道截面形状、滚珠的循环方式);滚珠丝杠传动副轴向间隙的调整和预紧;齿轮传动间隙的调整方法。
教学组织与设计
教学过程的组织
每次课第一节课开始,学生教师互动相互尊重人性化管理加强课堂纪律的整理;在多媒体教学手段应用的基础上,充分发挥传统教学方法(板书教学与互动)的特点,引用互动提问式教学方法,传递尽可能多的信息,并用实践应用实例和科研项目实例支撑教学重点,图文并茂,尽可能让每一位学生进入教学认知过程中来。
重点讲解引导学生掌握滚珠丝杠传动副轴向间隙的调整和预紧和齿轮传动间隙的调整方法。
应用讲解、提示、引导相结合的教学组织形式。
讨论作业习题的安排
教学手段的应用
多媒体教学手段与传统教学方法(板书教学与互动)相融合的教学手段的应用,将贯穿与整个教学过程中。
参考资料
教学实施小结
章节
名称
第二章机电一体化系统机械系统部件的选择与设计第2.2节
授课
类别
理论课(√);实验课()
教学
时数
4学时
教学
目的
及
要求
掌握导轨副的组成、主要类型及其应满足的要求;常见导轨副组合与间隙调整、特点;导轨副材料的选择及其机械
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 机电 一体化 系统 设计 教案