5-12机电一体化系统设计教学大纲.DOC

“机电一体化系统设计”课程教学大纲 英文名称：Mechatronics System Design 课程编号：MACH3450 学时：48（理论学时：16 实验学时：32 课外学时：14） 学分：2 适用对象：机械类大三、四年级本科生 先修课程：大学计算机等编著ISBN：9787040214680 机电一体化系统设计张立勋，黄筱调，王亮 主编2007-11-01，ISBN:9787040225730 课程性质和目的 性质：专业课 目的：通过本课程的学习，使学生设计思想 课程内容简介 机电一体化是在机引进电子技术主功能、功能、信息处理功能和控制功能利用来更新概念，实现结构、、的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、改善性能的要求。 教学基本要求 1.掌握机电一体化产品的设计方法和路线，了解典型机电一体化产品的构成、特点。机电一体化系统中各个结构要素在系统中的作用和它们之间的相互关系，建立机电产品的系统化设计思想机电一体化系统中的常用传动机构，常用动力驱动装置，常用计算机控制系统和常用传感器的种类和特点。 机电一体化系统含义机电一体化系统的关键技术 教学安排及教学方式 教学环节学时分配 课后环节（请打“√”） 章节数 授课 实验 上机 讨论 作业 自学 综合 大作业 其他 1.1-1.4 2 √ 第二章：机电一体化系统设计的机械部件的选择与设计 （2学时） 1.机械设计（静力学设计，运动学设计，动力学设计）特点与机电一体化设计对比分析 2.常用机械传动结构的设计及与电、液传动对比分析 3.机械执行机构的设计 4.导向、支承结构的设计 5.机电一体化系统机械设计实例 教学安排及教学方式 教学环节学时分配 课后环节（请打“√”） 章节数 授课 实验 上机 讨论 作业 自学 综合 大作业 其他 2.1-2.4 2 √ √ 第三章：机电一体化系统的驱动系统设计 机械传动机构负载的力矩特性驱动系统的驱动电路 3. 机电一体化系统的控制 机电一体化系统的电磁兼容性设计 实验 上机 讨论 作业 自学 综合 大作业 其他 3.1-3.4 2 √ √ 第四章：机电一体化系统执行元件的选择与设计（2学时） 1. 执行部件的种类、特点及基本要求。 2. 步进、直流伺服、交流伺服电机的控制与驱动方法； 3. 液压和气压伺服系统； 教学安排及教学方式 教学环节学时分配 课后环节（请打“√”） 章节数 授课 实验 上机 讨论 作业 自学 综合 大作业 其他 4.1-4.3 2 √ √ 第五章：机电一体化系统的计算机控制系统的选择与设计（4学时） 1. 计算机控制系统的设计； 2. 计算机的系统构成及种类；MCS-51系列单片机的结构特点、I/O口的扩展方法及键盘和显示器接口电路；光电隔离电路设计和信息转换电路设计（包括弱电转强电电路、数字脉冲转换电路、D/A（A/D）转换电路及电量转非电量电路）； 3. 传感器信息输入接口设计，计算机控制输出接口设计。 4. 分布式信号采集和控制处理器设计 5. 机械接口与电路接口的有机结合 教学安排及教学方式 教学环节学时分配 课后环节（请打“√”） 章节数 授课 实验 上机 讨论 作业 自学 综合 大作业 其他 5.1-5.5 4 √ √ 第六章：机电一体化系统的元、部件的特性分析（2学时） 1． 机械系统特性2． 传感器的特性分析 3 执行元件的特性分析 4 执行元件与机械结构结合的 实验 上机 讨论 作业 自学 综合 大作业 其他 6.1-6.4 2 √ √ 第七章：机电一体化系统的机电有机结合分析与设计（2学时） 1．机电一体化系统的稳态设计方法 2．机电一体化系统的动态设计方法 3．可靠性、安全性设计 实验 上机 讨论 作业 自学 综合 大作业 其他 7.1-7.3 2 √ √ 第八章：机电一体化系统设计案例分析 1. 高速数控机床电主轴设计分析 2. 汽车自动变速箱设计分析 3. 数码照相机超声波马达调焦系统设计分析 4. 磁流体减震器的设计分析 5. 流体静液做动器的设计分析 6．无人搬送小车 实验 上机 讨论 作业 自学 综合 大作业 其他 8.1-8.6 32 √ √ 实践环节（32学时） 1. 实验一：高速数控机床电主轴设计分析 学时：6 内容：（1）高速电主轴动平衡设计 （2）主轴支承及其润滑方式的合理设计 （3）主轴散热的合理设计 目的：掌握高速电主轴热态设计时的动平衡，