教学基本内容与要求

教学基本内容与要求

第一章绪论(1.1~1.5)

(1)教学目的和要求

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。

(2)主要教学内容

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。

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。

机电一体化(技术)的发展历史和主要研究方向与领域。

机电一体化系统的构成要素——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。

机电一体化系统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。

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。

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。

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。

(3)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。

(4)教学难点与处理方法

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。

教学处理方法：基于机电一体化系统构成，以网络信号传递方式系统分析讲解机电一体化系统(产品)的构成要素和主要功能；结合传统机电一体化系统(产品)的研发特点讲述机电一体化系统设计的基本流程和评价体系。

第一章绪论(第1.6~1.10节)

(1)教学目的和要求

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；了解机电一体第系统(产品)的设计程序、准则和规律；机电一体化系统(产品)的开发过程；机电一体化系统(产品)设计与现代设计方法的关系。

(2)主要教学内容

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。

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——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。

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。

(3)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。

(4)教学难点与处理方法

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及各种现代设计方法的初步认知。

教学处理方法：结合机电一体化系统(产品)现代设计方法的特点与发展趋势，工业生产和日常生活产品中的实例，重点讲述机电互补法、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。

(5)课外习题要点

复习巩固机电一体化涵义、目的、特征、基本组成要素及可实现哪些功能；工业三大要素和机电一体化三大效果(要素)的内涵；电一体化系统设计的设计思想、方法；开发性设计、变异性设计、适应性设计之间的关系与异同。

题量4~5题——祥见本课程教案或教学日历。

第二章机电一体化系统机械系统部件的选择与设计(2.1~2.2)

(1)教学目的和要求

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。

(2)主要教学内容

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)。

机械传动部件的选择与设计——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。

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。

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