机械设计制造及其自动化专业课程教学大纲.doc

机械设计制造及其自动化专业课程教学大纲机械设计制造及其自动化教研室目 录电气控制技术课程教学大纲1互换性技术基础课程教学大纲7机电一体化原理及应用课程教学大纲12机械测试技术基础课程教学大纲19机械控制工程课程教学大纲24机械设计工程学课程教学大纲29机械制造工程学课程教学大纲35机械制造自动化课程教学大纲42液压与气动课程教学大纲47数控加工技术课程教学大纲53特种加工课程教学大纲57专业英语课程教学大纲62电气控制技术及plc课程教学大纲67机电传动控制课程教学大纲73单片机原理及其应用课程教学大纲80水力机械课程教学大纲86石油钻采机械课程教学大纲91振动测试技术课程教学大纲96金属工艺学课程教学大纲101机械制造基础课程教学大纲110制造技术基础课程教学大纲116电气控制技术课程教学大纲课程编号：04011001课程名称：电气控制技术英文名称：electromechanical control课程类型：专业限选课课程性质：专业课总 学 时：48 讲课学时：42 实验（实践）学时：6学分：3适用对象: 机械设计制造及其自动化专业先修课程：大学计算机基础、电工与电子技术基础、制造技术基础一、编写说明（一）制定大纲的依据电气控制技术课程教学大纲是执行机械制造自动化专业人才培养计划、实现培养目标要求的教学指导性文件，是编写教材、组织教学、进行课堂教学质量评价和教学管理的重要依据。本大纲严格依据大庆石油学院本科生课程教学大纲的管理规定，并结合课程自身特点制定。（二）课程简介本课程为机械制造自动化专业机电控制方向的专业课程，是一门实践性强、应用广泛的课程。尤其是plc控制技术，将成为工业自动化的三大技术支柱之一。其任务是使学生熟悉常用的电器控制技术，可编程序控制器组成的逻辑控制技术。本课程从工程应用出发，主要介绍：常用低压电器的工作原理及使用，电路控制线路基本环节设计的原则和方法，典型生产机械电气控制线路的分析，可编程序控制器的组成结构、工作原理、指令系统、编程方法、plc控制系统的设计与维护、应用实例等。（三）课程的地位与作用电气控制技术是研究常用低压电器、plc的结构、工作原理及应用技术，在工业中有着不可替代的作用，可与计算机技术和作用相媲美。通过本课程的学习，可以加强学生机电结合和机械创新意识，提高解决问题能力和动手能力，并从本质上提升我校机械专业学生的培养层次。（四）课程性质、目的和任务电气控制技术是机械设计制造及自动化专业学生必修的一门专业基础课。该课程主要研究工厂常用执行装置的控制以及机械自动化中执行部件的行为控制，是本专业的一门核心技术课。该课程涵盖工厂电气和可编程序控制器两大部分内容。工厂低压配电内容一方面可以使学习者掌握常规配电问题，另一方面为进一步学习可编程序控制器的内容打下基础。通过本课程的学习，学生可以掌握机械自动化的控制方式和控制环节，对于提高本专业学生的就业竞争力和工作适用能力奠定基础。本课程的最终目标为培养出本行业内具有强设计能力、动手能力和创新能力的高级工程技术人才。（五）与其他课程的联系本课程应在学习了计算机文化基础、电工与电子技术基础、制造技术基础等课程之后进行教学，并可与单片机、交直流调速系统等课程相结合进一步学习。（六）对先修课的要求学生应该先期掌握下列课程的基本内容：大学计算机基础：计算机的功能与特点；计算机的分类与应用；数制间的转换方法与规则、数据在计算机中的表示方法；计算机系统的组成，主要包括：硬件/软件的组成及功能，微型计算机主机与外部设备的组成、各部件的功能；主机与外部设备的连接方法；计算机的基本操作与维护等。同时，要学习了解计算机网络的基础知识，计算机网络的发展、功能、网络协议、网络的类型及计算机网络系统的组成；以internet为主，掌握计算机网络应用技术。电工与电子技术基础：掌握电路的基本组成及各部分的作用、正弦交流电路的基本理论和基本分析方法；三相交流电的概念和三相电源的星形、三角形连接方式、铁心线圈、磁路。了解异步电动机的基本知识；三相异步电动机的起动、调速和制动；数字电路的基本概念；门电路输出和输入之间的逻辑关系；时序逻辑电路的分析方法；了解数/模和模/数转换器的基本概念等。制造技术基础：制造工艺设备、切削过程及控制、机械加工质量分析与控制、特种加工、典型表面加工工艺、工艺规程设计和先进制造技术等。二、大纲内容绪 论（一）教学目的和任务 了解电气控制技术的发展概况；了解可编程控制器的产生和发展，及其在国民生产、生活上的应用。了解本课程学习的主要内容；本课程的性质与任务。（二）教学基本要求 1、了解低压电的产生、输送、转换和利用过程；2、了解低压电器在工农业生产和居民生活领域内的应用；3、理解电气控制技术与自动化生产之间的紧密联系；4、掌握电气控制技术的概念；5、了解本课程的性质和基本学习任务、学习方法。（三）教学重点和难点 重点：电气控制技术的概念；plc的概念。难点：电气控制技术与电工学、计算机技术等学科的区别与联系。（四）教学建议与说明 1、课程进行前，应针对机械自造自动化专业先期课程特点，通过工农业、生活等方面的例子引入电气控制技术的概念，以增强感性认识，从控制理论、计算机理论等方面提高学生认知能力。2、要求学生学习期间有针对性的复习计算机硬件基础、电工学等基础课程知识（五）教学内容 1、课程简介及电气控制技术发展概况；2、电气控制技术课程的性质与任务；3、电气控制技术的概念；4、电气控制技术与plc之间的关系。第一篇 工厂电气技术（一）教学目的和任务了解常用低压电器的结构、工作原理及应用，领会电路控制线路基本环节设计的原则和方法，会利用基本知识对典型机械电气控制线路进行分析。（二）教学基本要求 1、熟悉常用工厂电器的分类、结构、工作原理、特性及应用。2、掌握手动电器、自动电器的结构、图符（新国标）及其工作原理。3、理解电气原理图的概念，掌握电气图类型、绘制原则和要求。4、掌握继电接触器基本控制电路，及其在三相异步电动机控制过程中的应用。5、掌握继电接触器控制系统基本分析和设计能力，特别是掌握典型电气控制电路的分析和设计能力。(三)教学重点和难点1、电气控制电路的读图与分析。2、电气控制电路的设计；电气图的绘制。（四）教学建议与说明1、电机的直启停控制线路、降压启动控制线路、顺序动作控制线路、制动控制线路的学习，必须对三相异步电动机知识进行复习。2、控制环节基本实验应该与课堂教学同步进行，强调学生主动进入开放性试验室勤动手，做到课堂教学与实际动手能力相辅相成。(五)教学内容1、各低压电气元件的工作原理。2、各低压电气元件的使用方法。3、基本控制电路：电机的直启停控制线路、降压启动控制线路、顺序动作控制线路、制动控制线路、可逆运行控制线路、液压中电磁铁控制方式以及电机的有级调速控制线路。4、电气控制回路的逻辑设计法。第二篇 plc 控制技术（一）教学目的和任务 以simatic s7-200为基本机型，掌握可编程控制器的组成、结构、工作原理、指令系统、编程方法，以及plc控制系统的设计与维护、应用等。（二）教学基本要求 1、掌握可编程控制器的工作原理及结构特点。2、熟练掌握基本逻辑指令的应用。3、熟练掌握步进顺控指令编程方法及应用。4、掌握功能指令基本规则，重点掌握常用功能指令的应用。5、了解plc网络及通讯基本知识。（三）教学重点和难点 重点：1、基本单元、数字量模拟量模块的输入电路和输出电路的工作原理及使用方法。2、s7-200 plc的立即寻址、直接寻址、间接寻址的寻址方式、s7-200 plc的基本指令及编程方法。难点：plc控制系统硬件配置的方法、plc应用程序的设计方法及设计技巧。（四）教学建议与说明 1、对于寻址方式的学习，主要学习直接寻址、间接寻址2种方式。2、针对simatic s7-200 plc只学习语句表、梯形图和功能块图三种编成语言，且以语句表、梯形图为重点。3、程序结构包括用户程序、数据块和参数块三种模块。（五）教学内容 1、可编程序控制器由来和定义；可编程序控制器的主要功能和特点；可编程序控制器的分类。2、可编程序控制器的基本组成和工作原理。3、可编程序控制器的系统配置；基本组成基本单元；s7-200 plc的接口模块数字量模块、模拟量模块、智能模块；s7-200 plc的系统配置允许主机所带模块的数量、cpu输出输入映象区的大小、内部电源的负载能力。4、s7-200plc编程的基本概念编程语言、数据类型、存储器区域、寻址方式、用户程序的结构、编程的一般规约；s7-200plc基本指令基本逻辑指令、立即i/o指令、逻辑堆栈指令、取非触点指令、空操作指令、正/负跳变触点指令、定时器、计数器指令、顺序控制继电器指令、移位寄存器指令、比较触点指令（重点）；s7-200plc功能指令传送指令、逻辑运算指令、移位和循环移位指令、数据转换指令、表功能指令、程序控制指令、中断指令、高速计数器指令、高速脉冲输出指令、时钟指令等。5、step7-micro/win32编程软件介绍。6、可编程序控制器的控制系统设计。7、可编程序控制器的通信及网络；通信及网络的基本知识；s7系列plc的网络类型及配置；s7-200网络指令及应用。三、实验（实践）环节及要求见实验教学大纲。四、习题、课程讨论及要求1、工厂电气技术部分：不单独出学时进行习题讲述，但布置作业。本部分内容布置2次作业，其中回路设计1次，线路的逻辑设计1次。作业全部收回，部分阅评，课堂随解。2、plc控制技术部分：不单开设习题课，所以对需要学生熟练掌握的内容均在授课过程中以例题的形式进行讲解，特别是指令系统及寻址方式，要做到例题有所指。五、教学方法与手段工厂电气技术部分主要以板书为主，从电气元件、控制回路的绘制等细节处严格要求，认真示范。plc控制技术部分以板书与多媒体相结合的方式进行，通过声、像、动画等多种手段，增强学生视野，帮助学生对寻址方式、指令运用和网络通讯等难点重点知识的消化。六、各教学环节学时分配序号章节内容学时分配合计讲课习题课讨论课实验其他11.1低压电气元件的工作原理2221.2低压电气元件的使用方法2231.3基本控制电路6641.4电气控制回路的逻辑设计法22实验1异步电机的正反转控制实验2252.1可编程序控制器概述2262.2plc的基本组成和工作原理4472.3可编程序控制器的系统配置2282.4s7-200plc的指令系统121292.5step7-micro/win32软件介绍44102.6可编程序控制器控制系统设计44112.7可编程序控制器的通信及网络22实验2step7软件运用，运料小车程序控制44合计42648七、教学形式与考核方式（一）教学形式教学形式采用正规课堂教学（板书）和多媒体数字化技术教学相结合。正规课堂教学（板书）要力求用准确、清楚、简要的语言向学生讲述基本原理，准确示范各种规范画法，同时运用科学鲜明、确切生动的语言解释概念、阐明观点、分析问题。多媒体课堂教学要充分利用声音、色彩和动画等丰富多样的手段进行教学，达到使课堂教学生动和高效。（二）考核方式理论课占90%（笔试、闭卷），实验课占10%。八、推荐教材和教学参考书教 材： motor controlling，李枫编著，自编教材，2000年。深入浅出西门子s7-200plc，西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团编著，北京航空航天大学出版社，2001年。参考书： 机床电气自动控制，廖兆荣编著，化学工业出版社，2003年。可编程序控制器原理及应用，王也平编著，西南交通大学出版社，1994年。simatic s7-200可编程序控制器教程，温照方编著，北京理工大学出版社，2002年。九、其他说明1、本大纲适用于机械科学与工程学院的机械设计及制造自动化专业。2、教学要求中，有关继电设备的图符、编程规则均按照新国标或最新国际标准讲授，旧国标只用于学有余力的学生自行对照学习。大纲制订人：李 枫大纲审定人：王金东大纲批准人：邹龙庆大纲校对人：付海龙制订日期：2009年06月10互换性技术基础课程教学大纲课程编号：04011002课程名称：互换性技术基础 英文名称：exchangeability课程类型: 必修课课程性质：专业技术基础课总 学 时：32 讲课学时：28 实验（实践）学时：4学分：2适用对象: 机械类各专业先修课程：机械制图、机械零件、制造技术基础一、 编写说明（一）制定大纲的依据大庆石油学院教学计划。（二）课程简介本课程系统地阐述了互换性的基本知识，并介绍了典型零件的精度设计的有关知识。主要内容包括：互换性概论、极限与配合、形状与位置公差、表面粗糙度、典型零件精度设计的基本原理和方法。（三）课程的地位与作用本课程是高等工科院校的一门重要的技术基础课，是机械类学生进行机械产品的设计和制造的基础。（四）课程性质、目的和任务该课程属于专业技术基础课范畴，其内容是零件精度设计的基本原理和方法，因此，该课程具有一定的抽象性和较强的实践性。介绍互换性的基础知识、典型零件精度设计的基本原理和方法以及公差新国标在设计中的应用。（五）与其他课程的联系机械制图、机械设计、制造技术基础等课程是学习本课程的基础，本课程是机械设计工程学、机械制造工程学、课程设计、毕业设计等课程的基础。（六）对先修课的要求机械制图：掌握基本绘图知识；机械设计：掌握轴承、键联接等典型零件的结构和工作原理；制造技术基础：了解常用的机械加工方法，掌握典型机械表面的加工工艺方法。二、大纲内容第一章 尺寸公差与圆柱结合的互换性（一）教学目的和任务通过学习公差与配合的基本理论以及使用国家标准的方法，培养学生使用标准公差数值表和基本偏差数值表进行圆柱结合的精度设计的能力。（二）教学基本要求掌握有关互换性的基本概念，尺寸公差带图和配合公差带图的画法，配合制、公差等级、配合的选用方法和过程；熟悉标准公差数值表和基本偏差数值表，各种配合、偏差的应用情况；了解机械精度设计的基本理论及方法，标准公差数值和基本偏差数值的确定过程。（三）教学重点和难点重点：公差与配合的基本术语和定义，标准公差、基本偏差的概念及应用，公差、基本偏差、配合制和配合的选用；难点：公差与配合的选用。（四）教学建议与说明公差与配合的基本术语和定义是基础，要通过习题训练学生，使学生真正掌握；要用多个实例阐明公差与配合的选用。（五）教学内容绪论；公差与配合的基本术语和定义；公差与配合标准的构成、特点及基本规律；标准公差、基本偏差和基准制的有关规定及查表方法；公差与配合的选用。第二章 形状和位置公差（一）教学目的和任务通过学习形位公差的基本理论以及各项公差的特点和在图纸上的标注方法，培养学生使用国家标准进行零件形状与位置精度设计的能力。（二）教学基本要求掌握各项形位公差的特点、应用以及在图纸上的标注方法；熟悉形位误差的评定准则，各项形位公差的公差带；了解形位误差产生的原因及其对零件使用性能的影响，三种公差原则的特点、应用及标注。（三）教学重点和难点重点：各项形位公差的特点、应用以及在图纸上的标注方法；难点：形位公差的公差带及选用，公差原则。（四）教学建议与说明各项形状与位置公差的公差带特点、应用场合、标注方法是基础，也是本课程的重点和难点，要通过习题训练学生，使学生真正掌握；要用多个实例阐明形位公差的选用以及进行零件精度设计的技巧。（五）教学内容形位公差对零件使用性能的影响；形位误差的评定准则；各项形位公差的特点与应用；三种公差原则的特点、应用及标注。第三章 表面粗糙度（一）教学目的和任务通过学习有关表面粗糙度的术语和定义、各项评定参数及其参数值的选择原则和图样标注，培养学生对零件进行微观几何精度设计的能力。（二）教学基本要求掌握各项评定参数的意义及其参数值的选择和图样标注；熟悉有关表面粗糙度的术语和定义；了解表面粗糙度的产生原因以及对零件使用性能的影响。（三）教学重点和难点重点：各项评定参数的意义及其参数值的选择和图样标注；难点：各项评定参数的参数值的选择。（四）教学建议与说明表面粗糙度属于零件微观几何精度，要通过实验使学生认识各项评定参数的意义，并通过习题训练学生，使学生真正掌握参数值的选择和图样标注。（五）教学内容表面粗糙度对零件使用性能的影响；表面粗糙度的各项评定参数及其定义；参数值的选择原则和表面粗糙度的标注方法。第四章 滚动轴承与孔、轴结合的互换性（一）教学目的和任务通过学习滚动轴承的精度等级和应用，滚动轴承和与其配合的孔、轴的公差带特点，使学生能够进行滚动轴承与孔、轴结合的精度设计。（二）教学基本要求掌握滚动轴承的精度等级和应用，滚动轴承和与其配合的孔、轴的公差带特点，滚动轴承与孔、轴结合的精度设计；熟悉滚动轴承和与其配合的孔、轴的精度设计标准、设计方法和标注方法；了解滚动轴承的组成和应用场合。（三）教学重点和难点重点：滚动轴承与孔、轴结合的精度设计；难点：滚动轴承和与其配合的孔、轴的公差带特点。（四）教学建议与说明要从滚动轴承在机械设备中的作用出发，在介绍了滚动轴承的结构特点的基础上，引出滚动轴承的精度等级，滚动轴承和与其配合的孔、轴的公差带特点，使学生更加容易掌握滚动轴承与孔、轴结合的精度设计。（五）教学内容滚动轴承的精度等级和应用场合；滚动轴承的公差带配置的特点；与滚动轴承相配的孔、轴的精度的设计标准、设计方法和标注方法。第五章 平键、花键结合的互换性（一）教学目的和任务通过学习平键结合的公差与配合及其选用与标注，矩形花键结合的公差与配合及其选用与标注，培养学生使用国家标准进行键、花键结合精度设计的能力。（二）教学基本要求掌握平键结合的公差与配合及其选用与标注，矩形花键结合的公差与配合及其选用与标注；熟悉平键结合、矩形花键结合的精度设计标准、设计方法和标注方法；了解平键结合、矩形花键结合的结构、几何参数和应用场合。（三）教学重点和难点重点：平键结合的公差与配合及其选用与标注，矩形花键结合的公差与配合及其选用与标注；难点：平键结合的精度设计及在图样上的标注。（四）教学建议与说明要从键在机械设备中的作用出发，在介绍了平键、花键的结构特点的基础上，引出键结合的公差与配合特点，以及键结合的配合选用与标注，并通过实例使学生掌握键、花键结合的精度设计。（五）教学内容平键、花键联结的公差与配合的标准和特点；平键、花键联结的公差与配合的设计方法和标注。综合应用举例对本课程的重点、难点、关键知识点进行概括和总结；对作业中出现的问题进行集中解答；举一个综合应用的实例，训练学生系统应用本课程知识的能力。三、实验（实践）环节及要求实验1：轴径测量轴类零件尺寸误差与形位误差的检测及数据处理。实验2：表面粗糙度实验零件微观几何精度检测及数据处理。四、习题、课程讨论及要求第一章：教材作业题中的2、6、11；第二章：教材作业题中的3、5；第三章：教材作业题中的1、3；第四章：教材作业题中3；第五章：教材作业题中的1。习题课内容与课内外练习相互衔接，发挥理论教学与课外作业的承前启后的作用。习题课指导上要注意解题过程的指导到位，教师要掌握每一个题的训练内容、训练目的、主要难点、容易出现的错误，对学生指导要有针对性，加强教与学的互动，使学生每解一道题都能有所收获，使习题课效能得到充分的发挥。五、教学方法与手段本课程主要以理论教学为主，实验课、习题课为辅。课外加强对学生的答疑和辅导，并要求学生完成习题，指导学生看一些参考书。六、各教学环节学时分配序号章节内容学时分配合计讲课习题课讨论课实验（上机）其他1一绪论；尺寸公差与圆柱结合的互换性8000082二形状和位置公差80020103三表面粗糙度2002044四滚动轴承与孔、轴结合的互换性2000025五平键、花键结合的互换性2000026习题课、复习、考试。020046合计22204432七、教学形式与考核方式（一） 教学形式本课程以课堂理论教学为主，实验课、习题课为辅。在教学中要注重理论与实际相结合，多举工程实例。注重各教学环节的有机联系, 特别是强化作业与辅导环节，使学生加深对课堂教学内容的理解，提高分析、解决问题的能力。（二） 考核方式理论课占90%（笔试、闭卷），实验课占10%。八、推荐教材和教学参考书教 材：机械精度设计与检测基础，刘品编著，哈尔滨工业大学出版社，2004年。参考书：互换性技术基础，曹树文编著，黑龙江科学技术出版社，1993年。互换性与测量技术基础，王文义编著，哈尔滨工业大学出版社，1988年。九、其他说明本大纲适用于机械科学与工程学院的机械设计制造及其自动化专业、过程装备与控制工程专业、工业设计专业。大纲制订人：王金东大纲审定人：朱君大纲批准人：邹龙庆大纲校对人：雷娜制订日期：2009.6.15机电一体化原理及应用课程教学大纲课程编号：04011003课程名称：机电一体化原理及应用 英文名称：principle and application of mechatronics 课程类型: 专业必修课课程性质：专业课总 学 时：32 讲课学时：28 实验（实践）学时：4学分：2分适用对象: 机自专业先修课程：机械原理、机械设计、电工与电子技术基础、机械控制工程、液压与气动一、编写说明（一）制定大纲的依据专业培养计划和培养方案。（二）课程简介课程简明扼要地介绍机电一体化技术的基础知识，较系统地阐述了构成机电一体化技术的主要内容，包括机电一体化机械系统、机电一体化中集成电路的应用、微机技术、传感器技术及机械量检测、伺服系统、机电一体化中的软件技术。为结合实际，课程中列举并剖析了一定数量的机电一体化技术应用和产品设计实例供参考。（三）课程的地位与作用机电一体化原理及应用是机自专业学生的必修专业课之一，它在培养学生从系统工程的观点出发，应用机械、电子、测试、控制、信息等有关技术，并对各项技术有机的组织和综合，完成机电系统整体方案设计和优化的能力方面，具有重要作用。（四）课程性质、目的和任务机械和电子工业已发展到机电一体化的新阶段。现代机械必然是由计算机控制的系统。机械产品总体方案分析的整个设计过程中，要从设计要求和创新的理念出发；尽可能系统地采用新的机电一体化技术和元器件。本课程的目的是为培养学习对机电一体化技术的应用能力打下基础。（五）与其他课程的联系在整合运用前述各门课程和技术的基础上，为后续毕业设计等学习和运用奠定基础。（六）对先修课的要求 本课程以机械零件原理、设计、自动控制原理、模电、数电技术、测试技术和液压与气动技术等课程为先修课。学生通过机械零件原理、设计，了解机械装置的运动原理。通过自动控制原理、模电、数电技术等的学习理解机电一体化所涉及的经典的反馈控制，数字控制和信息处理技术。通过检测技术，了解传感器的原理和检测系统的基本组成。通过液压与气动，了解液压与气动元件的结构原理与对基本回路的分析等。二、大纲内容第一章 机电一体化概论（一）教学目的和任务 通过本章的教学，使学生正确理解机电一体化的基本概念，掌握机电一体化技术的基本组成技术与相互间的关系，提高学生对实现机电一体化作用的认识。（二）教学基本要求 1、理解机电一体化的概念、了解机电一体化的作用、特点；2、理解机电一体化系统中各个子系统相互间的关系；3、理解机电一体化系统中机械技术是载体，电子技术是核心；4、理解机电一体化系统与灵活性与智能性最强的人体相对应的关系。（三）教学重点和难点 重点：机电一体化的概念、机电一体化系统的组成。难点：理解机电一体化系统中机械技术是载体，电子技术是核心的意义。（四）教学建议与说明 1、对机电一体化的定义展开解释，以求完全理解机电一体化的作用；2、分清机电一体化与自动化的关系；3、讲清机电一体化系统的组成是不可或缺的；4、举例说明机电一体化系统在实际生产中的作用；5、举例说明机电一体化系统的分类；6、弄清楚与机电一体化系统相关的学科。（五）教学内容 1、什么是机电一体化；2、机电一体化的作用；3、机电一体化系统组成；4、机电一体化的核心技术。第二章 机电一体化与其机械子系统的关系（一）教学目的和任务 通过本章的教学，使学生正确理解机电一体化系统与机械子系统之间的的关联，补充掌握与机电一体化系统相关的机械基本理论，提高学生对机电一体化系统中机械子系统特殊性的认识。（二）教学基本要求 1、理解机电一体化系统中机械子系统高精度、小惯量、大刚度的意义；2、理解机电一体化系统中机械子系统中传动机构的类型与特点；3、理解机电一体化系统中机械子系统中导向机构的类型与特点；4、理解机电一体化系统中机械子系统中执行构的类型与特点；5、理解机电一体化系统中机械子系统中轴系的类型与特点；6、理解机电一体化系统中机械子系统中机座或机架的类型与特点。（三）教学重点和难点 重点：理解机电一体化系统中机械子系统组成、类型与特点。难点：消除死区，减少摩擦，更新材料等，对机电一体化系统中机械子系统的意义。（四）教学建议与说明 1、结合理解机电一体化系统对机械子系统的要求，说明理解机电一体化系统中机械子系统的特殊性；2、讲清理解机电一体化系统中机械子系统中五大组成部分各自的特点与作用；3、通过讲解为了消除理解机电一体化系统中机械子系统惯性、摩擦、死区所采用的机构和方法，提高对理解机电一体化系统中机械子系统的深入理解。（五）教学内容 1、机电一体化机械系统的设计特点；2、机械传动；3、机电一体化机械系统的发展方向。第三章 机电一体化与传感技术（一）教学目的和任务 通过本章的教学，使学生正确理解理解机电一体化系统中传感系统的作用、类型与特点。提高学生对传感器及其技术在机电一体化系统中重要性的认识。（二）教学基本要求 1、理解传感器的概念、了解传感系统的组成形式；2、理解传感器融合技术的概念和意义；3、掌握现代传感器的基本结构和原理；4、掌握传感器的静、动态特性。（三）教学重点和难点 重点：传感器的概念、分类、基本原理、传感技术的融合。难点：现代传感器与以往传感器的区别和传感器的特性分析。（四）教学建议与说明 1、对传感器的内容，在复习、归纳和认识提高的基础上，了解机电一体化系统中传感系统与检测技术中所使用的传感器的差别；2、讲清机电一体化系统中传感系统中用计算机替代仪器的原理与意义；3、讲清传感器静动态特性的差别。（五）教学内容 1、传感器概念与分类；2、传感器的静态特性；3、传感器的动态特征；4、各种传感器；5、传感器检测系统的基本组成。第四章 机电一体化与驱动执行装置技术（一）教学目的和任务 通过本章的教学，使学生正确理解理解机电一体化系统中驱动与执行装置技术的基本概念、类型与特点。了解驱动与执行装置技术在机电一体化系统中的基本作用。（二）教学基本要求 1、理解原动机的概念、了解传动系统的分类；2、学习各种驱动与执行装置的选择与适用范围；3、了解液压与气动系统在机电一体化系统中的作用；4、了解电气系统在机电一体化系统中的作用。（三）教学重点和难点 重点：驱动与执行装置的概念。各种驱动与执行系统的基本原理与应用。难点：各个系统在机电一体化系统中的配置。（四）教学建议与说明 1、举例讲述各个系统的特点与功能区别；2、举例讲述液压系统的特点与功能；3、举例讲述气动系统的特点与功能；4、举例讲述电气系统的特点与功能。（五）教学内容 1、什么是执行装置；2、液压执行装置；3、气动执行装置；4、电动执行装置；5、伺服系统设计。第五章 机电一体化与控制技术（一）教学目的和任务 通过本章的教学，使学生了解计算机在机电一体化系统中的作用，机电一体化系统中所使用的计算机的类型与功能、原理。（二）教学基本要求 1、理解计算机的控制器与检测、诊断作用；2、掌握计算机的基本组成原理；3、掌握rom的固化原理；4、了解机电接口技术；5、了解抗干扰技术；6、了解加密技术。（三）教学重点和难点 重点：计算机在机电一体化系统中的作用与原理，接口技术。难点：对接口技术，抗干扰技术，加密技术的理解。（四）教学建议与说明 1、结合试验，了解计算机在机电一体化系统中的作用；。2、举例讲解rom的固化方法；3、举例讲解接口技术的重要性；4、举例讲解抗干扰技术的重要性；5、举例讲解抗干扰技术的重要性。（五）教学内容 1、计算机的组成及对机械设备的控制；2、rom的固化过程； 3、机电接口技术； 4、抗干扰技术； 5、加密技术。第六章 机电一体化产品设计（一）教学目的和任务 通过本章的教学，使学生系统学习和掌握机电一体化系统设计的要点，掌握机电一体化系统规划设计和机电一体化系统结构设计。（二）教学基本要求 1、通过前几章的学习，进一步了解如何进行机电一体化系统规划；2、以机器人设计为例，理解和掌握机电一体化系统结构设计；3、明确控制系统的任务与设计步骤。（三）教学重点和难点 重点：机电一体化系统结构设计，机电一体化系统结构设计，机电一体化控制系统设计。难点：理论与实际的结合。（四）教学建议与说明 1、举例加深对机电一体化系统结构设计重要性的认识；2、通过引入符号学的观念，学习机电一体化系统设计原理；3、通过程序流程讲述机电一体化系统控制原理。（五）教学内容 1、设计方法学与机电一体化产品概念设计；2、机电一体化产品概念设计研究现状；3、机电一体化系统的三个子系统的功能与特点。第七章 机电一体化与仿真技术（一）教学目的和任务 通过本章的教学，使学生掌握机电一体化系统三维虚拟设计、仿真分析的基本技巧、方法和技术。（二）教学基本要求 1、学习solidworks三维软件的基本绘图、装配、分析方法；2、学习matlab工程计算软件的基本操作、分析方法；3、学习ewb电子软件的基本绘图、组装、分析方法；4、学习组态软件的基本装配、分析方法。（三）教学重点和难点 重点：通过学习，了解和初步掌握各个软件的使用方法。难点：参数化、虚拟化仿真与实际产品的差异。（四）教学建议与说明 1、本章学习可根据实际教学情况插入其他各章节进行；2、应与实验互动进行。（五）教学内容 1、三维参数化设计；2、系统仿真技术；3、虚拟仪器技术。三、实验（实践）环节及要求 实验有两个内容:1、控制系统的组换调试；2、各个机械系统与控制系统的匹配。要求学生必须参加，实验内容作为考核成绩的一部分。四、习题、课程讨论及要求 每一章讲述完之后，讲解部分典型习题，并留作业与思考题。五、教学方法与手段 本课程的课堂讲述为主，主要运用多媒体手段。六、各教学环节学时分配 序号章节内容学时分配合计讲课习题课讨论课实验（上机）其他1第一章机电一体化概论442第二章机电一体化及其机械子系统的关系2243第三章机电一体化与传感技术444第四章机电一体化与驱动执行装置445第五章机电一体化与控制技术446第六章机电一体化产品设计2247第七章机电一体化与仿真技术668考试22合计3032七、教学形式与考核方式 （一）教学形式课堂讲授。（二）考核方式 理论课占90%（笔试、闭卷），实验课占10%。八、推荐教材和教学参考书 教 材：机电一体化，高森年（日）编著，科学出版社，2009年参考书：机电一体化，三浦宏文（日）编著，科学出版社，2001年光机电一体化实用技术，殷际英编著，化学工业出版社，2003年机电一体化系统设计，张建民编著，北京理工大学出版社，2000年九、其他说明 大纲制订人：赵伟民大纲审定人：王金东大纲批准人：邹龙庆大纲校对人：祖海英制订日期：2009.06.12机械测试技术基础课程教学大纲课程编号：04011004课程名称：机械测试技术基础 英文名称：measurment techniques of mechanical engineering课程类型: 专业限选课课程性质：专业技术基础课总 学 时：32 讲课学时： 28 实验（实践）学时：4学分：2适用对象: 机械设计制造及其自动化专业先修课程：高等数学、大学物理、电工与电子技术基础二、 编写说明（一）制定大纲的依据机械测试技术基础课程教学大纲的制定是依据大庆石油学院本科教学大纲的管理规定，参照高教部机械制造（冷加工）类专业机械工程测试基础课程大纲，结合我院培养目标制定的。（二）课程简介机械测试技术基础是一门技术基础课,本课着重介绍从事测试工作所必需的基础知识。包括：测试信号的描述、分析与处理、测试装置的静、动态特性的评价方法，常用的传感器、中间转换电路及记录仪器的工作原理及其特点。为了加深基础知识的理解，介绍几种典型参数的测试方法，作为基础知识的应用举例。（三）课程的地位与作用测试技术是属于信息科学范畴,是信息技术三大支柱(测试控制技术、计算机技术和通信技术)之一，人类在从事社会生产、经济交往和科学研究活动中，都与测试技术息息相关，测试是人类认识客观世界的手段，是科学研究的基本方法。科学的基本目的在于客观地描述自然界，科学探索需要测试技术，用准确而简明的定量关系和数学语言来表述科学规律和理论也需要测试技术，检验科学理论和规律的正确性同样需要测试技术，可以说精确的测试是科学的根基。在工程技术领域中，工程研究、产品开发、产品监督、质量控制和性能试验等，都离不开测试技术。特别是近代工程技术广泛应用着的自动控制技术已越来越多地运用测试技术，测试装置已成为控制系统的重要组成部分。（四）课程性质、目的和任务机械测试技术基础是一门技术基础课，应用许多学科的原理和技术，又被广泛应用于各种学科中。通过本课程的学习，培养学生能正确选用测试装置并初步掌握进行动态测试所需要的基本知识和技能，为学生进一步学习、研究和处理机械工程测试问题打下基础。该课程具有很强的实践性。只有在学习过程中密切联系实际，加强实验，注意物理概念，才能真正掌握有关知识。学生必须参加必要的实验，才能受到应有的实验技能的训练，才能获得关于动态测试工作的完整概念，也只有这样，才能初步具有处理实验测试工作的能力。（五）与其他课程的联系高等数学中的微积分、欧拉公式；工程数学中的积分变换与性质、复变函数、概率统计；物理学中的一些物理原理；电工学中的原理与典型电路等。（六）对先修课的要求 开设机械测试技术基础课前必须先修完高等数学中的微积分；工程数学中的积分变换与性质、复变函数、概率统计；大学物理学和电工学等前期课程。为机械测试技术基础打下基础。二、大纲内容第一章 信号及频谱描述（一）教学目的和任务 通过本章的教学，使学生正确理解信号与频谱的概念，掌握信号与频谱的基本理论及其运算，提高学生分析问题和解决问题的能力。（二）教学基本要求掌握测试的信号基本特性和分析方法，着重建立频谱的概念，了解频谱分析和相关分析的方法，（三）教学重点和难点重点：信号的时域与频域的描述方法、信号的频域结构、傅里叶变换。难点：信号的时域转换到频域的描述方法、傅里叶变换。（四）教学建议与说明1、简单介绍时域信号的结构与特点2、讲清楚频域信号的转换方法、频谱的概念及频谱图。3、周期信号的强度描述作简单说明。4、重点讲清楚傅里叶变换及其性质。（五）教学内容信号分类及描述，周期信号与离散频谱，周期信号的强度描述，非周期信号与连续频谱。第二章 测试装置基本特性（一）教学目的和任务 通过本章的教学，使学生正确理解掌握线性系统、测试装置静、动态特性，掌握传递函数、频率响应函数的基本理论及其运算，了解掌握一、二阶系统的动态特性，实现不失真测试的条件，从频率特性的角度正确选用测试仪器。（二）教学基本要求掌握测试装置静、动态特性，了解、掌握一、二阶系统的动态特性，按实现不失真测试的条件从频率特性的角度正确选用测试仪器。（三）教学重点和难点重点：线性系统，测试装置静、动态特性，实现不失真测试的条件。难点：测试装置的动态特性的定义，传递函数、频率响应函数的定义及计算。（四）教学建议与说明1、简单介绍线性系统及其性质。2、讲清测试装置静态特性的概念，讲清灵敏度、线性度的计算方法，举例介绍两点输入法计算测试装置的灵敏度。3、着重讲清测试装置的动态特性的概念，讲清传递函数、频率响应函数、幅频特性、相频特性的定义、计算及其应用。4、对实现不失真测试的条件加以介绍。（五）教学内容线性系统及性质，测试装置的静态特征，测试装置的动态特征，实现不失真测试的条件，测试装置动态特性的测量。第三章 常用传感器（一）教学目的和任务 通过本章的教学，使学生正确理解常用传感器的工作原理及其测量电路，了解各常用传感器的选用原则。（二）教学基本要求掌握常用传感器及其测量电路部分，了解各种常用传感器的变换原理，性能，了解正确选用传感器的原则。（三）教学重点和难点重点：各种常用传感器的工作原理及其测量电路。难点：各种常用传感器的工作原理及其测量电路 （四）教学建议与说明1、简单介绍传感器的分类。2、着重讲清电阻应变片的工作原理、压电式传感器的工作原理和测量电路。3、简单讲解电感式传感器、电容式传感器的工作原理。（五）教学内容传感器的分类，电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器，压电式传感器，传感器的选用原则第四章 信号调理、处理和记录（一）教学目的和任务 通过本章的教学，使学生正确理解掌握各种电桥电路的转换原理，了解调制与解调的基本原理，掌握常用滤波器基本特性。（二）教学基本要求了解中间变换器及记录仪器，掌握各种电桥电路的转换原理，了解调制与解调的基本原理，掌握常用滤波器特性，了解rc调谐滤波器工作原理。（三）教学重点和难点重点：电桥电路的转换原理，常用滤波器特性，rc调谐滤波器工作原理。难点：电桥电路的转换原理，rc调谐滤波器的基本参数及工作原理。（四）教学建议与说明1、讲清电桥电路的转换原理、各种联桥方式的输出特性。2、简单讲解调制与解调的基本原理。3、详细讲解常用滤波器特性，rc调谐滤波器工作原理。（五）教学内容电桥，调制与解调，滤波器；第五章 常用物理量测试方法（一）教学目的和任务 通过本章的教学，使学生了解、掌握应变及应力测量、振动测量等物理量的测试方法和测量系统的组成。（二）教学基本要求了解应变及应力测量、振动的测量等物理量的测试，把所学的基础知识与物理量的测试联系起来，使学生对机械测试技术工作的有关基本础知识有一个较完整的概念。（三）教学重点和难点重点：应变及应力测量，振动的测试方法和测试系统的组成。难点：应变片的布置及联桥方式，振动的测试方法及测试系统。（四）教学建议与说明1、讲清单自由度系统的受迫振动，振动的激励及激振器。2、系统讲解振动的测试方法及测振传感器3、着重讲清应变测量时的应变片的布置及联桥方式。4、简单介绍力的测量与测力传感器。