机械电子工程教学大纲机械系统结构设计

《机电系统结构设计》教学大纲

课程代码：010141060

课程英文名称： Structure Designing of Electromechanical System 课程总学时：40 讲课：34 实验：6 上机：0 适用专业：机械电子工程

大纲编写（修订）时间：2017.7

一、大纲使用说明

（一）课程的地位及教学目标

本课程是机械电子工程专业的一门主干专业课程。它为学生在校期间掌握机械制造装备现代设计理论与方法，提高多学科综合判断能力、应用能力打下基础。内容以金属切削机床、工业机器人和物流系统为主线，较为全面、系统地讲述机械制造装备的设计原理和方法。本课程注重理论联系实际，注重所学知识的综合应用, 课程通过实验、实习、电化教学等多种学习手段，让学生掌握机械制造装备设计的相关概念和技术，使学生具备机械制造装备总体设计和结构设计能力，并了解先进制造技术装备的组成和特点。 通过本课程的学习，学生将达到以下要求：

1. 掌握机械制造装备的设计原理和方法、具备设计一般机械制造装备的初步能力。

2．树立正确的设计思想，了解国家当前的有关技术经济政策；

3．了解物流系统工作过程及数控机床结构及加工的实验方法，获得实验技能的基本训练；

4．了解机械制造装备的现状及发展趋势。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：掌握机械制造装备的设计原理和方法、具备总体设计和主要部件结构设计的能力。

2.基本理论和方法：掌握机械制造装备的设计方法和金属切削机床设计的基本理论，掌握数控机床无级变速主传动系统的设计方法，数控机床伺服进给系统设计方法，机床主要零部件的结构特点和设计方法。掌握工业机器人机械结构系统设计方法，掌握物流系统的总体设计及机械结构的设计方法。

3.基本技能:掌握设计计算、结构设计，实验技能等。

（三）实施说明

1．教学方法：课堂上要重点讲授基本概念、基本方法；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；注意培养学生使用各类手册等技术资料的能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。

2．教学手段：本课程属于机械设计制造及自动化专业的专业课，在教学中采用CAI课件及多媒体视频教学等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。

（四）对先修课的要求

在学习本课程之前，应先修完下列课程：

高等数学、理论力学、材料力学、机械制图、机械设计、互换性原理及技术测量、工程材料及金属热处理、电工学等基础课和技术基础课。

（五）对习题课、实验环节的要求

1.对重点、难点章节，为巩固对课程的理解，应要求学生完成一定量的作业习题，教师对作业要认真批改。对某些内容可以留大作业（如分级和无级变速主传动系统设计、主轴部件设计部

分等），为课程设计做准备。对作业中的重点、难点，课堂上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。

2.每个学生要完成大纲中规定的必修实验，通过实验环节，学生应掌握数控机床典型结构及了解简单零件加工过程，掌握物流的自动立体仓库结构组成及工作流程，获得实验操作的基本训练。实验成绩作为评定课程成绩的一部分。在实验环节，应使每位学生都有亲自动手的机会，每组人数应少于8人，作完实验后，每位学生都应完成实验报告一份。

3.本课程的课程设计单独设课，单独考核，具体要求参见相应的课程设计教学大纲。 （六）课程考核方式 1.考核方式 闭卷考试。 2.考试目标

使学生掌握机械制造装备设计的基本知识、金属切削机床设计、典型部件设计基本原理和基本方法。

3.课程总成绩：由平时成绩（出勤情况、中期考试、作业、小测验、提问等）、实验环节考核成绩、试卷笔试考试成绩三部分组成，建议比例2:1:7。

（七）主要参考书目: 《机械制造装备设计》，第4版，关慧贞主编，机械工业出版社出版社，2014.12 《机械制造装备设计》， 第3版 关慧贞、冯辛安主编，机械工业出版社出版社，2009.11 《数控机床结构及应用》，王爱玲主编，机械工业出版社，2006.3。

二、中文摘要

本课程是机械设计制造及自动化专业学生必修的一门实践性很强的主干专业课程。课程通过对机械制造装备设计内容的讲授，使学生掌握机械制造装备设计的基本知识、金属切削机床设计、典型部件设计、工业机器人、物流系统总体设计基本原理和基本方法，并具有设计机床传动系统、伺服进给系统的能力。课程主要内容包括机械制造装备设计方法及评价标准、金属切削机床设计、典型部件设计、工业机器人设计、物流系统设计等。本课程将为后续的课程设计、毕业设计奠定基础。

三、课程学时总体分配表

序号 1 1.1 1.2 1.3 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3 3.1 教学内容 机械制造及装备设计方法 概述、机械制造装备应具备的主要功能及分类 机械制造装备设计的类型和方法 机械制造装备设计的评价 CA6140拆装实验录像及现场教学 金属切削机床设计 概述 金属切削机床设计的基本理论 金属切削机床总体设计 主传动系设计 进给传动系设计 典型部件设计 主轴部件设计 学时 6 12 12 讲课 4 2 1 1 12 0.5 1.5 2 6 2 10 4 实验 2 2 2 上机 3.2 3.3 3.4 4 4.1 4.2 5 5.1 5.2

支承件设计 导轨设计 机床刀架及自动换刀装置设计 数控机床结构分析与加工实验 工业机器人设计 概述 工业机器人传动系统及机械结构设计 物流系统设计 物流系统的基础知识及总体设计 机床上下料装置的设计 自动化生产过程模拟 合计 4 6 40 1 1 4 4 2 2 4 2 2 34 2 2 2 6 四、教学内容及基本要求

第1部分 机械制造及装备设计方法

总学时（单位：学时）：6 讲课：4 实验：2 上机：0

第1.1部分 概述、机械制造装备应具备的主要功能及机械制造装备分类（讲课2学时） 具体内容：

介绍机械制造生产模式的演变，制造业的作用及现状，机械制造装备的发展趋势，机械制造装备应具备的主要功能，机械制造装备的分类。 重 点：

机械制造装备的分类

第1.2部分 机械制造装备设计的类型和设计方法（讲课1学时） 具体内容：

讲授机械制造装备设计的类型、设计方法，系列化、模块化设计的概念和特点及步骤。 重 点：

机械制造装备的设计方法及步骤

第1.3部分 机械制造装备设计的评价（讲课1学时） 具体内容：

技术经济评价，可靠性评价，人机工程学评价，结构工艺性评价，产品造型评价，标准化评价。

重 点：

机械制造装备设计的评价内容和评价标准。 实验上机：

CA6140车床拆装实验录像及现场教学（实验：2学时）

第2部分 金属切削机床设计

总学时（单位：学时）12 讲课：12 实验：0 上机：0 第2.1部分 概述 （讲课0.5学时） 具体内容：

机床设计应满足的基本要求，机床总体方案的创新设计方法，机床模块化设计方法，机床的设计步骤。

第2.2部分 金属切削机床设计的基本理论（讲课1.5学时）