《机电一体化系统设计》教学大纲
一、课程名称
1、中文名称：机电一体化系统设计
2、英文名称：Mechatronics System Design
二、学时
总学时：90学时，其中，理论学时：72学时，实践学时：18学时
学分：4学分
三、开课学期
第7学期
四、课程考核要求
考查，平时成绩占总成绩的30％，实验成绩占总成绩的20％，考试成绩占总成绩的50％。

五、课程概述
本课程是机械电子工程专业的专业必修课。

本课程从系统的观点出发，利用机械技术和电子技术，通过机电有机结合构造最佳的机电系统。

课程性质：机械电子工程专业必修课。

六、适用专业
机械电子工程、机械制造及其自动化等。

先行、后续课程情况：
先行课：机械原理，机械设计，电工学，数字电子技术，模拟电子技术，控制工程基础，微机原理，电气控制技术，数控技术；
后续课：无。

七、课程的目的与任务
1、课程目的
本课程是机械电子工程专业的专业必修课，通过本课程的学习，使学生建立机电产品的一体化设计思想，把电子技术、传感器技术，自动控制技术、计算机技术和机械技术有机地结合起来，了解各项技术之间的接口关系，能运用所学知识对机电一体化产品进行分析或设计，使学生具备解决生产过程中机电设备的运
行、管理、维护和改造等实际问题的初步能力。

培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力。

2、课程的基本要求
1）学习机电一体化基本概念，理解机电一体化系统中各结构要素在系统中的作用和相互关系，初步建立机电产品的系统化设计思想。

2）了解机电一体化系统中常用传感器、传动机构、动力驱动装置和计算机控制系统种类和特点。

3）熟悉机电一体化产品的设计方法和工程路线，能够针对具体的机电一体化产品确定产品开发技术路线。

4）掌握机电一体化系统中机械、传感检测、动力、控制等基本结构要素的技术特点，掌握典型装置的技术原理和使用方法。

5）了解典型机电一体化产品的构成、特点和设计方法，学会设计简单的机电一体化产品。

3、课程教学内容
第1章概述（6学时）
1．基本要求：
了解典型机电一体化产品的构成、特点和设计方法，学会设计简单的机电一体化产品。

2. 教学重点与难点：
机电一体化的功能构成和组成要素；机电一体化的共性关键技术。

3．教学内容：
机电一体化产品的构成、特点和设计方法。

第2章机电一体化系统机械系统部件的选择与设计（18 学时）1．基本要求：
（1）了解机械系统部件的设计要求；
（2）掌握机械系统传动部件的选择与设计；
（3）掌握机械系统导向支承部件的选择与设计；
（4）掌握机械系统旋转支承部件的选择与设计；
（5）掌握机械系统轴系部件的选择与设计；
（6）掌握机械系统机座或机架设计；
2、教学重点与难点：
传动部件、支承部件和轴系部件的设计。

3．教学内容：
机械系统部件的设计要求；机械系统传动部件的选择与设计；机械系统导向支承部件的选择与设计；机械系统旋转支承部件的选择与设计；机械系统轴系部件的选择与设计；机械系统机座或机架设计；
第3章机电一体化系统执行元件的选择与设计（8学时）
1．基本要求：
掌握执行元件的种类、特点；了解常用的控制用电动机种类、特点及选用；掌握步进电动机的种类、特点和工作原理。

2、教学重点与难点：
电动机的特点及选用。

3．教学内容：
执行元件的种类、特点；常用的控制用电动机种类、特点及选用；步进电动机的种类、特点和工作原理
第4章机电一体化系统微机控制系统的选择及接口设计（10学时）1．基本要求：
掌握微机控制系统的设计思路、构成、种类；了解单板机和单片机的硬件结构特点、了解常用传感器的性能特点、选用及其微机接口。

2、教学重点与难点：
微机控制系统的设计思路。

3．教学内容：
微机控制系统的设计思路、构成、种类；单板机和单片机的硬件结构特点、常用传感器的性能特点、选用及其微机接口。

第5章机电一体化系统元、部件的特性分析（8学时）
1．基本要求：
了解机电一体化系统与自动控制理论；掌握机电一体化系统元、部件的力学特性、动态特性。

2、教学重点与难点：
掌握机电一体化系统元、部件的力学特性、动态特性。

3．教学内容：
机电一体化系统与自动控制理论；机电一体化系统元、部件的力学特性、动态特性。

第6章机电一体化系统机电机结合的分析与设计（6学时）
1．基本要求：
掌握稳态与动态设计的考虑方法；了解可靠性与安全性设计。

2、教学重点与难点：
稳态和动态设计的考虑方法。

3．教学内容：
稳态与动态设计的考虑方法；可靠性与安全性设计。

第7章计算机数字控制程序编制基础简介（2学时）
1．基本要求：
了解数控机床类型及其控制方式。

2、教学重点与难点：
数控机床类型及其控制方式。

3．教学内容：
数控机床类型及其控制方式。

第8章传统机械加工设备的机电一体化改造分析与设计（4学时）1．基本要求：
了解传统机械加工设备的机电一体化改造设计方案分析；了解微机控制系统的设计。

2、教学重点与难点：
传统机械加工设备的机电一体化改造设计方案分析。

3．教学内容：
传统机械加工设备的机电一体化改造设计方案分析；微机控制系统的设计。

第9章典型机电一体化系统简介（10学时）
1．基本要求：
了解几种典型的机电一体化系统案例。

2、教学重点与难点：
自动售检票系统；工业机器人。

3．教学内容：
几种典型的机电一体化系统案例：自动售检票系统；工业机器人；快速成型技术；计算机数控机床；工业电子秤。

课程学时数安排
课程学时数安排
内容课堂讲授习题课实验上机小计课外学时第1章 6.0 6.0
第2章18.0 4.0 22.0
第3章8.0 4.0 12.0
第4章10.0 4.0 14.0
第5章8.0 2.0 10.0
第6章 6.0 2.0 8.0
第7章 2.0 2.0
第8章 4.0 2.0 6.0
第9章10.0 10.0
合计72 18.0 90.0
八、教材主要参考资料
教材：
《机电一体化系统设计》（第四版）张建民，高等教育出版社2014.12
参考书目：
1.《系统设计课程设计指导书》尹志强，机械工业出版社，2007.7
2.《机电一体化系统设计》（原书第二版），Devdas Shetty著，薛建彬译，机械工业出版社，2018.10
本大纲依据本系各专业教学计划编写。

制定人：审核人：院长签字：。