机电一体化系统设计基础.docx

1、机电一体化系统设计基础机电一体化系统设计基本（本）课程基于网络考核改革试点方案（1月）一、 考核改革目1.通过本课程考核改革，进一步摸索当代远程开放教诲、成人学习课程考核基本模式;2.通过本课程考核改革，进一步加强教学过程贯彻，指引学生在学习过程中理解把握 课程重要内容，检査学生各个学习环节学习效果，达到培养目的；3.通过本课程考核改革，摸索机电一体化系统设计基本课程形成性考核合理题型、题 量、难易限度等；4.摸索远程成人教诲考核办法可信度和有效性，提髙学习质量。二、 考核目的通过考核既要检测学生对机电一体化基本理论与核心技术、机电一体化单元技术接口技 术等基本概念、基本理论理解限度，又要检测

2、学生通过学习机电一体化系统设计原理和综合 集成技术，可以把各项技术有机地结合起来进行简朴机电一体化系统分析和设计能力。三、 考核对象广播电视大学工科类机械设汁制造及其自动化专业（专科起点本科）学生。四、 考核方式本课程考核采用形成性考核和终结性考核相结合方式，形成性考核占总成绩30%,登 陆形成性考核系统进行，随平时学习过程完毕：终结性考试为笔试，占总成绩70%,在学 期末进行，详细时间见中央电大统一时间安排。（一）形成性考核完毕一泄量习题是学好本课程一项重要、必不可少工作。通过这些习题练习，逐渐加深 对课程中各种概念理解、基本讣算办法应用，达到基本掌握本课程重要内容目。通过形成性 考核一方而

3、可以加强对地方电大教师教学过程引导、指引和管理，优质完毕教学任务，实现 教学目的；另一方而可以加强对学生平时自主学习过程指引和监督，重在对学生自主学习过 程进行指引和检测，引导学生按照教学规定和学习筹划完毕学习任务，达到掌握知识、提髙 能力目的，提高学生综合素质。第一某些形考阐明设计5次测验题，占课程综合成绩30%。形式：3次客观测试题：1次主观测试题：1次专项报告。注：每次形考任务按百分制进行成绩评估。操作：所有形成性考核试题均由中央电大统一编制。第二某些形考内容序号土 轩 早卩内容形式发布 时间最迟提 交时间权重1第12章机电一体化技术导论、机电 一体化机械技术客观测试题2周10周20%2

4、第34章传感检测技术、伺服驱动技 术客观测试题4周12周20%3第57章自动控制技术、机电一体化 系统设计与综合、客观测试题6周14周20%4第17章（含前3次作业知识点）主观测试题8周16周20%5第7章机电一体化系统实例专项报告2周16周20%第一次形成性考核客观测试题（100分），学习完第1章和第2章之后完毕本次任务。本次测试从颁布到 关闭时间为8周，从颁布之日起，学生即可参加测试，计算机自动评判测试成果，测试成绩 自动形成并记录；如学生对测试成绩不满意，可多次参加测试，咱们只认定成绩最佳测试成 果为最后成绩。题型：判断正误、单项选取、计算。目：检测学生对基本理论和基本办法掌握限度，协助

5、学生找出学习薄弱环宵，明确努力方向, 协助教师理解学生学习效果，依照学生需求不断调巧教学方略，提髙教学效果。规定:1.理解机电一体化核心技术：理解机电一体化系统中惯用传动机构工作原理与选用；理解机电一体化系统中惯用执行机构工作原理与选用：理解机电一体化中虚拟样机技术。2.理解机电一体化技术基本概念、特点和分类办法。3.掌握机电一体化系统构成构造：掌握机电一体化中机械系统基本规左。样题：判断正误（每题4分，共40分）机电一体化系统重要功能就是对输入物质按照规泄进行解决，输出具备所需特性物质。（）答案：X单项选取（每小题4分，共40分）为提髙机电一体化机械传动系统固有频率，应设法（）A.增大系统刚

6、度 B.增大系统转动惯量C.增大系统驱动力矩 D.减小系统摩擦阻力答案：A计算题（共20分）既有如下图所示双螺母齿差调盯预紧式滚珠丝杠，英基本导程为厶二6mm、左端齿轮齿数为100、右端齿轮齿数为98。当两端转向相似时，两端外齿轮相对于内齿轮转过2个齿时， 试求两个螺母之间产生相对轴向位移？套筒2-内齿轮3-圆柱齿轮4-丝杠图双螺母齿差预紧式滚珠丝杠解：当两端转向相似时：一端外齿轮相对于另一端外齿轮转过1个齿时，相对移动轴向距离为（）o （5 分）A.B. C（丄一 ）x/（） D.（丄 + ）x/02 Z Z? Z两端外齿轮相对于内齿轮转过2个齿时，试求两个螺母之产生相对轴向位移为（）答案：

7、C B第二次形成性考核客观测试题（100分），学习完第3章和第4章之后完毕本次任务。本次测试从颁布到关闭时间为8周，从颁布之日起，学生即可参加测试，计算机自动评判测试成果，测试成绩 自动形成并记录；如学生对测试成绩不满意，可多次参加测试，咱们只认左成绩最佳测试成 果为最后成绩。题型：判断正误、单项选取、计算。目：检测学生对基本理论和基本办法掌握限度，协助学生找出学习薄弱环修，明确努力方向, 协助教师理解学生学习效果，依照学生需求不断调巧教学方略，提髙教学效果。规定:1.理解惯用传感器选取及用法：理解惯用传感器与il算机接口方式；理解机电一体化 伺服驱动系统种类及其特点。2.理解惯用伺服驱动电机

8、工作原理、特点、选用及其控制方式。3.掌握惯用传感器类型、特点及工作原理：掌握伺服驱动基本原理。样题：判断正误（每题4分，共40分）传感器转换元件是指传感器中能直接感受或响应被测量某些。（ ）答案：（X ）单项选取（每小题4分，共40分）计算题（共20分）如图所示电机驱动工作台系统，英中驱动X向工作台三相双三拍步进电机，转子齿数z 为100。滚珠丝杠基本导程为/（=6mm。已知传动系统横向（x向）脉冲当量o为0.005mm/脉冲。 试求步进电机步距角Q和减速齿轮传动比I.答案：C D第三次形成性考核客观测试题（100分），学习完第57章之后完毕本次任务。本次测试从颁布到关闭时间为8周，从颁布之

9、日起，学生即可参加测试，计算机自动评判测试成果，测试成绩自动形成并记录；如学生对测试成绩不满意，可多次参加测试，咱们只认疋成绩最佳测试成果为最 后成绩。题型：判断正误、单项选取。目：检测学生对基本理论和基本办法掌握限度，协助学生找出学习薄弱环节，明确努力方向, 协助教师理解学生学习效果，依照学生需求不断调巧教学方略，提高教学效果。规定:1.理解嵌入式系统特点；理解机电一体化系统产品规划重要内容；理解机电一体化系 统概念设汁内涵、特性及办法：理解机电一体化系统评价与决策办法；理解机电一体化系统 当代设计办法：理解工业机器人系统构成、分类及工作原理：理解惯用数控机床分类及构成; 理解机电一体化系统

10、实现特殊机构功能办法和原理。2.理解机电一体化系统控制方式及特点：理解汁算机控制系统构成和惯用类型：理解 可编程序控制器构成。3.掌握可编程序控制器控制系统设讣。样题：判断正误（每题3分，共60分）自动控制技术是机电一体化有关技术之一，直接影响系统控制水平、精度、响应速度和 稳淀性。（）答案：（J）单项选取（每小题4分，共40分）计算机控制系统实际运营时，需要由顾客自行编写（），具备实时性、针对性、灵活 性和通用性。A.实时软件 B.开发软件 C.系统软件 D.应用软件答案：D第四次形成性考核主观测试题（100分），学习完本教材后完毕本次任务。本次测试从颁布到关闭时间为8 周，从颁布之日起，学

11、生即可参加测试，课程指引教师评测测试成果。题型：简答题、综合题。目：检测学生对基本理论和基本办法掌握限度，协助学生找出学习薄弱环巧，明确努力方向, 协助教师理解学生学习效果，依照学生需求不断调巧教学方略，提高教学效果。规定：测试学生对本课程重点知识及其应用掌握限度。样题：简答题（每题10分，共70分）齿轮传动齿侧间隙调节办法有哪些？答案：齿轮传动齿侧间隙调ij办法有：圆柱齿轮传动：偏心套轴向垫片双片薄齿轮错齿 调节法（轴向拉簧式、可调拉簧式）；斜齿轮传动：垫片错齿调肖。综合题（每小题15分，共30分）某部门欲开发一款用于焊接印刷电路板芯片机械手，请制泄出该款机械手产品开发设 计流程。答案：机电

12、一体化系统重要设讣流程分为五个阶段：产品规划、概念设计、详细设计、设计 实行和设计泄型阶段。第一阶段：产品规划阶段：进行需求分析和需求设计，以明确设汁任务。机械手用途：焊接芯片。工作方式：手动、自动方式。重要技术参数：3自由度。使用环境规泄：生产线。第二阶段：概念设计阶段：在功能分析基本上，优化筛选获得较抱负工作原理方案。第三阶段：详细设计阶段。对各功能模块进行细部设汁，绘制相应工程图。该阶段工 作量既涉及机械、电气、电子、控制与汁算机软件等系统设讣，又涉及总装图和零件图绘制。第四阶段：设计实行阶段。一方面依照机械、电气图纸和算法文献，制造、装配和编制各功能模块：然后进行模块调试；最后进行系统

13、整体安装调试，复核系统可靠性及抗干扰性。第五阶段：设计定型阶段。对调试成功系统进行工艺怎型，整顿设讣资料。小批量生产，试销。第五次形成性考核专项报告（100分），学习本课程过程中完毕本次任务。本次测试从颁布到关闭时间为 14周，从颁布之日起，学生即可参加测试，课程指引教师评测测试成果。目：通过对社会生活或生产实践中某一种典型机电一体化产品进行分析和研究，理解机电一 体化系统构成构造、核心技术与原理，培养对机电一体化产品进行分析和研究能力。选题：选取社会生活或生产实践中机电一体化技术典型应用产品。同一班级中，可按照个人或 小组在指引教师指引下进行选题。提交专项报告规泄：1.专项报告内容应涉及机电

14、一体化产品（设备）基本构造及工作原理、重要技术特点、 重要用途、与本课程有关内容联系等。2.专项报告撰写要做到形式和内容规范、专业，文字某些不少于1000字，并规立画岀 机电一体化产品（设备）系统构造框图和工作流程图。3.专项报告应独立完毕，如有抄袭或雷同某些，专项报告成绩讣为0分。（二）终结性考试重要目：重点考核本课程所涉及到基本槪念、基本知识和基本分析办法。第一某些考试阐明比重：占课程综合成绩70%,按百分制计算。题型：单项选取、判断正误、计算、简答、综合。操作：采用纸制闭卷考试，中央广播电视大学统一编制试题，地方广播电视大学组织考 试。第二某些考试样题（一） 判断题此类型试题考査学生对基

15、本概念掌握限度，要非常精确判断命题对的与错误。例1:数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们共同特点是运用自身物理 特性，制成直线型和圆形构造位移传感器，输岀信号都是脉冲信号，每一种脉冲代表输入位 移当量，通过计数脉冲就可以记录位移尺寸。（）阐明：由光栅传感器、磁柵传感器、感应同步器工作原理可知，这些传感器输岀端得到 一串电脉冲，通过放大、整形、辨向和计数系统产生数字信号输出，可知被测位移量。故本 题论述是对的，括号内应填入“ 号。例2：数字化物理样机就是一种构造设计软件，强调构造上设计。（）阐明：数字化物理样机，不是强调构造上设汁，而是更注重物理样机零部件形态特性和 系统装配特性数字

16、化检视。故结论是错误，括号内应填入“X”号。（二） 选取题此类型试题考査学生对基本理论和应用性知识理解、对惯用重要概念和公式掌握限度。 如不注明，则为单项选取题。题型举例：例：在机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制三个重要规泄是（ ）。A.传动精度、稳泄性、迅速响应性 B.传动精度、稳定性、低噪声C.传动精度、高可靠性、小型轻量化 D.传动精度、髙可靠性、低冲击振动阐明：这里只有一种答案是对的，应在括号中填A。（三） 简答题简答题考察学生对重要概念和公式掌握状况，要抓住问题要点进行回答，不需要过于详细地描述。例：简述机械系统刚度对系统动态特性影响。机械系统刚度对系统重要影响体现为如下几方而

17、：（1）失动量 系统刚度越大，因静摩擦力作用所产生传动部件弹性变形越小，系统失动量也越小:（2） 固有频率 机械系统刚度越大，固有频率越高，可远离控制系统或驱动系统频带 宽度，从而避免产生共振：（3） 稳泄性刚度对开环伺服系统稳定性没有影响，而对闭环伺服系统稳左性有很大 影响，提髙刚度可增长闭环系统稳定性。（四）计算题计算题考察学生基本讣算能力，对重要公式掌握状况，以及对数据进行分析水平。 例：如图所示电机驱动工作台系统，其中驱动x向工作台三相单三拍步进电机，转 子齿数z为100。滚珠丝杠基本导程为已知传动系统横向（x向）脉冲当量6为 0.005mm/脉冲。试求：（1） 步进电机步距角心（2）

18、 减速齿轮传动比人360 360解:（1）步进电机步距角a= = = 1.5ZKN 40x2x3（2）减速齿轮传动比,=缶一/ay /0.005 _ =36OV/1.5（五）综合题综合题考察学生对本课程所学知识综合运用能力，涉及对简朴机电一体化系统或产品分析或设计。例：已知某物料搬动机械手构造如图所示，动作过程如图所示，规左机械手操作方式分为手动方式和自动方式。机械手有升降、水平移动、手爪夹持等3个自由度，采用电磁阀控制气缸驱动，PLC控制。规定写出物料搬动机械手设汁和产品开发详细工程路线。图2物料搬动机械手构造原理图解：机电一体化系统重要设计流程分为五个阶段：产品规划、概念设计、详细设汁、

19、设计实行和设计定型阶段。第一阶段：产品规划阶段：进行需求分析和需求设讣，以明确设汁任务。机械手用途:物料搬运。工作方式：手动、自动方式。重要技术参数：3自由度。使用环境规世：生产线。第二阶段：概念设计阶段：在功能分析基本上，优化筛选获得较抱负工作原理方案。第三阶段：详细设计阶段。对各功能模块进行细部设汁，绘制相应工程图。该阶段工 作量既涉及机械、电气、电子、控制与讣算机软件等系统设讣，又涉及总装图和零件图绘制。第四阶段：设计实行阶段。一方而依照机械、电气图纸和算法文献，制造、装配和编 制各功能模块：然后进行模块调试：最后进行系统整体安装调试，复核系统可靠性及抗干扰 性。第五阶段：设计定型阶段。对调试成功系统进行工艺定型，整顿设讣资料。小批量生 产，试销。五、考试手段形成性考核运用“形成性考核测评系统”：终结性考试为闭卷笔试，随期末考试进行，考试时间：90分钟。六、考试日期另行告知。