高綱1562

江蘇省高等教育自學考試大綱

02209　機械制造裝備設計

揚州大學編

江蘇省高等教育自學考試委員會辦公室

Ⅰ  課程性質與課程目標

一、課程性質和特點

《機械制造裝備設計》是機械設計制造及其自動化專業(yè)的主要專業(yè)課程。通過學習，獲得機械裝備設計的基本理論、基本知識和方法；通過學習和課程設計，初步具備設計一般機械制造裝備總體設計和部件設計的能力。為將來從事機械裝備的設計和制造奠定基礎。

二、課程目標

課程目標是，通過對本課程的學習，使學生：

1.獲得機械制造裝備設計的基本知識和理論，包括機械制造裝備的構成、基本要求，傳統(tǒng)設計的基礎理論和設計方法，先進的設計原理和現(xiàn)代設計方法。

2.初步具備機械制造裝備設計（總體和部件設計）的能力。

3.了解機械制造裝備的技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

三、與相關課程的聯(lián)系與區(qū)別

本課程應具備的知識基礎以及與其它課程的區(qū)別。

1.先修課程：工程制圖、工程力學、機械設計、工程材料及熱處理，控制工程基礎、現(xiàn)代設計方法、液壓與氣動傳動、測試技術、數(shù)控技術、機械制造技術等。

學習本課程的過程中，需要運用上述各門課程中的基本知識和理論、方法等。

2.后續(xù)（或平行）課程：機械CAD/CAM、現(xiàn)代設計方法、精密加工與特種加工、機電一體化系統(tǒng)設計，課程設計和畢業(yè)設計。與本課程平行的課程，如機電傳動控制、機電一體化系統(tǒng)設計、機械CAD/CAM等，在學習時都會有相互聯(lián)系和起到互補作用。

Ⅱ  考核目標

本大綱在考核目標中，按照識記、了解和應用三個層次規(guī)定其應達到的能力層次要求。各能力層次的含義是：

識記（Ⅰ）：要求考生能夠識別和記憶本課程中有關概念、方法及規(guī)律的主要內(nèi)容，并能夠根據(jù)考核的不同要求，做正確的表述、選擇和判斷。

了解（Ⅱ）：要求考生能夠了解對象的方法和特點，建立起整體的概念。

應用（Ⅲ）：要求考生能夠根據(jù)已知的知識條件，對問題進行分析、判斷、計算和綜合。

Ⅲ  課程內(nèi)容與考核要求

第一章  機械制造及裝備設計方法

一、學習目的與要求

通過本章的學習，掌握機械制造裝備的總體基本，了解裝備設計的基本方法。

二、課程內(nèi)容

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 機械制造裝備應具備的主要功能

第三節(jié) 機械制造裝備的分類

第四節(jié) 機械制造裝備設計的類型和設計方法

第五節(jié) 機械制造裝備設計的評價

三、考核知識點與考核要求

1.機械制造的背景

了解：機械制造生產(chǎn)模式的演變；制造業(yè)的作業(yè)及現(xiàn)狀；機械制造裝備的發(fā)展趨勢。

2.機械制造裝備應具備的主要功能

識記：機械制造裝備的一般功能要求；柔性化、精密化、自動化、機電一體化和綠色工程的基本概念和定義。

3.機械制造裝備的分類

識記：機械制造裝備的分類；金屬切削機床的概念；通用機床、專用機床和專門化機床的概念；鍛壓機床的概念；工藝裝備的組成；倉儲裝備的概念；輔助裝備的組成。

了解：電加工機床、超聲波加工機床、激光加工機床、電子束、離子束和水射流加工機床的概念。

4.機械制造裝備設計的類型和設計方法

識記：機械制造裝備設計的分類；創(chuàng)新設計、變型設計和模塊化設計的概念。系列化設計的基本概念、特點和步驟；模塊化設計的基本概念、特點和步驟

了解：機械制造裝備設計的典型步驟；

5.機械制造裝備設計的評價

識記：經(jīng)濟評價的定義；可靠性評價的指標。

四、本章重點、難點

重點：機械制造裝備的主要功能、分類。

難點：系列化設計和模塊化設計。

第二章  金屬切削機床設計

一、學習目的與要求

通過本章的學習，掌握金屬切削機床設計的基本理論、總體設計方法、主傳動和進給傳動系統(tǒng)的設計；了解機床控制系統(tǒng)的設計。

二、課程內(nèi)容

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 金屬切削機床設計的基本理論

第三節(jié) 金屬切削機床總體設計

第四節(jié) 主傳動系統(tǒng)設計

第五節(jié) 進給傳動系統(tǒng)設計

三、考核知識點與考核要求

1.機床設計概述

識記：機床設計應滿足的基本要求。

2.金屬切削機床設計的基本理論

識記：機床工作原理；工件表面的形成方法及機床運動；機床運動的分類；機床的成形運動；機床精度、剛度、振動、熱變形和低速運動平穩(wěn)性的概念及其相關基本理論。

3.金屬切削機床總體設計

識記：主參數(shù)的概念；相對轉速損失的概念；標準公比的概念、選用。

4.主傳動系設計

識記：主傳動系的傳動方式、特點及應用；擬定轉速圖和結構式；級比和級比指數(shù)的概念；變速組的變速范圍和極限傳動比；主變速傳動系統(tǒng)設計的一般原則；齒輪齒數(shù)的確定；計算轉速的概念；傳動軸的估算和驗算。

了解：主傳動系的分類及其特點；具有交換齒輪的變速傳動系；采用公用齒輪的變速傳動系；變速箱內(nèi)傳動件的空間布置與計算，無極變速主傳動系統(tǒng)。

5.進給傳動系設計

識記：機械進給傳動系的設計特點；電氣伺服進給系統(tǒng)的分類；電伺服進給傳動系中的機械傳動部件。

了解：進給傳動系的組成；進給傳動系設計應滿足的基本要求；

四、本章重點、難點

重點：金屬切削機床設計的基本理論；主傳動系設計。

難點: 機床的成形運動；主傳動系設計。

第三章  典型部件設計

一、學習目的與要求

通過本章的學習，掌握金屬切削機床幾種典型部件的分析和設計方法。

二、課程內(nèi)容

第一節(jié) 主軸部件設計

第二節(jié) 支承件設計

第三節(jié) 導軌設計

第四節(jié) 機床刀架和自動換刀裝置設計

三、考核知識點與考核要求

1.主軸部件設計

識記：主軸部件應滿足的基本要求；主軸的傳動方式；主軸部件結構設計；主軸滾動軸承。

了解：主軸滑動軸承

應用：主軸部件結構和功能分析。

2.支承件設計

識記：支承件的功能和應滿足的基本要求；支承件的結構設計；支承件的材料；提高支承件結構性能的措施。

3.導軌設計

識記：導軌的功能和應滿足的基本要求；導軌的截面形狀選擇和導軌間隙的調整。

領會：導軌的結構類型及特點；提高導軌精度、剛度和耐磨性的措施。

四、本章重點、難點

重點：主軸部件設計。

難點：主軸部件設計。

第四章  工業(yè)機器人設計

一、學習目的與要求

通過本章的學習，掌握工業(yè)機器人的基本概念和機械結構系統(tǒng)設計的基本要求和方法，了解工業(yè)機器人的運動學建模方法。

二、課程內(nèi)容

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 工業(yè)機器人運動功能設計

第三節(jié) 工業(yè)機器人傳動系統(tǒng)設計

第四節(jié) 工業(yè)機器人的機械結構系統(tǒng)設計

三、考核知識點與考核要求

1.概述

識記：工業(yè)機器人的定義及其工作原理；工業(yè)機器人的構成及分類；工業(yè)機器人的主要特性表示方法。

了解：工業(yè)機器人的設計方法。

2.工業(yè)機器人運動功能設計

識記：工業(yè)機器人的位姿描述；工業(yè)機器人運動方程。

3.工業(yè)機器人傳動系統(tǒng)設計

識記：工業(yè)機器人的傳動系統(tǒng)設計。

了解：驅動方式選擇。

4.工業(yè)機器人的機械結構系統(tǒng)設計

識記：工業(yè)機器人的手臂和基座、手腕和末端執(zhí)行器

四、本章重點、難點

重點：工業(yè)機器人的概念和傳動系統(tǒng)。

難點: 工業(yè)機器人運動功能設計。

第五章  機床夾具設計

一、學習目的與要求

通過本章的學習，掌握機床夾具的基本概念、機床夾具定位機構的設計、機床夾具夾緊機構的設計和機床夾具的設計步驟。能夠獨立進行普通機床夾具的誤差分析和初步設計。

二、課程內(nèi)容

第一節(jié) 機床夾具的功能和應滿足的要求

第二節(jié) 機床夾具的類型和組成

第三節(jié) 機床夾具定位機構的設計

第四節(jié) 機床夾具夾緊機構的設計

第五節(jié) 機床夾具的其他裝置

第七節(jié) 機床夾具設計步驟

三、考核知識點與考核要求

1.機床夾具的功能和應滿足的要求

識記：機床夾具的功能；機床夾具應滿足的要求。

2.機床夾具的類型和組成

識記：機床夾具的類型、基本組成。。

3.機床夾具定位機構的設計

識記：工件的定位；典型的定位方式、定位元件及裝置；定位誤差的分析與計算。

應用：機床夾具的定位誤差分析計算。

4.機床夾具夾緊機構的設計

識記：夾緊機構設計應滿足的要求；夾緊力的確定；常用夾緊機構。

5.機床夾具的其他裝置

識記：孔加工刀具的導向裝置；對刀裝置；分度裝置。

6.機床夾具設計步驟

了解：機床專用夾具的設計步驟。

四、本章重點、難點

重點：機床夾具定位機構設計。

難點: 機床夾具定位機構設計。

第七章  機械加工生產(chǎn)線總體設計

一、學習目的與要求

通過本章的學習，了解機械加工生產(chǎn)線的基本概念；生產(chǎn)線工藝方案的設計；生產(chǎn)線專用機床的總體設計；柔性制造系統(tǒng)。

二、課程內(nèi)容

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 生產(chǎn)線工藝方案的設計

第三節(jié) 生產(chǎn)線專用機床的總體設計

第五節(jié) 柔性制造系統(tǒng)

三、考核知識點與考核要求

1.概述

識記：機械加工生產(chǎn)線及其基本組成；機械加工生產(chǎn)線的類型。

2.生產(chǎn)線工藝方案的設計

了解：生產(chǎn)線工藝方案的制訂；生產(chǎn)節(jié)拍的平衡和生產(chǎn)階段的分段。

3.生產(chǎn)線專用機床的總體設計

識記：組合機床的組成、特點及配置形式；組合機床總體設計。

4.柔性制造系統(tǒng)

識記：FMS的組成

四、本章重點、難點

重點：生產(chǎn)線工藝方案的設計；生產(chǎn)線專用機床的總體設計。

Ⅳ  關于大綱的說明與考核實施要求

一、自學考試大綱的目的和作用

課程自學考試大綱是根據(jù)專業(yè)自學考試計劃的要求，結合自學考試的特點而確定。其目的是對個人自學、社會助學和課程考試命題進行指導和規(guī)定。

課程自學考試大綱明確了課程學習的內(nèi)容以及深廣度，規(guī)定了課程自學考試的范圍和標準。因此，它是編寫自學考試教材和輔導書的依據(jù)，是社會助學組織進行自學輔導的依據(jù)，是自學者學習教材、掌握課程內(nèi)容知識范圍和程度的依據(jù)，也是進行自學考試命題的依據(jù)。

二、課程自學考試大綱與教材的關系

課程自學考試大綱是進行學習和考核的依據(jù)，教材是學習掌握課程知識的基本內(nèi)容與范圍，教材的內(nèi)容是大綱所規(guī)定的課程知識和內(nèi)容的擴展與發(fā)揮。

大綱與教材所體現(xiàn)的課程內(nèi)容應基本一致；大綱里面的課程內(nèi)容和考核知識點，教材里一般也要有。反過來教材里有的內(nèi)容，大綱里就不一定體現(xiàn)。

三、關于自學教材

《機械制造裝備設計》第三版，關慧貞主編，機械工業(yè)出版社，2014年版。

四、關于自學要求和自學方法的指導

本大綱的課程基本要求是依據(jù)專業(yè)考試計劃和專業(yè)培養(yǎng)目標而確定的。課程基本要求還明確了課程的基本內(nèi)容，以及對基本內(nèi)容掌握的程度?；疽笾械闹R點構成了課程內(nèi)容的主體部分。因此，課程基本內(nèi)容掌握程度、課程考核知識點是高等教育自學考試考核的主要內(nèi)容。

為有效地指導個人自學和社會助學，本大綱已指明了課程的重點和難點，在章節(jié)的基本要求中一般也指明了章節(jié)內(nèi)容的重點和難點。

本課程共5+2學分（理論部分5學分，實踐部分2學分）。

五、應考指導

1. 如何學習

很好的計劃和組織是你學習成功的法寶。如果你正在接受培訓學習，一定要跟緊課程并完成作業(yè)。為了在考試中作出滿意的回答，你必須對所學課程內(nèi)容有很好的理解。使用“行動計劃表”來監(jiān)控你的學習進展。你閱讀課本時可以做讀書筆記。如有需要重點注意的內(nèi)容，可以用彩筆來標注。如：紅色代表重點；綠色代表需要深入研究的領域；黃色代表可以運用在工作之中?？梢栽诳瞻滋幱涗浵嚓P網(wǎng)站，文章。

2. 如何考試

卷面整潔非常重要。書寫工整，段落與間距合理，卷面賞心悅目有助于教師評分，教師只能為他能看懂的內(nèi)容打分?；卮鹚岢龅膯栴}。要回答所問的問題，而不是回答你自己樂意回答的問題！避免超過問題的范圍

3. 如何處理緊張情緒 

正確處理對失敗的懼怕，要正面思考。如果可能，請教已經(jīng)通過該科目考試的人，問他們一些問題。做深呼吸放松，這有助于使頭腦清醒，緩解緊張情緒。考試前合理膳食，保持旺盛精力，保持冷靜。

4. 如何克服心理障礙

這是一個普遍問題！如果你在考試中出現(xiàn)這種情況，試試下列方法：使用“線索”紙條。進入考場之前，將記憶“線索”記在紙條上，但你不能將紙條帶進考場，因此當你閱讀考卷時，一旦有了思路就快速記下。按自己的步調進行答卷。為每個考題或部分分配合理時間，并按此時間安排進行。

六、對考核內(nèi)容的說明

1. 本課程要求考生學習和掌握的知識點內(nèi)容都作為考核的內(nèi)容。課程中各章的內(nèi)容均由若干知識點組成，在自學考試中成為考核知識點。因此，課程自學考試大綱中所規(guī)定的考試內(nèi)容是以分解為考核知識點的方式給出的。由于各知識點在課程中的地位、作用以及知識自身的特點不同，自學考試將對各知識點分別按三個或四個認知（或叫能力）層次確定其考核要求。

2. 課程分為四部分，分別金屬切削機床設計及其典型部件、工業(yè)機器人設計、機床夾具設計和其他，考試試卷中所占的比例大約分別為：60%、10%、25%，5%。

七、關于考試命題的若干規(guī)定

1.指出考試的方法，考試時間的長度。對本課程考試要攜帶必要的工具等，應做出明確具體的規(guī)定。

2.本大綱各章所規(guī)定的基本要求、知識點及知識點下的知識細目，都屬于考核的內(nèi)容?？荚嚸}既要覆蓋到章，又要避免面面俱到。要注意突出課程的重點、章節(jié)重點，加大重點內(nèi)容的覆蓋度。

3.命題不應有超出大綱中考核知識點范圍的題目，考核目標不得高于大綱中所規(guī)定的相應的最高能力層次要求。命題應著重考核自學者對基本概念、基本知識和基本理論是否了解或掌握，對基本方法是否會用或熟練。不應出與基本要求不符的偏題或怪題。

4.本課程在試卷中對不同能力層次要求的分數(shù)比例大致為：識記占50%，了解占15%，應用占35%。

5.要合理安排試題的難易程度，試題的難度可分為：易、較易、較難和難四個等級。每份試卷中不同難度試題的分數(shù)比例一般為：2:3:3:2。

必須注意試題的難易程度與能力層次有一定的聯(lián)系，但二者不是等同的概念。在各個能力層次中對于不同的考生都存在著不同的難度。在大綱中要特別強調這個問題，應告誡考生切勿混淆。

6.課程考試命題的主要題型一般有單項選擇題、多項選擇題、填空題、名詞解釋題、簡答題、計算題、應用題、論述題、案例分析等題型（一般不使用判斷題）。請作者確定好本課程所適用的題型，并注意留有余地。

在命題工作中必須按照本課程大綱中所規(guī)定的題型命制，考試試卷使用的題型可以略少，但不能超出本課程對題型規(guī)定。

附錄  題型舉例

一、選擇題

如：PUMA機器人是六自由度        機器人。   （C）

A.球坐標型      B.圓柱坐標型     C.關節(jié)型     D. 直角坐標型

二、填空題

如：鉆床夾具中鉆頭的導向采用     。（鉆套）

三、名詞解釋

如：表面成形運動

答：完成一個表面的加工所必須的最基本的運動。

四、簡答題

如：簡述滾動軸承運動時進行潤滑的作用。 

答：滾動軸承在運轉過程中，滾動體和軸承滾道間會產(chǎn)生滾動摩擦和滑動摩擦，產(chǎn)生熱量而使軸承溫度升高，因熱變形改變了軸承的間隙，引起振動和噪聲。潤滑的作用是利用潤滑劑在摩擦面之間形成潤滑油膜，減小摩擦習俗和發(fā)熱量，并帶走一部分熱量，以降低軸承的溫升。

五、計算題

有一批套類零件，定位如圖所示。欲在其上銑一鍵槽，試分析計算下列定位方案中尺寸H1的定位誤差。           

      答：  

由于工序基準不在定位基面上，故定位誤差為：

六、分析題

1．該主軸部件由于跨距較長，故設計為     支承結構。其中，        支承為主要支承。推力軸承配置型式為           配置方式。其優(yōu)點是：                            

                                                                            ；缺點是：                                                                    

                                                                            。

2．圖示主軸部件中，采用圓錐滾子軸承         組配。其預緊方式為：             

                                                                            。

3．后軸承深溝球軸承為       支承，其外徑與座孔之間保留        ，使該軸承處于游動狀態(tài)，目的是                                                              。深溝球軸承的作用是                                                          。

答：1．該主軸部件由于跨距較長，故設計為三支承結構。其中，前、中支承為主要支承。推力軸承配置型式為兩端定位配置方式。其優(yōu)點是：前后支承分受軸向載荷較均勻，前支承發(fā)熱較??；缺點是：兩推力軸承之間的主軸段受熱后會產(chǎn)生彎曲，既影響軸承間隙，又使軸承產(chǎn)生角位移，影響機床精度。

2．圖示主軸部件中，采用圓錐滾子軸承背靠背組配。其預緊方式為：用螺母調整其預緊。

3．后軸承深溝球軸承為輔助支承，其外徑與座孔之間保留游隙，使該軸承處于游動狀態(tài)，目的是消除三個支承座孔不同心的影響。深溝球軸承的作用是當載荷較大時該才參與工作，提高主軸的剛度。