《專業(yè)基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱

1、專業(yè)基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程中文名稱：專業(yè)基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)課程英文名稱：Professional Basic Comprehensive Experiment課程編號(hào)：ZJ16109課程類型：專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué) 時(shí)：36學(xué) 分：2開課學(xué)期：4適用對(duì)象：機(jī)械電子工程、機(jī)電技術(shù)教育先修課程：高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、現(xiàn)代工程圖學(xué)、互換性與測(cè)量技術(shù)、機(jī)械工程材料、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理與應(yīng)用、電工基礎(chǔ)、電子技術(shù)課程簡(jiǎn)介：專業(yè)基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)是突破原有課程及章節(jié)的界限，以機(jī)械電子工程實(shí)驗(yàn)方法自身的系統(tǒng)為主線來建構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由“單一型”向“綜合型”拓展，以培養(yǎng)學(xué)生綜合利用所學(xué)相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)

2、知識(shí)來分析和解決問題的能力。本綜合實(shí)驗(yàn)課程主要包括中等復(fù)雜零部件的測(cè)繪與計(jì)算機(jī)繪圖、典型材料的熱處理工藝及其性能測(cè)試（物理性能和力學(xué)性能）、齒輪參數(shù)的綜合測(cè)量、機(jī)械運(yùn)動(dòng)參數(shù)、傳動(dòng)性能的測(cè)量與分析以及基于單片機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用等方面的綜合實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)該專業(yè)基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，可獲得實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理的一般方法，掌握機(jī)電產(chǎn)品性能測(cè)試與分析了路徑和方法，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程和今后從事機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)與制造打下良好的基礎(chǔ)。一、教學(xué)目標(biāo)及任務(wù)（1）掌握中等復(fù)雜程度零部件的測(cè)繪方法，了解反求技術(shù)，據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)通過三維幾何建模方法重構(gòu)實(shí)物的CAD模型。（2）掌握一般碳素鋼的熱處理工藝及設(shè)備，了解熱處理工藝對(duì)鋼

3、性能的影響，熟悉材料物理性能和力學(xué)性能測(cè)試方法。（3）了解齒輪參數(shù)的一般測(cè)量工具及測(cè)量方法，能利用現(xiàn)代測(cè)量設(shè)備對(duì)齒輪參數(shù)進(jìn)行綜合測(cè)量。（4）能夠利用現(xiàn)代設(shè)備對(duì)機(jī)械系統(tǒng)或者機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)參數(shù)、傳動(dòng)性能測(cè)量并利用測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)性能分析，為機(jī)械設(shè)計(jì)和制造以及性能評(píng)價(jià)打下基礎(chǔ)。二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及學(xué)時(shí)分配序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)分配實(shí)驗(yàn)類別實(shí)驗(yàn)類型每組人數(shù)實(shí)驗(yàn)要求1中等復(fù)雜零部件測(cè)繪及計(jì)算機(jī)輔助繪制工程圖4-6專業(yè)基礎(chǔ)綜合1必做2材料力學(xué)性能測(cè)試綜合實(shí)驗(yàn)4-6專業(yè)基礎(chǔ)綜合3必做3碳素鋼的熱處理及性能測(cè)定綜合實(shí)驗(yàn)4-6專業(yè)基礎(chǔ)綜合3必做4齒輪參數(shù)的綜合測(cè)量4-6專業(yè)基礎(chǔ)綜合3必做5機(jī)械運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)定綜合實(shí)驗(yàn)4

4、-6專業(yè)基礎(chǔ)綜合3必做6機(jī)械傳動(dòng)性能綜合實(shí)驗(yàn)4-6專業(yè)基礎(chǔ)綜合3必做7機(jī)械系統(tǒng)性能研究及運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析實(shí)驗(yàn)4-6專業(yè)基礎(chǔ)綜合3必做8基于單片機(jī)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制實(shí)驗(yàn)4-6專業(yè)基礎(chǔ)綜合3必做9基于單片機(jī)的電磁振動(dòng)定量給料系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)4-6專業(yè)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)3必做10機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)意組合測(cè)試實(shí)驗(yàn)4-6專業(yè)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)3選做三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教學(xué)要求實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一：中等復(fù)雜零部件測(cè)繪及計(jì)算機(jī)輔助繪制工程圖實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教學(xué)要求：1了解中等復(fù)雜機(jī)械零部件的拆裝方法以及零部件尺寸的測(cè)量方法；2能夠利用測(cè)量數(shù)據(jù)繪制零部件草圖，為計(jì)算機(jī)輔助建模做好準(zhǔn)備；3利用計(jì)算機(jī)繪制中等復(fù)雜零部件的二維模型或者三維模型，了解反求技術(shù)的重要意義；教學(xué)要

5、求：掌握一般機(jī)械零部件的測(cè)繪方法以及手工草圖的繪制方法，掌握符合國(guó)標(biāo)（GB）的機(jī)械圖樣板圖的創(chuàng)建方法。熟悉常用的作圖技巧和輔助功能，能夠綜合運(yùn)用先修課程獲得的知識(shí)和技能繪制較復(fù)雜的符合國(guó)標(biāo)（GB）的零件圖，并拼畫裝配圖。主要儀器設(shè)備：機(jī)械零部件測(cè)繪工具，中等復(fù)雜機(jī)械零部件，拆裝工具，計(jì)算機(jī)等。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二：材料力學(xué)性能測(cè)試綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教學(xué)要求：1. 學(xué)習(xí)用電測(cè)法測(cè)定平面應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力大小和方向； 2. 確定一種或多種實(shí)驗(yàn)方法分析引起變形的原因。 3. 分析疊梁的應(yīng)力分布特點(diǎn) 4. 實(shí)驗(yàn)證明位移和功的互等定理 5. 測(cè)定梁彎曲變形時(shí)的應(yīng)力分布特點(diǎn) 6. 實(shí)驗(yàn)分析開口薄壁桿彎曲中心的位置教

6、學(xué)要求：了解實(shí)驗(yàn)基本原理，掌握電測(cè)法測(cè)定平面應(yīng)力的基本方法，測(cè)定并分析疊梁的應(yīng)力分布，能夠熟練測(cè)量梁彎曲變形的應(yīng)力分布，開口薄壁桿彎曲中心的位置。主要儀器設(shè)備：組合實(shí)驗(yàn)裝置；電渦流位移傳感器；力-位移測(cè)量?jī)x；YE2537型靜態(tài)電阻應(yīng)變儀等。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三：典型零件熱處理工藝規(guī)程及性能測(cè)定綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教學(xué)要求：1、根據(jù)給定條件，參考有關(guān)文獻(xiàn)資料，合理選用材料，設(shè)計(jì)軸類零件熱處理工藝，訂出實(shí)驗(yàn)計(jì)劃；2、進(jìn)行原材料的硬度、金相組織檢驗(yàn)；3、進(jìn)行預(yù)先熱處理，對(duì)預(yù)先熱處理后的材料硬度、金相組織進(jìn)行檢驗(yàn)；4、進(jìn)行表面硬化處理，對(duì)表面硬化處理后的試樣進(jìn)行表面硬度、硬化層硬度分布、硬化層金相組織檢驗(yàn)和硬化層

7、深度測(cè)定，對(duì)硬化層拍出合格的金相照片。教學(xué)要求：要求運(yùn)用已學(xué)過的機(jī)械工程材料等方面的基本理論并參考相關(guān)資料，依據(jù)設(shè)計(jì)的零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及力學(xué)性能指標(biāo)進(jìn)行綜合分析后，進(jìn)行正確選材；制定合理的熱處理工藝規(guī)范和實(shí)施路線；選擇熱處理加熱設(shè)備；檢測(cè)試樣的硬度；并要求親自動(dòng)手、獨(dú)立完成熱處理操作、試樣制備、組織觀察與分析等過程。以達(dá)到提高學(xué)生的分析問題和解決問題及實(shí)際動(dòng)手能力；了解并初步掌握依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及其力學(xué)性能要求進(jìn)行選材、制定熱處理工藝規(guī)范的一般原則以及金屬材料的化學(xué)成分、熱處理工藝、顯微組織與力學(xué)性能之間的關(guān)系。主要儀器設(shè)備：高、中、低溫箱式電阻爐及其相應(yīng)的爐溫測(cè)控儀表；裝出爐用鐵

8、鉗或鉤子；洛氏硬度計(jì)、布氏硬度計(jì)；淬火用油、水及其桶；制備金相試樣所需的成套設(shè)備、金相砂紙和浸蝕劑；臺(tái)式光學(xué)金相顯微鏡等。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目四：齒輪參數(shù)的綜合測(cè)量實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教學(xué)要求：1、了解測(cè)量齒距累積誤差與齒距偏差的目的和原理，掌握齒距累積誤差與齒距偏差的測(cè)量方法及數(shù)據(jù)處理方法；2、了解跳動(dòng)檢查儀的工作原理與使用方法，熟悉齒輪公差標(biāo)準(zhǔn)，判斷齒圈徑向跳動(dòng)的合格性；3、了解基節(jié)檢查儀的工作原理，并掌握其使用方法，熟悉齒輪的公差標(biāo)準(zhǔn)，判斷基節(jié)偏差的合格性；4、掌握測(cè)量齒輪公法線千分尺的使用方法，了解齒輪公法線長(zhǎng)度變動(dòng)與平均長(zhǎng)度偏差的測(cè)量原理和方法，能判斷齒輪公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量與公法線平均長(zhǎng)度偏差的合格性；5、

9、了解測(cè)量齒厚偏差的目的，掌握齒厚偏差的測(cè)量方法。教學(xué)要求：了解齒輪相關(guān)參數(shù)及其誤差測(cè)量的基本原理、方法和數(shù)據(jù)處理方法，能夠進(jìn)行誤差分析判斷，根據(jù)齒輪的公差標(biāo)準(zhǔn)，判斷相關(guān)參數(shù)的合格性，能夠熟練使用齒輪參數(shù)測(cè)量相關(guān)設(shè)備，能夠正確給出齒輪嚙合誤差，較全面地評(píng)定齒輪的使用質(zhì)量。主要儀器設(shè)備：周節(jié)儀；齒圈徑向跳動(dòng)檢查儀；基節(jié)檢查儀；公法線千分尺；游標(biāo)齒輪卡尺等。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目五：機(jī)械運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)定綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教學(xué)要求：1、了解機(jī)械位移、速度、加速度的測(cè)定方法；2、了解角位移、角加速度的測(cè)定方法；轉(zhuǎn)速及回轉(zhuǎn)不勻率的測(cè)定方法；3、了解機(jī)械動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試儀及光電脈沖編碼器、同步脈沖發(fā)生器和角速度傳感器的基本原理

10、，并掌握它們的使用方法；4、通過比較理論運(yùn)動(dòng)線圖與實(shí)測(cè)運(yùn)動(dòng)線圖的差異，并分析其原因，增加對(duì)速度、角速度，特別是加速度和角加速度的感性認(rèn)識(shí)；5、比較曲柄倒桿滑塊機(jī)構(gòu)與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的性能區(qū)別。教學(xué)要求：了解機(jī)械動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試儀的基本原理，使用方法，機(jī)械運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)量方法以及數(shù)據(jù)處理方法，能夠?qū)ΤＳ脵C(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)性能分析。主要儀器設(shè)備：機(jī)械機(jī)構(gòu)；機(jī)械動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試儀；光電脈沖編碼器、同步脈沖發(fā)生器或角度傳感器實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目六：機(jī)械傳動(dòng)性能綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教學(xué)要求：1、測(cè)試常見機(jī)械傳動(dòng)裝置（如帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)等）在傳遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力過程中的參數(shù)曲線（速度曲線、轉(zhuǎn)矩曲線、傳動(dòng)比曲線、功率曲線及效

11、率曲線等）；2、通過測(cè)試由常見機(jī)械傳動(dòng)裝置組成的不同傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)曲線，掌握機(jī)械傳動(dòng)合理布置的基本要求；3、了解機(jī)械傳動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理，掌握計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)的新方法，培養(yǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的能力；教學(xué)要求：要求學(xué)生根據(jù)選擇或設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)類型、方案和內(nèi)容，自己動(dòng)手進(jìn)行傳動(dòng)連接，安裝調(diào)試和測(cè)試，進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)或者創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。主要儀器設(shè)備：機(jī)械傳動(dòng)性能綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目七：機(jī)械系統(tǒng)性能研究及運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教學(xué)要求：1、系統(tǒng)地全面地了解機(jī)械傳動(dòng)、聯(lián)接件的功能和設(shè)計(jì)原理；2、系統(tǒng)地了解并認(rèn)識(shí)機(jī)械系統(tǒng)性能參數(shù)在實(shí)際機(jī)械系統(tǒng)中的變化；3、學(xué)生自主創(chuàng)意組合、拼裝機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，

12、并對(duì)機(jī)械系統(tǒng)性能進(jìn)行檢測(cè)與分析；教學(xué)要求：提供一個(gè)開發(fā)式的、自由創(chuàng)意的、自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，平臺(tái)包括帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、負(fù)載以及各種傳動(dòng)，支承零部件庫(kù)，要求學(xué)生自由設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案，并根據(jù)傳動(dòng)方案來選擇零部件及機(jī)構(gòu)，完成組裝，安裝傳感器、數(shù)據(jù)處理采集裝置等，檢測(cè)與分析典型機(jī)械結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能參數(shù)。主要儀器設(shè)備：機(jī)械系統(tǒng)性能研究及參數(shù)可視化分析實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目八：基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教學(xué)要求：1、設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制方案；2、根據(jù)設(shè)計(jì)方案連接步進(jìn)電機(jī)控制硬件；3、利用匯編語言編寫控制程序，離線進(jìn)行軟件調(diào)試；4、步進(jìn)電機(jī)的速度控制、位置控制和加減速控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求：熟練掌握步

13、進(jìn)電機(jī)的一般控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)其速度、位置和加減速控制；能夠熟練進(jìn)行硬件連接，軟件編程，程序調(diào)試與固化等。主要儀器設(shè)備：步進(jìn)電機(jī)、AT89C51單片機(jī)、脈沖分配器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、光電隔離器、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目九：基于單片機(jī)的電磁振動(dòng)定量給料系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教學(xué)要求：1、以基于MCS-51單片機(jī)的稱重儀為控制系統(tǒng)硬件，借助浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算子程序軟件包，用匯編語言編寫控制源程序；2、用基于MCS-51單片機(jī)的稱重儀、PC機(jī)、MCS-51開發(fā)機(jī)組成離線軟硬件調(diào)試系統(tǒng)，并離線進(jìn)行軟件調(diào)試；3、用基于MCS-51單片機(jī)的稱重儀、電磁振動(dòng)給料機(jī)及其控制器、稱重傳感器、變送器等組成控制系統(tǒng)，在無聊循環(huán)系統(tǒng)的支持下進(jìn)

14、行控制程序的在線調(diào)試，其中包括主程序調(diào)試、初始化程序調(diào)試，標(biāo)定程序調(diào)試等；4、進(jìn)行P、I、D參數(shù)在線整定，用編程器將調(diào)試好的控制程序固化。教學(xué)要求1、熟練掌握一般單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)、稱重傳感器、變送器、可控硅控制箱、電磁振動(dòng)給料機(jī)的使用方法；2、熟練掌握MCS-51匯編語言的編程方法， 掌握MCS-51開發(fā)機(jī)的使用方法，會(huì)用開發(fā)機(jī)對(duì)MCS-51應(yīng)用系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行離線調(diào)試；3、掌握作為一個(gè)計(jì)量控制系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行在線調(diào)試的方法，以及常規(guī)PID算法中PID參數(shù)的整定方法；4、提高計(jì)量控制系統(tǒng)的計(jì)量與控制精度的方法。主要儀器設(shè)備：基于MCS-51單片機(jī)的稱重儀；MCS-51開發(fā)機(jī)，物料循環(huán)給料系統(tǒng)；稱重傳感器、變送器、PC機(jī)、示波器、萬用表等。四、考核方式及要求本課程為獨(dú)立設(shè)置的實(shí)驗(yàn)課程，所以考核辦法按照教字（2007）103號(hào)安徽科技學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)與成績(jī)?cè)u(píng)定進(jìn)行，同時(shí)結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)和方案，針對(duì)本課程的特點(diǎn)采取如下考核辦法。1、平時(shí)考核與操作考核相結(jié)合，平時(shí)總體表現(xiàn)成績(jī)占10%，操作技能考核占90%；2、操作技能考核按照實(shí)驗(yàn)分別進(jìn)行，根據(jù)實(shí)際開展教學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)平均幾分，如果開出9個(gè)實(shí)驗(yàn)，則每個(gè)實(shí)驗(yàn)10分，具體成績(jī)有實(shí)驗(yàn)教師給出；3、平時(shí)總體表現(xiàn)成績(jī)由課程組集