課題序號1授課班級授課課時1，2授課形式新授課題名稱第１章機電一體化概述使用教具多媒體教學目的對機電一體化技術應用背景及相關崗位有所認識。掌握機電一體化相關概念、特點。教學重點對機電一體化技術應用背景的了解機電一體化相關概念的掌握教學難點機電一體化相關概念更新、補充、刪節內容補充機電一體化技術工業應用介紹課前準備課外作業補充習題板書設計教學常規1.機電一體化應用背景2．機電一體化概念及特點教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式一、引入新課1.機電一體化工業應用背景書：機電一體化三大典型設備產品：數控機床、工業機器人、自動生產線2.機電一體化技術講座見視頻與講座PPT第1課時板書講述圖片PPT課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式二講授新課第１章機電一體化概述1.1什么是機電一體化1.機電一體化術語的由來機電一體化在國外被稱為是日本人在20世紀70年代初首先提出。“機電一體化”實為日文。機電一體化英文稱作Mechatronics,它由Mechanics的前半部分和電子學Electronics的后半部分結合在一起構成的一個新詞。2.機電一體化概念機電一體化定義是:機械主功能、動力功能、信息功能和控制功能引進微電子技術,并將機械裝置與電子裝置用相關軟件有機結合而構成系統的總稱。3.機電一體化系統是指具備機電一體化技術特點的裝置或系統。1.2了解機電一體化系統1.機電一體化系統涉及的相關技術(1)機械技術(2)計算機與信息技術(3)系統技術(4)自動控制技術(5)傳感檢測技術(6)伺服傳動技術第2課時介紹板圖課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式三、四、2.實現機電一體化的意義(1)增強性能（自動相機、毒氣報警）(2)簡化結構（電子表）(3)提高精度（數控機床精度）(4)提高可靠性（ESP,ABS剎車系統、自動駕駛）(5)改善操作（機械儀表改觸摸屏）蘇27儀表盤蘇35儀表盤(6)提高柔性（手機軟件、APP升級）(7)節約能源（變頻器的應用節能1/3，可以抵消電費）課堂小結：1.機電一體化及系統的定義。2.機電一體化的優點。作業：1.簡述什么是機電一體化技術,其包含的主要技術有哪些?2.簡述機電一體化的由來。3.簡述機電一體化的英文單詞的組成。4.實現機電一體化有什么意義？重點課題序號2授課班級授課課時3，4授課形式新授課題名稱1.2了解機電一體化系統使用教具多媒體教學目的掌握機電一體化五要素組成。會初步識別機電一體化設備產品五要素組成教學重點掌握機電一體化五要素組成。會初步識別機電一體化設備產品五要素組成教學難點掌握機電一體化五要素組成。更新、補充、刪節內容無課前準備如何分解一臺機電一體化設備？查找相關視頻課外作業補充習題板書設計教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式一、二、復習機電一體化英文是什么？答：Mechatronics什么叫機電一體化？答：機械主功能、動力功能、信息功能和控制功能引進微電子技術,并將機械裝置與電子裝置用相關軟件有機結合而構成系統的總稱。3.典型的機電一體化設備產品有哪些？答：數控機床、機器人、自動生產線講授新課1.2了解機電一體化系統1.機電一體化系統組成的五要素機電一體化系統包含以下五大組成要素:機械本體、動力部分、傳感檢測部分、控制與信息處理部分、執行機構。可以用人體的組成要素來形象地描述一個典型的機電一體化系統。我們可以以機器人和人作類比。課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式(1)機械本體機械本體是機電一體化系統中各組成部分的載體，它包括機身、框架、連接、傳動等部件。（舉例，對照五要素圖以人為例）(2)動力部分動力部分的功能是按照機電一體化系統的控制要求，為系統提供能量和動力，從而保證系統正常運行。它包括驅動電機的電源和驅動液壓系統、氣壓系統的液壓源和氣壓源。（舉例，對照五要素圖以人為例）(3)傳感檢測部分傳感檢測部分相當于人的五官，傳感檢測部分包括各種傳感器及其信號檢測電路。（舉例，對照五要素圖以人為例）(4)控制與信息處理部分在機電一體化系統中，控制與信息處理部分相當于人的大腦，它將來自傳感器的檢測信息和外部輸人命令進行集中、儲存、分析、加工，根據信息處理后的結果，按照一定的程序和節奏發出相應的控制信號，再通過接口送往動力部分和執行機構，完成各種動作和功能。控制與信息處理部分一般由計算機、可編程控制器、數控裝置以及邏輯電路、模擬/數字與數字/模擬轉換器、輸人/輸出接口和計算機外部設備等組成。(5)執行機構執行機構的功能是執行控制與信息處理部分發出的各種指令，完成預期的動作。（舉例，對照五要素圖以人為例，肌肉）對照講解課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式它包括交流伺服電動機、直流伺服電動機、步進電動機、變頻器、電磁閥以及利用液壓能量和氣壓能量的液壓驅動裝置和氣壓驅動裝置等。最后對機器人結構圖做五要素總結。2.總結機電一體化五要素的功能3.練習理解五要素對照人五要素填機電一體化系統五要素4..機電一體化系統涉及的相關技術(1)機械技術(2)計算機與信息技術(3)系統技術（舉例：“米格25”現象）(4)自動控制技術（說明與機電一體化技術的區別）(5)傳感檢測技術(6)伺服傳動技術重點課堂練習圖片展示課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式三、四、5.機電一體化技術發展狀況(1)70年代以前（電機、電氣）三個階段(2)70-80年代（計算機）(3)90年代以后（人工智能AI）國家發展的重點項目都可看作與機電一體化相關：863計劃工業4.0中國制造2025課堂小結：1.機電一體化及系統五要素2.機電一體化系統五要素的作用3.機電一體化系統涉及的相關技術4.機電一體化發展三階段作業：教材第1章習題2.機電一體化系統的組成要素是什么？各有什么作用？4.機電一體化技術與自動控制技術的區別是什么？4.實現機電一體化有什么意義？補充：機電一體化系統涉及的相關技術有哪些？解釋一下863計劃、工業4.0、中國制造2025？課題序號3授課班級授課課時5，6授課形式新授課題名稱1.2了解機電一體化系統使用教具多媒體教學目的了解機電一體化技術與其他相關技術的區別。了解機電一體化技術五要素在產品中的具體位置。了解機電一體化系統的特點和發展趨勢。教學重點了解機電一體化技術五要素在產品中的具體位置。教學難點了解機電一體化技術五要素在產品中的具體位置。更新、補充、刪節內容無課前準備嘗試分析機電一體化產品五要素的組成課外作業課后習題板書設計1.2了解機電一體化系統1.簡單闡述機電一體化與傳統容易混淆的技術的區別2.機電一體化系統特點3.機電一體化發展前景教材各章節介紹第7章典型機電一體化系統分析1.工業機器人的定義2.工業機器人的發展三階段第4章伺服傳動系統★什么叫伺服？第5章工業控制計算機★常見的工業控制計算機有哪些？第3章傳感和檢測技術1.什么是傳感器？2，教材中講述了哪些常見傳感器？找到他們在教材中的實物圖，寫出圖號。第2章機械基礎知識1.什么叫平面連桿機構？2.什么叫低副？什么叫高副？3．什么叫鉸鏈四桿機構？教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式一、二、復習機電一體化系統的五要素是什么？答：機械本體、動力部分、傳感檢測部分、控制與信息處理部分、執行機構。對照人的部位為例說出對應的機電一體化五要素。3..機電一體化系統涉及的哪些相關技術答：機械技術、計算機與信息技術、系統技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術。講授新課1.2了解機電一體化系統1.簡單闡述機電一體化與傳統容易混淆的技術的區別(1)機電一體化技術與傳統機電技術的區別（機電一體化涉及軟件，計算機）(2)機電一體化技術與自動控制技術的區別（側重于控制原理，一個側重于系統；有的不采用計算機）(3)機電一體化技術與計算機應用技術的區別（側重于整個系統，還是側重于計算機）課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式2.機電一體化系統特點(1)綜合性(2)廣而強的應用性(3)系統化(4)整體的最優化(5)使用簡易化(6)提高了安全性(7)高可靠性(8)柔性3.機電一體化發展前景(1)智能化(2)模塊化(3)網絡化(4)微型化(5)綠色化(6)系統化對照講解課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式教材各章節介紹本教材就是圍繞機電一體化系統的五個組成要素展開編寫的，下面我們概略整個教材，找一下機電一體化系統五要素。第7章典型機電一體化系統分析7.2工業機器人1.工業機器人的定義所謂工業機器人，就是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人。2.工業機器人的發展三階段第一代：示教再現式（主流）工業機器人三代第二代：有感覺的機器人第三代：智能機器人重點課堂練習課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式第4章伺服傳動系統4.1認識伺服系統★什么叫伺服？伺服的意思就是“伺候服侍”的意思，就是在控制指令的指揮下，控制驅動元件；使機械系統的運動部件按照指令要求進行運動。第5章工業控制計算機5.3了解工業常用控制計算機★常見的工業控制計算機有哪些？主要有單片機、可編程序控制器(PLC)、IPC(PC總線工業電腦）、DCS(分散型控制系統）、FCS(現場總線系統）及CNC(數控系統）。第3章傳感和檢測技術1.什么是傳感器？能感受規定的被測量，并按照一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。2．教材中講述了哪些常見傳感器？找到他們在教材中的實物圖，寫出圖號。電阻應變式傳感器、電渦流傳感器、光纖傳感器、超聲波傳感器。第2章機械基礎知識2.1認識常用機構1.什么叫平面連桿機構？由若干剛性構件用低副連接而成并作平面運動的機構。2.什么叫低副？什么叫高副？所謂低副，就是指兩構件間直接接觸的形式為面接觸而形成的可動連接。課堂練習課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式三、四、所謂高副，就是指兩構件間直接接觸的形式為點或線接觸而形成的可動連接。3．什么叫鉸鏈四桿機構？各構件之間均以轉動副相連的四桿機構稱為鉸鏈四桿機構。課堂小結：1.機電一體化技術與其他相關技術的區別。2.機電一體化系統的特點和發展前景。3.機電一體化系統五要素在教材中的章節位置作業：在作業本上拓印出機器人騎自行車圖，并在圖上標注何為機架、曲柄、搖桿，連架桿，連桿？答：其中固定不動的構件AD為機架，與機架相連的構件AB、CD稱為連架桿。不與機架相連的構件BC稱為連桿。答：∵CD+AD=9+31=40＜AB+BC=19+23=42又∵AB機架為最短桿CD相鄰邊∴該機構為曲柄搖桿機構課題序號4授課班級授課課時7，8授課形式新授課題名稱第2章機械基礎知識使用教具多媒體教學目的了解平面四連桿機構在機電一體化產品上的應用教學重點了解掌握平面四連桿機構設備設計中的應用教學難點理解平面四連桿機構的具體應用更新、補充、刪節內容無課前準備無課外作業板書設計2.1認識常用機構1.平面連桿機構2．鉸鏈四桿機構3．鉸鏈四桿機構三種形式的判斷方法4．判斷下面鉸鏈四桿機構的形式，標寫各構件名稱教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式一、二、引入新課一些精妙的機械結構可以大大簡化機電一體化系統，提高可靠性和可維護性，甚至不需要采用計算機控制。比如：自動線上的分藥機再比如港口碼頭使用的門座起重機。門座起重機作業過程中貨物的水平移動主要通過變幅機構實現，那么門座起重機的變幅機構為機械中哪類常用機構呢?其又如何實現貨物水平移動的呢?設計與選用合適的機械結構，我們需要掌握機械技術知識。講授新課2.1認識常用機構1.平面連桿機構平面連桿機構是由若干剛性構件用低副連接而成并作平面運動的機構，又稱為平面低副機構。所謂低副，就是指兩構件間直接接觸的形式為面接觸而形成的可動連接。課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式所謂高副，就是指兩構件間直接接觸的形式為點或線接觸而形成的可動連接。（1）鉸鏈四桿機構各構件之間均以轉動副相連的四桿機構稱為鉸鏈四桿機構。根據鉸鏈四桿機構中兩連架桿運動形式的不同，鉸鏈四桿機構有三種基本形式:曲柄搖桿機構、雙曲柄機構和雙搖桿機構（2）．鉸鏈四桿機構三種形式的判斷方法以自行車踏板為例，你所設計的機構是否能360度旋轉，即具有曲柄，且機構能否實現規定功能，需要判斷。如何判斷鉸鏈四桿機構是個曲柄連桿機構，這是一個現實問題。鉸鏈四桿機構三種形式的判斷方法如下：（1）最短桿+最長桿＞另兩桿長度之和，則不論以哪一桿為機架，均為雙搖桿機構。（2）最短桿+最長桿≤另兩桿長度之和，=1\*GB3①以最短桿為機架，則為雙曲柄機構。=2\*GB3②以最短桿相鄰桿為機架，為曲柄搖桿機構，最短桿為曲柄。=3\*GB3③以最短桿相對桿為機架，為雙搖桿機構。證明教材上的機器人騎自行車是哪一種鉸鏈四桿機構？練習課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式三、課堂練習4．判斷下面鉸鏈四桿機構的形式，標寫各構件名稱（1）答：∵AC+AB=10+34=44＜CD+BD=28+25=53又∵AB機架為最短桿AC相鄰邊∴該機構為曲柄搖桿機構（2）答：∵AB+BD=10+35=45＜AC+CD=30+26=56又∵最短桿AB為機架∴該機構為雙曲柄機構課堂作業課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式三、四、（3）答：∵CD+AC=10+30=40＜AB+CD=25+27=52又∵AB機架為最短桿,CD桿為相對邊∴該機構為雙搖桿機構課堂小結：1.平面連桿機構2．鉸鏈四桿機構3．鉸鏈四桿機構三種形式的判斷方法作業：證明雷達天線，縫紉機踏板、起重機變幅機構分別是什么機構？并作圖。課堂作業課題序號5授課班級授課課時9，10授課形式新授課題名稱2.1認識常用機構使用教具多媒體教學目的了解平面四連桿機構在機電一體化產品上的應用教學重點了解掌握平面四連桿機構設備設計中的應用教學難點理解平面四連桿機構的具體應用更新、補充、刪節內容無課前準備無課外作業板書設計2.1認識常用機構1.平面連桿機構(1)鉸鏈四桿機構的應用（2）平面連桿機構的結構與維護2．凸輪機構（1）凸輪：具有曲線輪廓或凹模的構成件（2）凸輪機構：由凸輪、從動件和機架三個主要構件組成。（3）高副：就是指兩構件間直接接觸的形式為點或線接觸而形成的可動連接。（4）凸輪機構的分類=1\*GB3①按凸輪的形狀分類=2\*GB3②按從動件形式分類(5)凸輪機構的應用教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式一、二、三、復習鉸鏈四桿機構三種形式的判斷方法是什么？（1）最短桿+最長桿＞另兩桿長度之和，則不論以哪一桿為機架，均為雙搖桿機構。（2）最短桿+最長桿≤另兩桿長度之和，=1\*GB3①以最短桿為機架，則為雙曲柄機構。=2\*GB3②以最短桿相鄰桿為機架，為曲柄搖桿機構，最短桿為曲柄。=3\*GB3③以最短桿相對桿為機架，為雙搖桿機構。引入新課鉸鏈四桿機構的常見應用有哪些？下面開始講解講授新課2.1認識常用機構1.平面連桿機構(1)鉸鏈四桿機構的應用①曲柄搖桿機構雷達天線機構汽車刮雨器機構縫紉機踏板機構②雙曲柄機構慣性篩機構(不等長雙曲柄機構)鏟斗機構(平行雙曲柄機構)動畫視頻動畫視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式車門機構(反向雙曲柄機構)③雙搖桿機構臂架起重機變幅機構電風扇搖頭機構練習：作出各機構的連桿機構簡圖（作業已完成的除外），并寫出判別依據。（教材中2、4、5、6,、8）注意：平行四邊形機構是特例，判斷原則不適用。（2）平面連桿機構的結構與維護2.凸輪機構（1）凸輪：具有曲線輪廓或凹模的構成件（2）凸輪機構：由凸輪、從動件和機架三個主要構件組成。（3）高副：就是指兩構件間直接接觸的形式為點或線接觸而形成的可動連接。動畫視頻課堂作業練習課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式應用舉例（4）凸輪機構的分類=1\*GB3①按凸輪的形狀分類：盤形凸輪、圓柱凸輪、移動凸輪，其中盤形凸輪是凸輪的基本形式。=2\*GB3②按從動件形式分類(5)凸輪機構的應用凸輪機構的結構簡單緊湊，易于設計，只要適當地設計凸輪輪廓，就可以使從動件實現特殊的或復雜的運動規律；其缺點是凸輪輪廓曲線的加工比較復雜，且凸輪與從動件為點、線接觸的高副機構，易磨損，不便潤滑，故傳力不大。在自動機或半自動機中，廣泛應用著凸輪機構。課堂作業課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式四、五、課堂小結：1．鉸鏈四桿機構的應用2．凸輪機構應用作業：教材習題1.什么是低副？什么是高副？試舉例說明。2.鉸鏈四桿機構有哪三種基本形式？各舉一個生產應用的例子。3.凸輪機構由哪幾部分組成？它具有什么優缺點？補充：凸輪按形狀如何分類。凸輪按從動件形式分如何分類。動畫舉例課題序號6授課班級授課課時11，12授課形式新授課題名稱3.螺旋機構4間歇運動機構使用教具多媒體教學目的掌握螺旋機構、間歇運動機構的具體工業應用教學重點掌握螺旋機構、間歇運動機構的工作原理并理解教學難點理解螺旋機構、間歇運動機構的工作原理更新、補充、刪節內容無課前準備無課外作業板書設計2.1認識常用機構3.螺旋機構(1)螺旋機構的組成（2）螺旋機構的功用（3）螺旋機構的分類（4）螺旋機構的特點4.間歇運動機構（1）棘輪機構組成：（2）槽輪機構（3）不完全齒輪機構（4）凸輪式間歇運動機構a.圓柱凸輪間歇運動機構b.蝸桿凸輪間歇運動機構教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式一、二、三、復習1.什么叫凸輪？答：具有曲線輪廓或凹模的構成件。2.凸輪機構的組成是什么？答：由凸輪、從動件和機架三個主要構件組成。3.什么是高副？答：就是指兩構件間直接接觸的形式為點或線接觸而形成的可動連接。引入新課認識其他常用機構——螺旋機構、間歇運動機構講授新課2.1認識常用機構3.螺旋機構(1)螺旋機構的組成由螺桿、螺母和機架組成(一般把螺桿和螺母之一作成機架)。（2）螺旋機構的功用將旋轉運動變換為直線運動，并同時傳遞運動和動力。（3）螺旋機構的分類=1\*GB3①傳力螺旋機構：以傳遞軸向力為主=2\*GB3②傳導螺旋機構：以傳遞運動為主=3\*GB3③調整螺旋機構：用于調整零件的相對位置（4）螺旋機構的特點=1\*GB3①優點：結構簡單、工作連續平穩、傳動比大、承載能力強、傳遞運動準確，易實現自鎖。=2\*GB3②缺點：摩擦損耗大、傳動效率低。動畫視頻動畫視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式4.間歇運動機構定義：主動件作連續運動，從動件作周期性間歇運動的機構。（1）棘輪機構組成：由棘輪3、棘爪2、搖桿1、彈簧5及止動爪4組成。（2）槽輪機構=1\*GB3①組成：由帶銷的主動撥盤1、具有徑向槽的從動槽輪2和機架組成。=2\*GB3②優點：動畫視頻課堂作業練習課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式（3）不完全齒輪機構=1\*GB3①優點：（4）凸輪式間歇運動機構=1\*GB3①組成由凸輪、轉盤、滾子和機架組成。=2\*GB3②分類a.圓柱凸輪間歇運動機構動畫視頻課堂作業練習課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式四、五、b.蝸桿凸輪間歇運動機構課堂小結：1．螺旋機構的組成、功用、分類、特點2．間歇機構的種類3.凸輪式間歇運動機構的工作原理作業1.圓柱凸輪間歇運動機構的工作原理2.蝸桿凸輪間歇運動機構的工作原理動畫視頻課題序號7授課班級授課課時13，14授課形式新授課題名稱2.2認識傳動機構使用教具多媒體教學目的掌握傳動機構的工作原理和應用場合教學重點掌握各傳動機構的工作特點和場合教學難點掌握各傳動結構的工作特點更新、補充、刪節內容無課前準備無課外作業板書設計2.2認識傳動機構1.齒輪傳動1）齒輪傳動的類型2）齒輪材料3）齒輪的熱處理方法4）齒輪傳動的應用2.帶傳動（1）帶傳動的組成（2）帶傳動的分類（3）帶傳動的特點（4）傳動帶的類型（5）帶傳動的應用場合3.鏈傳動（1）鏈傳動的組成（2）特點*同步帶教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式一、二、三、復習1.螺旋機構有哪些種類？答：傳力螺旋機構、傳導螺旋機構、調整螺旋機構2.間歇運動機構有哪些？答：棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構、凸輪式間歇運動機構引入新課認識傳動機構——齒輪機構、帶傳動、鏈傳動講授新課2.2認識傳動機構1.齒輪傳動1）齒輪傳動的類型漸開線齒輪傳動按齒廓形式分：擺線齒輪傳動圓弧齒輪傳動開式齒輪傳動按工作條件分：閉式齒輪傳動圓柱齒輪傳動按軸線相對位置分：圓錐齒輪傳動蝸輪蝸桿傳動動畫視頻動畫視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式2）齒輪材料齒輪制造常用的材料有鋼、鑄鐵、非金屬材料等。齒輪材料的一般性能要求是：齒面要硬，齒芯要韌，具有良好的加工性和熱處理性。3）齒輪的熱處理方法齒輪的熱處理工藝一般有調質、正火、表面淬火、滲碳淬火、滲氮等。4）齒輪傳動的應用齒輪涉足于各行各業的多種產品，如鐘表、減速器、變速箱、大型機械等。（1）=2\*GB3②工作原理=3\*GB3③特點其傳動比特別大，整體結構小，傳動緊湊；可實現無側隙的高精度嚙合；承載能力高，傳動效率高，運轉安靜且振動極小。（2）RV減速器RV減速器由太陽輪、行星輪、轉臂(曲柄軸)、轉臂軸承、擺線輪(RV齒輪)、針輪、剛性盤與輸出盤等零件組成。=2\*GB3②RV減速器的優點RV減速器具有較高的抗疲勞強度、剛度以及較長的壽命，而且回差精度穩定，高精度工業機器人傳動就多采用RV減速器。動畫視頻課堂作業練習課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式2.帶傳動（1）帶傳動的組成帶傳動一般由主動輪1、從動輪2和傳動帶3組成。（2）帶傳動的分類（3）帶傳動的特點=1\*GB3①優點：傳動平穩，噪聲小。中心距可以較大。過載時會打滑，起到過載保護作用。無須潤滑。=2\*GB3②缺點：不精確、壽命短。（4）傳動帶的類型（5）帶傳動的應用場合適用于傳遞功率不大或不需要保證精確傳動比的場合，尤其是在傳動中心距較大的場合，如農業機械、食品加工機械、汽車及自動化設備等。3.鏈傳動（1）鏈傳動的組成1—主動鏈輪；2—從動鏈輪；3—鏈條（2）特點相比帶傳動：傳動準確，耐惡劣環境=1\*GB3①優點相比齒輪傳動：制造、安裝精度低。遠距離傳動動畫視頻課堂作業練習課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式補充四、五、六、=2\*GB3②缺點：有沖擊和噪音★同步帶優點：兼有帶傳動和鏈傳動的優點課堂小結：1．齒輪傳動的類型、齒輪材料、齒輪的熱處理、齒輪應用。2．帶傳動的組成、特點、類型及應用3.鏈傳動的組成、特點。作業書后習題7,8,9預習2.3章節不承受彎矩的軸是什么軸？只承受彎矩不傳遞轉矩的軸是什么軸？動畫視頻課題序號8授課班級授課課時15，16授課形式新授課題名稱2.3認識基礎零件使用教具多媒體教學目的掌握軸的應用特點、軸承的應用特點了解聯軸器、離合器的工作特點及其分類教學重點掌握軸的分類及特點、軸承的分類了解聯軸器、離合器的工作特點及其分類教學難點掌握軸的分類及特點、軸承的分類了解聯軸器、離合器的分類更新、補充、刪節內容無課前準備無課外作業補充作業板書設計2.3認識基礎零件1.軸：非標準零件=1\*GB2⑴作用=2\*GB2⑵分類=3\*GB2⑶軸的材料=4\*GB2⑷軸的熱處理2.軸承（1）作用（2）分類（3）滾動軸承的組成（4）滾子的形狀（5）滑動軸承的分類3.聯軸器與離合器（1）兩者的作用（2）兩者的區別（3）剛性聯軸器與撓性聯軸器的簡介紹（4）離合器的要求教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式一、二、三、提問復習1.齒輪傳動按按軸線相對位置可分為哪幾類？答：圓柱齒輪傳動、圓錐齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動。2.齒輪常用的材料有哪些？齒輪的熱處理方法有哪些？答：齒輪制造常用的材料有鋼、鑄鐵、非金屬材料等。齒輪熱處理有調質、正火、表面淬火、滲碳淬火、滲氮等。引入新課認識基礎零件——軸、軸承、聯軸器和離合器講授新課2.3認識基礎零件1.軸：非標準零件=1\*GB2⑴作用支承作旋轉零件，傳遞運動和轉矩。=2\*GB2⑵分類心軸傳動軸心軸傳動軸轉軸按軸的功用和承載分直軸曲軸直軸曲軸撓性軸按軸線幾何現狀分★不承受彎矩，只傳遞轉矩的軸是什么軸？答：傳動軸動畫視頻動畫視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式★只承受彎矩，不傳遞轉矩的軸是什么軸？答：心軸★既承受彎矩又承受轉矩的是什么軸?答：轉軸=3\*GB2⑶軸的材料：優質碳素鋼、普通碳素鋼、合金鋼、球磨鑄鐵=4\*GB2⑷軸的熱處理：一般采用調質、正火、表面處理、化學處理。2.軸承（1）作用：支撐機械旋轉體，降低摩擦系數。（2）分類：滾動軸承、滑動軸承。（3）滾動軸承的組成：動畫視頻課堂作業練習課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式（4）滾子的形狀球形、柱形、滾針（5）滑動軸承的分類=1\*GB3①按潤滑狀態分液體潤滑軸承、不完全液體潤滑軸承、無潤滑軸承。整體式（優缺點）剖分式（優缺點）=2\*GB3②按承載方式分整體式（優缺點）剖分式（優缺點）徑向滑動軸承推力滑動軸承徑向滑動軸承推力滑動軸承整體式徑向滑動軸承特點：機構簡單，價格低廉。插裝不方便，徑向間隙無法調整。適用于輕載低速或間歇工作場合。剖分式徑向滑動軸承特點：剖分方便，徑向間隙可調整。動畫視頻課堂作業練習課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式四、五、3.聯軸器與離合器（1）兩者的作用聯軸器和離合器：連接軸與軸，傳遞轉動和扭矩。（2）兩者的區別聯軸器：機器運轉時不可分離。離合器：兩軸隨時可分離。（3）剛性聯軸器與撓性聯軸器的簡介紹（4）離合器的要求接合平穩，分離迅速而徹底，調節和修理方便，輪廓尺寸小、質量小，耐磨性好，有足夠的散熱能力，操作方便省力。常見的三種離合器：機械式離合器、電磁式離合器、摩擦式離合器。課堂小結：1.軸的分類和特點。2.軸承的分類和特點。3.聯軸器與離合器的作用，離合器的分類。作業1.什么軸只承受彎矩，不傳遞轉矩？2.什么軸不承受彎矩，只傳遞轉矩？動畫視頻課堂作業練習課題序號9授課班級授課課時17，18授課形式新授課題名稱2.3認識基礎零件使用教具多媒體教學目的了解螺紋連接的特點掌握彈簧的分類及其應用特點教學重點掌握螺紋的分類和特點掌握彈簧的分類及其應用特點教學難點掌握螺紋的分類及特點，彈簧的分類及特點更新、補充、刪節內容預習本章節內容課前準備無課外作業補充作業板書設計2.3認識基礎零件4.螺紋連接件=1\*GB2⑴螺紋連接=2\*GB2⑵螺旋傳動的定義=3\*GB2⑶螺旋傳動的形式與應用=4\*GB2⑷螺紋緊固件（5）螺紋連接的特點5.彈簧（1）作用（2）分類教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式一、二、三、復習1.按軸的功用和承載分可分為哪幾類？答：直軸、曲軸、撓性軸。2.不承受彎矩，只傳遞轉矩的軸是什么軸？？答：傳動軸。3.常見軸承可分為哪幾類？滾動軸承由哪幾部分組成？答：滾動軸承、滑動軸承。由外圈、內圈、滾動體及保持架組成。4.聯軸器和離合器的作用是什么？答：連接軸與軸，傳遞轉動和扭矩。引入新課繼續認識基礎零件——螺紋連接件和彈簧講授新課2.3認識基礎零件4.螺紋連接件（1）螺紋連接連接一般分為動連接和靜連接。=1\*GB3①按牙型分類：三角形(普通螺紋)、管螺紋——連接螺紋矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋——傳動螺紋=2\*GB3②按螺紋位置分類：內螺紋、外螺紋。=3\*GB3③三角形螺紋分類：粗牙螺紋、細牙螺紋。（2）螺旋傳動的定義螺旋傳動將回轉運動轉變成直線運動。動畫視頻動畫視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式（3）螺旋傳動的形式與應用☆按用途分=1\*GB3①傳力螺旋傳動——千斤頂。其特點是：低速、間歇工作，傳遞軸向力大、自鎖。=2\*GB3②傳導螺旋傳動——如機床進給絲杠。其特點是：速度高、連續工作、精度高。☆按摩擦性質分=1\*GB3①滑動螺旋傳動其優點是：結構簡單，加工方便，傳力較大，能夠實現自鎖要求。其缺點是：摩擦阻力大，傳動效率低，易磨損。課堂作業練習課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式=2\*GB3②滾動螺旋傳動螺桿與螺母之間設有滾動體，使得螺桿和螺母相對運動時成為滾動摩擦。其優點：摩擦阻力小、傳動平穩、運動精度高。其缺點：同時也具有結構較復雜、制造困難、成本高。☆滾動螺旋按滾珠的循環方式分為外循環式(圖2-44(b))和內循環式(圖2-44(a))。（4）螺紋緊固件螺栓、螺柱、螺釘和緊定螺釘（5）螺紋連接的特點①螺紋擰緊時能產生很大的軸向力。②能方便地實現自鎖。③外形尺寸小。④制造簡單，能保持較高的精度。5.彈簧（1）作用=1\*GB3①緩沖和減振。=2\*GB3②控制機構的運動。=3\*GB3③儲存及輸出能量。=4\*GB3④測量力的大小。動畫視頻課堂作業練習課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式四、五、（2）分類壓縮彈簧拉伸彈簧扭轉彈簧壓縮彈簧拉伸彈簧扭轉彈簧彎曲彈簧按性質不同分螺旋彈簧碟形彈簧螺旋彈簧碟形彈簧環形彈簧渦圏彈簧板簧按外形分按彈簧的重要性和載荷性質分：=1\*ROMANI類、=2\*ROMANII類、=3\*ROMANIII類。小結：1.螺旋傳動的定義和分類2.彈簧的作用與分類作業課后習題動畫視頻課堂作業練習課題序號10授課班級授課課時19，20授課形式新授課題名稱2.3認識基礎零件使用教具多媒體教學目的掌握導軌的分類及其應用特點教學重點掌握導軌的分類掌握導軌的組成了解不同類型導軌的應用特點教學難點導軌的分類更新、補充、刪節內容無課前準備無課外作業補充作業板書設計2.3認識基礎零件6.導軌（1）組成（2）作用（2）分類=1\*GB3①按摩擦性質分=2\*GB3②按運動軌跡分=3\*GB3③按固定導軌凸凹分教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式一、二、三、復習1.螺紋的牙型有哪幾類？哪種牙型螺紋用于傳動？答：三角形(普通螺紋)、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋。用于傳動的螺紋有矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋。2.螺旋傳動的有哪些形式？答：傳力螺旋傳動、傳導螺旋傳動、3.彈簧按外形分，可分為哪幾種？答：螺旋彈簧、碟形彈簧、環形彈簧、渦圏彈簧、板簧。引入新課繼續認識基礎零件——導軌講授新課2.3認識基礎零件6.導軌（1）組成導軌副由動導軌和支承導軌構成。常見的導軌形式：矩形、三角形、燕尾形、圓形（2）導軌的作用支承和導向的作用。（3）導軌的分類=1\*GB3①按摩擦性質分為滑動導軌和滾動導軌。a.滑動導軌有：普通滑軌、貼塑滑軌、液體動-靜壓導軌、氣體靜壓導軌。動畫視頻動畫視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式舉例b.滾動導軌:即在導軌工作面間放入滾珠、滾柱或滾針等滾體便是滾動導軌。直線滾動導軌副包括導軌條和滑塊兩部分。滾動導軌特點：摩擦小，精度高，壽命長。抗震性差，成本高。滾珠導軌：輕便，剛性低，承載小。滾珠導軌：輕便，剛性低，承載小。滾柱導軌：靈活性稍差，不平度敏感。滾針導軌：減少對不平度敏感。總結：導軌、軸承、螺紋本質上都是一樣的。數控機床常用貼塑導軌、液體靜壓導軌和滾動導軌。動畫視頻課堂作業總結課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式=2\*GB3②按運動軌跡分直線運動導軌和圓周運動導軌矩形導軌三角形導軌燕尾形導軌矩形導軌三角形導軌燕尾形導軌→車床刀架圓形導軌→鉆床主軸和導向套直線運動導軌圓周運動導軌：用于圓工作臺、轉盤=3\*GB3③按固定導軌凸凹分凸形導軌副：不積切屑，不易存油，低速。凸形導軌副：不積切屑，不易存油，低速。凹形導軌副：可存油，用于高速，易積切屑。插圖講解練習課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式四、五、凸、凹形導軌副小結：1.導軌的組成與作用2.導軌的分類作業課后習題視頻播放滾動導軌工業應用（線性導軌）播放視頻課題序號11授課班級授課課時21，22授課形式新授課題名稱第3章傳感與檢測技術3.1認識傳感與檢測技術使用教具多媒體教學目的1.知道什么是傳感與檢測技術2.掌握傳感與檢測技術的組成要素；3.熟悉常用傳感器的應用特點；教學重點1.掌握傳感與檢測技術的組成要素；2.熟悉電阻應變片式傳感器的應用特點；教學難點電阻應變片式傳感器的工作原理及應用更新、補充、刪節內容無課前準備無課外作業補充作業板書設計3.1認識傳感與檢測技術1.什么是傳感與檢測技術1)什么是電測法2）傳感器的定義2.傳感器的組成（1）敏感元件（2）傳感元件（3）測量轉化電路3.傳感器的分類3.2常用傳感器及其應用2.電阻應變式傳感器（1）應變效應（2）應變片使用方法（3）電阻應變式傳感器組成（4）電阻應變片的組成（5）應變片的分類（6）壓阻效應（7）測量轉換單路（8）電阻應變式傳感器的應用教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式一、二、三、導入1.豪華轎車上的傳感器數量可多達二百余只。2.各種電子秤及用于運輸車輛測重的地秤。3.安全檢查門對金屬物品進行探測。引入新課什么是傳感與檢測技術呢？常見的傳感器主要有哪些類型？這些傳感器主要檢測哪些參量？它們常用于什么場合？希望通過下面的學習能得到解答。講授新課3.1認識傳感與檢測技術1.什么是傳感與檢測技術1)什么是電測法將采集到的各種非電量轉換為電量，然后再進行處理，最后顯示或記錄非電量值。2）傳感器的定義傳感器又稱“電五官”，即能感受規定的被測量，并按照一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。傳感器概念包含三個方面含義：(1)傳感器是一種能夠完成提取外界信息任務的裝置。(2)傳感器的輸入量通常指非電量(3)傳感器的輸出量與輸入量之間精確地保持一定規律。傳感器的別稱:變送器、發送器、發信器、探頭等。這些提法反映了在不同的技術領域中，根據它們的用途使用了不同術語動畫視頻動畫視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式2.傳感器的組成傳感器一般由敏感元件、傳感元件和測量轉換電路三部分組成。三個部分的作用（1）敏感元件直接感受被測量，將被測量→確定關系的某一物理量。（2）傳感元件將上述產生的某一物理量→電參量。（3）測量轉化電路將電參量→便于測量的電信號。3.傳感器的分類1)按傳感器被測物理量分類傳感器按被測物理量可分為溫度、壓力、流量、物位、位移、加速度、磁場、光通量等傳感器。這種分類方法明確表明了傳感器的用途。2)按傳感器工作原理分類傳感器按工作原理可分為電阻傳感器、熱敏傳感器、光敏傳感器、電容傳感器、電感傳感器、磁電傳感器等，這種方法表明了傳感器的工作原理。3)按傳感器轉換能量供給形式分類按轉換能量供給形式不同，可將傳感器分為能量變換型(發電型)和能量控制型(參量型)兩種。4)按傳感器工作機理分類按工作機理不同，可將傳感器分為結構型傳感器和物性型傳感器。習慣上常把工作原理和用途結合起來命名傳感器，如電容式壓力傳感器、電感式位移傳感器等。動畫視頻動畫視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式3.2常用傳感器及其應用2.電阻應變式傳感器（1）應變效應是指導體或半導體材料在外界作用下(如壓力等)，會產生機械變形，其電阻值也將隨著發生變化的現象。（2）應變片使用方法其一是將應變片直接粘貼在被測試件上，測量應力或應變；其二是與彈性元件連用，測量拉力、壓力、位移、速度、加速度等物理量。（3）電阻應變式傳感器組成：電阻應變片+測量轉換電路（4）電阻應變片的組成金屬絲電阻應變片由敏感柵、基底、覆蓋層和引出線組成。（5）應變片的分類動畫視頻動畫視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式絲式應變片絲式應變片金屬電阻應變片金屬電阻應變片箔式應變片箔式應變片半導體應變片半導體應變片（6）壓阻效應：半導體應變片的工作原理是基于半導體材料的壓阻效應來測量應變。所謂壓阻效應，是指半導體材料受應力作用時，其電阻率會發生變化的現象。（7）測量轉換單路根據不同的要求，應變電橋有不同的工作方式，=1\*GB3①單臂半橋工作方式(圖3-19(a))。其中，R1為應變片，其余各臂為固定電阻。=2\*GB3②雙臂半橋工作方式(圖3-19(b))。其中，R1、R2為應變片，R3、R4為固定電阻。應變片R1、R2感受到的應變ε1～ε2以及產生的電阻增量的正負號相間，可以使輸出電壓Uo成倍地增大。動畫視頻動畫視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式=3\*GB3③全橋工作方式(圖3-19(c))。全橋的四個橋臂都為應變片，如果設法使試件受力，則應變片R1～R4產生的電阻增量(或感受到的應變ε1～ε4)正負號相減，就可以使輸出電壓Uo成倍地增大。上述三種工作方式中，全橋四臂工作方式的靈敏度最高，單臂半橋工作方式的靈敏度最低。在實際應用時，應盡量采用雙臂半橋或全橋的工作方式，這不僅是因為這兩種工作方式的靈敏度較高，還因為它們都具有實現溫度自補償的功能。（8）電阻應變式傳感器的應用=1\*GB3①測力傳感器。=2\*GB3②壓力傳感器。壓力傳感器主要用來測量流體的壓力。=3\*GB3③位移傳感器。=4\*GB3④加速度傳感器動畫視頻動畫視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式四、五、小結：1.傳感器的定義、組成和分類方法2.電阻應變式傳感器的原理、組成、分類和應用。作業課后習題1,2補充：1.什么叫壓阻效應？2.作全橋測量電路？課題序號1213授課班級授課課時23，24，25，26授課形式期中復習課題名稱期中復習使用教具多媒體教學目的期中復習教學重點期中復習知識要點教學難點期中復習知識要點更新、補充、刪節內容無課前準備無課外作業補充作業板書設計《機電一體化技術基礎》期中復習一、概念知識點二、知識必備三、能力必備四、知識運用和綜合能力考察五、自習答疑教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式《機電一體化技術基礎》期中復習概念知識點1.機電一體化的定義2.平面連桿機構定義3.高副的定義4.應變效應定義5.傳感器的定義二、知識必備1.機電一體化、機械學、電子學的英文。2.機電一體化技術涉及的技術領域。3.凸輪機構的三個主要構件組成。4.低副的三個特點。5．間歇運動機構的定義。槽輪機構組成。棘輪機構主要組成。6.滾動軸承的組成。7.直線導軌的兩部分組成。8.同步帶具有的三個特點。9.傳感器通常由三個部分組成。10.螺旋機構的優缺點是什么。三、能力必備1.蝸形凸輪分度定位機構的組成。2.螺栓聯接、螺釘聯接、雙頭螺柱聯接、緊定螺釘聯接的使用場合。3.齒輪工作要求是什么？。4.從動件與凸輪輪廓的接觸形式有哪三種？5.不同牙型螺紋的用途是什么？6.聯軸器與離合器的區別的區別？7.光柵傳感器的功用是什么？8.平行軸齒輪傳動的判斷9.鏈傳動的優點是什么？10.心軸、傳動軸、轉軸的特點。課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式四、知識運用和綜合能力考察1.舉例說明螺旋傳動的三種用途。2.對照人的組成，說出機電一體化系統五大要素。（10分）機電一體化系統包含以下五大組成要素:機械本體、動力部分、傳感檢測部分、控制與信息處理部分、執行機構。3.根據所學知識，請判斷圖所示各機構屬于何類鉸鏈四桿機構，并寫出計算過程。課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式五、答：∵40+110=150<70+90=160又∵40為最短桿且為機架∴該機構為雙曲柄機構答：∵45+120=165<100+70=170又∴120與最短桿45相鄰，且為機架。∴該機構為曲柄搖桿機構答：∵60+100=160>62+70=132∴該機構為雙搖桿機構。自習答疑課題序號14授課班級授課課時27，28授課形式新授課題名稱3.2常用傳感器及其應用使用教具多媒體教學目的1.熟悉常用傳感器的應用特點；教學重點熟悉電渦流傳感器的應用特點；熟悉霍爾傳感器的應用特點；教學難點1.理解電渦流傳感器和的工作原理2.理解霍爾傳感的工作原理更新、補充、刪節內容無課前準備無課外作業補充作業板書設計3.2常用傳感器及其應用3.電渦流傳感器1）電渦流原理（1）電渦流（2）電渦流效應（3）電渦流形成具備的兩個條件2）電渦流傳感器的定義3）電渦流傳感器的工作原理4）電渦流傳感器的應用4.霍爾傳感器（1）霍爾效應（2）霍爾元件（3）霍爾傳感器（4）霍爾傳感器的優點（5）霍爾傳感器的應用教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式一、二、三、復習1.電阻絲式應變片的組成是什么？答：由敏感柵、基底、覆蓋層和引出線組成。2.電阻應變片式傳感器的組成是什么？答：電阻應變片+測量轉換電路3.電阻應變片式傳感器有哪些使用場合。答：測力、測壓力、測位移、測加速度。引入新課變壓器和交流電動機的鐵芯都是用硅鋼片疊制而成的，就是為了減小電渦流，避免發熱。但人們也能利用電渦流做有用的工作，如電磁灶、中頻爐、高頻淬火。還可以做電渦流傳感器。講授新課3.2常用傳感器及其應用3.電渦流傳感器1）電渦流原理（1）電渦流金屬導體在置于交變的磁場中時，導體表面會有感應電流產生。電流的流線在金屬體內自行閉合，這種由電磁感應原理產生的旋渦狀感應電流稱為電渦流。（2）電渦流效應金屬導體在置于交變的磁場中時，導體表面會有感應電流產生。電流的流線在金屬體內自行閉合，產生的旋渦狀的電渦流，這種現象稱為電渦流效應。動畫視頻動畫視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式（3）電渦流形成具備的兩個條件要形成電渦流必須具備兩個條件：存在交變磁場；導電體處于交變磁場中。2）電渦流傳感器的定義根據電渦流效應制成的傳感器稱為電渦流傳感器。3）電渦流傳感器的工作原理電渦流傳感器線圈中通入高頻電流就產生磁場，這個磁場接近金屬物體時會在金屬物體中產生電渦流，渦流大小隨對象(物體)表面的距離而變化，該渦流變化反作用于線圈，通過檢測線圈的輸出即可反映出傳感器與被接近金屬間的距離。44）電渦流傳感器的應用（1）電渦流傳感器的優點具有結構簡單、靈敏度高、線性范圍大、頻率響應范圍寬、抗干擾能力強等優點，并能進行非接觸測量。（2）電渦流傳感器的用途電渦流傳感器的幾種典型應用：位移測量、振動測量、轉速測量、厚度測量、電渦流表面探傷。=1\*GB3①位移和振動測量課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式=2\*GB3②轉速測量。=3\*GB3③厚度測量。=4\*GB3④電渦流表面探傷測量此外，利用導體的電阻率與溫度的關系，保持線圈與被測導體之間的距離及其他參量不變，就可以測量金屬材料的表面溫度。電渦流測溫是非接觸式測量，適用于測量低溫到常溫的范圍，且有不受金屬表面污物影響和測量快速等優點。課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式4.霍爾傳感器霍爾傳感器和電渦流傳感器一樣，既可以測量轉速也可以測量位移。霍爾效應金屬或半導體薄片置于磁場中，當有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢，這種物理現象稱為霍爾效應。（2）霍爾元件利用霍爾效應做成的器件。霍爾元件一般采用具有N型的鍺、銻化銦和砷化銦等半導體單晶材料制成。（3）霍爾傳感器將霍爾元件、放大器、溫度補償電路以及穩壓電源等制作在一個芯片上，通常稱這種芯片為集成霍爾傳感器，簡稱霍爾傳感器（4）霍爾傳感器的優點無摩擦熱，噪聲小；裝置性能穩定，壽命長，可靠性高；頻率范圍寬。課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式（5）霍爾傳感器的應用=1\*GB3①轉速測量=2\*GB3②微位移測量=3\*GB3③位置檢測霍爾接近開關，又稱為無觸點開關。霍爾傳感器的應用非常廣泛，如霍爾式無刷電動機，正是它的出現，取消了傳統直流電機中的換向器和電刷，避免了電火花和電刷磨損等問題，所以它在錄像機、CD唱機、光驅等家用電器中也得到越來越廣泛的應用。課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式四、五、小結電渦流傳感器的工作原理與應用霍爾傳感器的工作原理與應用作業課后作業課題序號15授課班級授課課時29，30授課形式新授課題名稱3.2常用傳感器及其應用光電編碼器和光柵尺使用教具多媒體教學目的熟悉光電編碼器的應用特點；熟悉光柵尺的應用特點教學重點1.掌握光電編碼器的工作原理、分類、應用。2.掌握光柵尺的工作原理、分類、應用。教學難點1.理解光電編碼器的分類和工作原理。2.理解光柵尺的工作原理和應用。更新、補充、刪節內容無課前準備無課外作業補充作業板書設計3.2常用傳感器及其應用5.光電編碼器1）定義2）結構3）分類4）特點5）應用6.光柵1）分類2）結構3）原理4）應用5）特點教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式一、二、三、復習1.什么是電渦流效應？答：屬導體在置于交變的磁場中時，導體表面會有感應電流產生。電流的流線在金屬體內自行閉合，產生的旋渦狀的電渦流，這種現象稱為電渦流效應。2.什么是霍爾效應？答：金屬或半導體薄片置于磁場中，當有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢，這種物理現象稱為霍爾效應。3.電渦流傳感器有哪些應用？霍爾傳感器有哪些應用？答：電渦流傳感器：位移測量、振動測量、轉速測量、厚度測量、電渦流表面探傷。霍爾傳感器：轉速測量、微位移測量、位置測量。引入新課工業機器人如何知道自己的移動部件行走的位移？常見的方法是通過光電編碼器和光柵尺來獲知。講授新課3.2常用傳感器及其應用5.光電編碼器1）光電編碼器的定義光電編碼器又稱為光電碼盤，是通過光電轉換把軸轉動或角位移轉換成脈沖或數字量的傳感器。2）光電編碼器的結構光電編碼器通常裝在被檢測的軸上，隨被檢測的軸一起旋轉。光電編碼器主要由光源、編碼盤、光電檢測裝置組成。圖3-48是光電編碼器內部結構。動畫視頻作業作業課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式3）光電編碼器的分類光電編碼器分為增量式和絕對式兩大類。（1）增量式光電編碼器增量式光電脈沖編碼器旋轉時,有相應的脈沖輸出,其旋轉方向的判別和脈沖數量的增減需借助后部的判向電路和計數器來實現。（2）絕對式光電編碼器課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式絕對式光電脈沖編碼器旋轉時,有與位置一一對應的代碼(二進制、BCD碼等)輸出，從代碼大小的變更,即可判別正反方向和位移所處的位置,而無須判向電路。4）光電編碼器的特點光電編碼器具有高精度、高分辨力、高可靠性及響應速度快等特點，其缺點是抗污染能力差，容易損壞。增量式光電編碼器存在零點累計誤差，抗干擾較差，接收設備的停機需斷電記憶，開機應找零或參考位等問題，這些問題如選用絕對式光電編碼器則可以解決。絕對式光電編碼器具有斷電記憶功能。當停電或關機后,在開機重新測量時,仍可準確地讀出停電或關機位置的代碼。5）光電編碼器的應用=1\*GB3①位移檢測編碼器間接測量工作臺直線位移時，安裝位置如圖3-51（a）所示。=2\*GB3②轉速檢測光電編碼器用作測速裝置,光電編碼器和伺服電機同軸連接，一般為內裝式編碼器。如圖3-51（b）所示。圖3-52為編碼器常見的兩種安裝方式。作業課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式6）練習打開SMMACC軟件，在數控車床仿真系統中，分別找出測速和測位移的光電編碼器。導入：數控機床如果采用光電編碼器，屬于半閉環控制，其會有控制誤差的缺點。要避免這個缺點可以采用光柵尺。6．光柵光柵尺是一種利用光柵的光學原理進行工作的測量反饋裝置。高精度的數控機床上，目前大量使用光柵作為位移和角度的檢測反饋器件，構成閉環控制系統。1）光柵傳感器的分類按形狀和用途可分為長光柵(又稱為直線光柵)和圓光柵兩種，前者用于直線位移測量，后者用于角位移測量。如圖3-44所示。按光線的走向可分為透射光柵和反射光柵兩大類。練習視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式2)光柵尺結構由光源、光柵副、光敏元件三大部分組成。光柵副由標尺光柵（主光柵）和指示光柵組成。在長光柵中，固定標尺光柵，將指示光柵安裝在運動部件上，兩者之間形成相對運動。3）光柵尺的工作原理和光電編碼器一樣也是讀電脈沖信號。其產生電脈沖的方法采用了莫爾條紋。（1）莫爾條紋的產生當指示光柵沿x軸自左向右移動時，莫爾條紋的亮帶和暗帶(a-a線和b-b線)將順序自下而上(圖中y方向)不斷掠過光敏元件，并且，光柵每移動一個柵距W時，光強變化一個周期，莫爾條紋移動一個莫爾條紋間距B(B=W/sinW/)。這樣，光敏元件就能將亮帶和暗帶的光照強弱處理成高電平和低電平。觀看莫爾條紋的視頻視頻圖1,2名稱互換視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式（2）莫爾條紋產生電脈沖后繼電路只需對這種電脈沖信號進行辨向和計數處理，就可知道指示光柵（即運動部件）的移動方向和位移量了。（3）莫爾條紋的作用利用莫爾條紋的位移放大作用和誤差平均效應，我們可以使用光柵對肉眼看不見的微位移進行精密測量。4)光柵的應用光柵傳感器在數控設備中，用作位置檢測裝置，是伺服系統中重要的反饋器件。在光柵讀數頭中，安裝著一個指示光柵，當光柵讀數頭相對于標尺光柵移動時，指示光柵便在標尺光柵上移動，讀取位置信息。5)光柵尺的特點它具有測量精度高，抗干擾能力較強等優點。光柵尺的缺點是價格較昂貴，對工作環境要求較高,油污和灰塵會影響它的可靠性。課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式四、五、6）練習在SMACC軟件中尋找安裝了光柵尺的機器設備。小結光電編碼器的工作原理、結構組成、分類特點。光柵尺的分類、結構組成、工作原理、應用場合。作業說明增量式光電編碼器的工作原理。說明絕對式式光電編碼器的工作原理。哪一種光電編碼器具有斷電記憶功能？請說明原因。光柵尺按光線走向可分為哪幾類？莫爾條紋是如何產生的？光柵尺有什么特點？教材圖3-47中的指示光柵安裝在哪里？練習課題序號16授課班級授課課時31，32授課形式新授課題名稱3.2常用傳感器及其應用光纖傳感器和超聲波傳感器使用教具多媒體教學目的掌握光纖傳感器的分類與使用；了解超聲波傳感器的應用教學重點1.掌握光纖傳感器的工作原理、分類、應用。2.掌握超聲波傳感器的工作原理、分類、應用。教學難點1.理解光纖傳感器的分類和工作原理。2.理解超聲波傳感器的工作原理和應用。更新、補充、刪節內容無課前準備無課外作業補充作業板書設計3.2常用傳感器及其應用7.光纖傳感器1）光纖2）組成3）分類4）優點5）應用8.超聲波傳感器1）超聲波定義2）超聲波特點3）應用教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式一、二、三、復習1.光電編碼器的分類？答：光電編碼器分為增量式和絕對式兩大類。2.光柵尺的組成？答：由光源、光柵副、光敏元件三大部分組成。光柵副由標尺光柵（主光柵）和指示光柵組成。引入新課介紹光纖制作的傳感器。講授新課3.2常用傳感器及其應用7.光纖傳感器1）光纖光纖通常由纖芯、包層、涂覆層及保護套組成。纖芯是由玻璃、石英或塑料等材料制成的圓柱體；包層是玻璃或塑料等材料。2）光纖傳感器的三個組成部分光纖傳感器一般由三部分組成，除光纖之外，還必須有光源和光探測器兩個重要部件。視頻視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式3）光纖傳感器的分類傳光型：非功能型光纖傳感器傳光型：非功能型光纖傳感器傳感型：功能型光纖傳感器傳感型：功能型光纖傳感器（1）功能型光纖傳感器的定義：功能型傳感器利用了光纖本身具有的某種敏感功能。光纖一方面起傳輸光的作用，另一方面作為敏感元件，被測物理量的變化將影響光纖的傳輸特性，從而將被測物理量的變化轉變為光信號。（以流體分析儀為例）（2）4）光纖傳感器的優點光纖傳感器與傳統的傳感器相比，具有靈敏度高、抗電磁干擾、電絕緣、耐腐蝕、本質安全、測量速度快、信息容量大、適用于惡劣環境、質量輕、體積小、可繞曲、測量對象廣泛、復用性好、成本低等特點。5）光纖傳感器的應用（1）流體分析儀井下流體通過地層探測針被引入出油管，光學傳感器用于分析出油管內的流體。流體分析分光計則提供了原位井下流體的分析結果，并對地層流體的評估、改進提供有效數據。動畫視頻作業作業課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式（2）電路板標志孔的檢測(3)轉速傳感器8.超聲波傳感器1)超聲波定義20kHz以上的聲波稱為超聲波。2）超聲波的特點超聲波的特點是指向性好，能量集中，穿透本領大，在遇到兩種介質的分界面(例如鋼板與空氣的交界面)時，能產生明顯的反射和折射現象，這一現象類似于光波。超聲波碰到活動物體時能產生多普勒效應。3）超聲波傳感器的應用（1）灌裝高度計動畫視頻作業作業課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式（2）液位計（3）超聲波測距計（4）超聲波防盜報警器Δ?利用多普勒效應可以排除墻壁、家具的影響(它們不會產生±Δf)，只對運動的物體起作用。由于振動和氣流也會產生多普勒效應，故該防盜報警器多用于室內。動畫視頻作業作業課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式四五ΔΔ小結1.光纖傳感器的工作原理、結構組成、分類特點。2.超聲波傳感器的特點和應用。作業1.什么是傳光型光纖傳感器？2.超聲波液位傳感器的工作原理是什么？3.什么叫多普勒雷達？4.說明超聲波防盜器的工作原理。課題序號16.1授課班級授課課時0，0授課形式新授課題名稱3.2常用傳感器及其應用使用教具多媒體教學目的熟悉常用傳感器的應用特點；教學重點熟悉溫度傳感器的應用特點；教學難點理解各種溫度傳感器的工作原理更新、補充、刪節內容無課前準備無課外作業課后作業板書設計3.2常用傳感器及其應用1.溫度傳感器1)?熱電阻傳感器（1）熱電阻效應（2）熱電阻傳感器（3）熱電阻傳感器分類（4）熱電阻的特點（5）熱電阻的標號（6）熱電阻的應用舉例（7）熱敏電阻的特點（8）熱敏電阻的分類（9）熱敏電阻的使用場合2)?熱電偶傳感器（1）熱電效應（2）熱電動勢（3）熱電偶傳感器原理（4）熱電偶傳感器定義（5）熱電偶傳感器特點（6）熱電偶傳感器應用舉例3)?集成溫度傳感器教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式一、二、導入講授新課3.2常用傳感器及其應用1.溫度傳感器機電一體化系統中常用的溫度傳感器有熱電阻傳感器、熱電偶傳感器和集成溫度傳感器等。1)?熱電阻傳感器（1）熱電阻效應物質的電阻率隨著溫度變化而變化的現象稱為熱電阻效應。（2）熱電阻傳感器。根據熱電阻效應制成的傳感器叫作熱電阻傳感器。（3）熱電阻傳感器分類金屬熱電阻：簡稱熱電阻，由金屬導體制成。半導體熱電阻：簡稱熱敏電阻，由半導體材料制成。視頻視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式（4）熱電阻的特點熱電阻主要用于中、低溫度(－200℃～650℃)范圍內的溫度測量。熱電阻具有測量精度高，性能穩定等特點，其中鉑熱電阻的測量精確度是最高的，被廣泛應用于工業測溫。圖3-8為鉑熱電阻的結構。（5）熱電阻的標號國內統一設計的工業用鉑電阻的R0值(0℃時的電阻值)有10Ω、50Ω、100Ω等幾種，其相應的分度號為Pt10、Pt50、Pt100等；銅熱電阻的R0值有50Ω、100Ω兩種，分度號分別用Cu50、Cu100表示。（6）熱電阻的應用舉例通常工業上用于測溫的熱電阻傳感器是采用鉑電阻和銅電阻作為敏感元件，測量電路用得較多的是電橋，熱電阻傳感器的測量電路通過電橋將電阻信號轉換成電壓信號來測量。圖3-9為鉑電阻Pt100作為感溫元件的室內溫度測量電路。由于熱電阻的阻值較小，連接導線的電阻值會產生誤差。為了消除導線電阻的影響，一般采用三線或四線電橋連接法。視頻視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式（7）熱敏電阻的特點熱敏電阻測量范圍一般在－40℃～350℃，用于各種溫度測量、溫度補償及要求不高的溫度控制場合。（8）熱敏電阻的分類熱敏電阻按溫度系數可分為正溫度系數熱敏電阻(PTC)、負溫度系數熱敏電阻(NTC)和臨界溫度系數熱敏電阻(CTR)。這三類熱敏電阻的電阻(Rt)—溫度(t)的特性曲線如圖3-10所示。①?PTC熱敏電阻即正溫度系數熱敏電阻。它是一種具有溫度敏感性的半導體電阻，它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高，溫度越高，電阻值越大。視頻視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式突變型PTC熱敏電阻隨溫度升高到某一值時電阻急劇增大，如圖3-10中曲線3所示，其主要用作溫度開關。緩變型PTC熱敏電阻主如圖3-10中曲線4所示，其主要用于在較寬的溫度范圍內進行溫度補償或溫度測量。②?NTC熱敏電阻NTC熱敏電阻的電阻值隨溫度的增加而減小，即所謂負溫度系數。如圖3-10中曲線1所示。用途：NTC熱敏電阻主要用于溫度測量和溫度補償。特點：是電阻溫度系數大，結構簡單，體積小，電阻率高，熱慣性小，易于維護，制造簡單，使用壽命長，能進行遠距離控制；缺點：是互換性差，非線性嚴重。③CTR熱敏電阻(臨界溫度熱敏電阻)CTR熱敏電阻到達驟變溫度時，其電阻急劇下降，如圖3-10中曲線2所示。CTR熱敏電阻主要用作溫度開關。（9）熱敏電阻的使用場合非常適用于家用電器、空調、復印機、電子體溫計、點溫度計、表面溫度計、汽車等產品中作為加熱元件的測溫控制。視頻視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式圖3-11為溫度報警電路。2)?熱電偶傳感器（1）熱電效應將兩種不同的導體或半導體組成一個閉合回路，當兩結合點的溫度不同時，則在該回路中就會產生電動勢，這種現象稱為熱電效應。（2）熱電動勢熱電效應產生的電動勢稱為熱電動勢。（3）熱電偶傳感器原理兩種不同的導體或半導體組成一個閉合回路中，直接用作測量介質溫度的一端叫作測量端，又稱為工作端或熱端。另一端叫作冷端，又稱自由端或參考端。冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產生的熱電動勢，如圖3-12所示。視頻視頻課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式（4）熱電偶傳感器定義熱電偶傳感器(簡稱熱電偶)就是利用熱電效應原理，將溫差轉換為電動勢量的熱電動勢傳感器。熱電偶，如圖3-13所示。（5）熱電偶傳感器特點具有結構簡單、使用方便、精度高、熱慣性小、測溫范圍寬、測溫上限高、可測量局部溫度和便于遠程傳送等優點。（6）熱電偶傳感器應用舉例圖3-14所示為利用熱電偶測量控制爐溫的系統示意圖。3)?集成溫度傳感器集成溫度傳感器(溫度IC)的原理是利用半導體PN結的電流電壓與溫度有關的特性進行測溫。其優點是：輸出線性好，測量精度高，傳感驅動電路、信號處理電路等都與溫度傳感部分集成在一起，因而封裝后的組件體積非常小，使用方便，價格便宜。集成溫度傳感器常見形式如圖3-15所示。課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式三、四、小結介紹了溫度傳感器的分類、各自特點和應用場合作業課后作業課題序號17授課班級授課課時33，34授課形式新授課題名稱第4章伺服傳動技術4.1認識伺服系統使用教具多媒體教學目的掌握伺服系統的定義、組成和工作原理。了解伺服系統的發展過程，掌握伺服電動機的分類和特點。掌握伺服驅動器的定義教學重點掌握伺服系統的定義、組成和工作原理。掌握伺服電動機的分類和特點。教學難點理解伺服系統的定義、組成和工作原理。更新、補充、刪節內容無課前準備無課外作業課后作業板書設計4.1認識伺服系統1.伺服系統的定義（1）伺服的定義（2）伺服系統的定義（3）伺服系統的組成（4）伺服系統的工作原理2.伺服系統的發展過程（1）伺服電動機定義（2）伺服電動機的分類（3）伺服電動機的基本要求（4）直流伺服電動機的分類（5）直流伺服電動機的機構（6）交流伺服電動機的種類（7）交流伺服電動機的結構（8）如何選擇伺服電動機（9）步進電動機3.伺服電動機控制技術伺服驅動器定義教學感想課堂教學安排教學環節主要教學內容教學手段與方式一、二、導入工業生產中，需要對速度、轉矩、位置進行精確控制。為了精確控制好物體的速度、轉矩、位置，工業上專門研發了“伺服”系統。那什么叫“伺服”系統呢？它是如何工作的？讓我們進入下面的學習。講授新課4.1認識伺服系統1.伺服系統的定義（1）伺服(Servo)的定義伺服的意思就是“伺候服侍”的意思，就是在控制指令的指揮下，控制驅動元件，并使機械系統的運動部件按照指令要求進行運動。（2）伺服系統的定義