機械設計與制造知識體系演講人：日期：目錄CONTENTS01機械工程基礎理論02機械設計核心課程03機械制造技術與工藝04機電控制與系統集成05實踐應用與綜合能力06前沿技術與行業拓展01機械工程基礎理論理論力學：研究物體的機械運動及其與力的關系，包括靜力學、運動學和動力學。01工程力學（理論力學、材料力學）靜力學：研究物體在靜止狀態下的受力平衡問題。02運動學：研究物體在空間的位置、速度、加速度等運動特征。03動力學：研究物體在力的作用下產生運動的原因和規律。04材料力學：研究材料的力學性能及其在承受載荷時的行為。05強度：研究材料在受力后抵抗破壞的能力。06剛度：研究材料在受力后抵抗變形的能力。07穩定性：研究材料在受力后保持原有形狀和尺寸的穩定性。0807060504030201金屬材料：如鋼、鋁、銅等，具有高強度、塑性好、導電性好等特點。工程材料：包括金屬材料、非金屬材料、復合材料等，研究其組織結構、性能及應用。非金屬材料：如陶瓷、塑料、橡膠等，具有耐腐蝕、絕緣、輕質等特點。復合材料：由兩種或多種不同性質的材料組合而成，具有綜合性能優異的特點。鑄造工藝：將熔融的金屬倒入模具中冷卻凝固成零件的過程。金屬工藝學：研究金屬材料的加工、成形、熱處理等工藝過程及其對材料性能的影響。鍛造工藝：通過錘打、擠壓等方式使金屬材料塑性變形，獲得所需形狀和性能。工程材料與金屬工藝學08焊接工藝：通過加熱或加壓等方式將金屬材料連接在一起的方法。流體力學研究流體在靜止狀態下的壓力分布和平衡規律。流體靜力學流體動力學研究流體在運動狀態下的速度、流量、阻力等特性。研究流體的運動規律及其與固體壁面之間的相互作用。流體力學與熱力學基礎流體力學與熱力學基礎流體機械利用流體力學原理設計和制造各種流體機械，如泵、風機等。熱力學基礎研究熱能與其他形式能量之間的轉換及傳遞規律。熱力學第一定律能量守恒定律在熱力學中的應用，表述為熱能、功和內能之間的平衡關系。熱力學第二定律表述為熱量不能自發地從低溫物體傳導到高溫物體，或不可能從單一熱源取出熱量并全部轉化為有用功而不產生其他影響。熱力學循環研究熱能轉化為機械能或電能的循環過程，如蒸汽輪機循環、制冷循環等。流體力學與熱力學基礎02機械設計核心課程機械原理研究機械中各種機構和機器的運動、力、效率和功能等問題的學科。機構設計根據機械原理，進行機構的結構設計和優化，包括連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等。機構動力學研究機構在運動過程中的動力學問題，包括受力分析、運動規律和振動等。機構仿真與優化利用計算機技術和仿真方法，對機構進行運動仿真和優化設計。機械原理與機構設計機械零件與標準件設計（齒輪、軸承、聯軸器）齒輪設計包括齒輪類型選擇、參數計算、強度校核、潤滑與冷卻等。軸承設計根據軸承類型和尺寸，計算軸承壽命、承載力等，并進行合理選用。聯軸器設計選擇適當的聯軸器類型和尺寸，確保機械傳動系統的正常運轉。標準件選用熟悉常用機械零件和標準件的規格、性能和應用，提高設計效率。計算機輔助設計（CAD/CAM/CAE）CAD技術掌握計算機輔助設計方法，包括二維繪圖、三維建模、裝配仿真等。CAM技術了解計算機輔助制造技術，包括數控編程、加工路徑生成、刀具選擇等。CAE技術熟悉計算機輔助工程分析技術，如有限元分析、優化設計等。軟件應用熟練操作至少一種CAD/CAM/CAE軟件，如SolidWorks、UG、CATIA等。03機械制造技術與工藝通過車床上的刀具對工件進行旋轉切削，達到加工目的，適用于加工回轉體零件。利用銑刀在工件表面進行切削，適用于平面、溝槽、齒輪等的加工。通過鉆頭對工件進行孔加工，適用于孔的深度較大、直徑較小的場合。利用砂輪等磨具對工件表面進行磨削，以獲得高精度和光潔度。傳統加工工藝（車、銑、鉆、磨）車削工藝銑削工藝鉆削工藝磨削工藝先進制造技術（數控技術、3D打印）數控技術通過編程控制機床加工，實現高精度、高效率的自動化加工。02040301柔性制造技術結合信息技術、物料搬運技術和儲存技術，實現制造系統的高柔性。3D打印技術通過逐層堆積材料的方式，實現復雜結構件的直接制造，縮短產品研發周期。精密和超精密加工技術包括精密機械、光學、電子等技術，實現微小尺寸和形狀的高精度加工。裝配技術將零件按照設計要求進行組裝，保證產品的性能和精度。裝配精度檢測與控制技術采用精密測量技術和方法，對裝配精度進行檢測和控制，確保產品質量。自動化裝配技術通過自動化設備和傳感器實現裝配過程的自動化，提高生產效率。機械制造工藝學研究機械制造過程中各種工藝方法的原理、特點和應用，優化工藝過程，提高制造質量。機械制造工藝學與裝配技術04機電控制與系統集成液壓與氣動技術液壓傳動系統液壓傳動的基本原理、組成、應用及優缺點。液壓元件液壓泵、液壓馬達、液壓缸、液壓閥等元件的結構、工作原理和選用。液壓回路設計與分析方向控制回路、壓力控制回路、速度控制回路等的設計與調整。氣動技術氣動元件、氣動回路、氣動系統及其應用。PLC技術PLC的基本結構、編程語言、指令系統及應用實例。伺服系統伺服系統的基本原理、分類、性能指標及常見應用。伺服驅動器與電機伺服驅動器的功能、參數設置及與電機的匹配。PLC與伺服系統的綜合應用PLC控制伺服系統的實例及調試方法。機電傳動控制（PLC、伺服系統）機械系統動力學與仿真分析機械系統動力學的基本原理、建模方法及實例分析。機械系統動力學仿真技術的基本概念、分類及在機械系統中的應用。通過仿真分析機械系統的性能，提出改進方案并進行優化。仿真技術常用仿真軟件（如ADAMS、MATLAB/Simulink等）的功能特點、操作流程及應用實例。仿真軟件01020403仿真分析與優化05實踐應用與綜合能力通過實際操作和測試，掌握機構運動規律、性能及其設計方法。測試材料的強度、剛度、韌性等力學性能，以及機械系統的振動特性。學習液壓系統、氣動系統的組成、工作原理及其在機械工程中的應用。掌握自動控制原理、傳感器技術、信號處理技術以及計算機控制系統等。機械工程綜合實驗機構分析與測試強度與振動實驗液壓與氣動實驗控制工程實驗制造技術實訓（數控編程、加工中心操作）數控編程技術學習數控編程基礎、編程語言及編程方法，掌握數控機床的操作與編程技能。加工中心操作學習加工中心的操作規程、刀具選用、工藝制定及實際操作技能。零件加工與檢測掌握零件的加工流程、檢測方法及質量控制標準，提高加工精度和效率。特種加工技術了解電火花加工、線切割、激光加工等特種加工方法的原理、設備及應用。01020304參與企業實際項目，了解機械設計制造的全過程，培養解決實際問題的能力。畢業設計與企業項目實戰企業項目實戰在畢業設計和企業項目實戰中，培養團隊協作精神和溝通協調能力。團隊協作與溝通鼓勵運用所學知識進行技術創新和產品研發，提升企業的技術水平和競爭力。技術創新與研發選題應緊密結合機械工程實際，進行機械設計、工藝制定、設備調試等方面的綜合訓練。畢業設計06前沿技術與行業拓展智能制造與工業4.0智能制造技術包括智能工藝、智能調度、智能車間、智能工廠等，實現生產過程自動化、數字化和智能化。02040301設備互聯與數據交換通過工業互聯網實現設備間的互聯互通，實現數據共享與協同作業。工業4.0核心技術物聯網、云計算、大數據、人工智能、增材制造（3D打印）等，為機械制造提供強大技術支持。智能制造系統架構包括設備層、控制層、信息層、業務層等，實現制造過程的全面優化。機器人種類與應用焊接、裝配、搬運、噴涂等機器人，提高生產效率與產品質量。自動化生產線設計根據生產需求，設計自動化生產線，實現無人化或少人化生產。機器人與人工智能結合通過人工智能技術，提升機器人的自主學習、自主決策能力。機器人控制技術包括機器人運動學、動力學、軌跡規劃與控制等關鍵技術。機