机械设计制造及其自动化专业基础知识（机械设计制造及其自动化专业基础知识考试）

## 机械设计制造及其自动化专业基础知识

简介

机械设计制造及其自动化专业是培养具备机械设计制造及其自动化基础知识与应用能力，能在工业生产一线从事机械产品的设计制造、科技开发、应用研究以及生产管理和经营等方面工作的复合型高级工程技术人才的学科。本专业涉及机械原理、机械设计、制造工艺、自动化控制等多个领域，需要掌握扎实的理论知识和实践技能。 本篇文章将对该专业的基础知识进行概要介绍。

一、 机械原理与设计

1.1 机械原理:

这是机械设计制造及其自动化的基石，主要学习的内容包括：

运动分析与合成:

研究机械运动的规律，包括平面机构的运动分析与合成、空间机构的运动分析与合成等。 学习如何确定机构的运动特性，以及如何设计满足特定运动要求的机构。

动力分析:

研究机械系统的受力情况和运动规律，包括力的平衡、动量定理、动能定理等，用于计算机械的动力性能和强度。

机构运动简图的绘制及分析:

学习绘制各种机构的运动简图，并进行运动分析，确定机构的关键参数。

常用机构类型及应用:

学习各种常用机构的结构特点、运动特性及应用场合，例如：凸轮机构、齿轮机构、链传动机构等。

1.2 机械设计:

在机械原理的基础上，学习如何设计机械产品。主要内容包括：

机械零件设计:

学习各种常用机械零件的设计方法，例如：轴、轴承、齿轮、键、螺纹连接等，包括强度计算、疲劳计算、刚度计算等。

机械传动设计:

学习各种机械传动的设计方法，例如：齿轮传动、带传动、链传动等，包括传动比的选择、效率计算等。

机械结构设计:

学习机械产品的整体结构设计，包括零件的布置、连接方式的选择、以及整体性能的优化。

机械制图:

学习机械制图的国家标准和规范，能够绘制各种机械零件和机械产品的图纸。

有限元分析(FEA):

利用计算机软件进行机械零件和结构的强度、刚度和模态分析，优化设计。

二、 机械制造工艺与设备

2.1 制造工艺:

学习如何将机械零件加工成型，包括：

车削、铣削、钻削、磨削等传统加工方法:

理解各种加工方法的原理、工艺参数的选择以及刀具的选择。

特种加工方法:

例如：电火花加工、激光加工、超声波加工等。

铸造、锻造、焊接等成形加工方法:

了解各种成形加工方法的工艺过程及应用。

数控加工技术:

学习数控机床的编程、操作和维护。

工艺规程的制定:

根据产品图纸制定合理的制造工艺规程。

2.2 制造设备:

了解各种机械制造设备的结构、工作原理和应用。

三、 自动化技术

3.1 自动控制原理:

学习自动控制系统的基本原理、控制方法和系统设计。

3.2 PLC编程及应用:

学习可编程逻辑控制器(PLC)的编程语言和应用，用于实现自动化控制。

3.3 传感器与执行器:

学习各种传感器和执行器的原理、特性和应用。

3.4 工业机器人技术:

了解工业机器人的结构、工作原理和应用。

3.5 数控技术:

学习数控机床的控制系统和编程技术。

3.6 计算机辅助设计与制造(CAD/CAM):

学习利用计算机软件进行产品设计和制造过程的自动化。

四、 材料科学基础

了解各种工程材料的性能、特点及应用，例如：金属材料、非金属材料、复合材料等。

五、 其他基础知识

工程力学:

包括静力学、动力学、材料力学等。

电工电子技术:

包括电路原理、模拟电子技术、数字电子技术等。

计算机应用技术:

包括计算机编程、数据库应用等。

总结

机械设计制造及其自动化专业涉及的知识面广，需要学生具备较强的学习能力和实践能力。掌握以上基础知识，才能为未来的学习和工作打下坚实的基础。 实际学习中，各个知识点之间相互关联，需要融会贯通，才能更好地理解和应用。 此外，实践环节也至关重要，只有将理论知识与实践相结合，才能真正掌握专业技能。

机械设计制造及其自动化专业基础知识**简介**机械设计制造及其自动化专业是培养具备机械设计制造及其自动化基础知识与应用能力，能在工业生产一线从事机械产品的设计制造、科技开发、应用研究以及生产管理和经营等方面工作的复合型高级工程技术人才的学科。本专业涉及机械原理、机械设计、制造工艺、自动化控制等多个领域，需要掌握扎实的理论知识和实践技能。 本篇文章将对该专业的基础知识进行概要介绍。**一、 机械原理与设计*** **1.1 机械原理:** 这是机械设计制造及其自动化的基石，主要学习的内容包括：* **运动分析与合成:** 研究机械运动的规律，包括平面机构的运动分析与合成、空间机构的运动分析与合成等。 学习如何确定机构的运动特性，以及如何设计满足特定运动要求的机构。* **动力分析:** 研究机械系统的受力情况和运动规律，包括力的平衡、动量定理、动能定理等，用于计算机械的动力性能和强度。* **机构运动简图的绘制及分析:** 学习绘制各种机构的运动简图，并进行运动分析，确定机构的关键参数。* **常用机构类型及应用:** 学习各种常用机构的结构特点、运动特性及应用场合，例如：凸轮机构、齿轮机构、链传动机构等。* **1.2 机械设计:** 在机械原理的基础上，学习如何设计机械产品。主要内容包括：* **机械零件设计:** 学习各种常用机械零件的设计方法，例如：轴、轴承、齿轮、键、螺纹连接等，包括强度计算、疲劳计算、刚度计算等。* **机械传动设计:** 学习各种机械传动的设计方法，例如：齿轮传动、带传动、链传动等，包括传动比的选择、效率计算等。* **机械结构设计:** 学习机械产品的整体结构设计，包括零件的布置、连接方式的选择、以及整体性能的优化。* **机械制图:** 学习机械制图的国家标准和规范，能够绘制各种机械零件和机械产品的图纸。* **有限元分析(FEA):** 利用计算机软件进行机械零件和结构的强度、刚度和模态分析，优化设计。**二、 机械制造工艺与设备*** **2.1 制造工艺:** 学习如何将机械零件加工成型，包括：* **车削、铣削、钻削、磨削等传统加工方法:** 理解各种加工方法的原理、工艺参数的选择以及刀具的选择。* **特种加工方法:** 例如：电火花加工、激光加工、超声波加工等。* **铸造、锻造、焊接等成形加工方法:** 了解各种成形加工方法的工艺过程及应用。* **数控加工技术:** 学习数控机床的编程、操作和维护。* **工艺规程的制定:** 根据产品图纸制定合理的制造工艺规程。* **2.2 制造设备:** 了解各种机械制造设备的结构、工作原理和应用。**三、 自动化技术*** **3.1 自动控制原理:** 学习自动控制系统的基本原理、控制方法和系统设计。 * **3.2 PLC编程及应用:** 学习可编程逻辑控制器(PLC)的编程语言和应用，用于实现自动化控制。 * **3.3 传感器与执行器:** 学习各种传感器和执行器的原理、特性和应用。 * **3.4 工业机器人技术:** 了解工业机器人的结构、工作原理和应用。 * **3.5 数控技术:** 学习数控机床的控制系统和编程技术。 * **3.6 计算机辅助设计与制造(CAD/CAM):** 学习利用计算机软件进行产品设计和制造过程的自动化。**四、 材料科学基础*** 了解各种工程材料的性能、特点及应用，例如：金属材料、非金属材料、复合材料等。**五、 其他基础知识*** **工程力学:** 包括静力学、动力学、材料力学等。 * **电工电子技术:** 包括电路原理、模拟电子技术、数字电子技术等。 * **计算机应用技术:** 包括计算机编程、数据库应用等。**总结**机械设计制造及其自动化专业涉及的知识面广，需要学生具备较强的学习能力和实践能力。掌握以上基础知识，才能为未来的学习和工作打下坚实的基础。 实际学习中，各个知识点之间相互关联，需要融会贯通，才能更好地理解和应用。 此外，实践环节也至关重要，只有将理论知识与实践相结合，才能真正掌握专业技能。