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《过程装备设计》课程实验指导书适用于四年制机电系过程装备与控制工程本科专业实验一：粉体工程技术设备与工艺（4学时）一、实验简介及目的要求粉体工程中心是洛阳理工学院根据长期的工程专科教学实践，根据材料科学与工程系、机械工程系、电气自动化系等各工科专业的教学需要，为有效解决工程实践教学环节而建设的。
粉体工程中心是一条完整的普通粉磨生产线，全部采用厂矿企业使用的机电设备，是一个建材工厂粉磨生产系统的集粹与浓缩，它不仅能够进行生产，能够方便地对各个设备的工艺参数进行调整，而且能够很好地完成实践教学工作。
学生在粉体工程中心实训可以亲自动手操作和调试，对工艺、设备和电气控制都能有直观的认识，通过在生产一线的实训，学生的工程意识将会提高。
粉体工程中心粉体工程中心目前主要由三个部分组成：一是立磨破粉碎系统，主要由破碎、立式粉磨、输送、筛分、通风、除尘等设备组成的连续工艺生产线，是由我校教工自己规划、自己设计、自己采购设备、自己安装调试而建立起来的；二是球磨机粉磨系统，该系统由我院机械工程系设计定制；三是流化床气流超细磨系统，该系统是我院西班牙贷款购置设备。
通过本次实验，要求学生了解和掌握粉体生产工艺流程；了解和掌握粉体生产工艺设备的结构、原理和操作方面有关知识；了解粉体加工产品质量的检测、分析方面知识。
二、实验主要的机械设备及各设备的性能参数（一）破碎系统和立式粉磨系统1. PEX150×750细碎颚式破碎机PEX150×750细碎颚式破碎机适用于中、细碎，对物料的要求为抗压强度极限不超过2000kg/cm2的各种矿石、岩石。
其主要参数如下：给料口尺寸为150毫米(宽)×750毫米(长)；最大给料尺寸为120毫米；排料口间隙为10毫米至40毫米；生产率为8~35吨/小时；电动机功率不大于15千瓦。
2. 2PG-400S型双辊破碎机2PG-400S型双辊破碎机可供选矿、化工、水泥、耐火材料、建筑材料等工业部门中、细碎各种高、中等硬度以下的矿石和岩石之用。
机械制造装备设计(Design of Machine Manufacturing Equipment)课程编号：03410132学分：2学时：32 （其中：讲课学时：30实验学时：2上机学时：0）先修课程：工程图学、工程力学、公差与技术测量、机械设计、机械制造技术基础等适用专业：机械制造及其自动化专业教材：《机械制造装备设计》，关慧贞、冯辛安主编，机械工业出版社，2009 年11月第3版一、课程性质与课程目标（一）课程性质《机械制造装备设计》本课程是机械制造及其自动化专业的主干专业课程之一。
主要任务是使学生了解机械制造装备在国民经济中的作用及其技术现状和发展趋势；掌握机械制造装备的设计原理和方法；具备一定的机械制造装备总体设计和结构设计能力；为学生能够设计出具有自主知识产权的机械产品打下坚实的基础。
（二）课程目标课程目标1:掌握机床的成形原理，根据加工对象的几何特征，分析机床的所需的运动，确定机床的传动方案。
课程目标2：能根据机械制造装备设计的三种不同类型的特点，针对特定的设计对象，选择相应的设计手段，制定出合理的产品设计总体方案。
能够根据加工对象的技术特征合理的选择加工机床。
课程目标3：能根据机床的精度、刚度，振动、热变形的相关理论，设计与分析机床的传动结构，分析与处理机床常见的机械缺陷与故障。
（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求3、毕业要求6和毕业要求11：1.毕业要求指标点3-3：能够设计满足特定需求的机械系统、部件和工艺流程，并能够体现创新意识。
该指标点占该要达成度的10%;2•毕业要求指标点6-2：能正确认识机械制造过程和装备对于客观世界和社会的影响，并理解应承担的责任。
该指标点占该要求达成度的30%；3.毕业要求指标点11-1：理解机械工程活动中涉及的重要经济与管理因素。
该指标点占该达成度的15%o二、课程内容及要求第1章绪论(一)教学内容(1)机械制造装备在国民经济中的地位、作用及其技术现状和发展趋势。
2.1 主传动系统设计定义：运用转速图的基本原理，拟定满足转速数列的经济、合理的传动系统方案，确定主要传动件的空间布置。
内容：★选择变速组及其传动副数；★确定各变速组中的传动比；★计算齿轮齿数和皮带轮直径；★设计主要传动件的空间布置、轴向定位及其结构尺寸。
组成：由动力源、变速装置及执行件(如主轴、刀架、工作台)，开停、换向和制动机构等部分组成。
动力源给执行件提供动力，变速装置传递动力以及变换运动速度，执行件执行机床所需的运动，完成旋转或直线运动。
2.1.2 分类和布局形式1、分类1）按动力源的类型，分为交流电动机驱动、直流电动机驱动和液压驱动。
○交流电动机驱动：单速交流电动机、调速交流电动机和交流伺服电动机驱动。
调速交流电动机驱动：多速交流电动机和变频调速交流电动机驱动。
2）按变速的连续性，分为有级变速传动和无级变速传动。
○有级变速传动是在一定的变速范围内均匀、离散地分布着有限级数的转速，变速级数不超过20～30级。
有级变速方式:滑移齿轮变速、交换齿轮变速和离合器变速。
优点:除摩擦片式离合器外，传递功率较大，变速范围广，传动比准确，工作可靠，应用于各种普通机床。
缺点:有速度损失，不能在运转中变速。
摩擦片离合器：可在运转过程中变换转速，操纵方式为机械的、电磁的或液压的，便于实现自动化。
但传动比不准确，发热量大。
无级变速传动：可在一定的变速范围内连续变速，以得到最有利的速度，能在运转中变速，便于实现变速自动化。
构成：由机械摩擦无级变速器、液压无级变速器和无级变速电动机实现。
特点：机械摩擦无级变速器结构简单、使用可靠，常用在中小型车床、铣床等的主传动中。
液压无级变速器传动平稳、运动换向冲击小，易于实现直线运动，常用于主运动为直线运动的机床，如磨床、拉床、刨床等机床的主传动中。
※无级变速电动机：直流电动机或交流变频调速电动机，可大大简化机械结构，便于实现自动变速、连续变速和负载下变速，广泛应用在数控机床上。
教师教案（2012—2013学年第2学期）课程名称：机电产品可靠性设计授课学时：32授课班级：2010级任课教师：朱顺鹏教师职称：讲师教师所在学院：机械电子工程学院电子科技大学教务处第一章可靠性设计概论4学时一、教学内容及要求教学内容共4学时可靠性基本概念2学时(1)可靠性的内涵(2)可靠性工程发展现状(3)可靠性特征量可靠性数学基础2学时(1)数理统计基本概念(2)可靠性常用概率分布(3)随机变量均值与方差的近似计算教学要求(1)了解可靠性学科发展历程(2)掌握可靠性学科研究的内容(3)了解我国可靠性研究的发展现状(4)了解可靠性设计工作的重要意义及面临的主要挑战(5)掌握可靠性的定义(6)掌握可靠度、不可靠度、失效率的定义(7)掌握常用的概率分布（正态分布、指数分布、威布尔分布、对数正态分布）在可靠性设计工作中的应用(8)掌握随机变量均值与方差的近似计算方法二、教学重点、难点教学重点可靠性的定义可靠性特征量定义及相互关系常用概率分布的统计特征量教学难点失效率的定义威布尔分布的相关概念及应用三、教学设计列举航空航天产品（如卫星天线、卫星指向机构、太阳翼展开机构）、民用产品（如汽车）、制造装备（如数控机床）的实例，突出开展可靠性工作的重要意义。
随机变量及数理统计的知识系学生在先修课程中所学内容的复习，可以简要介绍，并要求学生查阅以前的书籍。
正态分布是学生熟知的内容，在教学过程中着重讲解其实际应用；指数分布、对数正态分布和威布尔分布是学生先修课程中没有学习过的，应详细讲解。
威布尔分布是难点内容，应重点介绍其发展历史，统计特征，以及威布尔分布在机械可靠性中的特殊作用，列举工程实例。
随机变量函数的均值与方差计算是后续机械产品可靠性设计需要用到的基本方法，讲解三种常用的方法原理即可，公式可以查表。
四、作业通过课程网站发布。
五、参考资料1. 盛骤, 谢式千, 潘承毅. 概率论与数理统计(第四版), 高等教育出版社,20102. 刘惟信. 机械可靠性设计. 北京:清华大学出版社, 2000六、教学后记第二章系统可靠性设计8学时一、教学内容及要求教学内容共8学时系统可靠性框图2学时串联系统；并联系统；混联系统；表决系统；旁联系统可靠性分配2学时可靠性分配的目的和原则可靠性分配方法（等分配法、再分配法、比例分配法、AGREE法）可靠性预计1学时可靠性预计的目的可靠性预计的方法（应力分析法、元器件计数法、相似产品法、上下限法）故障模式、影响及危害性分析FMECA 1学时FMECA的定义及分类FMECA的一般过程风险优先数和危害性矩阵故障树分析FTA 2学时故障树的各种符号故障树建树步骤常用故障树分析方法介绍教学要求(1)了解系统可靠性设计的任务；(2)掌握系统可靠性建模方法；(3)了解可靠性分配与预计的目的；(4)掌握可靠性分配与预计的常用方法。
第四章工业机器人设计思考题与习题1.工业机器人的定义是什么？操作机的定义是什么？答：我国国家标准GT/T12643—１997《工业机器人词汇》将工业机器人定义为“是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度操作机，能搬运物料、工件或夹持工具，用以完成各种作业＂;将操作机定义为“具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体或进行其它操作的机械装置”。
2.工业机器人由哪几部分组成?并比较它与数控机床组成的区别。
答:工业机器人由操作机、驱动单元和控制装置组成。
数控机床一般由机床本体、伺服系统和数控装置组成。
二者组成的区别主要在于机械本体,机器人操作机通常由末端执行器、手腕、手臂和机座组成，而数控机床机械本体通常包含主运动部件、进给运动部件、支承部件、冷却润滑、排屑等部分。
3.工业机器人的基本功能和基本工作原理是什么？它与机床主要有何相同和不同之处?答:工业机器人基本功能是提供作业所需的运动和动力，其基本工作原理是通过操作机上各运动构件的运动，自动地实现手部作业的动作功能及技术要求.在基本功能及基本工作原理上,工业机器人与机床有如下相同之处：二者的末端执行器都有位姿变化要求;二者都是通过坐标运动来实现末端执行器的位姿变化要求。
二者的主要不同之处有:机床是以直角坐标形式运动为主,而机器人是以关节形式运动为主；机床对刚度、精度要求很高，其灵活性相对较低;而机器人对灵活性要求很高，其刚度、精度相对较低4.工业机器人的结构类型有哪几类？各种类型的特点如何？答:工业机器人的结构类型有如下四类:关节型机器人，其特点是关节一般为回转运动副,灵活性好，工作空间范围大(同样占地面积情况下），但刚度和精度较低;球坐标型机器人,其特点是按球坐标形式动作（运动),灵活性好,工作空间范围大,但刚度、精度较差;圆柱坐标型机器人,其特点是按圆柱坐标形式动作,灵活性较好，工作空间范围较大,刚度、精度较好；直角坐标型机器人，其特点是按直角坐标形式动作，刚度和精度高,但灵活性差，工作空间范围小.5.如何选择和确定机器人的坐标系?分析图4—5所示的PUＭA机器人的坐标系是如何确定的?答:坐标系按右手定则确定.绝对坐标系X-Y-Z,机座坐标系Ｘ０—Ｙ0-Z0和机械接坐标系Xm-Ym—Zm的取法参考ＧＢ—T１6977-1９97《工业机器人坐标系和运动命名》。
