精密機械設(shè)計

1、重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 精密機械設(shè)計基礎(chǔ)精密機械設(shè)計基礎(chǔ)劉京誠劉京誠2013年年9月月重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 01 本課程研究的地位和作用本課程研究的地位和作用02 本課程基本任務(wù)和要求本課程基本任務(wù)和要求03 本課程的目的和一般方法本課程的目的和一般方法04 課程的性質(zhì)和學(xué)習(xí)方法課程的性質(zhì)和學(xué)習(xí)方法第第0 0章章 緒緒 論論05 機械設(shè)計學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀簡介機械設(shè)計學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀簡介重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 顧名思義，本課程研究對象為：精密機械及設(shè)計基礎(chǔ)顧名思義，本課程研究對象為：精密機械及設(shè)計基礎(chǔ)一、關(guān)于精密機械的概念一、關(guān)于精密機械的概念 精密機械精密機械是相對一般

2、機械而言，它要求是相對一般機械而言，它要求準(zhǔn)確準(zhǔn)確地傳地傳遞位移及運動。遞位移及運動。 01 精密機械設(shè)計課程的地位和作用精密機械設(shè)計課程的地位和作用 隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，精密機械已廣泛地應(yīng)用于隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，精密機械已廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟、國防等各個領(lǐng)域。如科學(xué)儀器、自動化儀表、精密國民經(jīng)濟、國防等各個領(lǐng)域。如科學(xué)儀器、自動化儀表、精密加工機床、醫(yī)療器械、計算機外圍設(shè)備；仿生技術(shù)中的機械臂、加工機床、醫(yī)療器械、計算機外圍設(shè)備；仿生技術(shù)中的機械臂、機器人；宇航技術(shù)火箭衛(wèi)星及測控伺服系統(tǒng)等機器人；宇航技術(shù)火箭衛(wèi)星及測控伺服系統(tǒng)等 。1、什么是精密機械、什么是精密機械：精度高、功能

3、強的機械精度高、功能強的機械 王大珩院士提出：獲取、傳遞、處理信息的機械。王大珩院士提出：獲取、傳遞、處理信息的機械?；蚍Q光機電算一體化（機電一體化、機電儀一體化）或稱光機電算一體化（機電一體化、機電儀一體化）設(shè)備。設(shè)備。 Mechatronic。 “機械是改造世界的工具，儀器是認(rèn)識世界的工具機械是改造世界的工具，儀器是認(rèn)識世界的工具” 重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 機械機械機器（機器（machinemachine）斜面斜面任何機械都經(jīng)歷了：任何機械都經(jīng)歷了：簡單簡單復(fù)雜的發(fā)展過程。復(fù)雜的發(fā)展過程。2、什么是機械：、什么是機械： 機械機械人造的用來減輕或替代人類勞動的多件實人造的用來減輕或

4、替代人類勞動的多件實物的組合體。物的組合體。a machine may be further defined as a device consisting of two or more resistant, relatively constrained parts that may serve to transmit and modify force and motion in order to do work. 機構(gòu)（機構(gòu)（mechanismsmechanisms） （包括：龍門吊、（包括：龍門吊、鶴式吊鶴式吊、汽車吊、汽車吊、卷揚機、叉車、電梯電腦控制）。卷揚機、叉車、電梯電腦控制）。一般

5、而言， 機械是機器和機構(gòu)的總稱杠桿杠桿 起重轱轆起重轱轆滑輪組滑輪組 手動手動(電動)葫蘆葫蘆現(xiàn)代起重機現(xiàn)代起重機起重機的發(fā)展歷程：起重機的發(fā)展歷程： 日常生活生產(chǎn)中我們經(jīng)常要利用和接觸許多機器，如縫紉機、日常生活生產(chǎn)中我們經(jīng)常要利用和接觸許多機器，如縫紉機、洗衣機、復(fù)印機、各種機床（洗衣機、復(fù)印機、各種機床（machine tool）、汽車、手表等等。）、汽車、手表等等。重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 2 2）機器）機器 根據(jù)某種具體使用要求而設(shè)計的多件實物的組合根據(jù)某種具體使用要求而設(shè)計的多件實物的組合 體。體。如如: : 縫紉機縫紉機、洗衣機、各類機床、運輸車輛、農(nóng)用機器、洗衣機、各類

6、機床、運輸車輛、農(nóng)用機器、起重機起重機、檢測設(shè)備、檢測設(shè)備等。等。 1 1）機構(gòu)）機構(gòu) 能夠用來傳遞運動和力或改變運動形式的多件能夠用來傳遞運動和力或改變運動形式的多件 實物的組合體。如實物的組合體。如：連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)等。：連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)等。種類有限3）機械分類：機械分類：可按作用和性能分，可按作用和性能分，如原動機、工作機等如原動機、工作機等原動機：原動機：實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換 數(shù)量有限數(shù)量有限（1）動力機械：）動力機械：獲取能量、改變能量形式獲取能量、改變能量形式發(fā)動機（如內(nèi)發(fā)動機（如內(nèi)燃機、蒸汽機、電動機等燃機、蒸汽機、電動機等）工作機：工作機：完成有用功

7、完成有用功 種類繁多種類繁多（1）加工機械）加工機械：改變物體形狀改變物體形狀機床，金屬切削機床、機床，金屬切削機床、木工機床、物鏡（玻璃）加工機床等木工機床、物鏡（玻璃）加工機床等 重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 （2）運輸機械：）運輸機械：汽車、機器人汽車、機器人 （3）獲取、傳遞、處理信息的機械：）獲取、傳遞、處理信息的機械：測試、分析儀測試、分析儀器、器、ORC、閱卷機、相機、閱卷機、相機 DC3 3、精密機械的類別：、精密機械的類別： 1 1）精密機床精密機床：NCNC、CNCCNC、MCMC、FMSFMS、2 2）半導(dǎo)體加工機床：半導(dǎo)體加工機床：集成電路（集成電路（CPUCPU、

8、SSPASSPA）0 0.013UM013UM3 3）光學(xué)儀器：光學(xué)儀器：測繪儀、照相機、高空探測、微粒測量、譜測繪儀、照相機、高空探測、微粒測量、譜儀儀4 4）精密儀器：精密儀器：圓度儀、三坐標(biāo)、圓度儀、三坐標(biāo)、5 5）機器人：機器人：工業(yè)機器人、娛樂機器人、軍事機器人、工業(yè)機器人、娛樂機器人、軍事機器人、 微型、智能微型、智能 。重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 6）信息處理設(shè)備：信息處理設(shè)備：計算機外圍處理設(shè)備（打印機、掃描計算機外圍處理設(shè)備（打印機、掃描儀）、光電信息設(shè)備（數(shù)碼相機）儀）、光電信息設(shè)備（數(shù)碼相機） 7）醫(yī)療機械：醫(yī)療機械：現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備（現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備（CT、分析儀）、分析

9、儀）、x光機、光機、義牙種植義牙種植4、精密機械儀器發(fā)展特點：、精密機械儀器發(fā)展特點： 是一門新興的綜合應(yīng)用光學(xué)、電路、計算機、機是一門新興的綜合應(yīng)用光學(xué)、電路、計算機、機械等學(xué)科的一體化技術(shù)（械等學(xué)科的一體化技術(shù)（圖示說明圖示說明）-結(jié)構(gòu)更精巧、結(jié)構(gòu)更精巧、動作更準(zhǔn)確、零件精度更高。動作更準(zhǔn)確、零件精度更高。 5精密機械結(jié)構(gòu)作用精密機械結(jié)構(gòu)作用 1）組成具有確定運動規(guī)律的相對運動系統(tǒng)）組成具有確定運動規(guī)律的相對運動系統(tǒng) 2）調(diào)整、固定和穩(wěn)定光學(xué)與電子裝置的結(jié)構(gòu)位置）調(diào)整、固定和穩(wěn)定光學(xué)與電子裝置的結(jié)構(gòu)位置重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 6精密機械的作用精密機械的作用 機、光、電、算一體化技

10、術(shù)，極大地擴大了精密機、光、電、算一體化技術(shù)，極大地擴大了精密機械的應(yīng)用范圍，也為精密機械學(xué)科的發(fā)展開辟了更機械的應(yīng)用范圍，也為精密機械學(xué)科的發(fā)展開辟了更加廣闊的途徑。加廣闊的途徑。 儀器儀表作為信息獲取、變送傳輸、數(shù)據(jù)處理和儀器儀表作為信息獲取、變送傳輸、數(shù)據(jù)處理和執(zhí)行控制等多種功能的高級工具，也已經(jīng)從早期單一執(zhí)行控制等多種功能的高級工具，也已經(jīng)從早期單一的機械式的和光學(xué)機械式儀器儀表，發(fā)展成為以光機的機械式的和光學(xué)機械式儀器儀表，發(fā)展成為以光機電一體化和智能化為基本特征的現(xiàn)代儀器儀表。電一體化和智能化為基本特征的現(xiàn)代儀器儀表。 精密機械系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)仍是現(xiàn)代儀器儀表的基礎(chǔ)和重要組成部分。直接影

11、響儀器儀表的性能指標(biāo)、工作可靠性和穩(wěn)定性。 精密機械系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代儀器儀表中仍以其不可替代的功能和作用而占有十分重要的地位與作用。 重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制1、典型機器（內(nèi)燃機）的分析：、典型機器（內(nèi)燃機）的分析：1）內(nèi)燃機）內(nèi)燃機組成：組成：內(nèi)燃機內(nèi)燃機65438712910汽缸體汽缸體1、活塞活塞2、進氣閥進氣閥3、排氣閥排氣閥4、連桿連桿5、曲軸曲軸6、凸輪凸輪7、頂桿頂桿8、 齒輪齒輪9、102）工作原理：）工作原理：（1）活塞下行，進氣閥開啟，混合氣體進入汽缸活塞下行，進氣閥開啟，混合氣體進入汽缸；（2）活塞上行，氣閥關(guān)閉，混合氣體被壓縮，在頂部點火燃燒；活

12、塞上行，氣閥關(guān)閉，混合氣體被壓縮，在頂部點火燃燒；（3）高壓燃燒氣體推動活塞下行，兩氣閥關(guān)閉；高壓燃燒氣體推動活塞下行，兩氣閥關(guān)閉；（4）活塞上行，排氣閥開啟，廢氣體被排出汽缸活塞上行，排氣閥開啟，廢氣體被排出汽缸。循環(huán)運動的結(jié)果，使曲軸輸出連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運動 二、機械實例二、機械實例 從上可知機器的種類繁多，結(jié)構(gòu)、性能從上可知機器的種類繁多，結(jié)構(gòu)、性能和用途等各不相同，但都具有和用途等各不相同，但都具有相同的基本特相同的基本特征可尋。征可尋。重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制設(shè)計：潘存云進氣進氣壓縮壓縮爆炸爆炸排氣排氣內(nèi)燃機的工作過程：內(nèi)燃機的工作過程：活塞的往復(fù)運動通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

13、曲活塞的往復(fù)運動通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的連續(xù)轉(zhuǎn)動，該組合體稱為：軸的連續(xù)轉(zhuǎn)動，該組合體稱為：3）內(nèi)燃機各部分的作用：）內(nèi)燃機各部分的作用：曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)凸輪和頂桿用來啟閉進氣閥和排氣閥；稱為：凸輪和頂桿用來啟閉進氣閥和排氣閥；稱為：凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)兩個齒輪用來保證進、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)動兩個齒輪用來保證進、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)動作，稱為：作，稱為：齒輪機構(gòu)齒輪機構(gòu)各部分各部分協(xié)調(diào)動作協(xié)調(diào)動作的結(jié)果：的結(jié)果： 化學(xué)能化學(xué)能 機械能機械能重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制電動機電動機2、工件自動載送裝置分析、工件自動載送裝置分析1）含帶傳動機構(gòu)、蝸）含帶傳動機構(gòu)、蝸桿

14、傳動、凸輪機構(gòu)、桿傳動、凸輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)等。連桿機構(gòu)等。動爪動爪定爪定爪裝配夾具裝配夾具工件載送器工件載送器滑桿滑桿檔塊檔塊凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)蝸桿傳動蝸桿傳動帶傳動帶傳動連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)工件工件2）滑桿左移時，夾持）滑桿左移時，夾持器將工件夾住。器將工件夾住。3）滑桿帶著工件右移）滑桿帶著工件右移時，夾持器動爪受擋時，夾持器動爪受擋塊的壓迫將工件松開，塊的壓迫將工件松開，工件落入載送器被傳工件落入載送器被傳送到下一道工序。送到下一道工序。強調(diào)代替人類完成有用工作 自動裝卸機構(gòu).avi重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制控制器控制器(控制控制)電動機電動機(原動原動)帶帶(傳動傳動)

15、減速器減速器(傳動傳動)波輪波輪(工作工作)3、自動洗衣機的組成分析、自動洗衣機的組成分析：潘存云教授研制重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 4、機器的共有特征、機器的共有特征： 各部分有各部分有確定的相對運動確定的相對運動；代替或減輕人類勞動，必須能代替或減輕人類勞動，必須能作有用功作有用功，完，完成物流、信息的傳遞及能量的轉(zhuǎn)換。成物流、信息的傳遞及能量的轉(zhuǎn)換。 機器的作用 人造的實物組合體（不是天然的）；人造的實物組合體（不是天然的）；5、機構(gòu)的共有特征：、機構(gòu)的共有特征：除具有機器的除具有機器的 特征外；還具有用來特征外；還具有用來傳遞力或傳遞力或?qū)崿F(xiàn)運動實現(xiàn)運動的轉(zhuǎn)換特征。的轉(zhuǎn)換特征。1

16、）機器和機構(gòu)最明顯的）機器和機構(gòu)最明顯的區(qū)別區(qū)別是是：機器能機器能作有用功作有用功，而機構(gòu)不能，機構(gòu)僅能實現(xiàn)預(yù)，而機構(gòu)不能，機構(gòu)僅能實現(xiàn)預(yù)期的機械運動。期的機械運動。重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 通過對典型機器、機構(gòu)進行分析可知： 通用機構(gòu)通用機構(gòu)-用途廣泛，如齒輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)等。用途廣泛，如齒輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)等。專用機構(gòu)專用機構(gòu)-只能用于特定場合，如鐘表的擒縱機構(gòu)。只能用于特定場合，如鐘表的擒縱機構(gòu)。機械機械機器機器機構(gòu)機構(gòu)原動機原動機工作機工作機通用機構(gòu)通用機構(gòu)專用機構(gòu)專用機構(gòu)6、機械的組成、機械的組成2）兩者之間的）兩者之間的聯(lián)系聯(lián)系： 任意復(fù)雜的機器都是由若干組機構(gòu)按一定規(guī)律組合

17、而任意復(fù)雜的機器都是由若干組機構(gòu)按一定規(guī)律組合而成的成的系統(tǒng)系統(tǒng)，最簡單的機器只有最簡單的機器只有一個機構(gòu)一個機構(gòu) 。實際機器的種類有成千上萬種， 但機構(gòu)的種類確有限。類似關(guān)系：化合物與化學(xué)元素。機器與機構(gòu)在結(jié)構(gòu)和運動方面并無區(qū)別（僅作用不同）機器與機構(gòu)在結(jié)構(gòu)和運動方面并無區(qū)別（僅作用不同） ，故，故統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為機械機械。人造的組合體、有確定的相對運動重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 工作機的組成：工作機的組成：原動部分原動部分是工作機動力的來源，最常見的是電動機是工作機動力的來源，最常見的是電動機 和內(nèi)燃機。和內(nèi)燃機。 工作部分工作部分完成預(yù)定的動作，位于傳動路線的終點。完成預(yù)定的動作，位于

18、傳動路線的終點。 傳動部分傳動部分聯(lián)接原動機和工作部分的中間部分。聯(lián)接原動機和工作部分的中間部分。 控制部分控制部分保證機器的啟動、停止和正常協(xié)調(diào)動作。保證機器的啟動、停止和正常協(xié)調(diào)動作。 其關(guān)系如下原動機原動機 傳動傳動 工作工作 控制控制 重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 6、了解幾個基本概念：、了解幾個基本概念： 零件或元件零件或元件是組成精密機械的基本單元稱為零件或元是組成精密機械的基本單元稱為零件或元件，是機器的件，是機器的制造單元制造單元（齒輪、軸、螺釘）；（齒輪、軸、螺釘）；1）機器的）機器的制造單元、運動單元制造單元、運動單元構(gòu)件或部件構(gòu)件或部件 為完成同一任務(wù)，由零件組合成的

19、零件組合為完成同一任務(wù)，由零件組合成的零件組合體稱為構(gòu)件或部件，它構(gòu)成機器的體稱為構(gòu)件或部件，它構(gòu)成機器的運動單元運動單元（減震器、阻尼器（減震器、阻尼器、計數(shù)器、限動器、減速箱、發(fā)動機、計數(shù)器、限動器、減速箱、發(fā)動機（或稱某某總成）（或稱某某總成） ），），構(gòu)件可由一個或幾個零件組成。構(gòu)件可由一個或幾個零件組成。2）機架、原動件、從動件、機構(gòu)）機架、原動件、從動件、機構(gòu)重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 機架：機構(gòu)中相對不動的構(gòu)件。原動件：驅(qū)動力（或力矩）所作用的構(gòu)件。輸入構(gòu)件從動件：隨著原動構(gòu)件的運動而運動的構(gòu)件。輸出構(gòu)件 機構(gòu)：能實現(xiàn)預(yù)期的機械運動的各構(gòu)件（包括機架）的基本組合體稱為機構(gòu)。

20、重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 02 本課程的基本任務(wù)和要求本課程的基本任務(wù)和要求1. 機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析 基本知識基本知識研究機構(gòu)運動的可能性研究機構(gòu)運動的可能性; 能否運動機構(gòu)運動的確定性；機構(gòu)運動的確定性；下一個位置和運動方向是否唯一 機構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分類。機構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分類。 2. 機構(gòu)的運動學(xué)（和動力學(xué)）知識機構(gòu)的運動學(xué)（和動力學(xué)）知識 機構(gòu)運動簡圖的繪制方法機構(gòu)運動簡圖的繪制方法；用簡單圖形表示復(fù)雜機構(gòu)一、一、 本課程的研究內(nèi)容本課程的研究內(nèi)容 研究光機電算精密機械中常用的機構(gòu)、零件、部件工作原理，工作能力和精度及結(jié)構(gòu)設(shè)計等諸多方面的一般設(shè)計計算的原則和方法。 重

21、慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 材料與熱處理、公差與配合等方面的基本知識材料與熱處理、公差與配合等方面的基本知識；通用零部件的工作原理、特點、選型及設(shè)計方法；通用零部件的工作原理、特點、選型及設(shè)計方法； 3. 機械的結(jié)構(gòu)設(shè)計知識機械的結(jié)構(gòu)設(shè)計知識設(shè)計新機構(gòu)的方法設(shè)計新機構(gòu)的方法。按一定幾何條件和運動條件機構(gòu)的運動規(guī)律；機構(gòu)的運動規(guī)律；不考慮引起機構(gòu)運動的力的作用，僅從幾何的觀點來研究二、本課程的任務(wù)：二、本課程的任務(wù)： 1）使學(xué)生）使學(xué)生基本掌握精密儀器儀表中常用（通用）機構(gòu)的結(jié)構(gòu)基本掌握精密儀器儀表中常用（通用）機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運動分析、動力分析及其設(shè)計方法；分析、運動分析、動力分析及其設(shè)計

22、方法；2）使學(xué)生）使學(xué)生掌握通用機械零部件的原理、掌握通用機械零部件的原理、 特點、選型及設(shè)計計特點、選型及設(shè)計計算方法，培養(yǎng)學(xué)生能運用所學(xué)基礎(chǔ)理論知識，解決精密機械零、算方法，培養(yǎng)學(xué)生能運用所學(xué)基礎(chǔ)理論知識，解決精密機械零、部件的設(shè)計問題；部件的設(shè)計問題；重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 3）樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)機構(gòu)分析、機構(gòu)綜合與方案設(shè)樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)機構(gòu)分析、機構(gòu)綜合與方案設(shè)計能力，具備精密機械傳動和儀器機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計能力。計能力，具備精密機械傳動和儀器機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計能力。以以及對某些典型零、部件的精度分析，并提出改進措施。及對某些典型零、部件的精度分析，并提出改進措施。 掌

23、握一定的設(shè)計技能（正確使用手冊、運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范），培養(yǎng)結(jié)構(gòu)掌握一定的設(shè)計技能（正確使用手冊、運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范），培養(yǎng)結(jié)構(gòu)分析能力、設(shè)計計算能力、繪圖能力；分析能力、設(shè)計計算能力、繪圖能力；4）使學(xué)生了解常用機構(gòu)和零、部件的試驗方法；初步具有某使學(xué)生了解常用機構(gòu)和零、部件的試驗方法；初步具有某些零、部件的性能測試和結(jié)構(gòu)分析能力。些零、部件的性能測試和結(jié)構(gòu)分析能力。5）了解材料與熱處理、互換性（公差與配合）方面的基本知了解材料與熱處理、互換性（公差與配合）方面的基本知識，并能在工程設(shè)計中正確使用；識，并能在工程設(shè)計中正確使用；精密機械設(shè)計精密機械設(shè)計方案設(shè)計方案設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計 機械原理要解決

24、的問題機械原理要解決的問題 機械設(shè)計要解決的范疇機械設(shè)計要解決的范疇 重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 三、學(xué)習(xí)本課程的注意事項三、學(xué)習(xí)本課程的注意事項 機構(gòu)與零部件的種類眾多，完成同一工作任務(wù)，可選用機構(gòu)與零部件的種類眾多，完成同一工作任務(wù)，可選用不同類型的機構(gòu)和零部件（兩平行軸之間的傳動不同類型的機構(gòu)和零部件（兩平行軸之間的傳動皮帶輪皮帶輪、正斜齒輪、摩擦輪等）。因此在學(xué)習(xí)和工程設(shè)計的實踐中、正斜齒輪、摩擦輪等）。因此在學(xué)習(xí)和工程設(shè)計的實踐中，要樹立辨證觀點、理論聯(lián)系實際，具體問題具體分析。不，要樹立辨證觀點、理論聯(lián)系實際，具體問題具體分析。不能照搬照抄，要有創(chuàng)新精神。要求同學(xué)們：能照搬照

25、抄，要有創(chuàng)新精神。要求同學(xué)們： 1）注意理論聯(lián)系實際，將機械零件的設(shè)計放到整個機械系）注意理論聯(lián)系實際，將機械零件的設(shè)計放到整個機械系統(tǒng)中加以考慮；統(tǒng)中加以考慮；2）重點了解和掌握典型零部件的基本工作條件、原理；）重點了解和掌握典型零部件的基本工作條件、原理；3）掌握典型機械零部件設(shè)計的一般思路和方法；）掌握典型機械零部件設(shè)計的一般思路和方法； 重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 03 精密機械設(shè)計的目的和一般方法精密機械設(shè)計的目的和一般方法 一、一、 概述概述 一、一、設(shè)計精密機械時應(yīng)滿足的基本要求（其他機械也一樣）設(shè)計精密機械時應(yīng)滿足的基本要求（其他機械也一樣） 1功能要求：功能要求： 首先

26、滿足功能要求。如設(shè)計發(fā)動機活塞檢測儀時首先滿足功能要求。如設(shè)計發(fā)動機活塞檢測儀時首先滿足功能要求：監(jiān)測、控制、顯示記錄、數(shù)據(jù)處理、首先滿足功能要求：監(jiān)測、控制、顯示記錄、數(shù)據(jù)處理、打印、誤差校正和補償?shù)裙δ艽蛴?、誤差校正和補償?shù)裙δ?2 可靠性要求；可靠性要求； 在一定時間、一定使用條件下有效地實現(xiàn)預(yù)期功能在一定時間、一定使用條件下有效地實現(xiàn)預(yù)期功能工作安全可靠、操作維修方便。要有足夠的強度、剛度、工作安全可靠、操作維修方便。要有足夠的強度、剛度、繞度（穩(wěn)定性）繞度（穩(wěn)定性） 重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 3 精度要求：精度要求： 精度要求是精密機械的一項重要指標(biāo)，設(shè)計時必須保證精精度要求

27、是精密機械的一項重要指標(biāo)，設(shè)計時必須保證精密機械正常工作時的精度要求。如回轉(zhuǎn)精度、導(dǎo)軌導(dǎo)向精度密機械正常工作時的精度要求。如回轉(zhuǎn)精度、導(dǎo)軌導(dǎo)向精度4經(jīng)濟性要求：經(jīng)濟性要求：成本低成本低零件結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、省料，標(biāo)準(zhǔn)化、通用零件結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、省料，標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化化、系列化 5人-機友好：造型美觀大方、色彩柔和、操作宜人 二、精密機械設(shè)計的一般步驟 精密機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計（產(chǎn)品開發(fā)）過程大體有三種類型：開發(fā)性設(shè)計利用新原理、新技術(shù)設(shè)計新產(chǎn)品;適應(yīng)性設(shè)計保留原產(chǎn)品的原理及方案不變，只對個別零 部件進行重新設(shè)計;變參數(shù)設(shè)計保留原產(chǎn)品的功能、原理方案和結(jié)構(gòu)，僅改變零部件的尺寸和結(jié)構(gòu)布局形

28、成系列產(chǎn)品。 重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 已新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計為例，從提出任務(wù)到投放市場的全部程序要經(jīng)過如下四個階段： 1調(diào)查決策階段： 了解市場（用戶）需求，收集有關(guān)的技術(shù)資料及新技術(shù)、新工藝、新材料的應(yīng)用情況。擬定新產(chǎn)品開發(fā)計劃書。方案多樣，反復(fù)分析優(yōu)化。決策是非常關(guān)鍵的一不，直接影響設(shè)計工作和產(chǎn)品開發(fā)成本2研究設(shè)計階段：在決策后進行。1）第一步主要為功能設(shè)計研究稱前期開發(fā)，任務(wù)是解決技術(shù)中的關(guān)鍵問題。需要對新產(chǎn)品進行實驗研究和技術(shù)分析，驗證原理的可靠性和發(fā)現(xiàn)存在的問題。并寫出總結(jié)報告和、總布局圖和外形圖等等重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 2）第二步為新產(chǎn)品的技術(shù)設(shè)計稱后期開發(fā)， 完成

29、后應(yīng)繪制總裝配圖、部件裝配圖、零件工作圖、各種系統(tǒng)圖（傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、光路系統(tǒng)等）以及詳細(xì)的設(shè)計說明書、使用說明和驗收規(guī)程等各種技術(shù)文件。以上各個環(huán)節(jié)須相互配合與聯(lián)系，設(shè)計工作往往經(jīng)過多次修改與反復(fù)，逐步逼近，達到優(yōu)化（技術(shù)先進可靠、經(jīng)濟合理、造型美觀）3試制階段：樣機試制完成后，應(yīng)進行樣機實驗，并作出全面的技術(shù)經(jīng)濟評價，以決定設(shè)計方案是否可行或需要修改。4、投產(chǎn)銷售階段：樣機實驗成功后，對于批量生產(chǎn)的產(chǎn)品尚須進行工藝、工裝方面的生產(chǎn)設(shè)計。經(jīng)小批試制、用戶試用、改進和鑒定后，即可投入正式生產(chǎn)與銷售。經(jīng)過開展售后服務(wù)（），發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品薄弱環(huán)節(jié)，進一步完善產(chǎn)品設(shè)計，提高產(chǎn)品可靠性，萌發(fā)新

30、的設(shè)計構(gòu)思，開發(fā)新產(chǎn)品。 重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 精密機械（機器）設(shè)計的一般程序 市場調(diào)研可行性研究原理方案設(shè)計技 術(shù)設(shè) 計試制試驗小批生產(chǎn)試銷投產(chǎn)設(shè)計任務(wù)書定出最佳方案裝配圖、零件圖、技術(shù)文件樣機評價改進考核工藝性收集用戶意見產(chǎn)品銷售重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 1、課程性質(zhì)：、課程性質(zhì)： 專業(yè)（專業(yè)（ 技術(shù)）基礎(chǔ)課技術(shù)）基礎(chǔ)課 2、作用、作用： 承前啟后承前啟后 3、先修課程：、先修課程：高等數(shù)學(xué)、普通物理、工程制圖、工程力學(xué)高等數(shù)學(xué)、普通物理、工程制圖、工程力學(xué)同時，通過本課程的學(xué)習(xí)，可為今后學(xué)習(xí)諸如同時，通過本課程的學(xué)習(xí)，可為今后學(xué)習(xí)諸如測控儀器設(shè)計、測控儀器設(shè)計、機械制

31、造工藝學(xué)、精密計量技術(shù)機械制造工藝學(xué)、精密計量技術(shù)等專業(yè)課程打下基礎(chǔ)，等專業(yè)課程打下基礎(chǔ)， 作為一名工程技術(shù)人員，同學(xué)們在今后的工作崗位上將會接觸各種各樣的通用或?qū)Ｓ脵C械，因此必須掌握機械方面的基礎(chǔ)知識。04 、 課程的性質(zhì)和學(xué)習(xí)方法課程的性質(zhì)和學(xué)習(xí)方法4、課程的特點：、課程的特點：1）實踐性強）實踐性強2）綜合性強）綜合性強本課程是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，其研究對象是在生產(chǎn)實際中廣泛應(yīng)用的精密儀器及機械，所要解決的問題大多數(shù)是工程中的實際問題（與理論力學(xué)的不同點），因此要求學(xué)生加強基本技能的訓(xùn)練，如簡圖測繪、齒輪參數(shù)測量、百分表裝拆等。要培養(yǎng)工程素養(yǎng)，作圖應(yīng)嚴(yán)格按要求進行。要重視實驗課、課程設(shè)計等。

32、 3）獨立性強）獨立性強本課程學(xué)習(xí)要綜合運用已學(xué)過的知識，很多內(nèi)容與工程力學(xué)有關(guān)。有些內(nèi)容可以說是理論力學(xué)的延續(xù)與擴展（用理論力學(xué)的原理分析具體的機械）。因此，一定要復(fù)習(xí)好理論力學(xué)材料力學(xué)、金屬制造工藝基礎(chǔ)中的有關(guān)內(nèi)容。各章內(nèi)容彼此獨立，前后聯(lián)系不甚密切。因此，要經(jīng)常復(fù)習(xí)前面已學(xué)過的內(nèi)容，以免出現(xiàn)猴子扮苞米的現(xiàn)象。有人戲稱機械零碎。4) 四多：四多：內(nèi)容多、概念多、符號多、公式多。內(nèi)容多、概念多、符號多、公式多。 不要求死記硬背，關(guān)鍵在于理解，重點在于應(yīng)用。會用自然能記住。重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 5、如何學(xué)習(xí)本課程？、如何學(xué)習(xí)本課程？ 著重搞清楚基本概念，理解基本原理，掌握機構(gòu)著重搞

33、清楚基本概念，理解基本原理，掌握機構(gòu) 分析與綜合的基本方法。分析與綜合的基本方法。 注意把一般原理和方法與具體運用密切聯(lián)系起來。注意把一般原理和方法與具體運用密切聯(lián)系起來。 并用所學(xué)知識觀察日常生活與生產(chǎn)遇到的各種機械。并用所學(xué)知識觀察日常生活與生產(chǎn)遇到的各種機械。注意培養(yǎng)運用所學(xué)基本理論與方法去分析和解決工注意培養(yǎng)運用所學(xué)基本理論與方法去分析和解決工 程實際問題的能力。程實際問題的能力。注意培養(yǎng)綜合分析、全面考慮問題的能力。解決同注意培養(yǎng)綜合分析、全面考慮問題的能力。解決同 一實際問題，往往有多種方法和結(jié)果，要通過分析、一實際問題，往往有多種方法和結(jié)果，要通過分析、 對比、判斷和決策，做到優(yōu)

34、中選優(yōu)。對比、判斷和決策，做到優(yōu)中選優(yōu)。注意培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的工作作風(fēng)。在今后注意培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的工作作風(fēng)。在今后 的工作中要與各種武器裝備打交道，稍有不慎，即的工作中要與各種武器裝備打交道，稍有不慎，即 可能造成損失?？赡茉斐蓳p失。重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 6、課程安排：、課程安排： 共共56學(xué)時，其中講授學(xué)時，其中講授52學(xué)時，實驗學(xué)時，實驗4學(xué)時。學(xué)時。 機構(gòu)與零部件的種類眾多，完成同一工作任務(wù)，可選機構(gòu)與零部件的種類眾多，完成同一工作任務(wù)，可選用不同類型的機構(gòu)和零部件（兩平行軸之間的傳動用不同類型的機構(gòu)和零部件（兩平行軸之間的傳動皮皮帶輪、正斜齒輪、摩擦輪等）。因

35、此在學(xué)習(xí)和工程設(shè)計的帶輪、正斜齒輪、摩擦輪等）。因此在學(xué)習(xí)和工程設(shè)計的實踐中，要樹立辨證觀點、理論聯(lián)系實際，具體問題具體實踐中，要樹立辨證觀點、理論聯(lián)系實際，具體問題具體分析。不能照搬照抄，要有創(chuàng)新精神。要求同學(xué)們：分析。不能照搬照抄，要有創(chuàng)新精神。要求同學(xué)們： 1）作業(yè)必須按時完成，繪圖準(zhǔn)確，字跡工整，作業(yè)）作業(yè)必須按時完成，繪圖準(zhǔn)確，字跡工整，作業(yè) 量未達到規(guī)定者不能參加考試。量未達到規(guī)定者不能參加考試。 2）上課認(rèn)真聽講，及時消化，不主張占用較多的課）上課認(rèn)真聽講，及時消化，不主張占用較多的課 外時間。外時間。 3）仔細(xì)觀察實物和模型，歡迎到實驗室參觀，并動手）仔細(xì)觀察實物和模型，歡迎到

36、實驗室參觀，并動手 組裝各種機構(gòu)（百分表、機器人等）。組裝各種機構(gòu)（百分表、機器人等）。 重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 為了實現(xiàn)我國的國防現(xiàn)代化，必然要有大量的機械化、自動化的武器裝備于部隊，這些武器從何來？恐怕大多數(shù)只能靠我國自力更生解決，這是一項十分艱巨的任務(wù)，設(shè)計、制造、使用、維護現(xiàn)代化的武器裝備，需要大批的機械方面專業(yè)人才。在座的各位都是未來的工程師和部隊的主要技術(shù)骨干（國防生），掌握好本課程的有關(guān)知識，將為你們未來的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。最后希望我們共同努力，把這門課程教好學(xué)好。 重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 當(dāng)今世界正經(jīng)歷著一場新的技術(shù)革命。新概念、新理論、新方法、新工藝

37、不斷涌現(xiàn)。同樣，機械學(xué)科也發(fā)展迅猛，1、發(fā)展方向：、發(fā)展方向：高速、重載、高精度、高效率、低噪聲高速、重載、高精度、高效率、低噪聲 5倍音速的飛機、幾十萬噸的輪船、米級打擊精度、細(xì)胞克隆操作、磁懸浮列車、低噪聲潛艇05 機械原理學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀簡介機械原理學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀簡介2、應(yīng)用領(lǐng)域擴大：、應(yīng)用領(lǐng)域擴大：上天、入地、下海、甚至鉆入人體內(nèi)。上天、入地、下海、甚至鉆入人體內(nèi)。 太空探險、水平鉆探、深海采礦、打撈作業(yè)、血管清理機器人4、本學(xué)科的研究課題與日俱增、本學(xué)科的研究課題與日俱增:3、與其它學(xué)科的交叉滲透作用增強：、與其它學(xué)科的交叉滲透作用增強：與電子工程、計算與電子工程、計算機科學(xué)、控制工程、材

38、料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)相互滲透，誕生了若機科學(xué)、控制工程、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)相互滲透，誕生了若干新學(xué)科。如機械電子學(xué)、仿生機械學(xué)、機器人機械學(xué)、機械干新學(xué)科。如機械電子學(xué)、仿生機械學(xué)、機器人機械學(xué)、機械CAD。1）新機構(gòu)不斷涌現(xiàn)）新機構(gòu)不斷涌現(xiàn)-如自控機構(gòu)、機器人機構(gòu)、仿如自控機構(gòu)、機器人機構(gòu)、仿生機構(gòu)、柔性及彈性機構(gòu)、機電氣液綜合機構(gòu)等。生機構(gòu)、柔性及彈性機構(gòu)、機電氣液綜合機構(gòu)等。2）注重機械的動力性能）注重機械的動力性能-在機械分析與綜合時，在機械分析與綜合時，由只考慮運動性能過渡到同時考慮其動力性能。由只考慮運動性能過渡到同時考慮其動力性能。重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 3）機械的動態(tài)特性

39、）機械的動態(tài)特性: 機械在運動過程中，構(gòu)件的振動和彈性變形、機械在運動過程中，構(gòu)件的振動和彈性變形、運動副的間隙和構(gòu)件運動副的間隙和構(gòu)件 尺度誤差，對運動及動力性能尺度誤差，對運動及動力性能的影響。的影響。4）連桿機構(gòu)）連桿機構(gòu): 重視了空間連桿機構(gòu)、多桿多自由度機構(gòu)、連桿重視了空間連桿機構(gòu)、多桿多自由度機構(gòu)、連桿機構(gòu)彈性動力學(xué)和動力平衡研究。機構(gòu)彈性動力學(xué)和動力平衡研究。5）齒輪機構(gòu)）齒輪機構(gòu): 發(fā)展了齒輪嚙合原理、提出了許多性能優(yōu)異的新發(fā)展了齒輪嚙合原理、提出了許多性能優(yōu)異的新型齒廓曲線和新型傳動、加速了對高速齒輪、精密齒型齒廓曲線和新型傳動、加速了對高速齒輪、精密齒輪、微型齒輪的研究。輪

40、、微型齒輪的研究。6）凸輪機構(gòu)）凸輪機構(gòu): 十分重視對高速凸輪機構(gòu)的研究。十分重視對高速凸輪機構(gòu)的研究。重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 5、新的設(shè)計手段日新月異、新的設(shè)計手段日新月異:計算機輔助設(shè)計計算機輔助設(shè)計(CAD)；在對機械的分析與綜合中，計算機的作用日益重要，發(fā)展并推廣了在機械原理的各個領(lǐng)域，每年都有大量內(nèi)容新穎的文獻資料出現(xiàn)。作為技術(shù)基礎(chǔ)課程，作為技術(shù)基礎(chǔ)課程，只介紹一些只介紹一些最基本的原理和設(shè)計方法最基本的原理和設(shè)計方法。機械優(yōu)化設(shè)計；機械優(yōu)化設(shè)計；考慮誤差的概率設(shè)計?？紤]誤差的概率設(shè)計。7）微位移機構(gòu)）微位移機構(gòu): 精密位移、定位。精密位移、定位。8）微機電系統(tǒng)（）微機電系

41、統(tǒng)（MEMS）: 微機電系統(tǒng)，在硅片上微機電系統(tǒng)，在硅片上加工出各種零件及機電系統(tǒng)。加工出各種零件及機電系統(tǒng)?？煽啃栽O(shè)計?？煽啃栽O(shè)計。重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 一級學(xué)科：0804 儀器科學(xué)與技術(shù)二級學(xué)科：080401精密儀器及機械 國家重點學(xué)科（精密儀器及機械）：清華大學(xué)，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院清華大學(xué)醫(yī)學(xué)部，重慶大學(xué) 國家重點（培育）學(xué)科（精密儀器及機械）：上海交通大學(xué) 學(xué)科概況學(xué)科概況“精密儀器及機械”學(xué)科是精密機械、電子技術(shù)、光學(xué)、自動控制和計算機技術(shù)等學(xué)科相互交叉的綜合學(xué)科。專業(yè)的主要研究方向是儀器的智能化、微型化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化。 主要研究方向如下： 1. 智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 2. 智能化

42、儀器及機械 3. 電子信息技術(shù)及應(yīng)用 4. 光電技術(shù)及應(yīng)用 5. 檢測與控制技術(shù) 6. 計算機輔助設(shè)計與測試技術(shù) 7. 智能微機電系統(tǒng)技術(shù) 8. 微傳感器技術(shù)及應(yīng)用 9. 環(huán)境工程與地理信息技術(shù) 10 .智能文字圖像識別技術(shù)及應(yīng)用 11. 光電檢測技術(shù)及智能化儀器 12. 微型機器人技術(shù) 13. 電子CAD技術(shù) 14. 機器人視覺與觸覺 15. 動態(tài)檢測技術(shù)及信號處理 16. 智能傳感器技術(shù)及應(yīng)用 17. 精密測量與智能化儀器 18. 虛擬儀器、網(wǎng)絡(luò)儀器及軟件無線電技術(shù) 19. 智能信息處理技術(shù) 20. 虛擬數(shù)學(xué)化家庭技術(shù) 21. 信息管理系統(tǒng)設(shè)計與集成技術(shù) 22. 企業(yè)間電子商務(wù)實用技術(shù) 2

43、3. 人體生物識別技術(shù)及系統(tǒng) 24. 通信技術(shù)與微系統(tǒng) 重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 重慶大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 本學(xué)科是以機械電子學(xué)為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用精密機械工程、傳感技術(shù)與信息處理、電子技術(shù)與計算機和自動控制理論等，研究精密儀器及機械的機理、結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，發(fā)展相關(guān)的機電一體化、智能化、信息化和商品化技術(shù)。專業(yè)實驗室配有多種現(xiàn)代精密測試與數(shù)據(jù)處理儀器設(shè)備，為研究生培養(yǎng)提供了良好的條件。近階段的研究課題均結(jié)合國家863高科技研究項目、國家“九五”重點科技攻關(guān)項目、國家教委重點科技項目、及上海市工業(yè)生產(chǎn)重點攻關(guān)項目。專業(yè)研究方向?qū)I(yè)研究方向:本專

44、業(yè)的主要研究方向有：幾何量、機械量測試技術(shù)與儀器，傳感器及信息處理技術(shù)，在線及自動檢測技術(shù)，仿生機械、微機械與機器人技術(shù)。課程設(shè)置課程設(shè)置:公共學(xué)位課公共學(xué)位課:自然辯證法概論與科學(xué)社會主義理論與實踐（90）、英語（180）;基礎(chǔ)理論及專業(yè)課基礎(chǔ)理論及專業(yè)課:矩陣?yán)碚摚?6）、數(shù)理統(tǒng)計（54）、數(shù)字信號處理（72）、動態(tài)測試分析（36）、微弱信號檢測（36）、光電測試技術(shù)（36）;選修課選修課:優(yōu)化方法和最優(yōu)控制（54）、隨機過程（36）、計算方法（54）、智能儀器原理與設(shè)計（54）、新型傳感器（36）、仿生機械學(xué)（54）、幾何量測量（54）、電路優(yōu)化設(shè)計（54）、學(xué)術(shù)討論會、模糊控制系統(tǒng)、智能控制導(dǎo)論。畢業(yè)生適合從