精密机械设计第8章精密机械设计概论

《精密机械设计》课程教学大纲课程代码：222018课程负责人：许贤泽课程中文名称:《精密机械设计》课程英文名称：Precise Machine Design课程类别：必修课程学分数：3课程学时数：54授课对象：测控技术与仪器、光信息科学与技术、电子信息工程专业本课程的前导课程：《工程制图》、《互换性与技术测量》一、教学目的《精密机械设计》课程是测控技术及仪器专业的专业主干课。

它以精密机械中常用机构和零、部件为研究对象，从设计该类机构和零、部件时应具备的基础理论、基本技能和基本方法等几方面组织教学内容。

从机构分析、工作能力、精度和结构等诸方面来研究这些机构和零、部件，并介绍其工作原理、特点、应用范围、选型、材料、精度以及设计计算的一般原则和方法。

二、教学要求要求学生初步掌握常用机构的结构分析、运动分析、动力分析及设计方法；掌握通用零部件的工作原理、特点、应用范围、选型、材料及设计计算方法；培养学生具有设计精密机械传动装置的能力。

三、课程内容与学时分配内容教学学时绪论 1第1章精密机械零件的受力分析与平衡 2第2章精密机械零件受力变形与应力分析 4第３章平面机构的运动简图与自由度计算 3第４章平面连杆机构 3第５章凸轮机构 3第6章齿轮机构8第7章轮系 4第8章精密机械设计概论 4第9章齿轮传动7第10章带传动 4第11章轴 4第12章轴承 5第13章弹性元件自学第14章导轨和基座 2第15章联接自学绪论1. 机械设计课程的研究对象、内容、性质和任务。

2. 机械设计的内容和步骤。

重点：课程研究对象、内容、性质和任务，以及机械、机器、机构、零件、构件概念。

第一章精密机械零件的受力分析与平衡第一节力学的基本概念第二节约束、约束反力与受力图第三节精密机械零件的受力平衡基本要求：1．掌握静力学公理。

2．会分析零件的受力。

重点内容：零件的受力分析。

第二章精密机械零件受力变形与应力分析第一节精密机械零件的强度与刚度第二节杆件的拉伸与压缩第三节第三节机械零件的剪切第四节第四节机械零件的扭转第五节第五节梁类零件的平面弯曲基本要求：1．了解杆件拉伸与压缩时的内力与应力，掌握其强度公式。

精密机械设计考试重点整理第二章工程材料和热处理低碳钢：含碳≤0.25% 中碳钢：含碳0.25%~0.60% 高碳钢：含碳＞0.60%第四节钢的热处理（P23）普通热处理：退火、正火、淬火、回火表面热处理：表面淬火、化学热处理第四章平面机构的结构分析机构是按一定方式联接的构件组合体。

使两构件直接接触，而又能产生一定相对运动的联接（可动联接）称为运动副。

点接触或线接触的运动副成为高副；面接触的运动副称为低副。

机构运动简图的画法（P67例题4-1）第四节平面机构的自由度构件所具有的独立运动数目称为自由度，做平面运动的自由构件具有三个自由度。

机构自由度计算公式F=3n-2P L-P H自由度等于1的机构，在具有一个原动件时运动是确定的。

机构自由度、原动件数目与机构运动之间的关系：①当F≤0时，构件间不可能具有相对运动；②当F＞0时，原动件数大于机构自由度，机构会遭到损坏；原动件数小于机构自由度，机构运动不确定；③只有当原动件数等于机构自由度时，机构才具有确定的运动。

计算机构自由度时应注意的事项：（P69）①复合铰链：在同一轴线上有两个以上的构件用转动副联接时，则形成复合铰链。

若有m个构件用复合铰链联接时，则应含有（m-1）个转动副。

②局部自由度：在有些机构中，某些构件所产生的局部运动并不影响其他构件的运动，把这些构件所产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。

③虚约束：在机构中，有些运动副的约束可能与其他运动副的约束重复，因而这些约束对机构的运动实际上并无约束作用，这类约束称为虚约束。

第五节平面机构的组成原理和结构分析高副低代（P71）（什么是高副低代？怎么样代？特殊情况？）不能再拆的最简单的自由度为零的构件称为组成机构的基本杆组。

由二个构件三个低副组成，称之为Ⅱ级杆组，是应用最广的杆组。

平面机构的结构分析（P74）第五章平面连杆机构平面连杆机构是由若干刚性构件用低副（回转副、移动副）联接而成的一种机构，主要作用是用来传递运动、放大位移或改变位移的性质。

2023精密机械设计(庞振基黄其圣著)课后答案精密机械设计(庞振基黄其圣著)内容简介前言基本物理量符号表绪论第一章精密机械设计的基础知识第一节概述第二节零件的工作能力及其计算第三节零件与机构的误差估算和精度第四节工艺性第五节标准化、系列化、通用化第六节零件的设计方法及其发展思考题及习题第二章工程材料和热处理第一节概述第二节金属材料的力学性能第三节常用的工程材料第四节钢的热处理第五节表面精饰第六节材料的选用原则思考题及习题第三章零件的几何精度第一节概述第二节极限与配合的基本术语和定义第三节光滑圆柱件的极限与配合及其选择第四节形状与位置公差及其选择第五节表面粗糙度及其选择思考题及习题第四章平面机构的结构分析第一节概述第二节运动副及其分类第三节平面机构的运动简图第四节平面机构的自由度第五节平面机构的组成原理和结构分析思考题及习题第五章平面连杆机构第一节概述第二节铰链四杆机构的基本型式及其演化第三节平面四杆机构曲柄存在的条件和几个基本概念第四节平面四杆机构的设计思考题及习题第六章凸轮机构第一节概述第二节从动件常用运动规律第三节图解法设计平面凸轮轮廓第四节解析法设计平面凸轮轮廓第五节凸轮机构基本尺寸的确定思考题及习题第七章摩擦轮传动和带传动第一节概述第二节磨擦轮传动第三节磨擦无级变速器第四节带传动第五节同步带传动第六节其它带传动简介思考题及习题第八章齿轮传动第一节概述第二节齿廓啮合基本定律第三节渐开线齿廓曲线第四节渐开线齿轮各部分的名称、符号和几何尺寸的计算第五节渐开线直齿圆柱齿轮传动第六节渐开线齿廓的切制原理、根切和最少齿数第七节变位齿轮第八节斜齿圆柱齿轮传动第九节齿轮传动的失效形式和材料第十节圆柱齿轮传动的强度计算第十一节圆锥齿轮传动第十二节蜗杆传动第十三节轮系第十四节齿轮传动精度第十五节齿轮传动的空回第十六节齿轮传动链的设计思考题及习题第九章螺旋传动第一节概述第二节滑动螺旋传动第三节滚珠螺旋传动第四节静压螺旋传动简介思考题及习题第十章轴、联轴器、离合器第一节概述第二节轴第三节联轴器第四节离合器思考题及习题第十一章支承第一节概述第二节滑动摩擦支承第三节滚动摩擦支承第四节弹性摩擦支承第五节流体摩擦支承及其它形式支承第六节精密轴承思考题及习题第十二章直线运动导轨第一节概述第二节滑动摩擦导轨第三节滚动摩擦导轨第四节弹性摩擦导轨第五节静压导轨简介思考题及习题第十三章弹性元件第一节概述第二节弹性元件的基本特性第三节螺旋弹簧第四节游丝第五节片簧第六节热双金属弹簧第七节其它弹性元件简介思考题及习题第十四章联接第一节概述第二节机械零件的联接第三节机械零件与光学零件的联接思考题及习题第十五章仪器常用装置第一节概述第二节微动装置第三节锁紧装置第四节示数装置第五节隔振器思考题及习题第十六章机械的计算机辅助设计第一节概述第二节计算机辅助设计系统的原理与构成第三节表格和线图的处理第四节机械优化设计第五节设计举例思考题及习题参考文献精密机械设计(庞振基黄其圣著)目录本书对精密机械及仪器仪表中常用机构和零部件的工作原理、适用范围、结构、设计计算方法，以及工程材料、零件几何精度的基础知识等诸方面均作了较为详细的阐述。

精密机械设计简介：这本书强调基础工程和工程实践。

这是精密机械领域的经典之作，寓教于乐，启迪智慧，激发创新。

它也是麻省理工学院公共课程的指定书籍。

在这本书中，精密机械被视为一个完整的系统，在这个系统中，各种部件相互配合。

重点研究精密机械零件的机械结构设计及其与传感器和控制系统的集成，以获得良好的系统性能。

在设计中，着重分析了设计对整个系统的精度、重复性和分辨率的影响，并给出了许多创造性的设计实例。

本书共分为十章：第一章：精密机械设计概论；第二章。

第2章：基本精度、重复性和分辨率原理，第3章模拟传感器，第4章光学传感器，第5章传感器安装和校准，第6章旋转中心的几何误差和热误差，第7章系统设计注意事项，第8章接触轴承，第9章非接触轴承，第10章传输和传输。

本书适用于机械工程、仪器科学与技术领域的研究人员和工程师以及该领域的研究生或高年级本科生的教材。

前言：历史证明，精密机械是工业社会的基本要素。

事实上，从集成电路制造到光学零件加工再到汽车生产，现代工业高度依赖精密机械。

鉴于有许多优秀的机械零件设计教科书，本书假定读者熟悉相关概念。

精密机械是一个各部分相互配合的集成系统。

因此，本书侧重于精密机械零件的结构设计和精密机械零件、传感器和控制系统的集成优化设计。

在部件设计的讨论中，讨论了设计如何影响机器的整体精度、重复性和分辨率。

没有一本教科书可以涵盖机械、传感器和控制系统的设计。

本书主要涉及精密机械零件和设备的集成设计。

对于传感器和控制系统，首先介绍了它们的基本工作原理，然后通过实例给出了市场上常见传感器的特点。

控制系统的设计主要讨论控制单元的选择及其对机械可控性的影响。

创新与设计的结合。

本书旨在为读者提供清晰的理论背景和实验方法。

在以往的设计课程教学中，由于要为学生的课程设计准备足够的参考书目，我经常感到沮丧。

相反，从学生的角度来看，设计往往因为没有必要的数据目录而延误设计计划的顺利完成。

因此，在本书的设计实例中，给出了作者认为非常有用的市面上许多常见部件的性能参数。

精密机械设计庞振基课后答案第八章1、被活塞封闭在气缸中的一定质量的理想气体温度升高，压强保持不变，则:（）*A.气缸中每个气体分子的速率都增大B.气缸中单位体积内气体分子数减少(正确答案)C.气缸中的气体吸收的热量等于气体内能的增加量D.气缸中的气体吸收的热量大于气体内能的增加量(正确答案)2、通电线圈在磁场中受到磁场力的作用而转动时，将机械能转化为电能[判断题] *对错(正确答案)答案解析：电能转化为机械能3、5．“神舟”七号的返回舱打开降落伞后减速下降时处于平衡状态．[判断题] *对错(正确答案)4、下列情形中,矿泉水瓶中水的质量会发生变化的是（）[单选题] *A. 打开瓶盖,喝掉几口(正确答案)B. 将这瓶水放入冰箱,水温度变低C. 水结成冰,体积变大D. 宇航员将这瓶水带到太空5、26．下列现象中，属于升华的现象是（）[单选题] *A．夏天，冰棍周围冒“白气”B．冬天，玻璃窗上结冰花C．衣箱中的樟脑丸逐渐变小(正确答案)D．夏天，水缸外壁“出汗”6、5．一辆汽车在10 m/s的速度匀速行驶，遇到紧急情况，突然以大小为2 m/s2的加速度匀减速刹车，则从刹车开始计时，汽车在6 s内的位移是24 m．[判断题] *对错(正确答案)7、44．下列现象不可能出现的是（）[单选题] *A．衣柜里的樟脑丸放置很长时间后会变小B．潮湿的夏天，从冰箱里取出的啤酒瓶上会出现小水珠C．有风的天气，游泳后从水中出来会感觉冷D．冬天，戴眼镜的人从室内走到室外，眼镜上会出现小水珠(正确答案)8、4．只要物体做直线运动，物体就处于平衡状态．[判断题] *对错(正确答案)9、30．如图，我国首款国际水准的大型客机C919在上海浦东机场首飞成功，标志着我国航空事业有了重大突破。

它的机身和机翼均采用了极轻的碳纤维材料。

这种材料的优点是（）[单选题] *A．密度大B．密度小(正确答案)C．熔点低D．硬度小10、23．口罩成为常态防疫“神器”，戴眼镜的人们常因口罩佩戴出现镜片模糊的情况，这是液化现象。