《精密机械课程设计学习指导》
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精密机械设计课程设计
精密机械设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握精密机械设计的基本原理，包括力学、材料力学、机械原理等基础知识；2. 学习并掌握精密机械设计中常用的设计方法和步骤，如CAD软件应用、机构优化等；3. 了解精密机械设计中涉及的各类机械零部件及其功能、性能和选用原则。
技能目标：1. 能够运用所学知识，进行简单的精密机械装置设计和分析；2. 掌握运用CAD软件进行机械零件的绘制和组装；3. 能够运用所学方法，解决精密机械设计中遇到的实际问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对精密机械设计的兴趣，激发创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨、细致、负责的工作态度，提高团队协作和沟通能力；3. 增强学生对我国精密机械制造业的认识，培养家国情怀和民族自豪感。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实践操作的相结合，旨在培养学生的创新能力和实际操作能力。
课程目标具体、可衡量，便于教师进行教学设计和评估，同时关注学生的兴趣和个性发展，提高教学质量。
二、教学内容1. 精密机械设计基本原理：包括力学基础、材料力学特性、机械原理等，结合教材相关章节，让学生掌握精密机械设计所需的基础理论知识。
2. 精密机械设计方法与步骤：详细介绍CAD软件在精密机械设计中的应用，如零件绘制、组装、运动仿真等，以及机构优化设计方法。
3. 机械零部件及其选用：分析各类机械零部件的功能、性能、选用原则，结合教材章节，让学生了解并掌握常用零部件的选用。
4. 实践操作：安排学生进行简单的精密机械装置设计和分析，提高学生的实际操作能力。
教学大纲安排：第一周：精密机械设计基本原理学习；第二周：CAD软件应用技能培训；第三周：机械零部件的认识与选用；第四周：实践操作，进行简单机械装置设计与分析。
教学内容科学系统，注重理论与实践相结合，确保学生在掌握理论知识的同时，提高实际操作能力。
教学进度安排合理，便于学生消化吸收，提高教学质量。
《精密机械设计》课程教学大纲
《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。
清华精密机械设计实验指导书、论文
“精密机械设计“小论文内容（2003.3）一齿轮传动系统精度测试方法（单向回转精度或回差）论述1 有关齿轮传动系统精度的基本概念2 国内外齿轮传动系统精度测试方法综述3 你选择方案的测量原理，测量公式，组成框图，最好包括电信号处理部分4 分析影响测量精度的因素5 选择其中关键部件画出结构示意图6 改进意见、设想及体会7 参考文献（请注在论文中）μ）应用实例简介二精密工作台（二维移动和转动或三维移动，定位精度m(自定题目)1 精密工作台作用、组成、动态、静态特性等基本概念2 国内外精密工作台种类、结构特点、应用场合等分析比较3 介绍一个精密工作台应用实例（1）整体仪器或机构的用途功能（2）对精密工作台性能的要求（如行程、精度、使用环境等）（3）精密工作台控制系统框图、传动系统框图。
（4）选择其中关键部件画出结构示意图。
（5）影响工作台精度因素分析。
（6）改进意见、设想及体会。
4 参考文献（请注在论文中）μ）应用实例简介（自定题目）三精密轴系（回转精度m1 精密轴系作用、组成、性能指标等基本概念。
2 国内外典型精密轴系种类、结构特点、应用场合等分析比较。
3 介绍一个精密轴系应用实例(1)整体仪器或机构的用途功能。
(2)对精密轴系的性能、回转精度及其他要求。
(3)精密轴系组成部分。
(4)精密轴系结构示意图。
(5)影响轴系精度因素分析。
(6)改进意见、设想及体会。
4 参考文献（请注在论文中）±，请你为该厂设计四某精密仪器厂生产精度为1''的自准直仪，测量范围为4'一台检定设备或叫小角度发生器。
1 分析比较正弦、正切机构的结构特点和各自优缺点2 举例说明正弦、正切和杠杆机构应用的场合。
3 通过比较在正弦和正切机构中选择方案。
说明测量原理、测量方法并画出测量原理示意图。
4 确定或计算有关参数，包括sa,,, 等t5 对结构进行精度分析，是否需要摆杆长度的调整，请画出调整结构的简图。
精密机械设计课程设计
提高学生实践动手能力和创新能力
课程设计过程中，学生需要亲自动手完成设计、计算、绘图等环节，有助于培养其实践动手能力 和创新思维。
为学生未来从事机械设计工作打下基础
通过课程设计，学生能够熟悉机械设计的基本流程和规范，掌握机械设计的基本技能，为其未来 从事机械设计工作打下基础。
课程设计的任务和要求
设计任务
精密机械零件的设计计算
强度计算
根据零件所承受的载荷和转速， 计算出零件的应力分布和疲劳寿
命。
刚度计算
根据零件的几何形状和材料特性 ，计算出零件的变形量，确保满
足精度要求。
振动稳定性计算
分析零件在不同频率下的振动特 性，确保其稳定性。
热稳定性计算
考虑零件在高温或低温环境下的 热膨胀和收缩，确保其热稳定性
精密机械系统的优化设计
优化目标
提高系统的性能、降低制造成本、减小体积和重量等。
设计方法
采用现代设计理论和方法，如有限元分析、可靠性设计和优化设计等，确保系统在满足功能要求的同时，具有更 好的经济性和可靠性。
05
课程设计实践
设计题目与要求
设计题目：设计一款精密齿轮减速器
01
02
减速比：20:1
输入转速：1000rpm
特点
高精度、高可靠性、高效率、长寿命。
精密机械设计的基本原则和流程
基本原则
功能需求分析、系统整体设计、 详细结构设计、优化与改进。
设计流程
明确设计任务和目标、收集资料 和制定方案、初步设计、技术设 计、施工设计、设计评审与修改 。
精密机械设计中的材料选择与处理
材料选择
根据机械系统的性能要求，选择具有 合适力学性能、物理性能和化学性能 的材料。
课程设计过程中，学生需要亲自动手完成设计、计算、绘图等环节，有助于培养其实践动手能力 和创新思维。
为学生未来从事机械设计工作打下基础
通过课程设计，学生能够熟悉机械设计的基本流程和规范，掌握机械设计的基本技能，为其未来 从事机械设计工作打下基础。
课程设计的任务和要求
设计任务
精密机械零件的设计计算
强度计算
根据零件所承受的载荷和转速， 计算出零件的应力分布和疲劳寿
命。
刚度计算
根据零件的几何形状和材料特性 ，计算出零件的变形量，确保满
足精度要求。
振动稳定性计算
分析零件在不同频率下的振动特 性，确保其稳定性。
热稳定性计算
考虑零件在高温或低温环境下的 热膨胀和收缩，确保其热稳定性
精密机械系统的优化设计
优化目标
提高系统的性能、降低制造成本、减小体积和重量等。
设计方法
采用现代设计理论和方法，如有限元分析、可靠性设计和优化设计等，确保系统在满足功能要求的同时，具有更 好的经济性和可靠性。
05
课程设计实践
设计题目与要求
设计题目：设计一款精密齿轮减速器
01
02
减速比：20:1
输入转速：1000rpm
特点
高精度、高可靠性、高效率、长寿命。
精密机械设计的基本原则和流程
基本原则
功能需求分析、系统整体设计、 详细结构设计、优化与改进。
设计流程
明确设计任务和目标、收集资料 和制定方案、初步设计、技术设 计、施工设计、设计评审与修改 。
精密机械设计中的材料选择与处理
材料选择
根据机械系统的性能要求，选择具有 合适力学性能、物理性能和化学性能 的材料。
精密机械设计课程实验教学大纲
1
必做 验证 2～3
本科生 专职生
3． 掌握位置误差测量的误差计算方
法。
1． 了解有关位置公差的定义；
2． 理解和掌握平面度误差的评定准
4
形状误差 则； 测量 3． 学习使用百分表直接测量平面度
1
必做 验证 2～3
本科生 专职生
的方法；
4． 熟悉平面度误差的数据处理。
1． 加深对表面粗糙度参数的理解，
课程性质：必修 实验教材或指导书名称：精密机械设计实验指导书 开课学院：精仪学院 适用专业：测控技术与仪器、信息工程、光电子技术科学
一、 学时、学分 总学时：96 总学分：6 实验学时：16
二、课程简介 本课程是一门技术基础课。 主要讲授精密机械和仪器中常用机构和零、部件的工作原理、特点、适
应范围、选型以及有关的基础理论和设计计算方法；并适当介绍材料与热处理、公差与配合方面的基本知 识和应用，为精密机械和仪器的机械结构设计打下坚实的基础。 三、 实验的目的和作用
精密机械设计实验是技术基础课实验。实验注重基础知识的掌握，在巩固课堂理论教学的基础上，增 加学生的感性认识。通过实验，使学生掌握通用零、部件的工作原理与特点；了解常用机构和零、部件的 实验方法；初步掌握某些零、部件的性能测试和结构分析能力；了解公差与配合方面的基本知识，掌握常 用的精密测试技术与方法。 四、 实验具体要求
9 构分析实 理。
验
3． 熟悉各种零件部件在百分表中的
2
必做 综合 2～3
本科生 专职生
具体应用及其结构形式，增强感性认
识。
4． 掌握拆装技能及其方法。
所在 实验室
测控 及精 密机 械实 验室
测控 及精 密机 械实 验室
《精密机械设计》课程设计指导
• •
（ 1 ）草图应绘制在方格纸上，选定合 适的比例，并做好视图的布局； （ 2 ）导轨的设计计算：滑动导轨的组 合形式的选择，导轨的长度、宽度、行程 尺寸的确定，牵引力的位置，调整间隙的 方法；滚动导轨的形式选择，尺寸的确定 滚动题的数量及排列形式，导轨的预紧方 法等。
•
（ 3 ）螺旋传动：包括螺纹的类型、 传动型式、螺距、工作长度、支承结构， 强度和刚度的计算等。 • （ 4 ）锁紧机构：锁紧机构的型式选 择及有关计算等。 • （ 5 ）凸轮机构：凸轮机构的型式选 择，推杆运动规律，有关设计计算等。
• • • • • •
二、设计题目
1、设计题目： 齿轮双面啮合综合测量仪设计 2、测量对象：渐开线圆柱齿轮。 3、测量精度：6级 4、测量参数：齿轮径向综合总偏差和 一齿径向综合偏差
• 三、设计任务
• 1、完成双啮仪总装配图（草图）一张；
• 2、完成双啮仪总装配图（工作图）一张； • 3、完成主要零件工作图2－4涨； • 4、完成设计说明书一份。
•
• （五）、绘制零件图
• 零件图是加工和检验零件的依据，是 生产中的主要技术文件，零件图应根据装 配图进行拆绘，必须注意以下几点： • （1）视图的选取要合理，比例适当， 表达方式和投影关系要正确。 • （2）尺寸标注要合理，不得少标注和 重复标注，定位尺寸要有基准，不允许出 现封闭尺寸链。
•
（ 3）零件图上应标注必要的尺寸公差、 形位公差和表面粗糙度，合理选择公差原 则。 • （ 4 ）应有必要的技术要求，包括材料 及热处理、表面精度、制造检验等相关内 容。 • （5）每张图只能画一个零件图。
• （六）精度分析与计算
• 精度是仪器设计中的核心问题，从方案分析 到零件图上的公差标注都与精度密切相关，因此 精度分析与计算是仪器设计中不可缺少的环节。 • 进行精度分析与计算的目的是为了探求仪器 在加工、装配、调整和使用中各种误差因素对测 量结果的影响，采用正确的处理与合成方法，估 算总误差使仪器在规定的使用期限内和正确使用 条件下满足精度要求，一旦超过规定要求，能提 出合理的改进方法。
精密机械及仪器设计
《精密机械及仪器设计》课程设计教学大纲课程编号：00208813学时：1周适用专业：测控技术及仪器授课单位：测控教研室一、课程设计的目的与任务目的：通过课程设计实践，巩固学生所学精密机械课程的基本理论和基础知识，树立正确的设计思想，培养综合运用精密机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决精密机械设计问题的能力，使学生的设计能力、特别是创新能力得到提高。
任务：通过对精密机械系统的设计，使学生综合运用基本理论和基础知识，进行机械系统运动方案设计的基本训练，加强创新能力的培养，完成从方案拟订到机械结构设计的过程训练，进行精密机械设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范，进行计算机辅助设计和绘图的训练，运用CAD技术完成机构分析、零部件设计、绘制装配图、零件图和设计说明书。
二、课程设计的基本要求使学生受到精密机械设计的全面训练，起到培养学生设计能力、创新能力和工程实践能力的目的：1、针对设计题目开展调查研究，了解与设计题目相类似的产品情况，增加设计的感性知识。
2、认真参加与之相关的机械实验。
三、课程设计内容精密机械设计课程设计，通常以一般用途的精密机械传动装置或简单通用精密机械为设计对象，通常包括下列内容：1、精密机械系统方案的拟定2、精密机械系统运动动力参数计算3、传动零件设计,包括带传动设计,齿轮传动设计等4、减速器轴的结构设计，滚动轴承的选择，键和联轴器的选择5、绘制零件图、装配图；6、编写设计计算说明书。
四、学时分配共一周时间：其中任务分析、方案设计两天，计算机绘图三天。
五、课程设计教材（讲义）、参考资料《精密机械及仪器设计》课程设计指导书六、课程设计成绩考核与评定根据学生出席情况，课程设计任务完成情况综合评定，分为优、良、中、及格、不及格五个等级。
《精密机械及仪器设计》课程设计指导书机械工程学院测控教研中心200506《精密机械及仪器设计》课程设计指导书一、课程设计的目的与任务通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用精密机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决精密机械设计问题的能力。
精密机械设计实验指导书2资料
精密机械设计实验指导书2资料精密机械课程实验实验一齿轮传动机构结构分析一、实验目的1. 了解直升机救援绞车、绕线机和激光跟踪仪三脚架的工作原理;2. 掌握机构运动简图的绘制方法;3. 掌握机构传动比计算方法。
二、实验设备及准备直升机救援绞车,绕线机和激光跟踪仪三角架。
三、实验内容1. 通过实际操作直升机救援绞车和绕线机,了解其工作原理及传动链的布局;2. 观察各机构中齿轮的结构、齿轮与轴的连接方式;3. 分析激光跟踪仪三角架运动机构的工作原理和具体实现方法。
四、实验报告内容1、分别绘出上述三种设备的运动简图,并阐述各自的工作原理;2、通过计算给出直升机救援绞车、绕线机的传动比;3、指出直升机救援绞车、绕线机中各种齿轮采用的支承方式。
实验二导轨结构与运动分析一、实验原理导轨是可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置,其表面上的纵向槽或脊,用于导引、固定机器部件、专用设备、仪器等。
导轨又可以称滑轨、线性导轨、线性滑轨,用于直线往复运动场合,拥有比直线轴承更高的额定负载, 同时可以承担一定的扭矩,可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。
导轨的类型包括平导轨、圆柱型导轨、燕尾导轨、 V 型导轨等。
二、实验目的了解精密仪器的导轨类型及结构,分析滑动导轨的间隙调整方法。
三、实验设备及准备三角支架、光驱、百分表四、实验内容1、观察导轨在三角支架、光驱、百分表中的应用;2、分析三角支架中燕尾导轨的间隙调整方法;3、分析三角支架中圆柱导轨的防转结构;4、分析光驱中导轨的结构类型及作用。
五、实验报告内容1、三角支架、光驱、百分表实验装置中的导轨有哪些类型?他们属于自封式还是力封式?2、画出三角支架中燕尾导轨的横截面图,并说明是如何调整间隙的?3、从防转精度和结构复杂程度, 分析三角支架中圆柱导轨的防转结构方法。
实验三百分表结构分析一、实验原理钟表式百分表是将测量杆的微小直线位移通过齿条、齿轮和齿轮的传动放大变为指针的角位移,从而在刻度盘上指示出相应的示值。
精密机械设计实验指导书
精密机械设计实验指导书光电信息与通信工程学院测控技术与仪器系2007．11目录实验一机构运动简图的测绘 (1)实验二齿轮范成原理 (3)实验三凸轮机构的计算机辅助设计 (6)实验四用比较仪测量光滑极限量规 (10)实验五用测长仪测量光滑极限量规 (17)实验六用光切显微镜测量表面粗糙度 (22)实验七直线度误差测量 (27)实验八齿轮双面啮合综合测量 (37)实验九百分表拆装及结构分析 (41)实验十弹性元件特性实验（选做） (45)实验一 机构运动简图的测绘一、目的1、学会撇开机械的实际构造而仅从运动的观点来绘制其机构运动简图。
2、验证和巩固机构自由度的计算。
3、分析一些四杆机构的演化过程和验证其曲柄存在条件。
二、设备和工具1、插齿机2、小型冲床3、油泵模型4、摆动导杆机构模型5、其它机械模型6、缝纫机7、三角尺（自备） 三、原理和方法1、原理：由于机构的运动仅与机构中所有的构件数目、运动副的类型和相对位置有关，因此在机构运动简图中可以撇开机构的复杂外形和运动副的具体构造而用简单的符号来代替构件和运动副，并按一定的比便尺表示运动副的相对位置，以此说明实际机构的运动特征。
常用的运动副表示符号见教科书。
需注意有三个运动副构件的表示方法。
2、测绘方法：（一）测绘时使被测绘的机器或模型缓慢地运动，从原动构件开始仔细观察机构的运动，分成几个单位，从而确定组成的构件数目。
（二）根据相联接的两构件间的接触情况及相对运动的性质确定各个运动副的类型和数目。
（三）在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接次序，从原动构件开始，逐步画出机构运动简图的草稿，用数字1、2、3……分别标注各构件，用A 、B 、C ……分别标注各运动副。
在原动件上画箭头表示原动件及原动件的转向或移动方向。
（四）仔细测量与机构运动有关的尺寸，即转动副间的中心距和移动副导路的位置尺寸或角度等，任意假定原动构件的位置并按一定的比例尺将草稿画成正式的运动简图。
精密机械设计课程设计
i1
i1
极值
(jt)m ma inx j t3 j t
第五章
查表：
Ea m 双啮中E 心 a 的距 平偏 (均 m )差 偏差
根据齿轮的尺寸和精度等级 查小模数齿轮精度GB2363-90 计算平均偏差=（上偏差+下偏差）/2
bm滚动轴承的平均隙 径(向 m)游
根据滚动轴承的尺寸和游隙类型 查指导书第67页附录三 计算平均游隙=（最小游隙+最大游隙）/2
Ea 双啮中心 Ea 的 距公 (偏 m)差 差
根据齿轮的尺寸和精度等级 查小模数齿轮精度GB2363-90 计算公差=上偏差-下偏差
第五章
Ebi滚动轴承内环跳 外动 环（ 径 u） 同 向 根据滚动轴承的精度等级 查指导书后附录第69页表10-10
山米与白鹤
贝特西.贝尔斯
精密机械设计课程设计
第一章 概述 第二章 传动装置的总体设计 第三章 传动零件的设计计算 第四章 轴的结构的初步设计 第五章 传动装置的精度计算 第六章 传动装置装配草图设计 第七章 装配图的完成 第八章 零件工作图设计 第九章 编写设计计算说明书
第一章 概述
一、课程设计的目的
第一章
3）结构要求
要求输出轴平行布置，从传动装置两侧伸出， 便于安装和测试，结构尽量简单可行
总中心距范围： a17m0m
总传动比范围： 10i 20
(i i12i34)
总中心距 联轴器
齿轮模数：尽量 小用 模 m1m 数m
3、设计任务
1）装配图1张 1#图纸 2）零件工作图2张
中间轴，及其上的大齿轮 3＃图纸 3）设计任务书一份 20页左右
计算功率：
Pw
Tn (K 9550
精密机械设计课程设计
精密机械设计课程设计一、简介精密机械设计是机械工程专业的重要课程之一，旨在培养学生对精密机械设计理论和方法的掌握，以及能够独立设计和优化精密机械的能力。
本文档将介绍精密机械设计课程设计的目标、内容、要求以及评分标准。
二、课程设计目标精密机械设计课程设计旨在通过实践中的设计项目，提升学生的设计能力和实践操作技能，培养学生的创新意识和解决问题的能力。
具体目标如下：1.掌握精密机械设计的基本理论和方法；2.了解并应用常见的精密机械设计工具和软件；3.能够独立进行精密机械设计和优化；4.培养团队协作和沟通能力；5.提高学生的设计规范、文档写作和报告演讲能力。
三、课程设计内容精密机械设计课程设计的内容包括以下几个方面：3.1 设计项目选择每位学生需要选择一个真实的精密机械设计项目，可以是自主设计，也可以是对现有设备进行改进和优化。
设计项目需要符合课程设计的教学要求和实际可行性。
3.2 设计任务分析学生需要对选择的设计项目进行充分的调研和分析，包括项目需求、技术难点和可行性分析等。
此阶段需要生成详细的设计任务书和设计方案。
3.3 设计方案设计根据设计任务书，学生需要展开设计方案的设计和优化工作，涉及到材料选取、结构设计、工艺流程等方方面面。
设计方案需要符合设计规范和要求。
3.4 设计方案评估设计方案完成后，需要进行评估和验证，包括性能测试、可行性分析和经济性评估等。
评估结果将作为设计方案优化和改进的依据。
3.5 结果报告和演讲学生需要撰写设计报告和准备演讲，对设计方案进行详细的阐述和说明。
报告和演讲需要按照规定的格式要求进行，并包括设计过程、结果分析和展望等内容。
四、课程设计要求精密机械设计课程设计的具体要求如下：1.学生需选择一个真实的精密机械设计项目，并建立清晰的设计任务书；2.学生需要进行充分的调研和分析，明确项目需求和技术难点；3.学生需要按照设计规范和要求，制定详细的设计方案；4.学生需要进行设计方案的评估和改进，提出优化方案；5.学生需要撰写设计报告，并准备演讲，详细阐述设计过程与结果分析；6.学生需按时提交设计文件和报告，完成设计项目演示和答辩。
精密机械设计课程设计
精密机械设计课程设计一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握精密机械设计的基本原理和方法，培养学生分析和解决精密机械设计问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解精密机械设计的基本概念、原理和流程，掌握主要的设计方法和技巧。
2.技能目标：学生能够运用所学知识进行简单的精密机械设计，提高解决实际问题的能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对精密机械设计的兴趣和热情，增强学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.精密机械设计的基本概念和原理：介绍精密机械设计的定义、目的和意义，讲解基本原理和流程。
2.精密机械设计的方法和技巧：讲解常用的设计方法，如计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）等，以及如何运用这些方法进行设计。
3.实例分析：分析一些典型的精密机械设计案例，让学生了解实际设计过程中可能遇到的问题和解决方法。
4.设计实践：学生分组进行设计实践，运用所学知识和技能解决实际问题。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解精密机械设计的基本概念、原理和流程，使学生掌握基础知识。
2.案例分析法：分析典型设计案例，让学生了解实际设计过程中的问题和解决方法。
3.实验法：学生分组进行设计实践，锻炼实际操作能力和团队协作能力。
4.讨论法：学生进行课堂讨论，激发学生的创新思维和解决问题的能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的学习资料。
2.参考书：推荐一些相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备相应的实验设备，确保学生能够进行实际操作。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本节课采用以下评估方式：1.平时表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，了解学生的学习态度和实际情况。
精密机械课程设计
精密机械课程设计精密机械是先进制造技术的代表之一，它的技术和应用，已经对人类制造业和科技发展做出着举足轻重的贡献。
在现代科技与经济发展的背景下，精密机械课程也成为了各大高校机械工程专业中一份重要的课程。
课程内容以教授精密机械的应用领域、精密机械原理及设计、CAD/CAM技术分析等为主要内容，本文将从课程设置、教学目标、教学内容、教学方法四个方面阐述精密机械课程设计的具体情况，为相关专业同学提供参考和学习。
一、课程设置精密机械课程在机械工程专业中的地位十分重要，在不同高校中，可能会因为专业设置及课程安排的差异，而有一些许多小差异。
以某大学机械工程工程硕士研究生课程设计为例，该课程包括精密机械原理、设计与CAD/CAM技术标准教程等三个单元。
其中，精密机械原理主要讲述了精密机械运动学、力学、平面图形应用和制造工艺等基础知识；精密机械设计则主要阐述CAD/CAM技术在精密机械设计中的应用、精密加工工艺技术，以及长寿命精密零部件与模具制造相关内容等；CAD/CAM技术标准教程则向学生介绍了CAD/CAM技术的概念及能力、编程助理模块的基础技能以及精密机械加工中经常应用的加工策略等。
二、教学目标在设计教学目标时，本课程主要考虑三个方面：1.获得基础知识：促进学生对精密机械的基础知识及其原理的全面了解2.提高设计造就：培养学生对精密机械的运用实践与设计造就的深入理解和探索3.学习才能培养：在教学中教授大量的实践操作和应用，从而提高学生的机械制造综合素质和运用才能的培养教学目标的确立，可以使得学生在精密机械课程的学习过程中，不仅了解了理论知识，还可以将所学知识用到实践中，更好地探究精密机械的应用以及相关的垂直方向的实践问题。
三、教学内容本课程的教学内容主要涵盖以下几个方面：1.精密机械的应用领域分析：介绍精密机械在不同领域的应用和相关案例分析2.精密机械原理及设计：讲解精密机械的运动学、力学学、结构设计、工艺技术、CAD/CAM技术等基础理论知识3.精密机械加工技术：介绍精密机械工艺加工的最新進展，以及精密加工工艺技术的重要性4.长寿命精密零部件和模具制造：讲解长寿命精密零部件和模具制造的标准，包括加工工艺、材料特性以及工艺细节等以上内容的分配实现，可以方便学生在课程学习中更好地掌握相应的知识，同时也能够锻炼学生最基本的问题理解和解决能力，这对于应对工作实践中的复杂问题会有所帮助。
精密机械设计基础实验指导书及报告
精密机械设计基础实验指导书及报告姓名：-------------------------班级：-------------------------学号：-------------------------哈尔滨石油学院实验一 机构运动简图测绘和结构分析一、实验目的1.初步掌握根据实际使用的机器进行机构运动简图测绘的基本方法、步骤和注意事项。
2.加强理论实际的联系，验算机构自由度、进一步了解机构具有确定运动的条件和有关机构结构分析的知识。
二、设备和工具 1.教具模型。
2.尺、笔、橡皮、纸 (自备)。
三、实验原理从运动学观点来看机构的运动仅与组成机构的构件和运动副的数目、种类以及它们之间的相互位置有关，而与构件的复杂外形、断面大小、运动副的构造无关，为了简单明了的表示一个机构的运动情况、可以不考虑那些与运动无关的因素(机构外形，断面尺寸、运动副的结构)。
而用一些简单的线条和所规定的符号表示构件和运动副并按一定的比例表示各运动副的相对位置，以表明机构的运动特性。
四、实验步骤1、分析机构的运动情况缓慢转动被测机构的原动件、找出从原动件到工作部分的机构传动路线。
2、由机构的传动路线找出构件数目、运动副的种类和数目。
3、合理选择投影平面，选择原则：对平面机构运动平面即为投影平面。
对其它机构选择大多数构件运动的平面作为投影平面。
4、在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接顺序。
逐步画出机构运动简图的草图，然后用数字标注各构件的序号，用英文字母标注各运动副。
5、仔细测量机构的运动学尺寸、如回转副的中心距和移动副导路间的相对位置、标注在草图上。
6、在图纸上任意确定原动件的位置、选择合适的比例尺把草图画成正规的运动简图。
比例尺的选定如下：比例尺的选定如 L μ=()()m mm 构件的实际长度图纸上表示构件的长度 7、计算机构的自由度F=3n-2P L -P H 。
五、实验要求每位同学至少测量、分析二个机构，标出机构的名称；绘制机构运动简图，计算机构自由度，并判断机构是否具有确定运动。
精密机械设计课程设计指导书
精密机械设计课程设计指导书光电信息与通信工程学院测控技术与仪器系2008．12题目一：百分表的设计一设计目标设计钟表式百分表，具体技术要求如下：1 百分表测量范围为0~5或0~10mm，分度值为0.01mm；2 百分表的外形尺寸和配合尺寸应符合下图规定；（图1）3 百分表的测力应在0.5N至1.5N之间，测力落差（同一点正反向测力之差）不大于0.4N，单向行程测力变化不大于0.5N；4 示值误差：1)对于测量范围0~10的表，示值总误差不大于0.018 mm，对于测量范围0~5的表，不大于0.016 mm；2)任意一毫米内示值误差不大于0.01 mm；3)回程误差不大于0.003 mm；4)示值变动性不大于0.003 mm；5 测杆应移动平衡、灵活、无卡住现象；6 测杆处于自由状态时，指针应位于从零位开始逆时针方向30°~90°之间；7 当转数指针指示整转数时，指针偏离整转数刻度不大于15°；8 测杆行程应至少超出工作行程终点0.5mm；9 指针尖端应盖过短刻线长度的30%~80%；10 指针尖端与表盘之间距离不大于0.7mm；11 表盘刻线宽度和指针尖端宽度应为0.15~0.25mm。
二课程设计的目的、任务和要求1 目的本次课程设计是《精密机械设计》课的重要组成部分，是打好技术基础和进行技能训练的重要环节。
其目的是：（1）巩固《精密机械设计》课程所学内容，综合运用所学课程的知识进行设计，培养分析和解决实际工程问题的能力；（2）学习仪器结构设计的一般方法和步骤，提高机械设计水平，树立正确的设计思想；（3）扩大知识范围，学会运用各类技术资料，包括技术标准、手册等。
2 任务设计一种钟式百分表，在分析样图和参考图的基础上，进行结构方案的比较和选择。
包括示数装置、传动系统、消除空回装置、产生测力装置、导轨、支承、限动器和联接等。
然后进行总体布局、设计计算，绘制草图和正式图，编写说明书。
精密机械课程设计
精密机械课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握精密机械的基本概念、分类及在工程中的应用。
2. 了解精密机械的组成、工作原理及其在设计过程中的关键参数。
3. 掌握精密机械设备的安装、调试与维护方法。
技能目标：1. 培养学生运用精密机械进行简单工程设计和创新的能力。
2. 提高学生分析、解决精密机械故障和问题的能力。
3. 培养学生实际操作精密机械设备的能力，提高动手实践能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对精密机械的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 培养学生的团队协作精神，学会与他人共同分析、解决问题。
3. 增强学生的工程意识，认识到精密机械在国民经济发展中的重要作用，培养社会责任感。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实际应用相结合。
在教学过程中，充分考虑学生的认知水平、兴趣和需求，采用案例教学、小组讨论、实践操作等多种教学方法，使学生在掌握基本知识的同时，提高综合运用能力。
通过本课程的学习，旨在培养学生成为具备创新精神和实践能力的工程技术人才。
二、教学内容1. 精密机械概述：介绍精密机械的定义、分类及其在工程中的应用，让学生对精密机械有全面的了解。
- 教材章节：第一章 精密机械概述- 内容列举：精密机械的定义、分类、应用领域2. 精密机械的组成与工作原理：分析精密机械的主要组成部分，讲解其工作原理及关键参数。
- 教材章节：第二章 精密机械的组成与工作原理- 内容列举：主要组成部分、工作原理、关键参数介绍3. 精密机械的设计与制造：探讨精密机械设计的基本原则，介绍制造过程中的关键技术。
- 教材章节：第三章 精密机械的设计与制造- 内容列举：设计原则、制造工艺、关键技术4. 精密机械设备的安装、调试与维护：讲解精密机械设备在安装、调试及维护过程中的注意事项。
- 教材章节：第四章 精密机械设备的安装、调试与维护- 内容列举：安装步骤、调试方法、维护保养措施5. 精密机械应用案例分析：通过具体案例分析，让学生了解精密机械在实际工程中的应用。
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《精密机械课程设计指导》设计要求与内容1、设计要求工作台水平行程20mm ，重复精度0.05mm ，承重1.5kg ，运行速度5mm/s 2、设计内容确定丝杆传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动参数；丝杆传动的设计计算；轴承、联轴器、润滑、联接件的选择及校核计算；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计计算说明书。
3、设计任务① 丝杆传动装配图1张（A4图纸）； ② 零件工作图2张； ③ 设计计算说明书1份。
4、螺旋传动的基本介绍螺旋传动(screw drive)，利用螺杆和螺母的啮合来传递动力和运动的机械传动。
主要用于将旋转运动转换成直线运动，将转矩转换成推力。
螺杆与螺母的运动关系式为：ϕπ2hP l = 其中：l ————螺杆（或螺母）的位移（mm); h P ————导程（mm);ϕ ————螺杆和螺母间的相对转角（rad ）。
二、总体方案的构想按工作特点，螺旋传动用的螺旋分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋。
①传力螺旋:以传递动力为主,它用较小的转矩产生较大的轴向推力,一般为间歇工作,工作速度不高，而且通常要求自锁，例如螺旋压力机和螺旋千斤顶上的螺旋（[螺旋千斤顶]）。
②传导螺旋：以传递运动为主，常要求具有高的运动精度，一般在较长时间内连续工作，工作速度也较高，如机床的进给螺旋（丝杠）。
③调整螺旋：用于调整并固定零件或部件之间的相对位置，一般不经常转动，要求自锁，有时也要求很高精度，如机器和精密仪表微调机构的螺旋。
按螺纹间摩擦性质，螺旋传动可分为滑动螺旋传动和滚动螺旋传动。
滑动螺旋传动又可分为普通滑动螺旋传动和静压螺旋传动。
通常所说的滑动螺旋传动就是普通滑动螺旋传动。
滑动螺旋通常采用梯形螺纹和锯齿形螺纹，其中梯形螺纹应用最广，锯齿形螺纹用于单面受力。
矩形螺纹由于工艺性较差强度较低等原因应用很少;对于受力不大和精密机构的调整螺旋，有时也采用三角螺纹。
一般螺纹升程和摩擦系数都不大，因此虽然轴向力F相当大，而转矩T则相当小。
传力螺旋就是利用这种工作原理获得机械增益的。
升程越小则机械增益的效果越显著。
滑动螺旋传动的效率低，一般为30～40％，能够自锁。
而且磨损大、寿命短，还可能出现爬行等现象。
由于此处工作台的行程仅为20毫米，速度为5毫米/秒，处于低速运行状态，无寿命要求且精度适中、运行平稳，综合以上几点分析，选用螺旋传动。
螺旋传动一般有两种形式：1、螺杆固定并转动，螺母移动。
如图示：该装置的特点为机构的轴向尺寸取决于螺母厚度及其行程大小。
机构刚性较大，结构紧凑，适用于工作行程较长的精密加工设备和监测器。
2、螺母移动，螺杆转动并移动。
如图示：该装置的特点为螺母起支撑作用，可消除螺杆和轴承之间可能产生的轴向窜动，容易获得较高的传动精度。
结构简单，但轴向尺寸较大，刚性较差，适用于微动机构。
缺点是所占用轴向尺寸比较大，刚性较差。
综合以上思考，最终选定第二种方案。
三、设计过程1、弹簧的设计弹簧的材料使用碳素弹簧钢65Mn 。
为压缩弹簧YI 型，该弹簧易于制造，结构紧凑；适于小空间。
弹簧载荷计算公式为： nD Gd F 348λ=式中：G ————弹簧材料切面模量； d ————簧丝直径；D ————弹簧中径；在这里参数选择为：G = 78000MPa d=1 mm D=11 mm λ=30 mm n=10 计算得：k F = 21.3 N2、工作台的设计工作台材料为灰铸铁（HT250)，此种铸铁有良好的铸造性能和良好的耐磨性能，且灰铸铁本身的抗压强度高于抗拉强度，故适用于铸造受压状况下的工作零件。
但灰铸铁的脆性很大，不宜承受冲击载荷。
热处理有以下几步：① 消除内应力退火， ② 改善切削加工性退火， ③ 表面淬火。
灰铸铁分≥HT250与≤HT220，其密度分别为7.35g/cm³；与7.2g/cm³。
这里用到的灰铸铁为HT250，则密度取7.35g/cm³ ，工作台体积为55000mm 3，则质量为0.4kg ，同时要求载重1.5kg ，则总质量为1.9kg 。
取灰铸铁的摩擦系数μ=0.3，则摩擦力： μF =μ(物台m +m )= 5.7 N 。
3、基座的设计基座呈“凹”字形，由底座和导轨两部分构成，如图示：底座比较厚，质量较大，这样可以保证整个装置的稳定性。
同时导轨采用“V ”字形滑动导轨。
该导轨的特点为导向性好，能自动补偿磨损。
材料用灰铸铁，为了提高导轨表面硬度，采用表面淬火工艺，表面硬度可达55HRC ，导轨的耐磨性可提高1~3倍。
4、螺杆的设计计算1）螺旋副的选择在精密机械中，螺旋传动可以分为示数螺旋传动、传力螺旋传动和一般螺旋传动三类。
传力螺旋传动机构用于传递动力，如螺旋压力机，螺旋千斤顶等。
传力螺旋传动需要承受较大载荷，因此要有足够的强度，故多采用梯形螺纹或锯齿形螺纹。
梯形螺纹适用于传动双向动力，且适用于精密机械中相对位移的机构，本实验采用梯形螺纹，单头右旋。
梯形螺纹的特点：①牙型角α=ο30，螺旋副的大径和小径处各有相等的径向间隙a。
c②牙根强度高。
螺纹工艺好，内外螺纹以锥面贴合。
③对中形好，不易松动。
2）螺杆的相关参数丝杆采用45号钢铸造。
45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性，淬火后表面硬度可达45~52HRC 。
螺杆所受轴向载荷为F=μF +k F =5.7+21.3=27N ，这里取F=50N 。
螺杆中径的计算公式为 pp Fd ψ8.02≥ 其中：F ————轴向载荷；p p ————许用压强（7MPa) ψ=2计算得:d 2≥1.512mm取螺杆公称直径为10mm ，查《机械设计手册》得到相关参数，如图示5、螺杆相关参数的校核公称直径d 螺距P 中径 大径4D小径d310mm2mm9mm10.5mm 7.5mm①耐磨性 校核公式为： []p hbd FPp ≤=2π 式中：p ————螺纹工作表面计算平均压强(MPa)；[]p ————材料的许用压强（MPa);F ————轴向载荷（N ）； P ————螺距（mm);2d ————螺纹中径（mm);h ————螺纹工作高度（mm),P h 5.0=; b ————螺母高度（mm)。
计算得：p =0.22MPa<[]p =6MPa 校核结果： 满足 ②螺杆强度校核公式为：当量应力ca p σσ≤ 转矩 a 2t r fM =2sin 2F πα⎛⎫⎪⎝⎭式中：3d ——外螺纹小径，取7.5mm ；p σ ——螺杆的许用应力，查机械手册可取值71-118.3MPa ； α ——牙型角，取30°； 计算结果：t M = 111.2N/mm ； ca σ= 20.305MPa p σ≤校核结果： 合格。
③螺杆刚度校核公式为：轴向载荷使导程产生的变形：F 23FS 4FS S ==EA Ed π∆ ； 转矩使导程产生的变形： 2t 24316S Gd M M S π∆=；导程的总型变量：ΔS =ΔS F +ΔS M 。
式中：G ——螺杆材料的剪切弹性模量，对于钢G=8.5×104N/mm 2； 计算结果：ΔS F =0.63×10-5mm ；ΔS M =0.41×10-5mm ； ΔS=1.04×10-5mm ；许用导程型变量查机械手册，查螺杆每米长的允许螺距变形量ΔS /S ×103， 可得变形量为：7.4μm/m ，本螺杆采用的7级精度，允许的最大变形量为30μm/m 。
校核结果： 合格。
④螺纹强度由于螺杆和螺母使用的是同种材料，那么只用分析螺母的螺纹即可。
校核公式为：螺杆剪切强度：ap 4=bn F D ττπ≤螺杆弯曲强度：a 1b bp243F H =D b n στπ≤式中：D 4——内螺纹大径，取值12.5mm ；p τ——螺纹牙的许用切应力，查机械手册可取值0.6p bp σσ、——螺纹牙的许用弯曲应力，查机械手册可取值（1～1.2）H 1——螺母高度，12H =d =0.75mm ψ； n ——旋合圈数，1H n==12p。
计算结果：p b bp=0.212=0.357ττσσ≤≤校核结果：合格。
⑤自锁螺旋升角：λ=2Sarctan dρπ≤，当量摩擦角：f=arctancos2ρα， 式中：f ——摩擦因数，查机械手册可取值0.15； S ——导程，mm 。
计算结果：S = 3mm 时，ρ′= 7.5°，λ= 4.7°≤ρ′。
S = 1.5mm 时，ρ′= 7.5°，λ= 3.75°≤ρ′。
校核结果： 合格。
6、误差分析(1)螺纹参数误差 ①螺距误差螺距误差分为单个螺距误差和螺距累积误差，在传动过程中，螺杆的螺距误差将直接影响传动精度。
而螺母的螺距累积误差对传动精度没有影响（它只影响空回的大小）。
因此设计时，应对螺杆提出严格的精度要求，而对螺母只取适当的加工精度即可。
②螺纹中径误差中径误差直接影响螺旋副的间隙及旋合性能。
为使螺杆螺母的转动灵活和储存润滑油，必须保证螺纹中径公差（螺杆中径上偏差为零，螺母中径下偏差为零）。
所选螺纹的优先配合公差如下表所示：故选择的螺纹配合公差为7H/7h③牙型半角误差牙型半角误差存在于螺纹牙两侧，会使螺纹啮合轴向间隙发生改变。
但对于螺纹全长而言，因是在一次装刀切下来的，所以牙型半角误差在螺纹的全长上变化不大，对传动精度影响很小。
（2）螺旋传动机构装置误差①偏斜误差在螺旋传动机构中，如果螺杆的轴线方向与移动件的方向不平行，而又一个夹角时，就会发生偏斜误差。
②温度误差如果螺旋传动的工作温度与制造、装配时的温度不同，就会引起螺杆长度和螺距发生变化，进而产生传动误差，这种误差就是温度误差。
在本设计方案中，因为螺杆的工作行程比较短，又工作于常温的状态，故温度误差可以忽略。
四、总结精密机械设计这门课程至此已经画上了句号，课程设计说明书也接进了尾声。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。
“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。
我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。
不得不承认，课程设计是很辛苦的。
但是，也正是通过这次亲身体会，在为期四周的时间中我收获颇丰。
不仅对我所学的专业知识有了更进一步的认识，也了解到了精密仪器在现实生活中的发展和应用。
有个词叫做眼高手低，本来以为它跟我不沾边，可是经过课程设计我才知道原来我也是眼高手低！在开始前，我觉得这个课程设计很简单，无非就是几张工程图和一篇说明书罢了，但是在真的着手做的时候才发现自己没有头绪，无从下手。