《精密机械设计》课程教学大纲.docx
《《精密机械设计》课程教学大纲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《精密机械设计》课程教学大纲.docx（18页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
《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：
PreciseMachineDesign
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
课程内容与学时分配表
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。
2．了解零件剪切时的内力与应力，掌握剪切的强度公式。
3．了解零件剪切时的内力与应力，掌握剪切的强度公式。
4．了解梁类零件弯曲时的内力与应力，掌握扭其强度公式。
重点内容：
零件的拉伸与压缩、剪切、扭转、平面弯曲的强度条件。
第三章平面机构的运动简图与自由度计算
第一节运动副及分类
第二节平面机构运动简图
第三节平面机构自由度计算
基本要求：
1．掌握各种运动副的一般表示方法。
2．学习和绘制平面机构的运动简图。
3．掌握一般平面机构自由度的计算方法，并能判断运动确定与否。
重点内容：
机构自由度计算公式、机构具有确定运动的条件、计算机构自由度时应注意的事项
第四章平面连杆机构
第一节铰链四杆机构的基本型式和特性
第二节第二节铰链四杆机构曲柄存在条件
第三节第三节铰链四杆机构的演化
第四节第四节平面四杆机构的设计
基本要求：
1．熟悉平面四杆机构的基本形式、应用，极限位置、极位夹角、行程速比系数、传动角及压力角、死点等基本概念。
。
2．掌握铰链四杆机构的曲柄存在条件。
重点内容：
铰链四杆机构的基本形式、应用和演化,极位夹角、行程速比系数、传动角及压力角等基本概念。
铰链四杆机构有曲柄条件。
第五章凸轮机构
第一节凸轮机构的应用和分类
第二节从动件的常用运动规律
第三节图解法设计盘形凸轮机构
第四节凸轮机构基本尺寸的确定
基本要求：
1．了解凸轮机构的基本类型和应用。
2．掌握从动件常用的基本运动规律的特点及其位移线图的绘制法。
3．掌握按给定运动规律设计平面盘形凸轮轮廓曲线的方法。
4．了解压力角与机构自锁关系、基圆半径对压力角的影响、滚子半径的确定方法。
重点内容：
常用的运动规律（等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动）、
设计时正确选择凸轮机构的压力角、基圆半径及滚子半径。
第六章齿轮机构
第一节齿轮机构的特点和分类
第二节齿廓啮合基本定律
第三节渐开线齿廓
第四节齿轮各部分名称及渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
第五节渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
第六节渐开线齿轮的切齿原理与根切现象
第七节斜齿圆柱齿轮机构
第八节圆锥齿轮机构
第九节蜗杆蜗轮机构
基本要求：
1．了解渐开线齿轮机构的分类，应用。
2．掌握渐开线直齿圆柱齿轮的啮合原理，几何尺寸计算。
3．掌握渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件，重合度。
4．了解渐开线齿轮切齿原理及根切现象，变位的概念。
5．掌握斜齿圆柱齿轮机构端、法面参数关系，了解斜齿圆柱齿轮尺寸计算方法。
6．了解圆锥齿轮机构背锥及当量齿数的概念。
重点内容：
齿廓啮合基本定律、直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算、正确啮合条件等。
第七章轮系
第一节轮系的类型
第二节定轴轮系传动比计算
第三节周转轮系传动比计算
第四节复合轮系传动比计算
第五节轮系的功能
第六节几种特殊的行星齿轮传动简介
基本要求：
1．了解齿轮系的应用与分类。
2．掌握定轴轮系和行星轮系传动比的计算。
重点内容：
定轴轮系和周转轮系传动比计算
第八章精密机械设计概论
第一节仪器设计概述
第二节精密机械零件的强度
第三节机械零件的常用材料及钢的热处理
第四节机械零件的结构工艺性
基本要求：
1．掌握密机械零件的强度准则。
2．了解常用材料特性、钢的各种热处理方法，选材原则。
重点内容：
精密机械零件的强度准则、常用材料及钢的热处理。
第九章齿轮传动
第一节齿轮传动的失效形式及设计准则
第二节齿轮材料及热处理
第三节齿轮传动精度
第四节直齿圆柱齿轮传动的强度计算
第五节斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
第六节直齿圆锥齿轮传动
第七节蜗杆传动
第八节齿轮传动链的设计
基本要求：
1．了解齿轮传动的失效形式，齿轮材料，许用应力。
2．掌握直齿圆柱齿轮的强度计算准则和计算方法。
3．掌握斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的受力分析，对强度计算作一定了解。
4．掌握蜗杆传动的特点、失效形式和受力分析。
重点内容：
齿轮传动的失效形式，受力分析与强度计算。
第十章带传动
第一节带传动的类型和应用
第二节带传动的受力分析
第三节带传动中带的应力分析
第四节带传动的弹性滑动和打滑
第五节普通V带传动的设计计算
第六节V带轮设计及带传动张紧装置
第七节同步带传动简介
基本要求：
1．了解带传动的组成，类型，工作原理及适用场合。
2．了解带传动的受力分析，应力分析。
3．区分带传动的弹性滑动和打滑。
4．掌握带传动的设计计算方法。
重点内容：
带传动受力分析，应力分析，V带传动的设计计算。
第十一章螺旋传动
第一节螺旋传动的类别
第二节螺旋传动的计算
第三节螺旋机构误差分析
第四节提高螺旋传动精度的措施
第五节螺旋传动的结构形式
基本要求：
1．了解螺旋传动的类型及应用。
2．了解螺旋传动的计算与分析。
3．区分带传动的弹性滑动和打滑。
4．掌握螺旋传动的结构形式。
重点内容：
螺旋传动的类型及应用，螺旋传动的结构形式。
第十二章轴
第一节概述
第二节轴的结构设计
第三节轴的强度计算
基本要求：
1．了解轴的分类，应用和材料。
2．掌握轴的结构设计要求和方法。
3．掌握轴的强度计算。
重点内容：
轴的结构设计、强度计算。
第十三章轴承
第一节轴承的分类
第二节滑动轴承的结构形式与轴承材料
第三节滚动轴承的基本类型和特点
第四节滚动轴承的基本代号
第五节滚动轴承的选择计算
第六节滚动轴承的组合设计
基本要求：
１．了解滑动轴承的分类，轴承的结构形式，轴瓦及轴承的材料。
２．熟悉滚动轴承的类型、代号、结构及其特点。
３．掌握滚动轴承的选择和计算。
４．掌握滚动轴承组合设计的基本要求与方法。
重点内容：
滚动轴承主要类型和特性，轴承的选用与计算，轴承的组合设计。
第十四章弹性元件
第一节概述
第二节螺旋弹簧
第三节片簧和热敏双金属片簧
第四节其它弹性元件简介
基本要求：
（该章可安排学生自学）
1．了解各类弹性元件的特点、应用。
第十五章导轨和基座
第一节第一节导轨的作用、特点和分类
第二节第二节导轨设计的基本要求
第三节第三节导轨导向设计
第四节第四节滚动导轨
第五节第五节基座
基本要求：
（该章可安排学生自学）
1．了解导轨的作用和分类，导轨设计的基本要求。
2．了解基座的特点、结构设计。
第十六章联接
第一节概述
第二节螺纹的基本知识
第三节螺纹联接的主要类型及应用
第四节螺纹联接的预紧与防松
第五节健联接和花键联接
第六节销联接
基本要求：
（该章可安排学生自学）
1.了解螺纹联接的作用和分类。
2．了解平键联接，花键联接和销联接的类型，特点和应用。
四、教材与参考书
教材：
《精密机械设计基础》（第二版），电子工业出版社，许贤泽戴书华，2012年5月
参考书：
[1]《精密机械设计》，机械工业出版社，庞振基黄其圣，2003年1月
[2]《机械设计基础》，高等教育出版社，杨可桢程光蕴，1999年6月
五、作业和考核方式
作业为教材中各章的习题
考核方式：
期末闭卷考试
该课程实验教学：
序号
实验项目名称
内容提要
实验学时
实验要求
实验类型
每组人数
实验者类别
所在实验室
1
误差测量
1、了解有关位置公差的定义；2、掌握应用普通测量器具对箱体位置误差和平面度误差测量的方法；3、掌握位置误差测量和平面度误差的误差计算方法。
1
必做
验证
2～3
本科生
测控及精密机械实验室
2
齿轮范成原理实验
1、了解范成法加工渐开线齿轮的基本原理；2、了解渐开线齿轮产生根切的原因，避免产生根切的方法；3、按切削原理描画标准齿轮和移距修正齿轮齿形；4、分析比较标准齿轮和移距修正齿轮的异同点。
2
必做
验证
2～3
本科生
测控及精密机械实验室
3
百分表结构分析实验
1、学习结构分析方法，培养结构分析习惯；2、了解百分表的结构工艺及工作原理；3、熟悉各种零件部件在百分表中的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。
2
必做
验证
2～3
本科生
测控及精密机械实验室
4
减速机结构分析实验
1、学习结构分析方法，培养结构分析习惯；2、了解和分析减速机各主要零件形状、构造、用途、制造工艺和各零件之间装配位置以及相互关系，从而了解减速机的结构；3、学习齿轮主要参数的测绘方法。
2
综合
5～6
本科生
测控及精密机械实验室
该课程的另一个重要环节是课程设计
《精密机械课程设计》课程教学大纲
课程代码：
课程负责人：
许贤泽
课程中文名称:
精密机械课程设计
一、课程英文名称：
DesignaboutPreciseMachineDesignCourse
课程类别：
必修
课程学分数：
1
课程学时数：
36
授课对象：
测控技术与仪器
本课程的前导课程：
精密机械设计、画法几何与机械制图、AutoCAD、互换性与技术测量
二、教学目的和要求
本课程是一门专业必修课，也是整个教学计划中理论联系实际不可缺少的一个实践教学环节。
使学生运用所学的有关精密机械设计的理论和技能，进行一次较为全面，综合的设计训练。
通过设计使学生了解和掌握常用精密机械零件、精密机械传动或简单精密机械的设计过程和进行方法。
培养学生理论联系实际的设计思想和独立工作的能力。
三、课程内容与学时分配
课程内容与学时分配表
内容
学时
每个学生根据自己不同的设计要求制定设计方案
6
用AutoCAD绘制设计方案草图经指导教师现场修改后完成装配图
14
根据装配图绘制相应的零件图
8
编写设计说明报告（包括设计说明和精度分析）
6
组织课程设计答辩
2
第一章传动装置的总体设计
第一节设计任务分析
综合运用精密机械设计等有关先修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题，巩固、加深和扩展有关精密机械设计方面的知识。
第二章装配图设计与绘制
掌握精密机械设计中通用零、部件的设计过程和设计计算方法，用AutoCAD对不同工程问题的设计思想和方案进行装配图表述。
第三章零件图设计与绘制
零件图是组成装配图的基础，它的设计好坏直接影响仪器的性能。
第四章编写设计说明书和答辩
四、教材与参考书
教材：
《精密机械设计实践》，出版社，作者，出版年份（宋体五号）
参考书：
[1]《精密机械设计》，机械工业出版社，庞振基，2003年1月
五、作业和考核方式
最后成绩以课程设计答辩成绩和课程设计考试成绩综合确定。
《精密机械课程设计》题目
1、丝杆传动工作台设计
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
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。
在设计中完成了以下工作：
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。
2、皮带传动工作台设计
设计要求：
工作台水平行程100mm，重复精度0.1mm，承重1.5kg，运行速度5mm/s
设计内容：
确定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和动力参数；皮带传动的设计计算；轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校核计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计计算说明书。
在设计中完成了以下工作：
①皮带传动装配图1张（A4图纸）；
②零件工作图2张；
③设计计算说明书1份。
3、齿轮齿条传动工作台设计
设计要求：
工作台水平行程50mm，重复精度0.1mm，承重0.5kg，运行速度5mm/s
设计内容：
确定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和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校核计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计计算说明书。
在设计中完成了以下工作：
①齿轮传动装配图1张（A4图纸）；
②零件工作图2张；
③设计计算说明书1份。
4、小模数齿轮减速器设计
设计要求：
模数≤1mm，传动比i=100,传动精度7级
给定微型电机：
额定功率P＝90W，转速n＝2800／mind＝9
设计内容：
①减速器装配图1张；②零件工作图2（传动零件、轴）；③设计计算说明书1份。
5、百分表的设计
设计要求：
分析百分表的工作原理入手来确定设计方案，选择百分表的工作核心齿轮传动为设计对象确定齿轮有关参数及精度等级。
重点设计两个零件——导杆和指针轴齿轮。
说明书包含齿轮传动链和零件的设计过程，以及AutoCAD绘制的装配图和两张零件图。
测量范围0～5mm
分度值0.01mm
升级会员 