精密機(jī)械設(shè)計緒論

1、精密機(jī)械與儀器設(shè)計,學(xué)分：4學(xué)分 學(xué)時：80,周劍花思考：,什么是精密機(jī)械設(shè)計? 做什么用的? 有什么效用么?,精密機(jī)械與制造技術(shù)是專門用來制造精密機(jī)械和精密儀器的。 精密機(jī)械是加工精密零件的設(shè)備。 精密磨床、精密車床、精密絲杠車、螺紋磨床、精密平面磨床等。 精密儀器有照相機(jī)、水準(zhǔn)儀、平衡機(jī)、理化實(shí)驗(yàn)用設(shè)備等。,精密機(jī)械是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)，是儀器儀表工業(yè)的重要支柱，在高科技領(lǐng)域占有重要的地位。它標(biāo)志一個國家的工業(yè)水平，是我國今后要重點(diǎn)發(fā)展的方面。,緒論,本課程的教與學(xué) 精密機(jī)械的相關(guān)知識 精密機(jī)械設(shè)計的要求和程序,研究對象“機(jī)械”是機(jī)構(gòu)和機(jī)器的總稱。 研究內(nèi)容 介紹

2、精密機(jī)械儀器、儀表中常用機(jī)構(gòu) （如常見的機(jī)構(gòu)有帶傳動機(jī)構(gòu)、鏈傳動構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)等。） 零部件的基本組成和工作原理 精密機(jī)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)理論和計算方法,1.1 課程研究對象及內(nèi)容,1、教與學(xué),1.2 學(xué)科的性質(zhì),精密機(jī)械在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)機(jī)械中的地位是一門古老的學(xué)科，也是發(fā)展迅速的學(xué)科； 機(jī)械工業(yè)向高精密、高可靠性、小型化等方面發(fā)展精度； 現(xiàn)代精密機(jī)械是多學(xué)科交叉、滲透和綜合；相續(xù)出現(xiàn)相關(guān)專業(yè)“精密工程”、“精密技術(shù)”、“微細(xì)技術(shù)”；,1.3 學(xué)習(xí)方法,注重實(shí)踐 多觀察 多分析與思考 善于找到事物的共性 善于發(fā)現(xiàn)事物的個性,(1) 平時、作業(yè)完成情況 25% (2)考試成績60% (

3、3)實(shí)驗(yàn)評定 15%,1.4 成績評定,教 材： 精密機(jī)械設(shè)計，田明、馮進(jìn)良、白素平編著，北京大學(xué)出版社，2010年。 參考書： 精密機(jī)械設(shè)計，徐峰、李慶祥等著，清華大學(xué)出版，2005年。 精密機(jī)械設(shè)計，龐振基、黃其圣著，機(jī)械工業(yè)出版社，2003年。,精度誤差的反義詞 誤差大精度低，誤差小精度高 準(zhǔn)確度：系統(tǒng)誤差大小的反映， 精密度：隨機(jī)誤差大小的反映，重復(fù)運(yùn)動積累引起的誤差 精確度：系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩者的綜合反映,2、精密機(jī)械介紹,精度鑒定法測量 測量方法： 尺子、 卡尺、螺旋測微儀、激光測微儀，顯微鏡、隧道顯微鏡- 測量精度 微米級：m 納米級：nm,精密機(jī)械實(shí)例,精密定位：光存儲、硬盤

4、技術(shù) 測量： 微位移 小型機(jī)械： 微機(jī)械 MEMS,光存儲 DVD-R主要規(guī)格,hard disk drive硬盤技術(shù),Future 未來發(fā)展,測量:微位移,高精度微位移,壓電陶瓷為控制元件， 壓電陶瓷通電后變形， 生成推力，可以引起 零件的移動，產(chǎn)生微 小的位移，這樣的位 移精度很高，大約可 以在m級別以下，所,以常使用壓電陶瓷作 為工作臺微位移控制 件。 行程 010 m， 定位精度小于0.03 m,微裝配過程 微裝配屬于微夾持理論與技術(shù)范疇。 適用于微機(jī)械裝配、生物醫(yī)學(xué)、微加工等領(lǐng)域 。,微型飛機(jī),精密機(jī)械 小型機(jī)械,在研的清華納型衛(wèi)星,基于微納米技術(shù) 重量小于10公斤 納型衛(wèi)星的組網(wǎng)

5、“虛擬衛(wèi)星”,計 清華納型衛(wèi)星外觀圖,mems 微機(jī)械陀螺儀(Microgyroscope),微機(jī)械陀螺儀結(jié)構(gòu) 基于微機(jī)械加工工藝和集成電路工藝 體積小、重量輕、功耗小、成本低、 易集成、過載能力強(qiáng)、可靠性高 可大批量生產(chǎn)。,微機(jī)械陀螺儀樣機(jī),目前已有大量的微型機(jī)械或微型系統(tǒng)被研究出來，例如： 尖端直徑為5m的微型鑷子可以夾起一個紅血球。 尺寸為7mm7mm2mm的微型泵流量可達(dá)250l/min能開動汽車。 在磁場中飛行的機(jī)器蝴蝶 集微型速度計、微型陀螺和信號處理系統(tǒng)為一體的微型慣性組合(MIMU)。,德國創(chuàng)造了LIGA工藝，制成了懸臂梁、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及微型泵、微型噴嘴、濕度、流量傳感器以及多種

6、光學(xué)器件。 美國加州理工學(xué)院在飛機(jī)翼面粘上相當(dāng)數(shù)量的1mm的微梁，控制其彎曲角度以影響飛機(jī)的空氣動力學(xué)特性。 美國大批量生產(chǎn)的硅加速度計把微型傳感器(機(jī)械部分)和集成電路(電信號源、放大器、信號處理和正檢正電路等)一起集成在硅片上3mm3mm的范圍內(nèi)。 日本研制的數(shù)厘米見方的微型車床可加工精度達(dá)1.5m的微細(xì)軸。 ,（一）機(jī)械的組成,三 精密機(jī)械設(shè)計的基本要求及一般程序,轎車組成：,任何機(jī)器都是由許多零件 組合而成的。,部件：為完成同一使命而協(xié)同工作的許多零件的組合。,零件：制造的基本單元,如：滾動軸承,、聯(lián)軸器。,標(biāo)準(zhǔn)件：制定了國家標(biāo)準(zhǔn)，并由專門工廠生產(chǎn)的零部件。 如：滾動軸承、螺栓等。,(二) 精密機(jī)械設(shè)計的方法和基本程序,內(nèi)插式設(shè)計：利用現(xiàn)有方法,1設(shè)計方法,外推式設(shè)計：部分經(jīng)驗(yàn)、部分未知,開發(fā)性設(shè)計：新原理、新技術(shù),2基本程序,1. 明確設(shè)計任務(wù),2. 方案設(shè)計,3. 技術(shù)設(shè)計,4. 試制評價，定型生產(chǎn),圖1-1 新產(chǎn)品開發(fā)程序設(shè)計,設(shè)計任務(wù),調(diào)查決策階段,研究設(shè)計階段,試制階段,投產(chǎn)銷售階段,XE-2100b全自動血液分析儀,1、實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，滿足運(yùn)動和動力性能的要求 2、可靠性和安全性要