精密机械设计绪论

精密机械与仪器设计测控技术与仪器精密机械与仪器设计学分：4学分学时：80周剑花18959290108精密机械与仪器设计测控技术与仪器思考：•什么是精密机械设计?•做什么用的?•有什么效用么?精密机械与仪器设计测控技术与仪器•精密机械与制造技术是专门用来制造精密机械和精密仪器的。•精密机械是加工精密零件的设备。精密磨床、精密车床、精密丝杠车、螺纹磨床、精密平面磨床等。•精密仪器有照相机、水准仪、平衡机、理化实验用设备等。精密机械与仪器设计测控技术与仪器精密机械与仪器设计测控技术与仪器精密机械与仪器设计测控技术与仪器精密机械是现代科学技术的基础，是仪器仪表工业的重要支柱，在高科技领域占有重要的地位。它标志一个国家的工业水平，是我国今后要重点发展的方面。精密机械与仪器设计测控技术与仪器绪论1.本课程的教与学2.精密机械的相关知识3.精密机械设计的要求和程序精密机械与仪器设计测控技术与仪器•研究对象——“机械”是机构和机器的总称。•研究内容——介绍精密机械仪器、仪表中常用机构（如常见的机构有带传动机构、链传动构、齿轮机构、凸轮机构、螺旋机构等。）零部件的基本组成和工作原理精密机构设计的基础理论和计算方法1.1课程研究对象及内容1、教与学精密机械与仪器设计测控技术与仪器1.2学科的性质•精密机械在现代科学技术机械中的地位是一门古老的学科，也是发展迅速的学科；•机械工业向高精密、高可靠性、小型化等方面发展－－精度；•现代精密机械是多学科交叉、渗透和综合；相续出现相关专业“精密工程”、“精密技术”、“微细技术”；精密机械与仪器设计测控技术与仪器1.3学习方法•注重实践•多观察•多分析与思考•善于找到事物的共性•善于发现事物的个性精密机械与仪器设计测控技术与仪器(1)平时、作业完成情况25%(2)考试成绩60%(3)实验评定15%1.4成绩评定精密机械与仪器设计测控技术与仪器•教材：《精密机械设计》，田明、冯进良、白素平编著，北京大学出版社，2010年。•参考书：《精密机械设计》，徐峰、李庆祥等著，清华大学出版，2005年。《精密机械设计》，庞振基、黄其圣著，机械工业出版社，2003年。精密机械与仪器设计测控技术与仪器•精度——误差的反义词•误差大――精度低，误差小――精度高•准确度：系统误差大小的反映，•精密度：随机误差大小的反映，重复运动积累引起的误差•精确度：系统误差和随机误差两者的综合反映2、精密机械介绍精密机械与仪器设计测控技术与仪器•精度鉴定法－测量•测量方法：•尺子、卡尺、螺旋测微仪、激光测微仪，显微镜、隧道显微镜----•测量精度1.微米级：µm2.纳米级：nm精密机械与仪器设计测控技术与仪器精密机械实例•精密定位：光存储、硬盘技术•测量：微位移•小型机械：•微机械MEMS精密机械与仪器设计测控技术与仪器光存储DVD-R主要规格精密机械与仪器设计测控技术与仪器harddiskdrive硬盘技术精密机械与仪器设计测控技术与仪器Future未来发展精密机械与仪器设计测控技术与仪器测量:微位移高精度微位移压电陶瓷为控制元件，压电陶瓷通电后变形，生成推力，可以引起零件的移动，产生微小的位移，这样的位移精度很高，大约可以在µm级别以下，所以常使用压电陶瓷作为工作台微位移控制件。行程0~10µm，定位精度小于0.03µm精密机械与仪器设计测控技术与仪器•微装配过程微装配属于微夹持理论与技术范畴。适用于微机械装配、生物医学、微加工等领域。精密机械与仪器设计测控技术与仪器微型飞机精密机械小型机械精密机械与仪器设计测控技术与仪器在研的清华纳型卫星基于微纳米技术重量小于10公斤纳型卫星的组网“虚拟卫星”计清华纳型卫星外观图精密机械与仪器设计测控技术与仪器mems微机械陀螺仪(Microgyroscope)微机械陀螺仪结构基于微机械加工工艺和集成电路工艺体积小、重量轻、功耗小、成本低、易集成、过载能力强、可靠性高可大批量生产。微机械陀螺仪样机精密机械与仪器设计测控技术与仪器目前已有大量的微型机械或微型系统被研究出来，例如：•尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红血球。•尺寸为7mm×7mm×2mm的微型泵流量可达250μl/min能开动汽车。•在磁场中飞行的机器蝴蝶•集微型速度计、微型陀螺和信号处理系统为一体的微型惯性组合(MIMU)。精密机械与仪器设计测控技术与仪器•德国创造了LIGA工艺，制成了悬臂梁、执行机构以及微型泵、微型喷嘴、湿度、流量传感器以及多种光学器件。•美国加州理工学院在飞机翼面粘上相当数量的1mm的微梁，控制其弯曲角度以影响飞机的空气动力学特性。•美国大批量生产的硅加速度计把微型传感器(机械部分)和集成电路(电信号源、放大器、信号处理和正检正电路等)一起集成在硅片上3mm×3mm的范围内。•日本研制的数厘米见方的微型车床可加工精度达1.5μm的微细轴。•……精密机械与仪器设计测控技术与仪器（一）机械的组成三精密机械设计的基本要求及一般程序原动机传动装置—工作机—控制系统辅助系统（如仪表、照明等）精密机械与仪器设计测控技术与仪器轿车组成：精密机械与仪器设计测控技术与仪器任何机器都是由许多零件组合而成的。精密机械与仪器设计测控技术与仪器部件：为完成同一使命而协同工作的许多零件的组合。零件：制造的基本单元如：滚动轴承、联轴器。精密机械与仪器设计测控技术与仪器用途专用零部件：只在一定类型机器中使用的零件，如曲轴。通用零部件：各种机器中普遍使用的零部件，如齿轮、螺栓。标准件：制定了国家标准，并由专门工厂生产的零部件。如：滚动轴承、螺栓等。精密机械与仪器设计测控技术与仪器(二)精密机械设计的方法和基本程序内插式设计：利用现有方法1设计方法外推式设计：部分经验、部分未知开发性设计：新原理、新技术2基本程序1.明确设计任务2.方案设计3.技术设计4.试制评价，定型生产精密机械与仪器设计测控技术与仪器图1-1新产品开发程序设计设计任务调查决策阶段研究设计阶段试制阶段投产销售阶段调查研究工作原理，有关技术情报和专利；用户意见及要求；市场供销与竞争等开发任务书选出最佳方案试验研究前期开发（解决技术中的关键问题）——功能设计技术设计后期开发（总装图、零件图、说明书）——技术设计小批试制样机试验样机试制生产设计技术经济评价销售服务正式投产决定是否可用或修改（达到最佳否？）改进、提高、完善精密机械与仪器设计测控技术与仪器XE-2100b全自动血液分析仪精密机械与仪器设计测控技术与仪器精密机械与仪器设计测控技术与仪器1、实现预定的功能，满足运动和动力性能的要求2、可靠性和安全性要求3、精度要求4、市场需要和经济性要求5、外观要求（造型）6、其它（三）精密机械设计的基本要求精密机械与仪器设计测控技术与仪器（四）设计者应具备的基本素质1.知识全面2.创新意识3.严谨作风4.团结协作精密机械与仪器设计测控技术与仪器本节完！