精密压力仪表设计

精密机械与仪器设计题库

1、仪器误差的主要来源 原理误差：光－机－电系统的理论误差、方案误差、机构简化误差、零件原理误差等。 制造误差：零件设计时都有公差（没有公差的零件是不能加工的），从而造成制作中的误差。 运行误差：运行过程中产生——仪器内部（内应力、老化）、磨损、外界环境变化（温度、压力、振动）、间隙与空程等。 2、步进电机分为哪三类 按励磁相数分：有三相、四相、五相等步进电机 按运转方式分：有旋转式步进电机和直线式步进电机 按转子结构分为三种：反应式(VR，Variable Reluctance）、永磁式(PM，Permanent Magnet)、混合式(HB,Hybrid) 反应式步进电机利用磁阻转矩转动，结构简单，步矩角小，性价比高， 应用广泛，但动态性差 永磁式步进电机用永久磁钢作为电机的定子或转子，电磁阻尼大，步矩 角大，启动频率低，功率小 混合式步进电机在永磁和变磁阻原理共同作用下，输出转矩大，步矩角 小结构复杂，成本高 3、按检测对象所属分类的不同，可将传感器分为物理量传感器、化学量传感器以及生物量传感器，其检测原理分别基于各种物理现象、化学反应和生物效应。 4、滑动摩擦导轨组合总结 v形和平面组合导轨主要应用于：导向精度高、承载能力大的仪器导轨。 双v形导轨——导向精度要求高，磨损小的仪器，精密仪器导轨。 双矩形导轨——应用于导向精度要求不高，承载力大的仪器导轨。 燕尾导轨——通常用在结构尺比较小及导向精度与运动灵便性要求不高的场合。 双圆柱导轨——主要应用于小型仪器的立柱。 滚动导轨 气浮导轨 5、低速运动时，导轨运动的驱动指令是均匀的，而与导轨相连的工作台却出现一慢一快，一跳一停的现象，称为“爬行”。

精密仪器设计实验指导书

精密仪器设计实验指导书 朱丽编写裘安萍审稿 南京理工大学

实验守则 一、实验基本要求 1．实验前，必须认真预习实验指导书及教材中的有关内容，熟悉仪器、设备的工作原则和初步了解操作要求。没有预习实验指导书的学生不得进入实验室。 2．实验中对各种数据应会处理，并考虑如何书写实验报告；实验中出现的误差或其他情况应进行分析说明。 二、实验须知 1．学生应在规定的时间进入实验室。与实验无关的物品不得带入实验室。进入实验室后，注意保持实验室清洁和安静。 2．实验前，熟悉仪器的操作规程和注意事项。经指导者同意后，方可接上电源。要小心操作，用力适当。 3．如发现仪器有故障时，不得擅自拆修，应立即报告指导老师。 4．学生应积极动手操作，并独立完成实验和实验报告。 5．实验完毕，要切断电源，清理实验场地，将所用的实验设备整理好，放回原处，认真书写实验报告。经教师同意后，方可离开实验室。 6．凡不遵守实验守则经指出而不改正者，教师有权停止其实验。若情节严重，对实验设备造成损坏者，应负赔偿责任，并给予处分。 7．在规定的时间内未能完成实验者，须经实验室领导同意，或延长实验时间或另行安排补做时间。

实验报告的内容和要求 撰写实验报告是训练学生撰写科技论文的能力的环节。实验报告是考核学生学习成绩和评估教学质量的重要依据。 学生对所做的实验应该做到原理清楚，方法和操作步骤正确，实验数据比较可靠，并且会处理实验数据。 实验报告应由每个学生独立完成，用钢笔、炭素笔或圆珠笔工整书写。报告内容要层次清楚，文字简明通顺，图、表清晰，符合汉语规范和法定计量单位。 实验报告一般包含下列7项内容 1．实验名称； 2．实验目的： 3．测量原理； 4．实验步骤； 5．实验记录； 6．实验数据处理及相应结论； 7．回答思考题。

精密仪器及机械学科硕士研究生培养方案

精密仪器及机械学科硕士研究生培养方案 本学科是仪器科学与技术一级学科中的二级学科，致力于研究高精密度的测量系统、智能仪器、制造系统。仪器科学与技术是科学技术水平的具体体现，是人类认识客观世界的基础，仪器与机械系统的精度水平则是其最关键的标志，也是科学技术和社会生产等领域赖以生存的基石。随着社会发展和技术进步，对检测、制造精度提出了越来越高的要求，特别是电子技术、信息技术的飞速发展，为集成化、智能化的精密测量与机电控制描绘了广阔发展前景，形成了以精密机械技术、电子技术、信息技术、光学技术和新材料技术充分融合的光机电一体化特色。近年来，微米甚至纳米尺度的微机械电子系统（MEMS）技术展示了崭新发展空间，开辟了人类认识自然改造自然的全新领域，正成为本学科发展的重要方向。 本学科以精密仪器及机械中的相关理论、方法和技术为研究对象，充分运用现代电子信息技术、计算机控制技术、现代测试技术、精密机械设计与制造技术、微纳米技术、新型材料工艺技术等方法和手段，形成了机电融合的学科优势，在电子精密机械、现场精密检测手段、方法和设备研制方面取得了多项高水平成果。 一、培养目标 本学科硕士研究生通过系统的课程学习和课题研究，应掌握精密机械制造技术、精密测量技术、现代电子技术、控制技术、信息技术的相关理论基础和实践技能，了解其发展前沿和动态，拥有精密机械电子系统设计开发的专门知识，具有相关的计算机软硬件及应用系统开发能力，形成严谨求实的学风和认真负责的工作作风，能够从事科学研究、高等学校教学工作或独立担负专门技术工作。 二、研究方向 1．精密机械电子系统及智能仪器2．微传感与检测系统 3．微机电系统技术4．精密机械设备及应用 5．精密测量与数据处理技术6．机器视觉及图形处理 三、培养方式和学习年限： 全日制硕士研究生学习年限一般为两年半至三年；在职硕士研究生学习年限一般为三年半至四年；提前完成硕士学业者，可提前半年毕业；若因客观原因不能按时完成学业者，可申请适当延长学习年限，延长时间不得超过半年。 四、学分与课程学习基本要求： 总学分要求不低于26学分，其中课程总学分不低于24个学分，必修环节不低于2学分。课程学分要求中，学位课不低于15学分，其中所有公共基础课必修（皆为校统考课程），基础课至少选修一门。专业基础课或专业课中有“*”标记的为全校共选课程。允许相同学科门类之间、工科与理科之间跨学科选修1~2门学位课作为本学科的学位课。 学位课可以代替非学位课，但非学位课不能代替学位课。对于跨学科专业或同等学力录取的硕士生须补相应专业本科核心课程至少3门，但不计学分。 研究生应在导师指导下制定个人课程学习计划和具体选课。研究生学习与研究课题有关的专业知识，可由导师指定内容系统地自学某些课程，并列入个人培养计划，但不计学分。 五、课程设置（详见课程设置表） 六、必修环节（参见第98页） 七、学位论文（参见第98页）

精密机械设计基础第7章习题答案资料

习题讲解 题7-6如图7-68所示，有一渐开线直齿圆柱齿轮，用卡尺测量其三个齿和两个齿的公法线长度为W3＝61.83mm和W2＝37.55mm，齿顶圆直径da＝208mm，齿根 圆直径df＝172mm，数得齿数z＝24。要求确定该齿轮的模数m、压力角α、齿*顶高系数ha和径向间隙系数c*。 解法1： 由齿轮公法线测量原理，有： Pb=W3-W2=24.28mm Sb=W2-Pb=13.27mm 由渐开线圆柱齿轮任意圆上的齿厚公式： Si=S?ri-2ri(invαi-invα) r =

=Sbinvm=dadf Pbdb=Pb?z=24.28?24=185.49mm d zππ已知：db

错误解法1： PbP24.28m====8.22 ππ?cosαπ?cos20 Pb24.28m====8.0012 ππ?cosαπ?cos15 α不是已知的。

P 题7-14 已知二级平行轴斜齿轮传递，主动轮1的转向及螺旋方向如图所示。 1) 低速级齿轮3、4的螺旋方向应如何选择，才能使中间轴Ⅱ上两齿轮的轴向力方向相反？ 圆周力Ft的方向：在主动轮上与转动方向相反，在从动轮上与转向相同（驱动力）。 径向力Fr的方向：方向均指向各自的轮心（内齿轮为远离轮心方向）。 轴向力Fa的方问：取决于齿轮的回转方向和轮齿的螺旋方向，可按"主动轮左、右手螺旋定则"来判断。即：主动轮为右旋时，右手按转动方向握轴，以四指弯曲方向表示主动轴的回转方向，伸直大拇指，其指向即为主动轮上轴向力的方向；主动轮为左旋时，则应以左手用同样的方法来判断。主动轮上轴向力的方向确定后，从动轮上的轴向力则与主动轮上的轴向力大小相等、方向相反。 Fa3 FFa1 F所以，齿轮2和齿轮3为左旋，齿轮4为右旋。

精密仪器设计基础

测控仪器则是利用测量和控制的理论，采用机、电、光各种计量测试原理及控制系统与计算机相结合的一种范围广泛的测量仪器。 测控仪器的分类：1. 几何量计量仪器2. 热工量计量仪器3. 机械量计量仪器4. 时间频率计量仪器5. 电磁量计量仪器6. 无线电参数测量仪器7. 光学与声学量测量仪器8. 电离辐射计量仪器 按功能将仪器分成以下几个组成部分： 1 基准部件 2 传感器与感受转换部件 3 放大部件 4 瞄准部件 5 信息处理与运算装置 6 显示部件 7 驱动控制器部件 8 机械结构部件发展趋势：高精度与高可靠性、高效率、智能化、多样化与多维化。 现代设计方法的特点：(1)程式性(2)创造性(3)系统性(4)优化性(5)计算机辅助设计 设计要求：(1)精度要求(2)检测效率要求(3)可靠性要求(4)经济性要求(5)使用条件要求(6)造型要求 设计程序：(1)确定设计任务(2)设计任务分析，制定设计任务书(3)调查研究，详细占有资料(4)总体方案设计(5)技术设计(6)制造样机(7)产品鉴定或验收(8)设计定型后进行小批量生产 误差的分类： 按误差的数学性质分 1）随机误差是由大量的独立微小因素的综合影响所造成的，其数值的大小和方向没有一定的规律，但就其总体而言，服从统计规律，大多数随机误差服从正态分布。 2）系统误差由一些稳定的误差因素的影响所造成，其数值的大小的方向在测量过程中恒定不变或按一定的规律变化。 3）粗大误差粗大误差指超出规定条件所产生的误差，一般是由于疏忽或错误所引起，在测量值中一旦出现这种误差，应予以剔除。按被测参数的时间特性分 1）静态参数误差不随时间而变化或随时间而缓慢变化的被测参数称为静态参数，测定静态参数所产生的误差 2）动态参数误差随时间而变化或时间的函数的被测参数称为动态参数，测定动态参数所产生的误差 按误差间的关系分 1）独立误差彼此相互独立，互不相关，互不影响的误差 2）非独立误差（或相关误差）一种误差的出现与其他的误差相关联，这种彼此相关的误差 绝对误差：被测量测得值x 与其真值(或相对真值) xo 之差△=x-xo 特点：有量纲、能反映出误差的大小和方向。 相对误差：绝对误差与被测量真值的比值δ=△/xo 特点：无量纲 测量误差：对某物理量进行测量，所测得的数值xi与其真值xo之间的差△i=xi-xo i=1,2,3,…n 正确度系统误差大小的反应，表征测量结果稳定地接近真值的程度 精密度随机误差大小的反应，表征测量结果的一致性或误差的分散性 准确度系统误差和随机误差两者的综合反应，表征测量结果与真值之间的一致程度 原理误差仪器设计中采用了近似的理论、近似的数学模型、近似的机构和近似的测量控制电路所引起的误差。它只与仪器的设计有关，而与制造和使用无关。 减小或消除原理误差影响的方法： 1）采用更为精确的、符合实际的理论和公式进行设计和参数计算。 2）研究原理误差的规律，采取技术措施避免原理误差。 3）采用误差补偿措施。 制造误差产生于制造、支配以及调整中的不完善所引起的误差。主要由仪器的零件、元件、部件和其他各个环节在尺寸、形状、相互位置以及其他参量等方面的制造及装调的不完善所引起的误差。 减小或制造原理误差影响的方法： 制造过程中1）提高加工精度2）装配精度 设计过程中1）合理地分配误差和确定制造公差2）正确应用仪器设计原理和设计原则3）合理地确定仪器的结构参数4）合理的结构工艺性5）设置适当的调整好补偿环节 运行误差仪器在使用过程中所产生的误差。如力变形误差、磨损和间隙造成的误差，温度变形引起的误差，材料的内摩擦所引起的弹性滞后和弹性后效，以及振动和干扰等。 （一）力变形为了减小力变形，在设计过程中要着重提高仪器结构件的刚度，合理选择支点的位置和材料，适当采用卸荷装置，使重力引起的变形达到最小 （二）测量力变形在设计中应尽量减小测量力同时确保测量力在测量过程中的恒定 （三）应力变形结构件在加工和装配过程中形成的内应力的释放所引发的变形同样影响仪器精度 （四）磨损磨损使零件产生尺寸、形状、位置误差，配合间隙增加，降低仪器的工作精度的稳定性 仪器误差分析步骤： 1）寻找仪器误差源，找出影响仪器精度的各项误差 2）计算分析各个源误差对仪器精度的影响 3）精度综合 误差独立作用原理：一个源误差仅使仪器产生一个局部误差，局部误差是源误差的线性函数，与其他源误差无关；仪器总误差是局部误差的综合 基座与立柱结构特点：结构尺寸较大，结构比较复杂，要承受外载荷及其变化，受热变形影响较大。 设计要求：1）要具有足够的刚度，力变形要小2）稳定性好，内应力变形小3）热变形要小4）良好的抗振性 刚度设计：1)有限元分析法：此分析法是一种将数学、力学与计算机技术相结合的对支承件刚度和动特性进行分析的一种方法； 2)仿真分析法：对结构形状复杂的支承件，可采用模型仿真，虽然花费些物力和时间，但得出的结果与实际比较接近。 结构设计：1）正确选择截面形状与外形结构2）合理地选择和布置加强肋，以增加刚度3）正确的结构布局，减小力变形4）良好的结构工艺性，减小应力变形5）合理地选择材料6) 基座与支承件的壁厚、肋板、肋条厚度 导轨的功用： 导轨是稳定和灵活传递直线运动的部件，起着确保运动精度及部件间相互位 置精度的作用。其由运动导轨（动导轨）和支承导轨（静导轨）组成。

精密仪器设计第四章考点

第四章 第一节仪器的支承件设计 一、基座与立柱等支承件的结构特点和设计要求（一）结构特点 1）结构尺寸较大 2）结构比较复杂 （二）设计要求 1）具有足够的刚度，力变形要小 2）稳定性好，内应力变形小 3）热变形要小 4）有良好的抗振性 1.减小热变形措施:（1）严格控制工作环境温度 （2）控制仪器内的热源 （3）采取温度补偿措施 2.提高仪器抗振性措施：（1）减轻重量，提高固有频率 （2）合理的结构设计，提高静刚度 （3）减小内部振源影响 （4）采取隔振措施 二、基座与立柱等支承件的结构设计 (一)刚度设计：（1）有限元分析法（2）仿真分析法 (二)基座与支承件的结构设计： （1）正确选择截面形状与外形结构

（2）合理地选择和布置加强肋增加刚度 （3）正确的结构布局，减小力变形 （4）良好的结构工艺性，减小应力变形 （5）合理地选择材料 花岗石具有许多优点： 1）稳定性好 2）加工简便 3）温度稳定性好，导热系数和线膨胀系数均很小4）吸振性好5）不导电，不磁化，抗电磁影响性能好 6）维护保养方便 7）价格便宜 第二节 仪器的导轨及设计 一、 导轨的功用与分类 1.导轨的基本功用：传递精密直线运动 2.按导轨面间摩擦性质可分为： 滑动摩擦导轨、滚动导轨、静压导轨、弹性摩擦导轨 二、导轨部件设计的基本要求 （一）导向精度动导轨运动轨迹的准确度 导轨直线度取决于：导轨面的几何精度、接触精度、导轨和基座的刚度、导轨油膜刚度及导轨 与基座的热变形等 （二）导轨运动的平稳性 爬行：低速运动时，导轨运动的驱动指令是均匀的而与动导轨相连的工作台却出现一慢一快、 一跳一停的现象 爬行原因：1）导轨间的静、动摩擦系数差值较大 2）动摩擦系数随速度变化 3）系统刚度差 临界速度 （三）刚度要求 自重变形 c v F =?

精密机械与仪器总复习

精密机械与仪器总复习 精密机械部分 一、摩擦轮传动 1传动在精密机械中的作用 传递运动: 增速、减速或改变运动的方向。传递动力: 力或力矩 所有的机械设备都离不开传动 按传动的用途可分为：（1）力（功率）传动：（2）示数（测量）传动（3）一般传动。 2.传动起的作用 改变速度的大小：增速、减速、调速。改变运动的方向：顺时针、逆时针、空间变向。改变运动的方式：转－－转，转－－移，转－－间歇，转－－摆动。3、摩擦轮传动的基本原理 摩擦轮传动是利用主动轮与从动轮在直接接触处所产生的摩擦力来传递运动和动力。 4、摩擦轮传动的优缺点（重点） 摩擦轮传动的主要优点 （1）摩擦轮表面光滑传动平稳，传动噪音小 （2）结构简单，制造使用比较方便 （3）传动形式多种多样，适用范围广泛 （4）超载时自动打滑，可防止重要零件损坏 （5）制作无级变速器，平稳无级地改变传动速比 摩擦轮传动的缺点及其特殊要求 （1）需要增加压紧装置（如弹簧等）以产生所需要的压紧力； （2）弹性变形，传动比变化。由于压紧力一般比较大，摩擦轮在接触点处将产生弹性变形，使实际传动比不能保持理论值，从而影响传动精度，故在设计时应该采取相应措施，减小压紧力； （3）传动效率较低，工作表面易被磨损，且易发热，不宜传递大的力矩，故摩擦轮传动常用在传动要求平稳、低速、轻载等场合，且多用于高速级。

二、挠性传动 挠性传动是依靠挠性连接件：绳子、链、皮带、齿形带等等，间接地将主动轮上的运动和动力传递给从动轮。这种传动的轮间中心距比较大，而且可以根据需要进行调节。 1、靠摩擦传动的挠性传动 这类传动有：皮带、弹簧带和绳传动等，依靠挠性传动件与两轮之间的 摩擦力来传递运动和动力。这类传动的结构简单、传动平稳，且挠性传动件具有缓冲和减振作用。它的缺点是存在相对滑动，传动比不够准确 2、靠啮合传动的挠性传动 这类有齿形带传动、齿孔带传动和链传动等，依靠挠性传动件上的牙齿 与两轮上的轮齿相互啮合来传递运动和动力，传动比较准确，能避免打滑。但链传动由于瞬时传动比变化，不能用作精密传动。 3、拖动式挠性传动 这类主要是钢带传动和钢丝传动等，挠性传动件的两端，直接固定在主动件和从动件上，当主动件运动时便拖动从动件随之运动。它传递运动最准确，但只适用于转角小于360°的传动。 4、皮带传动（重点） 特点：带传动是一种摩擦传动，它结构简单，传递平稳，噪音小，不需润滑，过载时能打滑。 分类：圆带、平带、V带、多锲带、同步带 应用：常用在传递中心距较大的场合，一般场合下传递的功率<50kW，传动比常用<5。 最大受力位置：进入小圆时 形状分类：

精密机械设计基础复习题

精密机械设计基础复习题 一、判断题 1、具有一个自由度的运动副称为Ι 级副。（） 2、平面高副连接的两个构件间，只允许有相对滑动。（） 3、在平面机构中一个高副引入两个约束。（） 4、任何机构的从动件系统的自由度都等于零。（） 5、平面机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于1。（） 6、无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于00，行程速比系数等于 1。（） 7、平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角相等。（） 8、平面高副连接的两个构件间，只允许有相对滑动。（） 9、行星轮系是机构自由度等于 1 的周转轮系。（） 10、平行四边形机构没有曲柄。（） 11、一对外啮合齿轮传动的中心距，等于两齿轮的分度圆半径之和。（） 12、渐开线在任一点的法线总是切于基圆。（） 13、曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件时，最小传动角出现在曲柄与连杆两次共线的位置 之一处。 14、增大模数，可以增加齿轮传动的重合度。 15、仿形法加工齿轮时，因为不需要专用的机床，所以适于大批量生产。 16、当压力角为900时，机构将处于自锁状态，所以应该避免自锁现象。（）（）（）（） 二、填空题 1、平面机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于。 2、连杆是不直接和相联的构件；连杆机构中的运动副均为 3、无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等于。 4、平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。 5、平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是、、。 6、一对外啮合齿轮传动的中心距，等于两齿轮的圆半径之和。 7、行星轮系是机构自由度等于的周转轮系。 8、平行四边形机构有个曲柄。 9、一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36o，则行程速比系数等于。 10、为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。 11、凸轮推杆按等加速等减速规律运动时，在运动阶段的前半程作运动，后半程作运动。 12、增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合度 。 13、平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相，内啮合的两齿轮转向相。 14、轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是轮系。 15、构成高副的两构件通过接触，构成低副的两构件通过接触。 16、以高副联接的两个构件的速度瞬心位置在。 17、曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件时，最小传动角出现在与两次共线的位置之一处。 18、用法加工正常齿制的标准直齿圆柱齿轮时，如果齿轮齿数少于，将发生根切。

(麻省理工)精密仪器设计-精确与近似的限制设计

? 2001 Martin Culpepper

Design of Constraints in Precision Systems
Background
History Reasons Requirements Problems
Classes of Constraint
Kinematic Quasi-Kinematic Variable Geometry Partial/Compliance
Hardware/discussion time Elastic Averaging will be done next lecture
? 2001 Martin Culpepper

Common Coupling Methods
Elastic Averaging Non-Deterministic
Pinned Joints No Unique Position
Kinematic Couplings Kinematic Constraint
Flexural Kin. Couplings Kinematic Constraint
Quasi-Kinematic Couplings Near Kinematic Constraint
? 2001 Martin Culpepper

Perspective: What the coupling designer faces…
APPLICATION Fiber Optics Optical Resonators Large array telescopes Automotive SYSTEM SIZE Meso Meso 60 ft diam. 3 ft REQ’D PRECISION Nano Nano Angstrom 1 micron
Problems due to strain affects
Thermal Affects Gravity Stress Relief Loads Air, hands, sunlight Sagging Time variable assemblies Stiffness
Problems due to sub-optimal designers
Competing cost vs performance Automotive (no temperature control, large parts, resistance to change)
? 2001 Martin Culpepper

《精密仪器设计(1)》课程教学大纲

《精密仪器设计（1）》课程教学大纲 一、课程基本信息 1、课程代码：MI310 2、课程名称（中/英文）：精密机械设计 Precision Machine Design 3、学时/学分：72学时，4学分 4、开课院（系）、教研室：电子信息及电气工程学院仪器系 5、先修课程：《互换性技术与测量》、《工程制图》、《理论力学》、《材料力学》 6、面向对象：测控技术及仪器专业本科三年级学生 7、教材、教学参考书： 教材名称： 《精密机械设计》庞振基、黄其圣等主编出版社：机械工业出版社出版时间：2001年7月 教学参考书： 《电子精密机械设计(第3版)》徐祥和主编东南大学出版社1986年 《金属材料与热处理》何雪涛主编高等教育出版社1998年 《机械原理》郑文纬主编高等教育出版社1997年 《互换性与测量技术基础》高延新主编哈尔滨工业大学出版社1992年《机械零件》郑志祥主编高等教育出版社1987年 《理论力学》王崇斌编写高等教育出版社1988年 《材料力学》沈煜高等教育出版社1988年 《机械设计课程设计》西北工业大学机械学教研组编著西北工业大学出版社1994年 《机械零件学习指南与课程设计》张绍甫徐锦康魏传儒编写机械工业出版社1996年

《机械设计课程设计》巩云鹏田万禄张祖立黄秋波编写东北大学出版社2000年 《机械设计课程设计》席伟光杨光李波编写高等教育出版社2003年 二、课程性质和任务 《精密机械设计》是仪器科学与工程专业本科学生学习的与机械类有关的最后一门专业课，同时也是一门与仪器仪表相关的专业基础课。这门课程综合了《机械原理》、《金属材料及热处理》、《互换性与技术测量》及《机械零件》等课程的知识，因此本门课程涉及知识面广、专业性强、授课难度大。 《精密机械设计》主要研究精密机械中常用机构和常用的零件和部件。是从机构分析、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。本门课程涵盖的内容有常用工程材料和热处理方法、零件几何精度、平面机构的结构分析、平面连杆机构、凸轮机构、摩擦轮传动和带传动、齿轮传动、螺旋传动、轴、联轴器和离合器、支承、直线运动导轨、弹性元件、联接、仪器常用装置和机械的计算机辅助设计等教学内容。这些教学内容涵盖了有关精密仪器设计所有的基础知识，可以为以后进一步的精密仪器设计打下坚实的基础，本课程教学目的： 1、使用学生初步掌握常用机构的结构分析、运动分析、动力分析及其设计方 法； 2、使常用掌握常用零、部件的工作原理、特点、选型及其计算方法，培养学 习能运用所学基础理论知识，解决精密机械零、部件的设计问题； 3、培养学生具有设计精密机械传动和仪器机械结构的能力某些典型零、部件 的精度分析、并提出改进措施； 4、使学生了解常用机构和零、部件的实验方法；初步具有某些零、部件的性 能测试和结构分析能力； 5、使学生了解材料与热处理、公差与配合方面的基本知识，并能在工程设计 中如何正确选用；

精密机械设计基础总结与答案

1、表征金属材料的力学性能时，主要有哪几项指标？ 解：表征金属材料的力学性能时，主要指标有：强度（弹性极限、屈服极限、强度极限），刚度、塑性、硬度。 2、金属材料在加工和使用过程中，影响其力学性能的主要因素是什么？ 解：钢材在加工和使用过程中，影响力学性能的主要因素有：含碳量、合金元素、温度、热处理工艺。 3、常用的硬度指标共有哪些？ 常用的硬度指标有三种：布氏硬度（HBS）、洛氏硬度（HRC －洛氏C标度硬度）、维氏硬度（HV）。4、列出低碳钢、中碳钢、高碳钢的含碳量围是多少？ 解：低碳钢（C ≤0.25% ）；中碳钢（0.25% ＜C ≤0.6% ）；高碳钢（C ＞0.6% ） 5、什么是合金钢？钢中含有合金元素Mn、Cr、Ni，对钢的性能有何影响？ 解：冶炼时人为地在钢中加入一些合金元素所形成的钢就是合金钢。其中加入Mn 可以提高钢的强度和淬透性；加入Cr 可以提高钢的硬度、耐磨性、冲击韧性和淬透性；加入Ni 可以提高钢的强度、耐热性和耐腐蚀性。 6、非铁金属共分几大类？具有哪些主要特性？ 解：有色金属主要分为以下几类： 1 ）铜合金：良好的导电性、导热性、耐蚀性、延展性。 2 ）铝合金：比强度高，塑性好，导热、导电性良好，切削性能良好。 3 ）钛合金：密度小，机械强度高、高低温性能好，抗腐蚀性良好。 7、常用的热处理工艺有哪些类型？ 解：常用的热处理工艺有：退火、正火、淬火、回火、表面热处理和化学热处理。 8、钢的调质处理工艺过程是什么？其主要目的是什么？ 解：钢的调质处理工艺指的是淬火加高温回火。目的是为了获得良好的综合机械性能，即良好的强度、韧性和塑性。 9、镀铬和镀镍的目的是什么？ 解：镀铬的目的是为了使材料表层获得高的化学稳定性，并具有较高的硬度和耐磨性。 镀镍是为了获得良好的化学稳定性，并具有良好的导电性。 10、选择材料时，应满足哪些基本要求？ 解：选择材料时主要满足使用要求、工艺要求和经济要求。 2. 计算所示冲压机构的自由度

精密仪器发展史

精密仪器发展史 精密仪器隶属于仪器科学与技术一级学科，与信息科学与技术密切相关。主要研究现代精密仪器及智能、微小型机电系统，包括测控技术、微系统理论与应用、智能结构系统与技术、误差理论、信号分析与数据处理等。现代科学仪器及设备是机、电、光、计算机、材料科学、物理、化学、生物学等先进技术的高度综合，它既是知识创新和技术创新的前提，也是创新研究的主体内容之一。目前，本学科技术的发展趋向智能化、微型化、集成化和系统工程化，其发展及应用与现代科技的各个领域的发展密切相关，在生物、医学、材料、航天、环保和国防等领域尤其突出，就业领域极其广泛。本学科以牵引动力国家重点实验室为依托，师资力量雄厚，现有导师23人（教授10人、副教授10人）。获国家级科技进步一等奖、省部级科技进步一等奖。目前，承担的科研项目有国家自然科学基金项目、国家“863计划”高技术攻关项目和面向经济建设的应用工程项目。 精密仪器的发展 从人类出现先的时代，开始出现了制造。起初当然只是制造简单的一些工具，直到部落文明的形成，人们已能够制造比较精细复杂的工具。即使在人们熟知的四大文明古国，在几千年的时间里，他们也仅仅以制造作战武器为主，而其他的制造才用于生活的基本材料。然而一直到20世纪初，在工业革命以前人们能够完成的制造工作仍然是很局限的，人们只能在手工制作的条件下制作一些比较长常用的工具，直到工业革命开始后，机械得以迅猛的发展。尤其是第二次工业革命后，制造业的蓬勃发展使人们对生活要求品质的不断提高，开始出现了各种机械仪器的制造，这些仪器起初只是用于生活中。 直到20世纪50年代后期，人们开始将其运用到对工业生产的量化以及对生产设计精度的提高。随着机械仪器的不但发展和完善，在20世纪60年代初，精密仪器的词语开始出现在人们的眼中。从此精密仪器开始不断发展渗透，如机械、测量、电子、计算机及自动化、光学技术等等。因此精密仪器的设计也在不断完善，由当初的简单到现在的程序多样，结构复杂，人们已将其运用到各个能涉及到的领域。如机械仪表、机床、检测技术和仪器设计、高精密测量仪、数据传输等等。总之，精密仪器在此后不断迅猛发展。 我国的精密仪器的发展现状 但是具体到我国的精密仪器的发展是在20世纪60年代后期，因为在以前国家一直提倡“重主机、轻工具”的战略思想，这使得国内量具量仪的发展环境一度十分困难，一些主要的测量

精密机械设计基础课后习题简答全 天津大学出版社

C 2 2-1 表征金属材料的力学性能时，主要有哪几项指标？ 解：表征金属材料的力学性能时，主要指标有：强度（弹性极限、屈服极限、强度极限），刚度、塑性、硬度。 2-2 常用的硬度指标有哪些？ 解：常用的硬度指标有三种：布氏硬度（HBS）、洛氏硬度（HRC－洛氏C标度硬度）、维氏硬度（HV）。 2-3 低碳钢，中碳钢，高碳钢的含碳量范围是多少？ 解：低碳钢（C≤0.25%）；中碳钢（0.25%＜C≤0.6%）；高碳钢（C＞0.6%） 2-4 什么是合金钢？钢中含合金元素 Mn,Cr,Ni,对钢的性能有何影响？ 解：冶炼时人为地在钢中加入一些合金元素所形成的钢就是合金钢。其中加入Mn可以提高钢的强度和淬透性；加入Cr可以提高钢的硬度、耐磨性、冲击韧性和淬透性；加入Ni可以提高钢的强度、耐热性和耐腐蚀性。 2-5 非铁金属共分几大类？具有哪些主要特性？ 解：有色金属主要分为以下几类： 1）铜合金：良好的导电性、导热性、耐蚀性、延展性。 2）铝合金：比强度高，塑性好，导热、导电性良好，切削性能良好。 3）钛合金：密度小，机械强度高、高低温性能好，抗腐蚀性良好。 2-6 常用的热处理工艺有哪些类型？ 解：常用的热处理工艺有：退火、正火、淬火、回火、表面热处理和化学热处理。 2-7 钢的调质处理工艺过程是什么？其主要目的是什么？ 解：钢的调质处理工艺指的是淬火加高温回火。目的是为了获得良好的综合机械性能，即好的强度、韧性和塑性。 2-8 镀铬和镀镍的目的是什么？ 解：镀铬的目的是为了使材料表层获得高的化学稳定性，并具有较高的硬度和耐磨性。 镀镍是为了获得良好的化学稳定性，并具有良好的导电性。 2-9 选择材料时应该满足哪些基本要求？ 解：选择材料时主要满足使用要求、工艺要求和经济要求。 C4 4-1 何谓运动副和运动副要素？运动副如何进行分类？ 解：由两个构件直接接触而组成的可动的连接称为运动副。 两个构件上参与接触而构成运动副的点、线、面等元素被称为运动副要素。 运动副有多种分类方法： 按照运动副的接触形式分类： 面和面接触的运动副在接触部分的压强较低，被称为低副，而点、线接触的运 动副称为高副。

精密机械设计基础课后习题简答全

C2 2-1 表征金属材料的力学性能时，主要有哪几项指标？ 解：表征金属材料的力学性能时，主要指标有：强度（弹性极限、屈服极限、强度极限），刚度、塑性、硬度。 2-2 常用的硬度指标有哪些？ 解：常用的硬度指标有三种：布氏硬度（HBS）、洛氏硬度（HRC－洛氏C标度硬度）、维氏硬度（HV）。 2-3 低碳钢，中碳钢，高碳钢的含碳量范围是多少？ 解：低碳钢（C≤%）；中碳钢（%＜C≤%）；高碳钢（C＞%） 2-4 什么是合金钢？钢中含合金元素 Mn,Cr,Ni,对钢的性能有何影响？ 解：冶炼时人为地在钢中加入一些合金元素所形成的钢就是合金钢。其中加入 Mn可以提高钢的强度和淬透性；加入Cr可以提高钢的硬度、耐磨性、冲击韧性 和淬透性；加入Ni可以提高钢的强度、耐热性和耐腐蚀性。 2-5 非铁金属共分几大类？具有哪些主要特性？ 解：有色金属主要分为以下几类： 1）铜合金：良好的导电性、导热性、耐蚀性、延展性。 2）铝合金：比强度高，塑性好，导热、导电性良好，切削性能良好。 3）钛合金：密度小，机械强度高、高低温性能好，抗腐蚀性良好。 2-6 常用的热处理工艺有哪些类型？ 解：常用的热处理工艺有：退火、正火、淬火、回火、表面热处理和化学热处理。 2-7 钢的调质处理工艺过程是什么？其主要目的是什么？ 解：钢的调质处理工艺指的是淬火加高温回火。目的是为了获得良好的综合机械 性能，即好的强度、韧性和塑性。 2-8 镀铬和镀镍的目的是什么？ 解：镀铬的目的是为了使材料表层获得高的化学稳定性，并具有较高的硬度和耐 磨性。镀镍是为了获得良好的化学稳定性，并具有良好的导电性。 2-9 选择材料时应该满足哪些基本要求？ 解：选择材料时主要满足使用要求、工艺要求和经济要求。 C4 4-1 何谓运动副和运动副要素？运动副如何进行分类？ 解：由两个构件直接接触而组成的可动的连接称为运动副。 两个构件上参与接触而构成运动副的点、线、面等元素被称为运动副要 素。 运动副有多种分类方法： 按照运动副的接触形式分类： 面和面接触的运动副在接触部分的压强较低，被称为低副，而点、线接 触的运动副称为高副。 按照相对运动的形式分类：

精密机械设计基础第3章习题答案

第三章 3-1 解：截面法，求直杆任一截面处的内力。 1）截面Ⅰ-Ⅰ处的内力，根据平衡条件： F 1＝30KN ， σ1＝30000/300＝100（Mpa ） 1 114 100 10000.52010 l l mm E σ?==?=? 2）截面Ⅱ-Ⅱ处的内力，根据平衡条件： F 2＝30－50KN ＝－20（KN ） σ2 l ?3）F σ3l ?) 3-2 解： 。 []259.8B BC MPa σσ≈<，所以AC 杆和BC 杆的强度合格。 3-3 解：受力分析围绕B 点，将AB 、BC 两杆截开得分离 体，设F 1压力，F 2为拉力，根据平衡条件： 2sin30F F ?= []20.50.548BC F F B KN σ==?= 21cos30F F ?= []210.50.5/cos300.540AB F F F A KN σ==?=?≈ 在B 点可吊最大载荷为40KN （若是48KN ，则AB 杆内的应力会超出许用应力）。 F 1F 2 Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅲ F B F A 1F 2

3-4 解：题示螺栓联接有两个剪切面，则剪切力Q ＝F/2＝100KN ，由[]2 /4 Q d ττπ= ≤ 得 ： 40d mm ， 即螺栓直径应大于等于40mm 。 3-5 解：题示铆钉联接剪切面，剪切力Q ＝F []222 4424 106/4(17) Q F KN MPa d d mm ττπππ?= ==≈≤? 所以铆钉强度合格。 3-6 解：杠杆为三力杆，三力汇交，故在B 点处受力F 如图所示。列平衡方程： 12122()040sin 45800cos 450sin 45B X BX Y BY M F F F F F F F F F F ?==?-??? ==-++??? ==-?? ∑∑ 即d ≥ 15mm 。 3-7 3-8 段内I-I 处截开， 体， 12＝2000(N.m) 可作扭矩图如图。 2) ma m x ax max 33 50000.20.20.1 t Mn Mn W d τ=≈=?=25(Mpa) 处于CB 段外圆周边。 3) 11 64 5000 0.50.00382000100.10.1 p Mn l GI ?-=≈ ?≈-???(rad) 2264 2000 0.50.001282000100.10.1 p Mn l GI ?= ≈?≈???(rad) 所以123 1.20.0018???=+=-+=-(rad)≈-0.103° 即截面C 相对A 的扭转角为 0.103° F B M 1 M 2 Mn Mn Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ 2000 -5000 + -

精密仪器课程设计报告

设计报告 设计名称：精密仪器课程设计 学生姓名：陈静学号：1001170101地点：机械楼420 时间：年月日～年月日提交报告日期：年月日 成绩与评语： 指导教师签名： 南京理工大学机械工程学院

课程设计报告摘要 摘要：本设计采用柔性铰链精密工作台、电致伸缩微位移器驱动、电容式位移传感器测量、微机控制方案，对精密微动工作台的静、动态特性进行测试。本设计报告中阐述了微位移技术的应用及国内外发展状况和该系统设计的原理及其测试方法，并给出了实验结果。 关键词：柔性铰链电致伸缩微位移器电容位移传感器微机控制特性测试 Abstract:This design adopts the flexible hinge precision worktable, the electric circuit displacement device driver, capacitive displacement transducer to measure and the microcomputer control system. It also tests static and dynamic characteristics of the precision micro bench. This design report expounds the micro displacement technology application and development situation at home and abroad, principle of the system design and the test method. It also give the experimental results . Key words: the flexible hinge the electric circuit displacement device capacitive displacement transducer microcomputer control test characteristics

精密机械设计题库

一.判断 1.正弦机构是由曲柄滑块机构演化而来，具体是将滑块上的转动副变化为移动副。（√）（赵越） 2.曲柄滑块机构当滑块为主动件时，存在死点位置。（√）（赵越） 3.平面连杆机构中，θ越大，K值越大，集回运动的性质越显著。 （√）（赵越） 4.平面四杆机构的极位夹角θ越小，则机构的急回特征越显著。 （×）（赵越） 5.在曲柄滑块机构中，当滑块移动的导路中心线通过曲柄回转中心时，称为偏执曲柄滑块机构。（×）（赵越） 6.仿型法的优点是可在普通铣床上加工，缺点是加工不连续，生产率低，成本较高，不宜用于大批量生产。（√）（霍力群） 7.对于压力角为20°的标准渐开线直齿圆柱齿轮，理论上最小齿数为17。（√）（霍力群） 8.齿轮的失效形式主要是：轮齿的折断，齿面的点蚀，磨损和胶

合等。（√）（霍力群） 9.斜齿圆柱齿轮的齿向分为左旋，右旋。（√）（霍力群） 10.根切现象对齿轮没有影响。（×）（霍力群） 11.行星轮系是指只具有一个自由度的轮系。（√） （李泽明） 12.增大模数，齿轮的重合度变大；增多齿数，齿轮的重合度变小。（×） （李泽明） 13.仿形法的缺点是必须使用专用的机床。（×） （李泽明） 14.惰轮既能改变传动比也能改变传动方向。（×） （李泽明） 15.对齿轮传动的基本要求之一是其瞬时传动比应当保持恒定。（√） （李泽明） 16.在直动从动件盘形凸轮机构中进行合理的偏置，是为了同时减小推程压力角和回程压力角。

（×） （彭江舟、谈曾巧） 17.当凸轮机构的压力角的最大值超过许用值时，就必然出现自琐现象。（×） （彭江舟、谈曾巧） 18.凸轮机构中，滚子从动件使用最多，因为它是三种从动件中的最基本形式。（×） （彭江舟、谈曾巧） 19.滚子从动件盘形凸轮机构中，基圆半径和压力角应在凸轮的实际廓线上来度量。（×） （彭江舟、谈曾巧） 20.滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。因此，只要将理论廓线上各点的向径减去滚子半径，便可得到实际轮廓曲线上相应点的向径。（×） （彭江舟、谈曾巧） 21.从动件按等速运动规律运动时，推程起始点存在刚性冲击，因此常用于低速的凸轮机构中。 （√） （彭江舟、谈曾巧） 22.在直动从动件盘形凸轮机构中当从动件按简谐运动规律运动时，必然不存在刚性冲击和柔性冲击。 （×）

精密机械与精密仪器系

精密机械与精密仪器系 080202机械电子工程 本学科涉及机械、电子、计算机、自动控制、信息处理等多个领域，以机械理论、现代控制理论、计算机控制技术、工程测试与信号分析等为技术基础，以机电一体化技术、传感器检测技术、现代数控技术和机电设备故障诊断等技术为专业技术，主要从事以机电一体化技术研究领域为主体、与控制、信息科学等领域相关的理论、技术、工程应用方面的研究。本学科是理论和实践紧密结合的综合性技术学科，覆盖的应用领域包括国防技术装备、高新技术工业、交通、航空航天、医疗装备等等。 2011招生专业 单位名称（系、院、科研机构）：精密机械与精密仪器系

面试内容包含：1）口语交流，专业英文短文现场翻译； 2）学科基础知识：机械类，测量/测试类，数控类，光学类，计算机应用类；（机械CAD 类；编程类（VB/VC））；科学计算类（Matlab、Ansys等）； 3）综合素质实践能力 笔试覆盖内容：1）机械设计基础：结构的力学分析，机械零件的设计；机械制造技术 基础；加工质量分析，零件价格方法和制造工艺过程分析； 2）电路：半导体器件及电路基础，基本电路及分析基础，运算放大器电路，组合逻辑 电路与触发器，振荡器； 3）测试技术：常用传感器的原理及应用，信号调理。相关分析院里，反馈式传感器原 理，常用量的电测方法； 4）自动控制：控制系统微分方程的建立，拉氏变换及反变换，方框图及其简化，控制 系统频率相应特性，伯得图的绘制，根轨迹绘制，控制系统稳定性分析。 080401精密仪器及机械 为适应我国国民经济发展和国家建设的需要，培养德、智、体全面发展的、面向仪器科学与技术领域的高层次专门技术人才，并适应新世纪科学和技术进步在新兴交叉学科发展的需求。本系在“仪器科学与技术”（0804）一级学科具有博士授予权。 “精密仪器及机械”学科以精密机械、电子学、光学和计算机技术等多学科理论和技术基础的融合为基本特征，培养学生具有深厚的数理、工程技术基础，有宽广知识面，较强的创新能力和实践能力。随着现代科学技术的发展，本学科所覆盖的“光机电算”一体化技术不仅体现知识的综合应用能力，也已成为高新技术的具体体现。无论是在国家经济建设和科技基础的研究，还在国防安全重大、重要技术装备等多方面都担负重要角色。 2011招生专业 单位名称（系、院、科研机构）：精密机械与精密仪器系