精密机械设计-2

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。

电子精密机械设计第四版课程设计一、课程设计题目开发一种控制机器人进行三维绘图的系统。

二、课程设计目的和要求本课程设计旨在通过实践掌握电子精密机械设计方案制定的方法与技能，理解数字信号处理、控制系统设计等相关知识，培养学生的团队合作能力和创新意识，提高综合应用能力。

设计要求如下：1.设计一个机器人系统，能够绘制三维图形，并实现在三维空间中进行定位、计算和控制；2.要求把控制板、传感器、执行机构集成在一起，进行系统初步调试；3.实现系统的稳定工作、快速响应、准确定位。

三、课程设计内容和关键技术本课程设计的主要内容为：1.机器人的机械结构设计：–机械臂的设计和选择；–电机、减速器选型；–机械结构的设计、加工和装配等。

2.控制系统的设计和开发：–传感器的选型和布局；–控制板的选型和编程；–控制算法的设计和实现；–控制系统的调试和优化等。

3.三维绘图软件的开发：–定义文件格式和通信协议；–设计软件界面和功能菜单；–实现三维图形绘制、旋转、缩放和平移等功能；–远程控制机器人运动，完成三维绘图。

关键技术包括：1.机器人的运动学和动力学模型；2.数字信号处理和控制算法；3.机器人的反馈控制和运动控制；4.硬件和软件的集成。

四、课程设计进度和安排1.第1周：确定课程设计方案，分组，制定计划，验收标准，排查风险；2.第2-3周：机械结构设计和制造；3.第4-5周：电机和控制板选型、传感器布局和测试；4.第6-8周：控制算法编程，控制板和传感器调试；5.第9-10周：机械结构和控制板的集成和测试；6.第11-12周：开发三维绘图软件，测试整个系统；7.第13周：做结课报告。

五、课程设计评估和考核本课程设计按照以下标准进行考核：1.课程论文（含设计方案、设计报告等）：60分；2.课程演示和答辩：20分；3.课程实验和实践：20分。

六、参考文献1.《机器人的运动学与动力学模拟与分析》；2.《机器人学与控制》；3.《数字信号处理》；4.《自适应控制理论与设计》；5.《控制工程基础》。

合肥工业大学《精密机械设计》课程设计指导教师：刘善林设计人员：08-测控三班20080090刘昊乐08-测控三班20080091李建荣08-测控三班20080092 金鑫08-测控三班20080093 蒋婷婷08-测控三班20080094 宋冰清08-测控三班20080095 盖玉欢08-测控三班20080096 杨杰二级圆柱直齿轮减速器设计目录：一、设计任务书；二、传动方案的比较和拟定；三、各级传动比的分配，计算各轴的转速、功率和转矩；四、电动机的选择；五、齿轮的设计计算；六、轴的设计计算；七、滚动轴承的选择和计算；八、联轴器的选择；九、减速器的技术特性、润滑方式、润滑剂的择；十、其他说明；十一、参考文献一、设计任务书（一）设计课题二级圆柱直齿轮减速器的设计（二）技术指标1、减速器输出功率1.95kw;2、减速器输入轴转速960r/min;3、总传动比i=10;4、使用寿命10年，每年工作250天，每天工作8小时；5、双向传动（传动无空回），载荷基本稳定，常温工作。

二、传动装置总体设计拟定设计方案：展开式特点：输入输出轴不在同一方向，结构简单，非对称分布，轴向尺寸小，径向尺寸大。

三、各级传动比的分配，计算各轴的转速、功率和转矩1、分配各级齿轮传动比i i i )5.1~3.1()5.1~3.1(3212/=== 1.4*10 =3.74i 2’3=2.672、计算各轴的转速、功率和转矩 （1）转速nn 1=n 3*i n 2=n 3* i 2’3 n 1=960r/min n 3=96r/min n 2=256.32r/min (2)功率pp g =p 3*ηr ηr ---一对轴承效率（0.97）p 3=p 2*ηr *ηs ηs ---低速级齿轮传动效率（0.97） p 2=p 1*ηr *ηf ηf ---高速级齿轮传动效率（0.97） p 1=p*ηc ηc ---联轴器效率（0.99）p---电机的输出功率 p g ---减速器输出功率（已知）∵p g =1.95kw ∴p 3=2.01kw p 2=2.14kw p 1=2.27kw p=2.29kw(3)转矩T 及其分布T 1=9550000 * p 1 / n 1=22581.771N.mm T 2=9550000 * p 2/ n 2=79654.799N.mm T 3=9550000*p 3/n 3=199953.125N.mm四、电动机的选择1、按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V ，Y 型。

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。

精密机械课程设计说明书二自由度机械手学院光电学院班级测控1302小组组长耿华婧2013010413小组成员李庆龄2013010415马文 2013010418孙亚培 2013010420指导老师闫光课设日期2016.1前言机械手工程是近二十多年来迅速发展起来的综合学科，它集中了机械工程、电子工程、计算机工程、自动控制工程以及人工智能等多种学科的最新，机械手的研究、制造和应用水平，是一种机体独立，动作自由度较多，自动化程度高的自动操作机械。

机械手的研究、制造和应用水平，是一个国家科技水平和经济实力的象征，正受到许多国家的广泛重视。

通常把传送机构的运动称为传送机构的自由度。

从力学的角度分析，物件在空间只有6个自由度。

因此为抓取和传送在空间不同位置和方位物件，传送机构也应具有6个自由度。

常用的机械手传送机构的自由度还多为少于6个的。

一般的专用机械手只有2～4个自由度，而通用机械手则多数为3～6个自由度（这里所说的自由度数目，均不包括手指的抓取动作）。

我们小组选择设计一个二自由度机械手，通过齿轮和齿条的传动，以及电机旋转的带动作用，实现上下移动和绕轴旋转这两个自由度。

具体设计情况见后文。

目录一、设计任务及小组分配 (5)1.课程设计目的 (5)2.主要任务 (6)二、结构设计说明 (7)1.初始方案草图 (7)2.存在问题及解决方案 (8)三、主要参数计算过程及结果 (10)1.各部分材料选择说明 (10)2.底座外形尺寸及质量初步估计 (11)3.齿轮和直齿条的相关计算 (12)4.电机的选择 (14)5.联轴器的相关计算 (16)6.电机处四个螺栓的计算 (17)7.板材右侧及左侧配重的计算 (17)四、其它技术说明 (18)五、改进设想 (18)六、设计小结 (19)一、设计任务及小组分配1.课程设计目的“精密机械设计基础”课程设计作为实践环节对于整个课程具有非常重要的意义。

学生在这个环节中不仅是完成一项指定任务，更重要的是实际走过一个完整的设计过程。

一、目录一、目录 (2)二、设计任务书 (3)三、传动方案的比较和拟定 (3)四、各级传动比的分配 (4)五、各轴的转速、功率和转矩 (5)六、电动机的选择 (8)七、齿轮的设计计算 (13)八、轴的设计计算 (13)九、滚动轴承的选择和计算 (13)十、联轴器的选择 (13)十一、键的选择与校核 (13)十二、减速器的技术特性、润滑方式、润滑剂的选择 (13)十三、参考文献 (26).二、设计任务书（一）、设计课题：二级圆柱直齿轮减速器的设计（二）、技术指标：（1）减速器输出功率: 2.66kw。

（2）减速器的输入轴转速:960r/min。

（3）总传动比: i=10。

（4）使用寿命10年，每年工作250 天，每天工作8小时。

（5）双向传动（传动无空回），载荷基本稳定，常温工作。

三、传动方案的比较和拟定（一）、拟定设计方案：1.展开式2.同轴式（二）、选择设计方案：根据老师分组要求，选择同轴式方案。

简图如下：其特点为：减速器长度方向尺寸缩小，两级大齿轮直径较为相近，有利于浸油润滑，结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。

四、各级传动比的分配高速级的两齿轮分别为齿轮1和齿轮2，低速级的两齿轮分别是齿轮2’和齿轮3。

高速级的传动比为i12，低速级的传动比为i2’3。

选择i12=i2’3，又因为i12.i2’3=10,则i12=3.16,i2’3=3.16五、各轴的转速、功率和转矩（一）、各轴的转速n：因为n1=n3·i; n2=n3·i2’3, n1=960r/min，则n2= n2’=303.58r/min, n3=96r/min. （二）、各轴的功率P:假设输入轴的功率为，中间轴的功率为，输出轴的功率为。

已知工作机的功率为P g=2.66kw;由P1=P·ηc；P2=P1·ηr ·ηf; P3=P2·ηr·ηs;P g=P3·ηr;式中ηc——联轴器效率（0.99）ηr——一对轴承效率（0.97）ηf——高速级齿轮传动效率（0.97）ηs ——低速级齿轮传动效率（0.97）P——电机输出效率→P——额定功率（应稍大于所需功率）则可计算出P=3.13kw,P1=3.01kw, P2=2.92kw,P3=2.74kw. （二）、各轴的转矩T:转矩T及其分布为T=9550000P tn tN·mm i=1,2,3所以转矩T1=30838.54N·mmT2=T2′=91542.59N·mmT3=272572.92N·mm六、电动机的选择由参考资料可查得，选择电动机的型号是Y132S2，其额定输出功率为3kw，同步转速1000 r/min，额定转速960 r/min，重量为73Kg。

简介：这本书强调基础工程和工程实践。

这是精密机械领域的经典之作，寓教于乐，启迪智慧，激发创新。

它也是麻省理工学院公共课程的指定书籍。

在这本书中，精密机械被视为一个完整的系统，在这个系统中，各种部件相互配合。

重点研究精密机械零件的机械结构设计及其与传感器和控制系统的集成，以获得良好的系统性能。

在设计中，着重分析了设计对整个系统的精度、重复性和分辨率的影响，并给出了许多创造性的设计实例。

本书共分为十章：第一章：精密机械设计概论；第二章。

第2章：基本精度、重复性和分辨率原理，第3章模拟传感器，第4章光学传感器，第5章传感器安装和校准，第6章旋转中心的几何误差和热误差，第7章系统设计注意事项，第8章接触轴承，第9章非接触轴承，第10章传输和传输。

本书适用于机械工程、仪器科学与技术领域的研究人员和工程师以及该领域的研究生或高年级本科生的教材。

前言：历史证明，精密机械是工业社会的基本要素。

事实上，从集成电路制造到光学零件加工再到汽车生产，现代工业高度依赖精密机械。

鉴于有许多优秀的机械零件设计教科书，本书假定读者熟悉相关概念。

精密机械是一个各部分相互配合的集成系统。

因此，本书侧重于精密机械零件的结构设计和精密机械零件、传感器和控制系统的集成优化设计。

在部件设计的讨论中，讨论了设计如何影响机器的整体精度、重复性和分辨率。

没有一本教科书可以涵盖机械、传感器和控制系统的设计。

本书主要涉及精密机械零件和设备的集成设计。

对于传感器和控制系统，首先介绍了它们的基本工作原理，然后通过实例给出了市场上常见传感器的特点。

控制系统的设计主要讨论控制单元的选择及其对机械可控性的影响。

创新与设计的结合。

本书旨在为读者提供清晰的理论背景和实验方法。

在以往的设计课程教学中，由于要为学生的课程设计准备足够的参考书目，我经常感到沮丧。

相反，从学生的角度来看，设计往往因为没有必要的数据目录而延误设计计划的顺利完成。

因此，在本书的设计实例中，给出了作者认为非常有用的市面上许多常见部件的性能参数。

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。

合肥工业大学《精密机械设计》课程设计指导教师：刘善林设计人员：08-测控三班 20080090刘昊乐 08-测控三班 20080091李建荣 08-测控三班20080092 金鑫 08-测控三班20080093 蒋婷婷 08-测控三班20080094 宋冰清 08-测控三班20080095 盖玉欢 08-测控三班20080096 杨杰二级圆柱直齿轮减速器设计目录：一、设计任务书；二、传动方案的比较和拟定；三、各级传动比的分配，计算各轴的转速、功率和转矩；四、电动机的选择；五、齿轮的设计计算；六、轴的设计计算；七、滚动轴承的选择和计算；八、联轴器的选择；九、减速器的技术特性、润滑方式、润滑剂的择；十、其他说明；十一、参考文献一、设计任务书（一）设计课题二级圆柱直齿轮减速器的设计（二）技术指标1、减速器输出功率1.95kw;2、减速器输入轴转速960r/min;3、总传动比i=10;4、使用寿命10年，每年工作250天，每天工作8小时；5、双向传动（传动无空回），载荷基本稳定，常温工作。

二、传动装置总体设计拟定设计方案：展开式特点：输入输出轴不在同一方向，结构简单，非对称分布，轴向尺寸小，径向尺寸大。

三、各级传动比的分配，计算各轴的转速、功率和转矩1、分配各级齿轮传动比i i i )5.1~3.1()5.1~3.1(3212/=== 1.4*10 =3.74i 2’3=2.672、计算各轴的转速、功率和转矩 （1）转速nn 1=n 3*i n 2=n 3* i 2’3 n 1=960r/min n 3=96r/min n 2=256.32r/min (2)功率pp g =p 3*ηr ηr ---一对轴承效率（0.97）p 3=p 2*ηr *ηs ηs ---低速级齿轮传动效率（0.97）p 2=p 1*ηr *ηf ηf ---高速级齿轮传动效率（0.97） p 1=p*ηc ηc ---联轴器效率（0.99）p---电机的输出功率 p g ---减速器输出功率（已知）∵p g =1.95kw ∴p 3=2.01kw p 2=2.14kw p 1=2.27kw p=2.29kw(3)转矩T 及其分布T 1=9550000 * p 1 / n 1=22581.771N.mm T 2=9550000 * p 2/ n 2=79654.799N.mm T 3=9550000*p 3/n 3=199953.125N.mm四、电动机的选择工电12i 23i T 2T 3T 1p 3p gp 1n 2n 3n 2p1、按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V ，Y 型。