精密机械设计绪论.ppt

精密机械与仪器设计,学分：4学分学时：80,周剑思考：,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。,绪论,本课程的教与学精密机械的相关知识精密机械设计的要求和程序,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,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”；,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,(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,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-测量精度微米级：m纳米级：nm,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,光存储DVD-R主要规格,harddiskdrive硬盘技术,Future未来发展,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m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010m，定位精度小于0.03m,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。,微型飞机,精密机械小型机械,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,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,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5m的微型镊子可以夹起一个红血球。尺寸为7mm7mm2mm的微型泵流量可达250l/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)。,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3mm3mm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1.5m的微细轴。,（一）机械的组成,三精密机械设计的基本要求及一般程序,轿车组成：,任何机器都是由许多零件组合而成的。,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。,(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,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,XE-2100b全自动血液分析仪,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