精密机械设计

1、重庆大学专用 作者： 潘存云教授 精密机械设计基础精密机械设计基础刘京诚刘京诚2013年年9月月重庆大学专用 作者： 潘存云教授 01 本课程研究的地位和作用本课程研究的地位和作用02 本课程基本任务和要求本课程基本任务和要求03 本课程的目的和一般方法本课程的目的和一般方法04 课程的性质和学习方法课程的性质和学习方法第第0 0章章 绪绪 论论05 机械设计学科发展现状简介机械设计学科发展现状简介重庆大学专用 作者： 潘存云教授 顾名思义，本课程研究对象为：精密机械及设计基础顾名思义，本课程研究对象为：精密机械及设计基础一、关于精密机械的概念一、关于精密机械的概念 精密机械精密机械是相对一般

2、机械而言，它要求是相对一般机械而言，它要求准确准确地传地传递位移及运动。递位移及运动。 01 精密机械设计课程的地位和作用精密机械设计课程的地位和作用 随着生产和科学技术的发展，精密机械已广泛地应用于随着生产和科学技术的发展，精密机械已广泛地应用于国民经济、国防等各个领域。如科学仪器、自动化仪表、精密国民经济、国防等各个领域。如科学仪器、自动化仪表、精密加工机床、医疗器械、计算机外围设备；仿生技术中的机械臂、加工机床、医疗器械、计算机外围设备；仿生技术中的机械臂、机器人；宇航技术火箭卫星及测控伺服系统等机器人；宇航技术火箭卫星及测控伺服系统等 。1、什么是精密机械、什么是精密机械：精度高、功能

3、强的机械精度高、功能强的机械 王大珩院士提出：获取、传递、处理信息的机械。王大珩院士提出：获取、传递、处理信息的机械。或称光机电算一体化（机电一体化、机电仪一体化）或称光机电算一体化（机电一体化、机电仪一体化）设备。设备。 Mechatronic。 “机械是改造世界的工具，仪器是认识世界的工具机械是改造世界的工具，仪器是认识世界的工具” 重庆大学专用 作者： 潘存云教授 机械机械机器（机器（machinemachine）斜面斜面任何机械都经历了：任何机械都经历了：简单简单复杂的发展过程。复杂的发展过程。2、什么是机械：、什么是机械： 机械机械人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实人造的用来减轻或

4、替代人类劳动的多件实物的组合体。物的组合体。a machine may be further defined as a device consisting of two or more resistant, relatively constrained parts that may serve to transmit and modify force and motion in order to do work. 机构（机构（mechanismsmechanisms） （包括：龙门吊、（包括：龙门吊、鹤式吊鹤式吊、汽车吊、汽车吊、卷扬机、叉车、电梯电脑控制）。卷扬机、叉车、电梯电脑控制）。一般

5、而言， 机械是机器和机构的总称杠杆杠杆 起重轱辘起重轱辘滑轮组滑轮组 手动手动(电动)葫芦葫芦现代起重机现代起重机起重机的发展历程：起重机的发展历程： 日常生活生产中我们经常要利用和接触许多机器，如缝纫机、日常生活生产中我们经常要利用和接触许多机器，如缝纫机、洗衣机、复印机、各种机床（洗衣机、复印机、各种机床（machine tool）、汽车、手表等等。）、汽车、手表等等。重庆大学专用 作者： 潘存云教授 2 2）机器）机器 根据某种具体使用要求而设计的多件实物的组合根据某种具体使用要求而设计的多件实物的组合 体。体。如如: : 缝纫机缝纫机、洗衣机、各类机床、运输车辆、农用机器、洗衣机、各类

6、机床、运输车辆、农用机器、起重机起重机、检测设备、检测设备等。等。 1 1）机构）机构 能够用来传递运动和力或改变运动形式的多件能够用来传递运动和力或改变运动形式的多件 实物的组合实物的组合体。体。如如：连杆机：连杆机构、凸轮机构、凸轮机构、齿轮机构构、齿轮机构等。等。种类有限3）机械分类：机械分类：可按作用和性能分，可按作用和性能分，如原动机、工作机等如原动机、工作机等原动机：原动机：实现能量转换实现能量转换 数量有限数量有限（1）动力机械：）动力机械：获取能量、改变能量形式获取能量、改变能量形式发动机（如内发动机（如内燃机、蒸汽机、电动机等燃机、蒸汽机、电动机等）工作机：工作机：完成有用功

7、完成有用功 种类繁多种类繁多（1）加工机械）加工机械：改变物体形状改变物体形状机床，金属切削机床、机床，金属切削机床、木工机床、物镜（玻璃）加工机床等木工机床、物镜（玻璃）加工机床等 重庆大学专用 作者： 潘存云教授 （2）运输机械：）运输机械：汽车、机器人汽车、机器人 （3）获取、传递、处理信息的机械：）获取、传递、处理信息的机械：测试、分析仪测试、分析仪器、器、ORC、阅卷机、相机、阅卷机、相机 DC3 3、精密机械的类别：、精密机械的类别： 1 1）精密机床精密机床：NCNC、CNCCNC、MCMC、FMSFMS、2 2）半导体加工机床：半导体加工机床：集成电路（集成电路（CPUCPU、

8、SSPASSPA）0 0.013UM013UM3 3）光学仪器：光学仪器：测绘仪、照相机、高空探测、微粒测量、谱测绘仪、照相机、高空探测、微粒测量、谱仪仪4 4）精密仪器：精密仪器：圆度仪、三坐标、圆度仪、三坐标、5 5）机器人：机器人：工业机器人、娱乐机器人、军事机器人、工业机器人、娱乐机器人、军事机器人、 微型、智能微型、智能 。重庆大学专用 作者： 潘存云教授 6）信息处理设备：信息处理设备：计算机外围处理设备（打印机、扫描计算机外围处理设备（打印机、扫描仪）、光电信息设备（数码相机）仪）、光电信息设备（数码相机） 7）医疗机械：医疗机械：现代医疗设备（现代医疗设备（CT、分析仪）、分析

9、仪）、x光机、光机、义牙种植义牙种植4、精密机械仪器发展特点：、精密机械仪器发展特点： 是一门新兴的综合应用光学、电路、计算机、机是一门新兴的综合应用光学、电路、计算机、机械等学科的一体化技术（械等学科的一体化技术（图示说明图示说明）-结构更精巧、结构更精巧、动作更准确、零件精度更高。动作更准确、零件精度更高。 5精密机械结构作用精密机械结构作用 1）组成具有确定运动规律的相对运动系统）组成具有确定运动规律的相对运动系统 2）调整、固定和稳定光学与电子装置的结构位置）调整、固定和稳定光学与电子装置的结构位置重庆大学专用 作者： 潘存云教授 6精密机械的作用精密机械的作用 机、光、电、算一体化技

10、术，极大地扩大了精密机、光、电、算一体化技术，极大地扩大了精密机械的应用范围，也为精密机械学科的发展开辟了更机械的应用范围，也为精密机械学科的发展开辟了更加广阔的途径。加广阔的途径。 仪器仪表作为信息获取、变送传输、数据处理和仪器仪表作为信息获取、变送传输、数据处理和执行控制等多种功能的高级工具，也已经从早期单一执行控制等多种功能的高级工具，也已经从早期单一的机械式的和光学机械式仪器仪表，发展成为以光机的机械式的和光学机械式仪器仪表，发展成为以光机电一体化和智能化为基本特征的现代仪器仪表。电一体化和智能化为基本特征的现代仪器仪表。 精密机械系统与结构仍是现代仪器仪表的基础和重要组成部分。直接影

11、响仪器仪表的性能指标、工作可靠性和稳定性。 精密机械系统与结构在现代仪器仪表中仍以其不可替代的功能和作用而占有十分重要的地位与作用。 重庆大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制1、典型机器（内燃机）的分析：、典型机器（内燃机）的分析：1）内燃机）内燃机组成：组成：内燃机内燃机65438712910汽缸体汽缸体1、活塞活塞2、进气阀进气阀3、排气阀排气阀4、连杆连杆5、曲轴曲轴6、凸轮凸轮7、顶杆顶杆8、 齿轮齿轮9、102）工作原理：）工作原理：（1）活塞下行，进气阀开启，混合气体进入汽缸活塞下行，进气阀开启，混合气体进入汽缸；（2）活塞上行，气阀关闭，混合气体被压缩，在顶部点火燃烧；活

12、塞上行，气阀关闭，混合气体被压缩，在顶部点火燃烧；（3）高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；（4）活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽缸活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽缸。循环运动的结果，使曲轴输出连续的旋转运动 二、机械实例二、机械实例 从上可知机器的种类繁多，结构、性能从上可知机器的种类繁多，结构、性能和用途等各不相同，但都具有和用途等各不相同，但都具有相同的基本特相同的基本特征可寻。征可寻。重庆大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制设计：潘存云进气进气压缩压缩爆炸爆炸排气排气内燃机的工作过程：内燃机的工作过程：活塞的往复运动通过连杆转变为

13、曲活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴的连续转动，该组合体称为：轴的连续转动，该组合体称为：3）内燃机各部分的作用：）内燃机各部分的作用：曲柄滑块机构曲柄滑块机构凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；称为：凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；称为：凸轮机构凸轮机构两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动作，称为：作，称为：齿轮机构齿轮机构各部分各部分协调动作协调动作的结果：的结果： 化学能化学能 机械能机械能重庆大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制电动机电动机2、工件自动载送装置分析、工件自动载送装置分析1）含带传动机构、蜗）含带传动机构、蜗杆

14、传动、凸轮机构、杆传动、凸轮机构、连杆机构等。连杆机构等。动爪动爪定爪定爪装配夹具装配夹具工件载送器工件载送器滑杆滑杆档块档块凸轮机构凸轮机构蜗杆传动蜗杆传动带传动带传动连杆机构连杆机构工件工件2）滑杆左移时，夹持）滑杆左移时，夹持器将工件夹住。器将工件夹住。3）滑杆带着工件右移）滑杆带着工件右移时，夹持器动爪受挡时，夹持器动爪受挡块的压迫将工件松开，块的压迫将工件松开，工件落入载送器被传工件落入载送器被传送到下一道工序。送到下一道工序。强调代替人类完成有用工作 自动装卸机构.avi重庆大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制控制器控制器(控制控制)电动机电动机(原动原动)带带(传动传动)

15、减速器减速器(传动传动)波轮波轮(工作工作)3、自动洗衣机的组成分析、自动洗衣机的组成分析：潘存云教授研制重庆大学专用 作者： 潘存云教授 4、机器的共有特征、机器的共有特征： 各部分有各部分有确定的相对运动确定的相对运动；代替或减轻人类劳动，必须能代替或减轻人类劳动，必须能作有用功作有用功，完，完成物流、信息的传递及能量的转换。成物流、信息的传递及能量的转换。 机器的作用 人造的实物组合体（不是天然的）；人造的实物组合体（不是天然的）；5、机构的共有特征：、机构的共有特征：除具有机器的除具有机器的 特征外；还具有用来特征外；还具有用来传递力或传递力或实现运动实现运动的转换特征。的转换特征。1

16、）机器和机构最明显的）机器和机构最明显的区别区别是是：机器能机器能作有用功作有用功，而机构不能，机构仅能实现预，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。期的机械运动。重庆大学专用 作者： 潘存云教授 通过对典型机器、机构进行分析可知： 通用机构通用机构-用途广泛，用途广泛，如齿轮机构如齿轮机构、连杆机构、连杆机构等。等。专用机构专用机构-只能用于特定场合，如钟表的擒纵机构。只能用于特定场合，如钟表的擒纵机构。机械机械机器机器机构机构原动机原动机工作机工作机通用机构通用机构专用机构专用机构6、机械的组成、机械的组成2）两者之间的）两者之间的联系联系： 任意复杂的机器都是由若干组机构按一定规律组合

17、而任意复杂的机器都是由若干组机构按一定规律组合而成的成的系统系统，最简单的机器只有最简单的机器只有一个机构一个机构 。实际机器的种类有成千上万种， 但机构的种类确有限。类似关系：化合物与化学元素。机器与机构在结构和运动方面并无区别（仅作用不同）机器与机构在结构和运动方面并无区别（仅作用不同） ，故，故统称为统称为机械机械。人造的组合体、有确定的相对运动重庆大学专用 作者： 潘存云教授 工作机的组成：工作机的组成：原动部分原动部分是工作机动力的来源，最常见的是电动机是工作机动力的来源，最常见的是电动机 和内燃机。和内燃机。 工作部分工作部分完成预定的动作，位于传动路线的终点。完成预定的动作，位于

18、传动路线的终点。 传动部分传动部分联接原动机和工作部分的中间部分。联接原动机和工作部分的中间部分。 控制部分控制部分保证机器的启动、停止和正常协调动作。保证机器的启动、停止和正常协调动作。 其关系如下原动机原动机 传动传动 工作工作 控制控制 重庆大学专用 作者： 潘存云教授 6、了解几个基本概念：、了解几个基本概念： 零件或元件零件或元件是组成精密机械的基本单元称为零件或元是组成精密机械的基本单元称为零件或元件，是机器的件，是机器的制造单元制造单元（齿轮、轴、螺钉）；（齿轮、轴、螺钉）；1）机器的）机器的制造单元、运动单元制造单元、运动单元构件或部件构件或部件 为完成同一任务，由零件组合成的

19、零件组合为完成同一任务，由零件组合成的零件组合体称为构件或部件，它构成机器的体称为构件或部件，它构成机器的运动单元运动单元（减震器、阻尼器（减震器、阻尼器、计数器、限动器、减速箱、发动机、计数器、限动器、减速箱、发动机（或称某某总成）（或称某某总成） ），），构件可由一个或几个零件组成。构件可由一个或几个零件组成。2）机架、原动件、从动件、机构）机架、原动件、从动件、机构重庆大学专用 作者： 潘存云教授 机架：机构中相对不动的构件。原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。输入构件从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。输出构件 机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体称为机构。

20、重庆大学专用 作者： 潘存云教授 02 本课程的基本任务和要求本课程的基本任务和要求1. 机构结构分析机构结构分析 基本知识基本知识研究机构运动的可能性研究机构运动的可能性; 能否运动机构运动的确定性；机构运动的确定性；下一个位置和运动方向是否唯一 机构的组成原理和结构分类。机构的组成原理和结构分类。 2. 机构的运动学（和动力学）知识机构的运动学（和动力学）知识 机构运动简图的绘制方法机构运动简图的绘制方法；用简单图形表示复杂机构一、一、 本课程的研究内容本课程的研究内容 研究光机电算精密机械中常用的机构、零件、部件工作原理，工作能力和精度及结构设计等诸多方面的一般设计计算的原则和方法。 重

21、庆大学专用 作者： 潘存云教授 材料与热处理、公差与配合等方面的基本知识材料与热处理、公差与配合等方面的基本知识；通用零部件的工作原理、特点、选型及设计方法；通用零部件的工作原理、特点、选型及设计方法； 3. 机械的结构设计知识机械的结构设计知识设计新机构的方法设计新机构的方法。按一定几何条件和运动条件机构的运动规律；机构的运动规律；不考虑引起机构运动的力的作用，仅从几何的观点来研究二、本课程的任务：二、本课程的任务： 1）使学生）使学生基本掌握精密仪器仪表中常用（通用）机构的结构基本掌握精密仪器仪表中常用（通用）机构的结构分析、运动分析、动力分析及其设计方法；分析、运动分析、动力分析及其设计

22、方法；2）使学生）使学生掌握通用机械零部件的原理、掌握通用机械零部件的原理、 特点、选型及设计计特点、选型及设计计算方法，培养学生能运用所学基础理论知识，解决精密机械零、算方法，培养学生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；部件的设计问题；重庆大学专用 作者： 潘存云教授 3）树立正确的设计思想，培养机构分析、机构综合与方案设树立正确的设计思想，培养机构分析、机构综合与方案设计能力，具备精密机械传动和仪器机械结构的设计能力。计能力，具备精密机械传动和仪器机械结构的设计能力。以以及对某些典型零、部件的精度分析，并提出改进措施。及对某些典型零、部件的精度分析，并提出改进措施。 掌

23、握一定的设计技能（正确使用手册、运用标准、规范），培养结构掌握一定的设计技能（正确使用手册、运用标准、规范），培养结构分析能力、设计计算能力、绘图能力；分析能力、设计计算能力、绘图能力；4）使学生了解常用机构和零、部件的试验方法；初步具有某使学生了解常用机构和零、部件的试验方法；初步具有某些零、部件的性能测试和结构分析能力。些零、部件的性能测试和结构分析能力。5）了解材料与热处理、互换性（公差与配合）方面的基本知了解材料与热处理、互换性（公差与配合）方面的基本知识，并能在工程设计中正确使用；识，并能在工程设计中正确使用；精密机械设计精密机械设计方案设计方案设计 结构设计结构设计 机械原理要解决

24、的问题机械原理要解决的问题 机械设计要解决的范畴机械设计要解决的范畴 重庆大学专用 作者： 潘存云教授 三、学习本课程的注意事项三、学习本课程的注意事项 机构与零部件的种类众多，完成同一工作任务，可选用机构与零部件的种类众多，完成同一工作任务，可选用不同类型的机构和零部件（两平行轴之间的传动不同类型的机构和零部件（两平行轴之间的传动皮带轮皮带轮、正斜齿轮、摩擦轮等）。因此在学习和工程设计的实践中、正斜齿轮、摩擦轮等）。因此在学习和工程设计的实践中，要树立辨证观点、理论联系实际，具体问题具体分析。不，要树立辨证观点、理论联系实际，具体问题具体分析。不能照搬照抄，要有创新精神。要求同学们：能照搬照

25、抄，要有创新精神。要求同学们： 1）注意理论联系实际，将机械零件的设计放到整个机械系）注意理论联系实际，将机械零件的设计放到整个机械系统中加以考虑；统中加以考虑；2）重点了解和掌握典型零部件的基本工作条件、原理；）重点了解和掌握典型零部件的基本工作条件、原理；3）掌握典型机械零部件设计的一般思路和方法；）掌握典型机械零部件设计的一般思路和方法； 重庆大学专用 作者： 潘存云教授 03 精密机械设计的目的和一般方法精密机械设计的目的和一般方法 一、一、 概述概述 一、一、设计精密机械时应满足的基本要求（其他机械也一样）设计精密机械时应满足的基本要求（其他机械也一样） 1功能要求：功能要求： 首先

26、满足功能要求。如设计发动机活塞检测仪时首先满足功能要求。如设计发动机活塞检测仪时首先满足功能要求：监测、控制、显示记录、数据处理、首先满足功能要求：监测、控制、显示记录、数据处理、打印、误差校正和补偿等功能打印、误差校正和补偿等功能 2 可靠性要求；可靠性要求； 在一定时间、一定使用条件下有效地实现预期功能在一定时间、一定使用条件下有效地实现预期功能工作安全可靠、操作维修方便。要有足够的强度、刚度、工作安全可靠、操作维修方便。要有足够的强度、刚度、绕度（稳定性）绕度（稳定性） 重庆大学专用 作者： 潘存云教授 3 精度要求：精度要求： 精度要求是精密机械的一项重要指标，设计时必须保证精精度要求

27、是精密机械的一项重要指标，设计时必须保证精密机械正常工作时的精度要求。如回转精度、导轨导向精度密机械正常工作时的精度要求。如回转精度、导轨导向精度4经济性要求：经济性要求：成本低成本低零件结构简单、工艺性好、省料，标准化、通用零件结构简单、工艺性好、省料，标准化、通用化、系列化化、系列化 5人-机友好：造型美观大方、色彩柔和、操作宜人 二、精密机械设计的一般步骤 精密机械系统结构设计（产品开发）过程大体有三种类型：开发性设计利用新原理、新技术设计新产品;适应性设计保留原产品的原理及方案不变，只对个别零 部件进行重新设计;变参数设计保留原产品的功能、原理方案和结构，仅改变零部件的尺寸和结构布局形

28、成系列产品。 重庆大学专用 作者： 潘存云教授 已新产品开发设计为例，从提出任务到投放市场的全部程序要经过如下四个阶段： 1调查决策阶段： 了解市场（用户）需求，收集有关的技术资料及新技术、新工艺、新材料的应用情况。拟定新产品开发计划书。方案多样，反复分析优化。决策是非常关键的一不，直接影响设计工作和产品开发成本2研究设计阶段：在决策后进行。1）第一步主要为功能设计研究称前期开发，任务是解决技术中的关键问题。需要对新产品进行实验研究和技术分析，验证原理的可靠性和发现存在的问题。并写出总结报告和、总布局图和外形图等等重庆大学专用 作者： 潘存云教授 2）第二步为新产品的技术设计称后期开发， 完成

29、后应绘制总装配图、部件装配图、零件工作图、各种系统图（传动系统、液压系统、电路系统、光路系统等）以及详细的设计说明书、使用说明和验收规程等各种技术文件。以上各个环节须相互配合与联系，设计工作往往经过多次修改与反复，逐步逼近，达到优化（技术先进可靠、经济合理、造型美观）3试制阶段：样机试制完成后，应进行样机实验，并作出全面的技术经济评价，以决定设计方案是否可行或需要修改。4、投产销售阶段：样机实验成功后，对于批量生产的产品尚须进行工艺、工装方面的生产设计。经小批试制、用户试用、改进和鉴定后，即可投入正式生产与销售。经过开展售后服务（），发现产品薄弱环节，进一步完善产品设计，提高产品可靠性，萌发新

30、的设计构思，开发新产品。 重庆大学专用 作者： 潘存云教授 精密机械（机器）设计的一般程序 市场调研可行性研究原理方案设计技 术设 计试制试验小批生产试销投产设计任务书定出最佳方案装配图、零件图、技术文件样机评价改进考核工艺性收集用户意见产品销售重庆大学专用 作者： 潘存云教授 1、课程性质：、课程性质： 专业（专业（ 技术）基础课技术）基础课 2、作用、作用： 承前启后承前启后 3、先修课程：、先修课程：高等数学、普通物理、工程制图、工程力学高等数学、普通物理、工程制图、工程力学同时，通过本课程的学习，可为今后学习诸如同时，通过本课程的学习，可为今后学习诸如测控仪器设计、测控仪器设计、机械制

31、造工艺学、精密计量技术机械制造工艺学、精密计量技术等专业课程打下基础，等专业课程打下基础， 作为一名工程技术人员，同学们在今后的工作岗位上将会接触各种各样的通用或专用机械，因此必须掌握机械方面的基础知识。04 、 课程的性质和学习方法课程的性质和学习方法4、课程的特点：、课程的特点：1）实践性强）实践性强2）综合性强）综合性强本课程是一门技术基础课，其研究对象是在生产实际中广泛应用的精密仪器及机械，所要解决的问题大多数是工程中的实际问题（与理论力学的不同点），因此要求学生加强基本技能的训练，如简图测绘、齿轮参数测量、百分表装拆等。要培养工程素养，作图应严格按要求进行。要重视实验课、课程设计等。

32、 3）独立性强）独立性强本课程学习要综合运用已学过的知识，很多内容与工程力学有关。有些内容可以说是理论力学的延续与扩展（用理论力学的原理分析具体的机械）。因此，一定要复习好理论力学材料力学、金属制造工艺基础中的有关内容。各章内容彼此独立，前后联系不甚密切。因此，要经常复习前面已学过的内容，以免出现猴子扮苞米的现象。有人戏称机械零碎。4) 四多：四多：内容多、概念多、符号多、公式多。内容多、概念多、符号多、公式多。 不要求死记硬背，关键在于理解，重点在于应用。会用自然能记住。重庆大学专用 作者： 潘存云教授 5、如何学习本课程？、如何学习本课程？ 着重搞清楚基本概念，理解基本原理，掌握机构着重搞

33、清楚基本概念，理解基本原理，掌握机构 分析与综合的基本方法。分析与综合的基本方法。 注意把一般原理和方法与具体运用密切联系起来。注意把一般原理和方法与具体运用密切联系起来。 并用所学知识观察日常生活与生产遇到的各种机械。并用所学知识观察日常生活与生产遇到的各种机械。注意培养运用所学基本理论与方法去分析和解决工注意培养运用所学基本理论与方法去分析和解决工 程实际问题的能力程实际问题的能力。注意培养综合分析、全面考虑问题的能力。解决同注意培养综合分析、全面考虑问题的能力。解决同 一实际问题，往往有多种方法和结果，要通过分析、一实际问题，往往有多种方法和结果，要通过分析、 对比、判断和决策，做到优中

34、选优。对比、判断和决策，做到优中选优。注意培养科学严谨、一丝不苟的工作作风。在今后注意培养科学严谨、一丝不苟的工作作风。在今后 的工作中要与各种武器装备打交道，稍有不慎，即的工作中要与各种武器装备打交道，稍有不慎，即 可能造成损失。可能造成损失。重庆大学专用 作者： 潘存云教授 6、课程安排：、课程安排： 共共56学时，其中讲授学时，其中讲授52学时，实验学时，实验4学时。学时。 机构与零部件的种类众多，完成同一工作任务，可选机构与零部件的种类众多，完成同一工作任务，可选用不同类型的机构和零部件（两平行轴之间的传动用不同类型的机构和零部件（两平行轴之间的传动皮皮带轮、正斜齿轮、摩擦轮等）。因此

35、在学习和工程设计的带轮、正斜齿轮、摩擦轮等）。因此在学习和工程设计的实践中，要树立辨证观点、理论联系实际，具体问题具体实践中，要树立辨证观点、理论联系实际，具体问题具体分析。不能照搬照抄，要有创新精神。要求同学们：分析。不能照搬照抄，要有创新精神。要求同学们： 1）作业必须按时完成，绘图准确，字迹工整，作业）作业必须按时完成，绘图准确，字迹工整，作业 量未达到规定者不能参加考试。量未达到规定者不能参加考试。 2）上课认真听讲，及时消化，不主张占用较多的课）上课认真听讲，及时消化，不主张占用较多的课 外时间。外时间。 3）仔细观察实物和模型，欢迎到实验室参观，并动手）仔细观察实物和模型，欢迎到实

36、验室参观，并动手 组装各种机构（百分表、机器人等）。组装各种机构（百分表、机器人等）。 重庆大学专用 作者： 潘存云教授 为了实现我国的国防现代化，必然要有大量的机械化、自动化的武器装备于部队，这些武器从何来？恐怕大多数只能靠我国自力更生解决，这是一项十分艰巨的任务，设计、制造、使用、维护现代化的武器装备，需要大批的机械方面专业人才。在座的各位都是未来的工程师和部队的主要技术骨干（国防生），掌握好本课程的有关知识，将为你们未来的工作打下一个良好的基础。最后希望我们共同努力，把这门课程教好学好。 重庆大学专用 作者： 潘存云教授 当今世界正经历着一场新的技术革命。新概念、新理论、新方法、新工艺不

37、断涌现。同样，机械学科也发展迅猛，1、发展方向：、发展方向：高速、重载、高精度、高效率、低噪声高速、重载、高精度、高效率、低噪声 5倍音速的飞机、几十万吨的轮船、米级打击精度、细胞克隆操作、磁悬浮列车、低噪声潜艇05 机械原理学科发展现状简介机械原理学科发展现状简介2、应用领域扩大：、应用领域扩大：上天、入地、下海、甚至钻入人体内。上天、入地、下海、甚至钻入人体内。 太空探险、水平钻探、深海采矿、打捞作业、血管清理机器人4、本学科的研究课题与日俱增、本学科的研究课题与日俱增:3、与其它学科的交叉渗透作用增强：、与其它学科的交叉渗透作用增强：与电子工程、计算与电子工程、计算机科学、控制工程、材料

38、科学、生物医学相互渗透，诞生了若机科学、控制工程、材料科学、生物医学相互渗透，诞生了若干新学科。如机械电子学、仿生机械学、机器人机械学、机械干新学科。如机械电子学、仿生机械学、机器人机械学、机械CAD。1）新机构不断涌现）新机构不断涌现-如自控机构、机器人机构、仿如自控机构、机器人机构、仿生机构、柔性及弹性机构、机电气液综合机构等。生机构、柔性及弹性机构、机电气液综合机构等。2）注重机械的动力性能）注重机械的动力性能-在机械分析与综合时，在机械分析与综合时，由只考虑运动性能过渡到同时考虑其动力性能。由只考虑运动性能过渡到同时考虑其动力性能。重庆大学专用 作者： 潘存云教授 3）机械的动态特性）

39、机械的动态特性: 机械在运动过程中，构件的振动和弹性变形、机械在运动过程中，构件的振动和弹性变形、运动副的间隙和构件运动副的间隙和构件 尺度误差，对运动及动力性能尺度误差，对运动及动力性能的影响。的影响。4）连杆机构）连杆机构: 重视了空间连杆机构、多杆多自由度机构、连杆重视了空间连杆机构、多杆多自由度机构、连杆机构弹性动力学和动力平衡研究。机构弹性动力学和动力平衡研究。5）齿轮机构）齿轮机构: 发展了齿轮啮合原理、提出了许多性能优异的新发展了齿轮啮合原理、提出了许多性能优异的新型齿廓曲线和新型传动、加速了对高速齿轮、精密齿型齿廓曲线和新型传动、加速了对高速齿轮、精密齿轮、微型齿轮的研究。轮、

40、微型齿轮的研究。6）凸轮机构）凸轮机构: 十分重视对高速凸轮机构的研究。十分重视对高速凸轮机构的研究。重庆大学专用 作者： 潘存云教授 5、新的设计手段日新月异、新的设计手段日新月异:计算机辅助设计计算机辅助设计(CAD)；在对机械的分析与综合中，计算机的作用日益重要，发展并推广了在机械原理的各个领域，每年都有大量内容新颖的文献资料出现。作为技术基础课程，作为技术基础课程，只介绍一些只介绍一些最基本的原理和设计方法最基本的原理和设计方法。机械优化设计；机械优化设计；考虑误差的概率设计。考虑误差的概率设计。7）微位移机构）微位移机构: 精密位移、定位。精密位移、定位。8）微机电系统（）微机电系统

41、（MEMS）: 微机电系统，在硅片上微机电系统，在硅片上加工出各种零件及机电系统。加工出各种零件及机电系统。可靠性设计。可靠性设计。重庆大学专用 作者： 潘存云教授 一级学科：0804 仪器科学与技术二级学科：080401精密仪器及机械 国家重点学科（精密仪器及机械）：清华大学，北京协和医学院清华大学医学部，重庆大学 国家重点（培育）学科（精密仪器及机械）：上海交通大学 学科概况学科概况“精密仪器及机械”学科是精密机械、电子技术、光学、自动控制和计算机技术等学科相互交叉的综合学科。专业的主要研究方向是仪器的智能化、微型化、集成化和网络化。 主要研究方向如下： 1. 智能结构系统 2. 智能化仪

42、器及机械 3. 电子信息技术及应用 4. 光电技术及应用 5. 检测与控制技术 6. 计算机辅助设计与测试技术 7. 智能微机电系统技术 8. 微传感器技术及应用 9. 环境工程与地理信息技术 10 .智能文字图像识别技术及应用 11. 光电检测技术及智能化仪器 12. 微型机器人技术 13. 电子CAD技术 14. 机器人视觉与触觉 15. 动态检测技术及信号处理 16. 智能传感器技术及应用 17. 精密测量与智能化仪器 18. 虚拟仪器、网络仪器及软件无线电技术 19. 智能信息处理技术 20. 虚拟数学化家庭技术 21. 信息管理系统设计与集成技术 22. 企业间电子商务实用技术 23

43、. 人体生物识别技术及系统 24. 通信技术与微系统 重庆大学专用 作者： 潘存云教授 重庆大学专用 作者： 潘存云教授 重庆大学专用 作者： 潘存云教授 本学科是以机械电子学为基础，综合应用精密机械工程、传感技术与信息处理、电子技术与计算机和自动控制理论等，研究精密仪器及机械的机理、结构与性能之间的关系，发展相关的机电一体化、智能化、信息化和商品化技术。专业实验室配有多种现代精密测试与数据处理仪器设备，为研究生培养提供了良好的条件。近阶段的研究课题均结合国家863高科技研究项目、国家“九五”重点科技攻关项目、国家教委重点科技项目、及上海市工业生产重点攻关项目。专业研究方向专业研究方向:本专业

44、的主要研究方向有：几何量、机械量测试技术与仪器，传感器及信息处理技术，在线及自动检测技术，仿生机械、微机械与机器人技术。课程设置课程设置:公共学位课公共学位课:自然辩证法概论与科学社会主义理论与实践（90）、英语（180）;基础理论及专业课基础理论及专业课:矩阵理论（36）、数理统计（54）、数字信号处理（72）、动态测试分析（36）、微弱信号检测（36）、光电测试技术（36）;选修课选修课:优化方法和最优控制（54）、随机过程（36）、计算方法（54）、智能仪器原理与设计（54）、新型传感器（36）、仿生机械学（54）、几何量测量（54）、电路优化设计（54）、学术讨论会、模糊控制系统、智能控制导论。毕业生适合从事