精密仪器课件0绪论PPT课件下载推荐.ppt

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n例如：

六自由度关节式工业机器人、内燃机、工件自例如：

六自由度关节式工业机器人、内燃机、工件自动装卸装置（观看动画）动装卸装置（观看动画）n有关机械的基本原理有关机械的基本原理控制系统控制系统示示教教板板操操作作机机六自由度关节式工业机器人六自由度关节式工业机器人观看动画有关机械的基本理论有关机械的基本理论

（1）机构的结构分析1）研究机构是怎样组成的，其组成对运动的影响，以及机构具有确定运动的条件。

2）研究机构的组成原理及机构的结构分类。

3）如何绘制机构运动简图的问题。

（2）机构的运动分析介绍对机构进行运动分析（包含位移、速度及加速度分析）的基本原理及方法。

（3）机器动力学分析机器在运转过程中其各构件的受力情况，以及这些力的作功情况。

（5）精密机械系统运动方案的设计研究在进行具体精密仪器机械设计时机构的选型、组合、变异及机械传动系统运动方案的设计等问题。

（4）常用机构的分析与设计研究常用机构（如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、螺旋机构等）的类型、工作原理及运动特性分析和机构设计的基本原理及方法。

发展趋势发展趋势n现代精密机械仪器是现代精密机械仪器是精密机械结构、光学系精密机械结构、光学系统统和和电路系统电路系统三者密切联系、互相配合，共三者密切联系、互相配合，共同保证其各种技术性能的实现，即光机电结同保证其各种技术性能的实现，即光机电结合。

合。

中国空空导弹研究院的舵机总体测试例如：

中国空空导弹研究院的舵机总体测试系统系统舵机总体测试系统舵机总体测试系统是对舵机总体功能和性能参数进行测试的专用测试设备，可完成舵机在空载状态下的转角、传递系数、动态特性（相位滞后）、空载角速度和加载状态下的输出力矩等参数的综合测试。

课程研究对象及内容课程研究对象及内容n研究对象研究对象“机械机械”是机构和机器的总称。

是机构和机器的总称。

n本课程主要介绍精密机械仪器、仪表中常用本课程主要介绍精密机械仪器、仪表中常用机构机构（如常见的机构有带传动机构、链传动构、齿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。

）轮机构、凸轮机构、螺旋机构等。

）和零部件的和零部件的基本组成基本组成、工作原理工作原理，以及精密机构设计的以及精密机构设计的基础理论基础理论和和计算方法计算方法。

同时对机构及零部件。

同时对机构及零部件设计中的精度进行分析，而对设计中的强度设计中的精度进行分析，而对设计中的强度计算则力求简化。

计算则力求简化。

本课程的地位、任务及作用本课程的地位、任务及作用精密仪器零件课程是研究精密仪器基础理论的一门科学，是机电类各专业的一门主干技术基础课程，在创新设计仪器结构所需的知识结构中也占有核心地位。

（1）地位

（2）任务掌握有关精密机械设计的基础理论知识和设计计算。

掌握精密机械仪器掌握有关精密机械设计的基础理论知识和设计计算。

掌握精密机械仪器仪表中通用零件的工作原理、特点、应用范围及其设计计算方法。

掌握仪器仪表中通用零件的工作原理、特点、应用范围及其设计计算方法。

掌握仪器仪表中常用机构的基本知识，能够比较合理地进行选用。

并具有按照机械的仪表中常用机构的基本知识，能够比较合理地进行选用。

并具有按照机械的使用要求进行机电系统方案设计的初步能力。

使用要求进行机电系统方案设计的初步能力。

（3）作用在培养高级机电工程技术人才的全局中，本课程不仅为大家学习相关技术基础和专业课程起到承前起后的作用，而且为今后从事机械设计和研究工作起到增强适应能力和开发创新能力的作用。

如何对本课程进行学习如何对本课程进行学习掌握本课程的特点注重理论联系实际逐步建立工程观点认真对待每个学习环节掌握本课程的特点掌握本课程的特点本课程要用到物理、数学、力学、机械制图和工程材料及机械制造基础等先修课程的知识，尤其是理论力学、材力的知识。

但并不是这些课程的简单重复和堆砌，而是要引导大家如何应用所学的知识解决工程实际中所遇到的问题。

所以本课程的学习不同于理论课程的学习，也不同于专业课，而具有很强的综合性及理论系统性及和一定的逻辑性和较强的工程实践性的特点。

因此，在学习本课程时应注意掌握基本的概念、原理及机构的分析与综合的方法。

注重理论联系实际注重理论联系实际本课程并不是研究某种具体的机械，而是着重研究一般精密机械仪器的共性问题，即机构的结构分析和综合的基本理论和基本的方法。

这些基本理论和方法是紧密为工程服务的。

因此，在本课程的学习过程中，一方面要注意这些理论和方法在理论上建立和推演的严密性和逻辑性，另一方面更要注意这些理论和方法如何在工程实际中的应用。

此外还应随时留意日常生活和生产中遇到的各种仪器机械，以丰富自己的感性认识；

并用所学到的理论和方法认识分析这些机械，以加深理解，使理论和实践相互促进。

初步建立工程观点初步建立工程观点本课程要用到很多与工程有关的名词、符合、公式、标准及参数和对机械研究的一些常用的简化方法，如倒置、反转、转化、当量、等效、代换等等。

在机构分析与综合中，除解析法外还介绍图解法、实验法以及试凑等一些工程中实用的方法。

因此在学习时，对名词应正确理解其含义，对公式应着重于应用，而对方法则着重掌握其基本原理和作法。

另外，实际工程工程问题都是涉及多方面的因素的问题，其求解可采用多种方法，其解一般也不是唯一的。

这就要求设计者具有分析、判断、决策的能力，要养成综合分析、全面考虑问题的习惯和科学严谨、一丝不苟的工作作风。

认真对待学习的每一个环节认真对待学习的每一个环节本课程全部教学工作的完成，需要自学、听课、习题课、实验课、课后作业、答疑和考试，以及课程设计等教学环节。

要学好这门课，必须对每个教学环节予以充分重视。

1.2精密机械仪器零件工作能力的计精密机械仪器零件工作能力的计算准则算准则n强度强度n刚度刚度n塑性塑性n硬度硬度n耐磨性耐磨性n精度精度n可靠性可靠性零件工作能力零件工作能力强度强度n强度：

是指材料抵抗塑性变形和断裂的能力。

强度极限和屈服极限是表征强度的主要性能指标。

屈服极限是材料发生塑性变型时的应力；

强度极限是材料发生断裂时的应力。

下一页下一页强度条件式强度条件式：

零件的工作零件的工作应力应力；

零件的许用弯曲应力；

零件的许用剪切应力零件的许用剪切应力其中：

其中：

S安全系数（按载荷的性质或零件的重要性选取）；

安全系数（按载荷的性质或零件的重要性选取）；

、零件的极限应力零件的极限应力判断零件强度的方法判断零件强度的方法返回零件工作能力零件工作能力刚度刚度n刚度是指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。

n强度抵抗破坏n在载荷作用下，构件的形状和尺寸发生的变化称为变形。

下一页刚度计算刚度计算主要是限定零件的弹性变形量yy，y零件的变形量；

零件的变形角。

许用变形量根据工作要求确定下一页影响零件刚度的因素n零件的刚度与材料的强度极限无关，只与材料的弹性模量、零件材料的截面形状和几何尺寸有关。

n弹性模量弹性模量：

表示材料抵抗拉伸或压缩变形的能力，在弹性变形范围内，应力与应变的比值E为常数，称为弹性模量。

即表示材料刚度的大小。

弹性模量E是表征材料刚度的主要性能指标。

单位：

吉帕（GPa）n通过材料的实验来测定的。

返回零件工作能力零件工作能力耐磨性耐磨性n耐磨性耐磨性是指零件在载荷作用下抵抗磨损的能力。

通常用限制压强（单位接触面积上的正压力）和值来控制不产生过渡磨损，即：

式中v-两接触表面的相对滑动速度返回塑性n塑性：

是指在外力作用下，金属产生塑性变型而不产生断裂的能力。

工程上一般用材料被拉断后所留下的残余变形来表示材料的塑性，一般用两个指标来表示：

n延伸率：

n收缩率：

硬度n硬度：

材料抵抗压入物压陷的能力，即材料对局部塑性变形的抵抗能力。

工程上常用的洛氏硬度和布氏硬度分别为：

HRC和HBC。

零件工作能力零件工作能力精度精度n表征测得结果与真实值接近程度的量称为精度。

下一页误差来源误差来源n原理误差原理误差n制造误差制造误差n使用误差使用误差下一页误差分类误差分类误差按其性质性质，即误差出现的规律和特征，可分为n系统误差可以消除n偶然误差（随机误差）无法消除下一页误差计算n当有两个或多个当有两个或多个独立独立有偶然因素影响零件加工有偶然因素影响零件加工的尺寸偏差时，以及两个或多个零件装在一起的尺寸偏差时，以及两个或多个零件装在一起的相关尺寸偏差的相关尺寸偏差，都是按偶然误差的性质分布，都是按偶然误差的性质分布的。

则零件的。

则零件加工加工总误差等于各独立偶然误差之总误差等于各独立偶然误差之和，零件和，零件装配装配相关尺寸的总误差等于各部分误相关尺寸的总误差等于各部分误差之和差之和，即：

，即：

下一页误差计算的优化n由于一般情况下各偶然误差具有互相补偿的由于一般情况下各偶然误差具有互相补偿的性能，因此，对偶然误差的合成，用均方根性能，因此，对偶然误差的合成，用均方根计算更接近实际情况。

即计算更接近实际情况。

即：

返回零件工作能力零件工作能力可靠性可靠性n在规定时间和规定使用条件下，不失效在规定时间和规定使用条件下，不失效地发挥其规定功能的概率称为地发挥其规定功能的概率称为可靠度可靠度。

通常用通常用RRtt表示。

是衡量零件和产品在寿命表示。

是衡量零件和产品在寿命方面的质量指标。

方面的质量指标。

下一页串连系统的可靠度n串连系统的可靠度一定低于最低可靠度串连系统的可靠度一定低于最低可靠度零件的可靠度。

零件的可靠度。

下一页提高可靠性采取的措施提高可靠性采取的措施n在满足要求前提下，力求结构简单，零件数目少；

n设法提高系统中最低可靠度零件的可靠度；

n尽可能选用有可靠度保证的标准件；

n安全系数要留有余地；

n增加重要环节的备用系统；

n合理规定维修期等。

返回1.3精密机械仪器中常用材料与热处理精密机械仪器中常用材料与热处理n常用材料：

常用材料：

金属材料金属材料非金属材料非金属材料复合材料复合材料金属材料黑色金属n铸铁n碳素钢n合金钢金属材料有色金属有色金属有色金属n铜合金铜合金n铝合金铝合金非金属材料n工程塑料：

聚酰胺、尼龙、等。

n工业陶瓷：

普通陶瓷、特种陶瓷等。

n复合材料：

玻璃纤维树脂基复合材料、层合复合材料。

材料的选用原则材料的选用原则n应具备保证零件正常工作所应具备保证零件正常工作所必需的性质必需的性质；

n应具备同样必需的各种材料中较应具备同样必需的各种材料中较经济经济的的一种一种；

n应是具备同样必需性质的各种