《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；

6、使学生初步掌握计算机辅助设计、优化设计、AutoCAD在机械工程设计

中的运用；以及某些典型机构及零、部件的程序设计方法。

本门课程是一门实践性极强的课程，在教学过程中，在进行授课时，需要进行理论与实践相结合的讲授方法，充分利用图片、教具、挂图等教学辅助手段，增强授课生动性，同时还安排有习题课、教学参观课及课程设计的实践性环节，目标在于全面培养学生的分析问题和解决问题的能力，提高学生的工程设计能力。

本门课程的课程设计是一门综合实践课，运用所有的有关工程方面的先修课程解决实际问题，学生必须学会如何分析问题、解决问题，如何利用AutoCAD、ProE、UG等计算机辅助软件进行机械图的绘制，在绘制过程中，必须学会利用工程力学方面的知识进行强度、寿命验算，学会查表，使用相关设计工具，如何撰写科学技术论文报告，最后还需要进行正式答辩，是一次非常系统的培养学生的培养过程。

三、教学内容和基本要求

教学内容及供参考的学时要求。

本课程的教学任务分为两学期进行，本学期需要完成的教学任务是讲授绪论至第十章的知识。

绪论(0.5学时)

讲授《精密机械设计》课程体系结构、主要内容、学习方法及注意事项。

第一章精密机械设计的基础知识(4学时)

1．概述2．零件的工作能力及其计算3．零件与机构的误差估算和精度4．工艺性5．标准化、系列化、通用化6．零件的设计方法及其发展要求：重点掌握零件的工作能力及其计算(强度包含载荷和应力、零件的整体强度、零件的表面接触强度，刚度)，了解振动稳定性，掌握误差的估算及分类，了解工艺性、标准化、系列化和通用化概念，重点掌握零件设计方法中的零件的可靠性设计。

第二章工程材料和热处理(6学时)

1．概述2．金属材料的力学性能3．常用的工程材料4．钢的热处理5．表面精饰

要求：了解金属材料的力学性能表征指标，重点掌握表征金属材料力学性能指标：应力极限、弹性模量、硬度；了解常用的工程材料，重点掌握黑色金属材料：常用钢分类、优质碳素结构钢、合金结构钢(合金渗碳钢、调质钢)，重点掌握有色金属材料：铜及铜合金(黄铜、锡青铜、铝青铜、铍青铜)、铝及铝合金(硬铝合金)，重点掌握钢的热处理：退火、正火、淬火、回火、表面淬火、渗碳、氮化、电镀、化学处理、涂漆；了解材料的选用原则。

第三章零件的几何精度(8学时)

1．概述2．极限与配合的基本术语和定义3．光滑圆柱件的极限与配合及其选择4．形状与位置公差及其选择5．表面粗糙度及其选择要求：了解零件加工误差分类，掌握互换性定义；掌握极限与配合的基本术语：轴与孔、尺寸、尺寸偏差和尺寸公差、配合、极限制与配合制；重点掌握光滑圆柱件的极限与配合及其选择：标准公差系列、基本偏差系列、极限与配合的选择；掌握形状与位置公差的定义与标注，重点掌握公差原则中的独立原则与相关要求；掌握表面粗糙度及其选择。

第四章平面机构的结构分析(8学时)

1．概述 2．运动副及其分类 3．平面机构的运动简图 4．平面机构的自由度 5．平面机构的组成原则和结构分析

要求：了解运动副及其分类，重点掌握平面运动副的高副和低副；掌握平面机构的运动简图的绘制；重点掌握平面机构自由度及其计算；掌握平面机构的组成原理和结构分析，重点掌握平面机构的高副低代。

第五章平面连杆机构(8学时)