《精密机械基础》知识点汇总
精密机械设计基础-第十五章仪器常用装置
一般情况下，取 分度尺寸为1到2.5毫 米，常取1毫米
2）分度值的选定 太小、太小均不
合适，一般
l 1 ~ 2.5mm
可取 A 2Y
Y为仪器的允许误差
l
3）标线尺寸的选定 •宽度 （图15-14） •长度 三种 1:1.5 : 2
（二）轴向受力锁紧装置
在锁紧装置中，除了可以采用螺旋传动 产生锁紧力外，还可采用凸轮、模块、弹簧、 液压和电磁等其它方法
第四节 示数装置
一、基本要求和分类 1、基本要求 （1）保证足够的精度 （2）读数方便、迅速 （3）保证零点位置准确，并具有零位调整 （4）结构简单、工艺性好
2、分类： 标尺指针（指标）示数装置 自动记录装置 计数装置
二、标尺指针示数装置 （一）标尺 1．标尺的类型 直标尺 圆盘标尺 鼓轮标尺 螺旋标尺
2．标尺的基本参数及其选定
（1）标尺的基本参数：
示值下限 Amin ：标尺开始标线所代表的被测量的最小值
示值上限 Amax ：标尺最后标线所代表的被测量的最大值
示值范围 Amax
： Am in
2）读数时产生的视差而引起的误差
1．度盘偏心所引起的误差（图15－18a）
由正弦定理得： e
sin
R
sin180
e sin
R
为减小偏心所引起的误差可采取的方法： （1）减小偏心距和增大度盘半径 （2）采用双边读数法 （图15-8b）
2. 视差 （1）视差
1）频率比对隔派系数影响显著
2）阻尼比对隔振系数也有一定的影响
隔振系数 ：
1
精密机械装配基础知识培训
4
装配概念
零件——组成机器和参加装配的最基本单元。大部分零件都是预先装 成合件、组件或部件后再进入总装，直接装入机器的零件不太多。 合件——若干零件永久连接或者是连接在一个“基准零件”上的少数零 件的组合；合件组合后，有可能还要加工。 组件——指一个或几个合件与几个零件的组合。 部件——由一个基准件和若干个组件、合件和零件组成。 机器——由前面四种装配单元组成的整体。
特点：零件的加工精度可大大降低，无需采用高精度的加工设备， 而又能得到很高的装配精度，适用于单件小批量生产，对工人要求 高。
8
装配顺序安排原则
➢ 去掉工件的飞边毛刺，并预先进行清洗、防锈、防腐、干燥处理和防磕 碰处理；(装配前准备工作）
➢ 先基础重大件，后其他轻量件（如压缩机壳体、换热器）； ➢ 先复杂、精密件，后简单、一般件（如调节机构）； ➢ 装配时有冲击的、需加压的、加热的先装； ➢ 使用相同设备和工艺装备的装配，有共同特殊装配环境的装配集中安排； ➢ 电气线路、油气管路的安装应与相应的工序同时进行； ➢ 易燃、易爆、易碎、有毒的后装（如集中润滑系统）； ➢ 前道装配工序应不影响后面装配工序的进行，后面的工序应不损坏前面
➢ 清洗液与工艺要求、现有条件相适应，符合缓蚀性、能源、机械化清洗 等要求；
➢ 清洗液与生产节拍相适应，与前后工序相适应；
➢ 清洗液符合劳动保护条件要求，充分考虑中毒危害、易燃易爆的可能性；
➢ 清洗液符合环境保护要求，清洗过程中产生的废水、废气能够经治理达
到规定的排放要求；
➢ 清洗液的各组分来源充沛，配制方便，成本低廉。
在装配时，各配合零件不经修配、选择或调整即可达到装配精度 的方法，称为互换装配法。
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精密机械设计考试重点整理第二章工程材料和热处理低碳钢：含碳≤0.25% 中碳钢：含碳0.25%~0.60% 高碳钢：含碳＞0.60%第四节钢的热处理（P23）普通热处理：退火、正火、淬火、回火表面热处理：表面淬火、化学热处理第四章平面机构的结构分析机构是按一定方式联接的构件组合体。
使两构件直接接触，而又能产生一定相对运动的联接（可动联接）称为运动副。
点接触或线接触的运动副成为高副；面接触的运动副称为低副。
机构运动简图的画法（P67例题4-1）第四节平面机构的自由度构件所具有的独立运动数目称为自由度，做平面运动的自由构件具有三个自由度。
机构自由度计算公式F=3n-2P L-P H自由度等于1的机构，在具有一个原动件时运动是确定的。
机构自由度、原动件数目与机构运动之间的关系：①当F≤0时，构件间不可能具有相对运动；②当F＞0时，原动件数大于机构自由度，机构会遭到损坏；原动件数小于机构自由度，机构运动不确定；③只有当原动件数等于机构自由度时，机构才具有确定的运动。
计算机构自由度时应注意的事项：（P69）①复合铰链：在同一轴线上有两个以上的构件用转动副联接时，则形成复合铰链。
若有m个构件用复合铰链联接时，则应含有（m-1）个转动副。
②局部自由度：在有些机构中，某些构件所产生的局部运动并不影响其他构件的运动，把这些构件所产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。
③虚约束：在机构中，有些运动副的约束可能与其他运动副的约束重复，因而这些约束对机构的运动实际上并无约束作用，这类约束称为虚约束。
第五节平面机构的组成原理和结构分析高副低代（P71）（什么是高副低代？怎么样代？特殊情况？）不能再拆的最简单的自由度为零的构件称为组成机构的基本杆组。
由二个构件三个低副组成，称之为Ⅱ级杆组，是应用最广的杆组。
平面机构的结构分析（P74）第五章平面连杆机构平面连杆机构是由若干刚性构件用低副（回转副、移动副）联接而成的一种机构，主要作用是用来传递运动、放大位移或改变位移的性质。
轴承精密机械品基础知识
原因
润滑剂、润滑方法的确认和改善 改善密封性 防止发生校准误差的发生
◆做点检 ? 整顿时误将润滑油冲洗掉 、之后 又未加补充，因在无润滑油的状态下使用 、 由于润滑不良造成磨耗加剧的例子。
◆使用环境中存在铁粉 、 由于铁粉的 侵入造成异常磨耗发生的例子
３．損傷事例と対策 3-3 ．直线导轨
损伤例－①压痕
改善安装、使用方法 改善密封性
◆由于错误的动作、使搬送台与障碍物相撞击、产生过大荷载而造成 压痕的例子
对策
由于掉落及冲击等 原因造成！！！
３．损伤事例及对策 3-2 ．滚珠丝杠
损伤例－②破损
损伤状态
对滚策珠螺母承受轴方向的荷载 于螺杆
上移动时、在轨道空间的滚动面及滚 珠表面、出现鱼鳞状剥落的现象
滚珠丝杠的寿命 安装不良 润滑不良、润滑剂不合适 异物等的浸入
３．损伤事例与对策 3-3 ．直线导轨
损伤例－②磨耗
损伤状态 对摩策擦造成轨道滚动面被磨薄
润滑不良 异物的侵入 安装不良（校准误差）
原因
确认润滑剂、及润滑方法 改善密封性 防止校准误差的发生
◆润滑配管的堵塞造成润滑不良、在轨道空间发生磨耗的例子
滑块内部
３．损伤事例与对策 3-3 ．直线导轨
损伤例－④循环部品的破损
? 双列圆柱滚子轴承的外圈
? 产生于滚道面的轴方向的伤痕 ? 由于安装时内圈、外圈的倾斜 造成的伤痕
? 圆柱滚子轴承的滚子
? 发生在滚道面的轴方向的伤痕 ? 由于安装时内圈、外圈的倾斜 造成的伤痕
３．损伤事例及对策 3-1 ．轴承损伤
损伤例－③破损
损伤状态
轴承在承受载重并旋转时、在内 圈? 外圈的滚道面、还有滚动体的 滚动面、出现鱼鳞状的剥落现象
第一章精密机械设计的基础知识
变应力：疲劳点蚀——齿轮、滚动轴承的常见失效形式。
多数出现疲劳点蚀（局部应力大于许用强度）——在循环应力作用下接触表面产生疲劳裂纹，裂纹扩展导致表面小块 金属脱落。点蚀又分：扩张性点蚀（产生于硬度大的材料）；局限性点蚀（产生于软载荷小的材料），疲劳点蚀使零件表 面失去正确形状、降低工作精度、产生噪声和振动、降低零件使用寿命。
在表面接触应力作用下的零件强度称 为接触强度
计算依据：弹性力学的赫兹公式
1）表面接触强度（应力）
(1)两圆柱体接触
2021/9/23
Hmax Hmax
F
1 b
2a 2
F
20
H
F
1Eµ 112
1µ22 E2
δH ——最大接触应力； Fμ——接触线单位长度上的应力，=Ｆ／b； ρ——两圆柱体在接触处的综合曲率半径。
B）对变应力情况下的强度：零件失效形式主要为疲劳断裂 （先形成初始裂纹---扩展直到断裂），它不仅与应力的大 小有关，还与应力循环次数有关。因此提出疲劳极限用 δrN的概念 特别是 当r=一定时，应力循环N次后，材料不发生疲劳破坏时
2021/9/2的3 最大应力称为表示。N—δrN关系图为应力疲劳曲线15
应力-应变图
2021/9/23
14
2）将零件在载荷作用下的实际安全系数sδ、sτ与许用安全 系数 [sδ]、[sτ]比较，其强度条件为
sδ=δlim/δ< [sδ]、sτ=τlim/τ< [sτ]
1）
A）对静应力情况下的强度：可以使用以上两种判断方法。 对塑性材料制成的零件取材料的屈服极限δs、τs作为零 件的极限应力；对脆性材料制成的零件取材料的强度极 限sb、τb作为零件的极限应力。
精密机械基础-第5章平面机构的结构分析
高副低代的替代条件
替代前后机构的自由度、瞬时速度和瞬时加速度保持不变.
高n 副 两 元 素 均 为 圆 弧
构件1和2为绕A和B回转的两圆盘, 其
圆心分别为K1, K2,半径为r1, r2, 在C点
4
构成高副. 当机构运动时, 两构件将通
过圆弧的接触来传递运动, 故K1, K2两
n 点连线为两圆弧在接触点处的公法线,
3）机构中对运动不起作用的对称部分出现虚约束。
行星轮系
在实际机构中，经常会有虚约束的存在。从机构的运动 观点来看，虚约束是多余的；但从改善某些构件的受力情况, 增加机构的刚度而言，有时则是必要的。
例题：计算图示机构自由度。
6
1
2 5
4
3
分析：该机构具有5个 活动构件，有7个转动 副，即低副，没有高副。 于是机构自由度为
动的联接。
转动副
齿轮副
构件之间的接触不外乎点、线、面三种。
移动副
构成运动副的点、线、面称为运动副要素。
运动副分类 根据构件间相对运动是平面的还是空间的，可
分为平面运动副和空间运动副。本课程研究平面副。
构件作任意平面运动时，其运动可分解为三个独立运动: 沿x轴的移动、沿y轴的移动和绕垂直于xOy平面的轴转动. 这 三个独立运动可用三个独立参变量(任一点A的坐标x和y，以
引入构件2 （x2，y2，2）
2
引入构件1 （x1，y1，1）
1 1
与机架4铰接形成转动副引入两个约 束，构件1相对于机架4的独立运动
数只剩一个1 。则F=3-2。
3 4
最后构件3与机 架4铰接形成转 动副再引入两个
约束，此时机构 的F=(3-2)+(32)+(3-2)-2＝1。
精密机械设计应掌握的重要知识点(新)
精密机械设计应掌握的重要知识点金属材料的力学性能有强度、刚度、硬度、塑性、疲劳强度等。
黑色金属包括（碳）钢、铸铁、合金钢，含碳量＜1.35%的铁碳合金称为钢，含碳量在2.5%~4.0%的铁碳合金称为铸铁。
含碳量≤0.25%的钢称为低碳钢、0.25%~0.60%的钢称为中碳钢、＞0.60%的钢称为高碳钢Q235为屈服强度约为235MPa的碳素结构钢，45钢为含碳量0.45%的优质碳素结构钢，T12A为含碳量1.2%的高级优质碳素工具钢。
低碳钢棒（塑性材料）受拉至断裂经历的阶段包括弹性阶段，屈服阶段，强化阶段，颈缩阶段。
普通热处理方法有退火、正火、淬火、回火，热处理能显著提高钢的性能。
调质处理=淬火＋高温回火。
常用的表面热处理方法有表面淬火、渗碳淬火等。
碳在铸铁中主要以石墨形式存在，碳在钢中以溶于铁的晶格、碳铁化合物Fe3C两种形式存在。
钢淬火后Fe3C呈细针状分布，零件强度、硬度大大提高。
公差带的两个要素：公差带大小与公差带位置。
大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。
孔、轴公差配合可分为三种类型：间隙配合、过盈配合和过渡配合。
形位公差中直线度、平面度、圆柱度属于形状公差，平行度、垂直度、同轴度属于位置公差。
平面运动副中两构件之间以面接触的运动副为低副，如转动副、移动副，具有2个约束；两构件之间以点或线接触的运动副为高副，如凸轮副、齿轮副，具有1个约束。
机构自由度为F=3n-2P L-P H ，机构运动简图机构具有确定运动的条件是自由度＞0且原动件数等于自由度。
计算机构自由度时应注意复合铰链、局部自由度、虚约束的处理。
复合铰链处有m个构件则有(m-1)个转动副。
平面连杆机构可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构、曲柄滑块机构与导杆机构等5种类型。
平面四杆机构曲柄存在的杆长条件是最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和。
曲柄摇杆机构的极位夹角是指曲柄在两极限位置时所夹的锐角。
行程速度变化系数凸轮机构按从动件的形状分为尖底从动件凸轮机构、滚子从动件凸轮机构、平底从动件凸轮机构。
精密机械设计的基础知识
4FL3 Ebh3
f (L, b, h, E)
片簧变形的绝对误差为
d f dL f db f dh f dE
L b h E
写成增量形式，略去高阶无穷小，
f L f b f h f E
L b h E
因所有的原始误差都是随机变量，故实际误差可 用下式估算
ห้องสมุดไป่ตู้f (
L)2 ( f
b)2 ( f
制，甚至加以消除。
2） 偶然误差（随机误差）。
这种误差是由于许多互不相关的因素引起的，其大
小和方向不能事先预测，因而只能部分地控制和减小，
因而无法消除。
1 2 ... n
n
i
i 1
n
2 1
2 1
...
2 n
2 i
i 1
2、零件的特性误差估算
1）绝对误差估算 例如片簧的弹性变形
m
强度是指零件外载荷作用的能力。强度不足时，零
件将发生断裂或产生塑性变形（永久性变形），使零件
丧失工作能力而失效。
第二节 零件与机构的误差估算和精度
一、零件的误差
1、加工误差：是指零件的实际尺寸或几何形状与理想 值之间的差异。例如片簧的 L、b、h、E
2、特性误差：是指零件的实际特性与理想特性之间的 差异。例如，片簧的挠度误差为特性误差。
h)2 ( f
E )2
L
b
h
E
2）相对误差估算（衡量零件的工作性能）
零件的绝对误差与其最大的工作范围的比值。
例如，片簧挠度误差，可用绝对误差与其最大挠度的
比值来表示。即 3、机构的特性误差 max
从动件位置是主动件位置、机构各运动学尺寸的
精密机械基础-第2章精密机械设计的工程力学基础1讲解
一个力可以平行于其作用线移到任意点，但必须附加 一个力偶，这个力偶的矩等于原力对新作用点之矩，则其 作用效果不变。
3.6 平面一般力系的简化 任意一个平面力系总可以简化为一个力FR(主矢量)，和
一个力偶M(主矩)。FR等于力系各力的矢量和，作用于简化 中心；而M则等于力系各力对简化中心之矩的代数和。
1 刚体的概念
力是物体间的相互作用。 作用的效应－ 外效应（运动效应） 内效应（变形效应）两种效应同时出现。
刚体 在受力情况下保持形状和大小不变的物体。 外力作用下物体视为刚体的情况：
①研究物体受力与运动关系时； ②由平衡条件求解物体所受外力时。 变形体 在研究物体受力与变形关系时,认为零件是弹性体.
共线的两个相互平行的力.力偶中的 二力之间的垂直距离d称为力偶臂.
力偶是物体受力的基本形式之一，不能化成更简单的力 或力系，其惟一效应是使物体产生转动。力偶对物体的转动 效应用力偶矩来度量。力偶矩为代数量，它等于力偶中的一 个力与力偶臂的乘积
与力矩一样，逆时针方向为正，顺时针方向为负.单位N·m
力偶矩的特点
平衡(一对平衡力)作用在一个物体上是不同的。
2.6 力的合成图解法
(1) 二力合成（平行四边形定律）
B FR
F2
O
F1
C A
简化
三角形法则
C
FR
F2
O
F1
A
合力大小 合力方位
FR F12 F22 2F1F2 cos
arctan F2 sin F1 F 2cos
(2) 力的分解 与分解不同，两个(或以上)
2 力的性质
2.1力的基本概念
力的三要素：作用点、方向、大小
对刚体而言，力具有可传性 即可沿作用线任意滑动。
精密机械设计基础知识
试制阶段
样机试制 样机试验
技术经济评价 投产销售阶段
生产设计
小批试制 正式投产 销售服务
第二节 零件的工作能力及其计算
一、强度
强度：零件抵抗外载荷作用的能力 失效：机械及其零件丧失正常的工作能力或其 功能参数降低到限定值以下。 强度约束：所设计的机械零件，在正常工作条 件下，不出现失效。
（一）载荷和应力
（三）零件的表面强度
1. 表面接触强度
Fn
H
(1 1)
Fn
B
1 (1 12
2 1 22
)
H
E1
E2
疲劳点蚀：在循环接触变应力作用下，接触表面 产生疲劳裂纹，裂纹扩展导致表层小块金属剥落。
思考：疲劳点蚀对零件有何影响？
提高表面接触强度的措施：
增大接触处的综合曲率半径，以降低接触应力
提高接触表面的硬度，以提高接触疲劳极限 提高零件表面的加工质量，以改善接触情况 采用粘度较大的润滑油，以减缓疲劳裂纹的扩展
影响零件和机构特性的三类原始误差：
设计误差（原理误差） 工艺误差 使用误差
第四节 工艺性
工艺性良好的结构和零件： • 制造和装配的工时较少; • 需要复杂设备的数量较少; • 材料的消耗较少; • 准备生产的费用较少.
改善结构工艺性的原则：
整个结构能很容易地分拆成若干部件，各部件 间的联系和配置应能保证易于装配、维修和检 验。 在结构中应尽量采用已掌握并生产过的零部件， 尽量选用标准件。同一结构中尽量采用相同零 件。 应使零部件具有互换性，在精度要求较高的情 况下，可设有调整环节，尽可能不采用选配。
减少磨损的基本方法：
充分润滑摩擦表面，使接触表面部分或全部脱 离接触 定期清洗或更换润滑剂 采用适当的密封装置 正确选用摩擦副配对材料
精密机械基础-第9章带传动
啮合传动型（同步带）
传动比准确，速比恒定，传动比范围大，允 许线速度高，传动效率可达98%，结构紧凑.
第二节
中心距 a
小带轮上的包角
1 180
D 2 D1 a
带传动的计算基础
大小带轮的直径D1, D2
一、带传动的几何关系
57.3
带的基本长度
L 2a
2
D1
第九章
1 概述
带传动
2 带传动的计算基础 3 V带传动的设计基础
试验台
矿山机械
印刷机械
建筑机械
第一节 概述
带传动：利用张紧在带轮上的传动带与带 轮的摩擦或啮合来传递运动和动力。
分类－根据传动原理的不同 1. 摩擦传动型 2. 啮合传动型(同步带）
摩擦传动型
结构简单、 传动平稳、具 有过载保护功 能，但不能保 证恒定的传动 比，传动精度 较低。
两轮转速
v1
n1 D 1
60 1000
v2
n2 D 2
60 1000
滑动率 －从动轮速度的降低率
v1 v 2 v1
n1 D 1 n 传动比
i
n1 n2
D2 D 1 (1 )
第三节
(1) V带的结构
V带传动的设计基础
D2
D 2 D1
4a
2
当 D1=D2=D时
L 2 a D
传动带张紧
静止时传动带应张紧在带轮上，使得 带与带轮接触间产生一定的压力。 带两边拉力相等，为初拉力F0
常用张紧方法:调节两轮中心距, 利用张紧轮
滑道式
摆架式
张紧轮
精密机械设计基础
• 精密机械概述 • 精密机械设计基础理论 • 精密机械设计技术 • 精密机械设计实例 • 精密机械设计挑战与解决方案 • 未来精密机械设计展望
01
精密机械概述
定义与特点
定义
精密机械是指通过高精度制造和装配 技术，实现高精度运动、定位和测量 功能的机械系统。
特点
高精度、高稳定性、高可靠性、高效 率、长寿命等。
04
精密机械设计实例
微小型机械设计实例
微小型齿轮设计
微小型齿轮具有极小的模数和齿数，通常用于微型机器人、航空航天和医疗器械等领域。 设计时需考虑齿轮的几何尺寸、材料、热处理和加工工艺等方面，以确保其具有高精度、 高强度和耐磨性。
微型轴承设计
微型轴承是微小型机械中的关键元件，用于支撑旋转轴。设计时需考虑轴承的材料、尺寸 、润滑和热处理等方面，以确保其具有高精度、高稳定性和长寿命。
通过高精度模具和加工设 备，实现复杂形状和结构 的精密制造。
增材制造
利用3D打印技术，实现个 性化定制和小批量生产的 快速制造。
表面处理技术
如离子注入、化学镀等， 提高材料表面的耐磨、耐 腐蚀和抗疲劳性能。
智能化与自动化设计
01
数字化建模与仿真
利用CAD、CAE等技术进行数字 化建模和仿真分析，提高设计效 率和准确性。
动态性能优化问题
总结词
动态性能是衡量精密机械系统性能的重要指标，直接 关系到系统的稳定性和响应速度。
详细描述
动态性能优化是精密机械设计的另一个重要问题。设计 师需要关注系统的振动、稳定性和响应速度等方面，通 过优化结构设计、调整动态参数和使用阻尼材料等方法 ，提高系统的动态性能。
材料选择与处理问题
绪论及第一章精密机械设计的基础知识
第二节
零件的工作能力及其计算
一、强度——零件抵抗外载荷作用的能力
零件的强度不足时，将发生断裂或产生塑性变形 1、静应力下的强度
简单应力：
max
[ ]
[ ]
lim
max [ ]
S
[ ]
lim
S
S
lim
或
S
lim
[S ]
[S ]
或 EX 0 1 0 ... 0 10 0 .4
则 EX 0 0 . 7 1 0 . 2 2 0 . 1 0 . 4
精密机械知识点总结
精密机械知识点总结一、精密机械的定义精密机械是一种具有高精度、高稳定性和高可靠性的机械设备，通常用于制造、测量和其他需要高精度的领域。
它主要包括数控机床、精密加工设备、精密测量仪器等。
二、精密机械的特点1. 高精度：精密机械具有非常高的精度要求，通常能够达到微米甚至纳米级别的精度。
2. 高稳定性：精密机械在工作过程中需要保持稳定的性能，不受外部因素的影响。
3. 高可靠性：精密机械的工作需要长时间保持稳定性和精度，因此需要具有高可靠性，不易发生故障。
三、精密机械的应用领域1. 制造业：精密加工设备如数控机床、激光切割机等被广泛应用于制造业中，用于加工高精度零件。
2. 科研领域：精密测量仪器如扫描电镜、原子力显微镜等用于科研领域中对微小结构和表面的观测和测量。
3. 医疗领域：精密机械在医疗设备制造中具有重要作用，如手术机器人、影像诊断设备等。
四、精密机械的关键技术1. 数控技术：数控技术是精密机械的关键技术之一，能够实现高精度、高效率的加工。
2. 精密传动技术：精密传动技术是精密机械实现高精度运动的重要保障，包括精密传动装置、精密导轨等。
3. 精密测量技术：精密测量技术用于保证精密机械的加工和测量精度，包括激光干涉仪、光学测量系统等。
五、精密机械的发展趋势1. 高速化：精密机械的发展趋势是实现高速加工，提高生产效率。
2. 智能化：精密机械的发展趋势是实现智能化生产，包括自动化控制、远程监控等技术的应用。
3. 节能环保：精密机械的发展趋势是实现节能环保的生产过程，包括减少能源消耗、减少环境污染等。
六、精密机械的发展机遇与挑战1. 发展机遇：随着制造业的升级和科技的发展，精密机械的市场需求会逐渐增加。
2. 发展挑战：精密机械的发展面临一些挑战，包括技术水平、成本控制、人才储备等方面的挑战。
七、精密机械的发展前景精密机械作为制造业的重要组成部分，将会在未来得到更广泛的应用，同时随着科技的不断进步，精密机械的性能将会不断提高，产业链将会更加完善。
精密机械设计基础复习高频知识点
精密机械设计基础复习⾼频知识点⼆章材料1.常⽤的硬度指标有哪些？布⽒硬度（HBS）,洛⽒硬度（HRC－洛⽒C标度硬度）,维⽒硬度（HV)。
强度是指材料在外⼒作⽤下抵抗 脆性断裂，塑性屈服的能⼒。
2.低碳钢、中碳钢、⾼碳钢的含碳量范围是多少？低碳钢(C≤0.25%)，中碳钢(0.25%＜C≤0.6%)，⾼碳钢(C＞0.6%)。
3.什么是合⾦钢？钢中含有合⾦元素Mn、Cr、Ni，对钢的性能有何影响？冶炼时⼈为地在钢中加⼊合⾦元素所形成的钢为合⾦钢。
加⼊Mn，提⾼强度和淬透性。
加⼊Cr，提⾼硬度，耐磨性，冲击韧性和淬透性。
加⼊Ni，提⾼强度，耐热性，耐腐蚀性。
4.⾮铁⾦属共分⼏⼤类？具有哪些主要特征？有以下类型(1)铜合⾦，良好的导电性和导热性，耐腐蚀性和延展性。
(2)铝合⾦，⽐强度⾼，塑型好，切削性能良好，导电，导热性好。
(3)钛合⾦，密度⼩，亲⽣物性，机械强度⾼，⾼低温性能好。
5.常用的热处理工艺有：退火、正火、淬火、回火、表面热处理和化学热处理。
退⽕为预备热处理，降低钢的硬度。
正⽕在空⽓中冷却，冷却速度⼤于退⽕，可作为最终热处理。
淬⽕在⽔，油中快速冷却，是强化刚的常⽤⽅法。
回⽕，低温回⽕⽤于处理⾼碳钢⼯具，模具及表⾯淬⽕零件⼑具;中温回⽕⽤于弹簧;⾼温回⽕⽤于机器零件。
（调质处理）6.钢的调质处理工艺指的是淬火加高温回火。
目的是为了获得良好的综合机械性能，即良好的强度、韧性和塑性。
7.感应加热表⾯淬⽕是指利⽤通⼊交流电的加热感应器在⼯件中产⽣⼀定频率的感应电流,感应电流的集肤效应使⼯件表⾯层被快速加热到奥⽒体区后，⽴即喷⽔冷却，⼯件表层获得⼀定深度的淬硬层。
电流频率愈⾼，淬硬层愈浅。
8.通常以材料的伸⻓率和断⾯收缩率来定义塑性材料和脆性材料，伸⻓率和断⾯收缩率均较⼤的为塑性材料，⽽伸⻓率较⼩，⼀般⼩于5％的为脆性材料。
四章机构1.计算机构⾃由度时，应注意1. 复合铰链；2. 局部⾃由度；3. 虚约束2.”⾼副低代“时，应满⾜的条件是代替机构和原机构的⾃由度、瞬时速度和瞬时加速度必须完全相同。
精密机械
绪论1.机器：执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料或信息。
2.机器组成：动力源、传动系统、执行系统、控制系统和辅助系统。
3.机器或机构中各相对运动的部分可看成一个个运动单元，这种运动单元被称为构件。
4. 机构：机器中用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够有确定相对运动的连接方式组成的构件系统。
简单说，机构是机器的运动系统。
5. 机器的基本单元是零件，机构的基本单元是构件。
6. 对独立运动所加的限制称为约束。
7. 一个平面自由运动的构件有3个自由度。
8. 点接触或线接触的运动副称为高副，面接触的运动称为低副。
9. 转动副和移动副都是低副，约束为2，自由度为1，高副约束为1，自由度为2。
10. 若有m 个构件用复合铰链连接时，应含有（m-1）个转动副。
11. 机器和机构的关系：1）从组成上看，机构只是一个构件系统，而机器除构件系统之外还包括电气、液压等其他装置；2）从功能上看，机构只用于传递运动和动力，而机器还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。
3）从结构和运动角度看，机器和机构之间并无区别；因此我们通常将机器和机构统称为机械。
12.第一章1. 运动副：两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的连接。
2. 运动副按相对运动平面分：平面运动副和空间运动副；（平面运动副）按接触形式分：低副(转动副和移动副)和高副。
3. 平面运动副：两构件之间的相对运动为平面运动。
4. 空间运动副：两构件之间的相对运动为空间运动。
5. 自由度：构件相对于参考系所具有的独立运动数目，或确定构件位置变化所需坐标参数的数目。
6. 当原动件数=F>F 时死不能动或破坏；原动件数<F 时动件运动不确定。
7.8. F > 0）；2）原动件数应等于自由度9. 复合铰链常见情况：123 1 2 3 3 3 1 2 3 1 2 310.F=3n-2Pl-Ph =3⨯7-2⨯10–0 =111.计算机构自由度时, 应将局部自由度除去不计。
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精密机械设计考试重点整理第二章工程材料和热处理低碳钢：含碳≤0.25% 中碳钢：含碳0.25%~0.60% 高碳钢：含碳＞0.60%第四节钢的热处理（P23）普通热处理：退火、正火、淬火、回火表面热处理：表面淬火、化学热处理第四章平面机构的结构分析机构是按一定方式联接的构件组合体。
使两构件直接接触，而又能产生一定相对运动的联接（可动联接）称为运动副。
点接触或线接触的运动副成为高副；面接触的运动副称为低副。
机构运动简图的画法（P67例题4-1）第四节平面机构的自由度构件所具有的独立运动数目称为自由度，做平面运动的自由构件具有三个自由度。
机构自由度计算公式F=3n-2P L-P H自由度等于1的机构，在具有一个原动件时运动是确定的。
机构自由度、原动件数目与机构运动之间的关系：①当F≤0时，构件间不可能具有相对运动；②当F＞0时，原动件数大于机构自由度，机构会遭到损坏；原动件数小于机构自由度，机构运动不确定；③只有当原动件数等于机构自由度时，机构才具有确定的运动。
计算机构自由度时应注意的事项：（P69）①复合铰链：在同一轴线上有两个以上的构件用转动副联接时，则形成复合铰链。
若有m个构件用复合铰链联接时，则应含有（m-1）个转动副。
②局部自由度：在有些机构中，某些构件所产生的局部运动并不影响其他构件的运动，把这些构件所产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。
③虚约束：在机构中，有些运动副的约束可能与其他运动副的约束重复，因而这些约束对机构的运动实际上并无约束作用，这类约束称为虚约束。
第五节平面机构的组成原理和结构分析高副低代（P71）（什么是高副低代？怎么样代？特殊情况？）不能再拆的最简单的自由度为零的构件称为组成机构的基本杆组。
由二个构件三个低副组成，称之为Ⅱ级杆组，是应用最广的杆组。
平面机构的结构分析（P74）第五章平面连杆机构平面连杆机构是由若干刚性构件用低副（回转副、移动副）联接而成的一种机构，主要作用是用来传递运动、放大位移或改变位移的性质。
铰链四杆机构的基本形式及演化（P77）所有运动副均为转动副的平面四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的最基本形式；铰链四杆机构可分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构（作整周回转运动）、双摇杆机构（能在有限范围内往复摆动）。
第六章凸轮机构凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成。
凸轮机构按从动件的形状课分为：尖底从动件、滚子从动件、平底从动件。
图解法设计直动从动件盘形凸轮轮廓（P103）第七章摩擦轮传动和带传动摩擦轮传动和绝大多数的带传动都是借助于摩擦力来传递运动和转矩。
其不同之处在于：摩擦轮传动是直接接触，而带传动是靠中间挠性件——传动带，进行传动。
按照带的截面形状不同，带传动可分为：平带传动、V带传动、圆带传动和多楔带传动。
普通V带截面尺寸打滑是指由过载引起的全面滑动，应当避免；弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，必然会发生弹性滑动。
第八章齿轮传动第三节渐开线的形成及其性质：（P137）（一）渐开线的形成当一直线NK沿一圆周作纯滚动，则直线上任一点K的轨迹AK称为该圆的渐开线，该圆称为渐开线的基圆，其半径用r b表示；直线NK称为渐开线的发生线，角θK称为渐开线AK段的展角。
（二）渐开线的性质①因发生线在基圆上作纯滚动，所以它在基圆上滚过的一段长度应等于基圆上被滚过的一段弧长即：NK=AN。
②发生线NK就是渐开线在K点的法线，又因发生线始终与基圆相切，所以渐开线的法线必与基圆相切。
③发生线与基圆的切点N是渐开线上K点的曲率中心，而线段NK为其曲率半径。
④渐开线的形状取决于基圆的大小。
⑤因渐开线是从基圆开始向外展开，故基圆以内无渐开线第四节渐开线齿轮各部分的名称、符号和几何尺寸的计算一、齿轮各部分的名称和符号：齿顶圆：过所有齿顶端的圆称为齿顶圆，其半径用r a表示，直径用d a表示。
齿根圆: 过所有齿槽底的圆称为齿根圆，其半径用r f表示，直径用d f表示齿槽宽：相邻两齿间的空间称为齿槽,沿任意圆周所量得的齿槽的弧线长度称为该圆周上的齿槽宽，用e k表示。
齿厚: 沿任意圆周所量得的轮齿的弧线长度称为该圆周上的齿厚，用sk表示齿距：沿任意圆周所量得的相邻两齿上对应点之间的弧长，称为该圆上的齿距用P k表示分度圆：为了计算齿轮各部分尺寸的基准，在齿顶圆与齿根圆之间规定一直径为d的圆，并把这个圆称为齿轮的分度圆模数：分度圆直径显然与齿距p和齿数z有关。
且有d=z pπ把比值p /π定义为模数，用m表示。
于是得d=mz注：1.本标准适用于渐开线圆柱齿轮，对于斜齿圆柱齿轮是指其法面模数m。
2.选用模数时应优先采用第一序列，括号内的模数尽可能不用。
齿顶高：轮齿在分度圆和齿顶圆之间的径向高度，用h a表示：h a = h a*m齿根高：轮齿在分度圆和齿根圆之间的径向高度，用h f表示: h f = ( h a* + C* )m 当模数m≥1时, h a* = 1, C* = 0.25;当模数m<l时，h a* = 1, C* = 0.35标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式注：上面符号用于外啮合齿轮，下面符号用于内啮合齿轮渐开线齿轮正确啮合条件是两轮分度圆上的模数和压力角必须分别相等一对正确啮合的渐开线齿轮的传动比为：I12 = ω1/ω2 = r2’/ r1’= r b2 / r b1 = r2cosα / r1cosα = r2/ r1 = (mz2/2)/( mz1/2) =z2/z1=常数最少齿数：当α = 200及h a* = 1时，z min = 17; α = 200及h a* = 0.8时，z min = 14齿轮传动的失效形式主要是：轮齿的折断，齿面的点蚀、磨损和胶合等。
第十三节轮系由一系列齿轮组成的齿轮传动链统称为轮系。
轮系的分类：定轴轮系：在传动时，若轮系中各轮的几何轴线均是固定的，则这种轮系称为定轴轮系（或称普通轮系）周转轮系：在传动时，若轮系中至少有一个齿轮的几何轴线是绕着其他齿轮的固定轴线转动的，则这种轮系称为周转轮系。
在周转轮系中，按其自由度的数目不同又可分为以下两种：1）差动轮系：即自由度为2的周转轮系2）行星轮系：即自由度为1的周转轮系复合轮系：既包含定轴轮系部分，又包含有周转轮系部分，这种复杂的轮系成为复合轮系。
轮系传动比的计算（P192）传动比按“先小后大”的原则分配，可获得较高的传动精度。
用作示数传动的精密齿轮传动链多采用这个原则。
第九章螺旋传动螺纹类型的确定：一般情况下，示数螺旋传动多采用三角形螺纹，而传力螺旋传动多采用梯形螺纹。
（强度大）螺旋副材料的确定：应使螺杆的硬度高于螺母的硬度，以保护价格较贵和对传动精度影响较大的螺杆。
螺旋传动按其接触面间摩擦的性质，可分为：1）滑动螺旋传动。
2）滚动螺旋传动（加滚动件）3）静压螺旋传动第十章轴、联轴器、离合器按照所受载荷和应力的不同，轴可分为：心轴、转轴、传动轴。
按照轴的中心线形状不同，轴可分为：直轴、曲轴和钢丝软轴。
联轴器和离合器是用来联接两根轴，使之一同回转并传递转矩的一种部件。
前者只有在运动停止后用拆卸的方法才能把轴分离；后者则可在运动中随时使两轴分离或接合。
轴主要由轴颈、轴头和轴身组成。
第十一章支承支承由两个基本部分组成：(1)运动件：转动或在一定角度范围内摆动的部分。
(2)承导件：固定部分，用以约束运动件，使其只能转动或摆动。
按照摩擦的性质，可将支承分为四类：:⏹1)滑动摩擦支承;⏹2)滚动摩擦支承;⏹3)弹性摩擦支承;⏹4)流体摩擦支承。
滚动轴承通常由外圈、内圈、滚动体和保持架组成。
滚动轴承的代号（P283）国家标准GB/T272----93规定的轴承代号由三部分组成：前置代号、基本代号、后置代号。
轴承的基本代号包括：类型代号、尺寸系列代号和内径代号。
第十二章直线运动导轨直线运动导轨的作用是用来支承和引导运动部件按给定方向作往复直线运动运动件作直线运动的零件导轨的基本组成部分：承导件用来支承和限制运动件，使其按给定方向作直线运动的零件第十三章弹性元件弹性元件按照用途可分为两大类：①测量弹性元件：用来把某些物理量的变化（如力、压力、温度等）转变成弹性元件的变形，以便进行测量。
②力弹簧：用来作为传动系统的能源，或者完成结构力封闭。
圆柱形螺旋弹簧（简称弹簧）根据载荷作用方式的不同，有三种型式：拉伸弹簧、压缩弹簧和扭转弹簧热双金属是用两个具有不同线膨胀系数的薄金属片钎焊而成，其中线膨胀系数高的一层叫做主动层，低的一层叫做从动层第十四章联接可拆联接的特点是，如果把这种联接拆开，构成联接的所有零件都不会损坏。
永久联接的特点是，如果把这种联接拆开，则构成联接的所有零件中，至少有一个或一个以上的零件会遭受严重损坏可拆联接主要有螺钉（包括螺栓）和螺纹联接、销钉联接和键联接；不可拆联接主要有焊接、铆接、压合、胶接和铸合。
钎焊与一般焊接不同之处是钎焊时焊件本身不熔化，钎料熔点低于焊件金属的熔点。
简答题1、运动链、杆组与机构概念之间的联系和区别是什么？答：若干构件以运动副联接而成的系统称为运动链。
自由度F=0且不能再分（否则F≠0）的运动链称为基本杆组，简称杆组。
将运动链的一个构件固定为机架，另一个或几个构件（作为原动件）作独立运动时，其余构件（为从动件）即随之作确定的运动，该运动链便成为机构。
2、何谓运动副和运动副要素？如何区别高副和低副？答：使两构件直接接触，而又能产生一定相对运动的联接（可动联接）称为运动副；构成运动副的点、线、面成为运动副要素。
点接触或线接触的运动副成为高副；面接触的运动副称为低副。
3、试述联轴器和离合器的异同。
P255答：联轴器和离合器是用来联接两根轴，使之一同回转并传递转矩的一种部件。
前者只有在运动停止后用拆卸的方法才能把轴分离；后者则可在运动中随时使两轴分离或接合。
4、根据轴所承受的载荷不同，可将其分为哪几种？各有什么特点？P254答：按照所受载荷和应力的不同，轴可分为心轴、转轴和传动轴。
5、轮系可分为哪几种？各有什么特点？答：（1）定轴轮系：在传动时，若轮系中各轮的几何轴线均是固定的，则这种轮系称为定轴轮系（或称普通轮系）。
（2）周转轮系：在传动时，若轮系中至少有一个齿轮的几何轴线是绕着其他齿轮的固定轴线转动的，则这种轮系称为周转轮系。
在周转轮系中，按其自由度的数目不同又可分为以下两种：①差动轮系：即自由度为2的周转轮系。
②行星轮系：即自由度为1的周转轮系。
（3）复合轮系：既包含定轴轮系部分，又包含有周转轮系部分，这种复杂的轮系成为复合轮系。
计算题1、计算下图所示机构的自由度，并将其中的高副化为低副，确定机构所含杆组的数目和级别以及该机构的级别。
解：2、在如图所示的铰链四杆机构中，已知L BC=50mm，L CD=35mm，L AD=30mm，AD为机架。