精密机械设计概述

1、什么是精密机械：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。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
或称光机电算一体化（机电一体化、机电仪一体化） 设备。 Mechatronic。
“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
2、什么是机械： 机械－人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实
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
二、机械实例
从上可知机器的种类繁多，结构、性能
和用途等各不相同，但都具有相同的基本特
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 精密机械是相对一般机械而言，它要求准确地传
递位移及运动。
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 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 。
一般而言， 机械是机器和机构的总称
机械 机构（mechanisms） 机器（machine）
重庆大学专用
作者： 潘存云教授
1）机构 能够用来传递运动和力或改变运动形式的多件
实物的组合体。如：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。
种类有限
2）机器 根据某种具体使用要求而设计的多件实物的组合
体。如: 缝纫机、洗衣机、各类机床、运输车辆、农用机器、
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（machine tool）、汽车、手表等等。
任何机械都经历了：简单→复杂的发展过程。
起重机的发展历程：
斜面 →杠杆 →起重轱辘 →滑轮组 →手动(电动)葫芦
→现代起重机 （包括：龙门吊、鹤式吊、汽车吊、
卷扬机、叉车、电梯－电脑控制）。
作者： 潘存云教授
（2）运输机械：汽车、机器人
（3）获取、传递、处理信息的机械：测试、分析仪 器、ORC、阅卷机、相机 DC
3、精密机械的类别：
1）精密机床：NC、CNC、MC、FMS、
2）半导体加工机床：集成电路（CPU、SSPA）0.013UM 3）光学仪器：测绘仪、照相机、高空探测、微粒测量、谱
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征可寻。
1、典型机器（内燃机）的分析：
1）内燃机组成： 汽 缸 体 1 、
活塞2、进气阀3、排 气 阀 4 、 连杆5、 曲轴6、 凸轮7、 顶杆8、 齿轮9、10 9 2）工作原理：
3
4
2
1
潘存云教授研制
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内燃机
（1）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；
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.
1）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
重庆大学专用
作者： 潘存云教授
6．精密机械的作用
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 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 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 电一体化和智能化为基本特征的现代仪器仪表。
起重机、检测设备等。
3）机械分类：可按作用和性能分，如原动机、工作机等
原动机：实现能量转换 数量有限 （1）动力机械：获取能量、改变能量形式——发动机（如 内燃机、蒸汽机、电动机等）
工作机：完成有用功 种类繁多
（1）加工机械：改变物体形状——机床，金属切削机床、
木工机床、物镜（玻璃）加工机床等
重庆大学专用
精密机械设计基础
刘京诚 2013年9月
重庆大学专用
作者： 潘存云教授
第0章 绪 论
§0－1 本课程研究的地位和作用 §0－2 本课程基本任务和要求 §0－3 本课程的目的和一般方法 §0－4 课程的性质和学习方法 §0－5 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
§0－1 精密机械设计课程的地位和作用
（3）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。
循环运动的结果， 使曲轴输出连续 的旋转运动
重庆大学专用
作者： 潘存云教授
内燃机的工作过程：
进气 压缩 爆炸 排气
潘存云教授研制
设计：潘存云
3）内燃机各部分的作用：
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：
曲柄滑块机构
凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；称为： 凸轮机构 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：齿轮机构
各部分协调动作的结果： 化学能
机械能
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作者： 潘存云教授
2、工件自动载送装置分析
工件 定爪 动爪
档块
滑杆
1）含带传动机构、蜗 装配夹具 杆传动、凸轮机构、
连杆机构等。
仪
4）精密仪器：圆度仪、三坐标、
5）机器人：工业机器人、娱乐机器人、军事机器人、 微型、智能 。
重庆大学专用
作者： 潘存云教授
6）信息处理设备：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）
7）医疗机械：现代医疗设备（CT、分析仪）、x光机、
义牙种植
4、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 械等学科的一体化技术（图示说明）-------结构更精巧、 动作更准确、零件精度更高。 5．精密机械结构作用
工件载送器
潘存云教授研制
蜗杆传动
连杆机构
2）滑杆左移时，夹持 器将工件夹住。
带传动 凸轮机构
3）滑杆带着工件右移
电动机
时，夹持器动爪受挡
块的压迫将工件松开，
工件落入载送器被传
送到下一道工序。
强调代替人类完成有用工作 构.avi
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自动装卸机
作者： 潘存云教授