精密机械设计课程设计指导书

《精密机械设计课程设计指导书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精密机械设计课程设计指导书（14页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、精密机械设计课程设计指导书光电信息与通信工程学院测控技术与仪器系200812题目一：百分表的设计一 设计目标设计钟表式百分表，具体技术要求如下：1 百分表测量范围为05或010mm，分度值为0.01mm；2 百分表的外形尺寸和配合尺寸应符合下图规定； （图1）3 百分表的测力应在0.5N至1.5N之间，测力落差（同一点正反向测力之差）不大于0.4N，单向行程测力变化不大于0.5N；4 示值误差：1) 对于测量范围010的表，示值总误差不大于0.018 mm，对于测量范围05的表，不大于0.016 mm；2) 任意一毫米内示值误差不大于0.01 mm；3) 回程误差不大于0.003 mm；4)

2、示值变动性不大于0.003 mm；5 测杆应移动平衡、灵活、无卡住现象；6 测杆处于自由状态时，指针应位于从零位开始逆时针方向3090之间；7 当转数指针指示整转数时，指针偏离整转数刻度不大于15；8 测杆行程应至少超出工作行程终点0.5mm；9 指针尖端应盖过短刻线长度的30%80%；10 指针尖端与表盘之间距离不大于0.7mm；11 表盘刻线宽度和指针尖端宽度应为0.150.25mm。二 课程设计的目的、任务和要求1 目的本次课程设计是精密机械设计课的重要组成部分，是打好技术基础和进行技能训练的重要环节。其目的是：（1）巩固精密机械设计课程所学内容，综合运用所学课程的知识进行设计，培养分析

3、和解决实际工程问题的能力；（2）学习仪器结构设计的一般方法和步骤，提高机械设计水平，树立正确的设计思想；（3）扩大知识范围，学会运用各类技术资料，包括技术标准、手册等。2 任务设计一种钟式百分表，在分析样图和参考图的基础上，进行结构方案的比较和选择。包括示数装置、传动系统、消除空回装置、产生测力装置、导轨、支承、限动器和联接等。然后进行总体布局、设计计算，绘制草图和正式图，编写说明书。3 要求工作量（1）设计装配图一张（1#），按照装配图要求标出必要的尺寸要求和技术要求，列出零件的明细表；（2）零件图2张；（3）说明书一份（1520页）。4 时间安排1) 总学时数约学时，学时分配如下：2) 分

4、析样图（样机），比较方案：学时；3) 计算与绘制草图：3学时；4) 绘制正式装配图：学时；5) 绘制零件图：学时；6) 书写说明书及答辩准备：1学时；7) 答辨：学时；参考资料：机械学基础，科学出版社，蒋秀珍主编；精密机械零件，机械工业出版社，庞振基主编；精密机械零件手册，机械工业出版社，天津大学、北工大合编；仪表结构设计图册，机械工业出版社，陈文贤主编；相关各类国家标准和其它各类机械设计手册。三 样图的工作原理机械百分表是齿轮传动式测微量具，测量范围010（或05）。它不仅能作比较测量，也能做绝对测量。 将被测尺寸（或误差）引起的测杆微小直线移动经过齿轮传动和放大，变成指针在刻度盘上的转动，

5、从而读出被测尺寸（或误差）的大小。由百分表的传动示意图看出，当测杆被工件抬高1mm时，齿轮上升1.6齿。由于齿轮Z2是16齿，所以齿条推动齿轮Z2转1/10转，与Z2同轴的大齿轮Z3是100齿，所以Z3转过10齿，小齿轮Z1为10齿，经Z3带动Z1以及固定在其轴上的指针正好转过一周。刻度盘刻度为100等分，故当测杆移动1mm时，指针转过100个分度，由此而知，指针转过一个分度相当于测杆移动0.01mm。四 设计步骤1 分析样图，确定方案根据设计任务书、样图（样机）和参考图纸等有关资料，分析各部分结构，明确各个零件的作用和整机对它的要求，比较不同机构的优缺点，从而选择最佳结构方案。（图2）2 设

6、计与绘制草图这两步交叉进行。（1） 示数装置设计根据百分表外形尺寸限制，使用方便和易于装配的原则，确定示数装置的结构和尺寸。按照分度值大小，决定标线尺寸，计算指针长度。（2）传统系统设计（参考图） a. 确定齿轮、齿条模数和齿数百分表的传动系数：式子中：相应于测杆最大位移的指针转角。测杆的最大位移（示值范围）。相应于的轮转角。、齿轮的齿数。齿轮和的传动比。齿条（测杆）与齿轮的传动系数。因齿轮的分度圆半径：故有所以例如，通常均取，则对百分表有：故 若取齿时0.199 取齿时0.15915 因为整数，为无理数，可见必为非标准模数。利用上式求出后，为减少刀具数量，、的模数一般也与相同。的齿数有齿、齿

7、二种。前者模数较大，对强度与耐冲击有利。后者模数较小，对提高精度和灵敏度有利。可按具体要求选用。、的齿数可按结构和传动比确定，通常取为，或12，120齿。b. 确定变位系数X：百分表的传动系统属于精密示数传动，齿轮的根切影响传动精度。故当小齿轮小于17齿时应进行正变位，最小变位系数按下式计算：对压力角标准齿轮：=1 =17c. 齿轮各部位尺寸计算：计算分度圆直径、中心距、齿顶圆直径、齿高和齿宽等（小模数齿轮径向间隙系数c =0.35，齿宽一般取b= 310m），然后结合结构草图定出齿轮中心的坐标尺寸。（3）消除空回用游丝的设计 a. 计算游丝的最小力矩：在装配时，游丝应有一定变形角（通常取）以

8、获得一最小力矩，它应保证能克服轴与齿轮的摩擦力矩而保持单面啮合。可按下式计算：=（36）根据生产实践经验Nmm b. 计算游丝的最大力矩：根据传动关系求出游丝的总转角，由：= 即可求出最大力矩。c. 计算游丝的结构参数：根据结构草图的安装空间确定游丝的内径和外径，并由此计算出游丝长度。选定游丝材料，查出E和值。选择适当的u = b/h 值 （对接触游丝一般取u= 48）后用下式计算h值：h求出后b即可由式b= uh求出。d. 校核游丝最大应力 按下列公式验算游丝最大弯曲应力：其中。为安全系数，对接触游丝取24。（4）测力弹簧的设计a、根据任务书技术要求确定工作载荷，。技术要求规定测力在0.5N

9、1.5N之间。为克服机构内部摩檫，应选一大于0.5N的力作为。技术要求规定测力变化不大于0.5N，即-0.5N,由此可选。由、可求出、：。 b、根据草图空间大小选取适当中径。c、选定适当的材料后，假设几种簧丝直径d，验算是否满足公式： 凡满足的 d 均可选用（强度条件）。d、计算弹簧有效圈数：（刚度条件）由n可计算出弹簧自由长度，安装时弹簧长既为。看此值是否与结构草图相符，不相符时可改变d值。e、计算展开长，画出弹簧工作图。3 绘制正式设计装配图绘制总装配图是课程设计环节中重要的组成部分。装配图应表示出全部零件的装配关系，标出特性尺寸、重要配合尺寸、安装尺寸和外形尺寸。装配图上应注出与产品装配

10、、调整、使用、维护等有关技术要求。装配图上的零件均应编号，并列出零部件明细表。附：百分表参考结构图4 绘制零件图每个零件均应单独绘制在一张图纸上。应用足够的视图把零件结构形状及尺寸表达清楚。零件结构与尺寸应与装配图一致，标注尺寸应注意选好基面，各部分应注明表面粗糙度。图上还应注明零件材料、热处理及其它技术要求。5 编写设计说明书内容包括：1) 设计任务说明；2) 结构设计说明（各部分结构方案选择及理由）；3) 主要参数计算过程及结果；4) 其它技术说明（如使用、保养、装卸等注意事项）；5) 改进设想；6) 设计小结；7) 参考资料目录。说明书各部分应有标题，前面应有总目录。论述中尽量利用插图，

11、说明问题简明扼要。总要求可归纳为：论述清楚、语言通顺、插图得当、计算正确、书写整洁。五 准备答辩1 按要求完成全部工作量，将图纸叠好，说明书订好，装入封袋。2 书写报告提纲，做好应答准备。六 注意事项1 图纸幅面、边框、标题栏等项目符合机械制图国家标准；2 坚持独立思考，不盲目抄袭样图；3 发现设计中有错误时，必须坚持纠正，不得以任意借口拒绝改正。4 严格考勤，有事请假，抓紧时间，认真工作，按时完成任务。书名:精密机械零件课程设计指导书作者:张凯编其他作者:ISBN号:7-5609-0228-6价格:RMB0.56发行地:武汉出版社:华中理工大学出版社出版时间:1988.8页数:94页开本:1

12、9cm装帧形式:题目二：二维调节台的设计一 设计目标设计一种二维调节台，要求实现俯仰和偏摆调节。具体技术要求如下：1 俯仰角的调整范围为10；偏摆角的调整为10；2 俯仰角的调整视值分辨率为10（0.01mm）；偏摆角的调整视值分辨率为10（0.01mm）；3 调节台可承载静载荷10kg；4 调节应平稳，不能有明显的蠕动和爬行现象；5 外形尺寸不得大于280X250X150；6 调整完成后应有锁紧装置；7 样图中弹簧的最大拉力不得超过20N，最小为10N；二 课程设计的目的、任务和要求1 目的本次课程设计是精密机械设计课的重要组成部分，是打好技术基础和进行技能训练的重要环节。其目的是：（1）巩

13、固精密机械设计课程所学内容，综合运用所学课程的知识进行设计，培养分析和解决实际工程问题的能力；（2）学习仪器结构设计的一般方法和步骤，提高机械设计水平，树立正确的设计思想；（3）扩大知识范围，学会运用各类技术资料，包括技术标准、手册等。2 任务设计一种二维调节台，在分析参考图的基础上，进行结构方案的比较和选择。包括示数装置、螺旋传动、消除空回、消除蠕动和爬行、产生预紧力、导轨、支承、锁紧装置、联接等。然后进行总体布局、设计计算，绘制草图和正式图，编写说明书。3 要求工作量（1）设计装配图一张（1#），按照装配图要求标出必要的尺寸要求和技术要求，列出零件的明细表；（2）零件图2张左右；（3）说明

14、书一份（1520页）。4 时间安排8) 总学时数约学时，学时分配如下：9) 分析样图（样机），比较方案：学时；10) 计算与绘制草图：3学时；11) 绘制正式装配图：学时；12) 绘制零件图：学时；13) 书写说明书及答辩准备：1学时；14) 答辨：学时；参考资料：机械学基础，科学出版社，蒋秀珍主编；精密机械零件，机械工业出版社，庞振基主编；精密机械零件手册，机械工业出版社，天津大学、北工大合编；仪表结构设计图册，机械工业出版社，陈文贤主编；相关各类国家标准和其它各类机械设计手册。三 样图的工作原理1 偏摆运动：调节偏摆时，先松开小锁紧螺母10，通过转动手轮带动细螺杆20转动，推动滑体8在导轨

15、上移动。滑体带动螺杆6、上支撑板1、上旋转支架18、轴17、下旋转支架15、中支承板15、锁紧螺钉11、下支承板23的10孔旋转。调整完毕后，拧紧小锁紧螺母10。偏摆时，上支撑体13的球端面在下支撑体12的平面上相对滑动。细螺杆20为细牙螺纹，螺距为0.75，也就是说，螺杆20旋转一圈，螺杆推动滑体8移动0.75mm。通过在手轮上标示刻度（如100等份），就可实现定量小距离和小角度的调节。用于偏摆调节的手轮有两个，调节时联动旋转，可消除螺纹的间隙。小拉簧19用于使得下旋转支架与轴17可靠接触。2 俯仰运动： 调节俯仰时，先松开大锁紧螺母7，通过转动手轮带动细螺杆6转动，从而使得上支撑板1、上旋

16、转支架18、轴17绕下支撑支架的V形槽内转动（上旋转支架18与上支撑板1联接，轴17与上旋转支架18联接），实现俯仰调节。调节完毕后，锁紧螺母7拧紧。同样，由于细螺杆6为细牙螺纹，从而实现俯仰的精细调节。拉簧2既可以使得螺杆6与V形体紧密接触，又可用于消除螺纹的间隙。四 设计步骤1 分析样图，确定方案根据设计任务书、样图（样机）和参考图纸等有关资料，分析各部分结构，明确各个零件的作用和整机对它的要求，比较不同机构的优缺点，从而选择最佳结构方案。2 设计与绘制草图这两步交叉进行。3 绘制正式设计装配图绘制总装配图是课程设计环节中重要的组成部分。装配图应表示出全部零件的装配关系，标出特性尺寸、重要

17、配合尺寸、安装尺寸和外形尺寸。装配图上应注出与产品装配、调整、使用、维护等有关技术要求。装配图上的零件均应编号，并列出零部件明细表。4 绘制零件图每个零件均应单独绘制在一张图纸上。应用足够的视图把零件结构形状及尺寸表达清楚。零件结构与尺寸应与装配图一致，标注尺寸应注意选好基面，各部分应注明表面粗糙度。图上还应注明零件材料、热处理及其它技术要求。5 编写设计说明书内容包括：8) 设计任务说明；9) 结构设计说明（各部分结构方案选择及理由）；10) 主要参数计算过程及结果；11) 其它技术说明（如使用、保养、装卸等注意事项）；12) 改进设想；13) 设计小结；14) 参考资料目录。说明书各部分应

18、有标题，前面应有总目录。论述中尽量利用插图，说明问题简明扼要。总要求可归纳为：论述清楚、语言通顺、插图得当、计算正确、书写整洁。五 准备答辩1 按要求完成全部工作量，将图纸叠好，说明书订好，装入封袋。2 书写报告提纲，做好应答准备。六 注意事项1 图纸幅面、边框、标题栏等项目符合机械制图国家标准；2 坚持独立思考，不盲目抄袭样图；3 发现设计中有错误时，必须坚持纠正，不得以任意借口拒绝改正。4 严格考勤，有事请假，抓紧时间，认真工作，按时完成任务。题目三：多自由度抓杯系统设计一 设计目标设计一种多自由度抓杯系统，要求具有抓取、升降、平移功能。具体技术要求如下：1. 抓取对象为测量杯，尺寸如下图

19、所示：图3.1 测量杯3 升降高度为15mm,升降速度为30mm/s，要求升降具有零位电信号。4 平移速度大于100mm/s，有效行程大于300mm，要求平移具有零位电信号。5 外形尺寸不得大于500mmx150mmx150mm。二 课程设计的目的、任务和要求1 目的本次课程设计是精密机械设计课的重要组成部分，是打好技术基础和进行技能训练的重要环节。其目的是：（1）巩固精密机械设计课程所学内容，综合运用所学课程的知识进行设计，培养分析和解决实际工程问题的能力；（2）学习仪器结构设计的一般方法和步骤，提高机械设计水平，树立正确的设计思想；（3）扩大知识范围，学会运用各类技术资料，包括技术标准、手

20、册等。2 任务设计一种多自由度抓杯系统，要求实现对测量杯的操作，如图所示。图3.2 测量杯应实现的操作在分析功能要求及参考图的基础上，（1）进行方案设计与计算，并绘制方案草图和正式图。包括平移、升降、抓取等机构的设计、计算及其相互连接，零位设计及其误差估计；（2）典型零件的设计计算，并绘制零件图；（3）编写设计说明书。3 要求工作量（1）设计装配图一张（1#），按照装配图要求标出必要的尺寸要求和技术要求，列出零件的明细表；（2）零件图2张左右；（3）说明书一份（1520页）。4 时间安排（1）总学时数约学时，学时分配如下：（2）分析样图（样机），比较方案：学时；（3）计算与绘制草图：3学时；（

21、4）绘制正式装配图：学时；（5）绘制零件图：学时；（6）书写说明书及答辩准备：1学时；（7）答辨：学时；参考资料：机械学基础，科学出版社，蒋秀珍主编；精密机械零件，机械工业出版社，庞振基主编；精密机械零件手册，机械工业出版社，天津大学、北工大合编；仪表结构设计图册，机械工业出版社，陈文贤主编；相关各类国家标准和其它各类机械设计手册。三 样图的工作原理1 平移运动：机构主要由直线电动机（带丝杠螺母）、导轨、支座（一对）、零位光电开关等构成（被平移对象部分为升降结构和抓取结构）2 升降运动： 机构主要由微箱体、升降电动机、齿轮齿条、零位光电开关等构成，其中微箱体起各部分的连接作用（被升降部分为抓取

22、结构）。3. 抓取运动该机构由电磁铁、铰链板、抓片、抓片限位柱、防转定位部分、及连接外壳等构成。本部分和升降部分连接通过中间块、齿条、螺钉实现，并用定位销定位。另外，在平移运动和升降运动中分别设有零位光电开关。四 设计步骤1 分析样图，确定方案根据设计任务书、样图（样机）和参考图纸等有关资料，分析各部分结构，明确各个零件的作用和整机对它的要求，比较不同机构的优缺点，从而选择最佳结构方案。2 设计与绘制草图这两步交叉进行。3 绘制正式设计装配图绘制总装配图是课程设计环节中重要的组成部分。装配图应表示出全部零件的装配关系，标出特性尺寸、重要配合尺寸、安装尺寸和外形尺寸。装配图上应注出与产品装配、调

23、整、使用、维护等有关技术要求。装配图上的零件均应编号，并列出零部件明细表。4 绘制零件图每个零件均应单独绘制在一张图纸上。应用足够的视图把零件结构形状及尺寸表达清楚。零件结构与尺寸应与装配图一致，标注尺寸应注意选好基面，各部分应注明表面粗糙度。 图上还应注明零件材料、热处理及其它技术要求。5 编写设计说明书内容包括：1 设计任务说明；2 结构设计说明（各部分结构方案选择及理由）；3 主要参数计算过程及结果；4 其它技术说明（如使用、保养、装卸等注意事项）；5 改进设想；6 设计小结；7 参考资料目录。说明书各部分应有标题，前面应有总目录。论述中尽量利用插图，说明问题简明扼要。总要求可归纳为：论述清楚、语言通顺、插图得当、计算正确、书写整洁。五 准备答辩1 按要求完成全部工作量，将图纸叠好，说明书订好，装入封袋。2 书写报告提纲，做好应答准备。六 注意事项1 图纸幅面、边框、标题栏等项目符合机械制图国家标准；2 坚持独立思考，不盲目抄袭样图；3 发现设计中有错误时，必须坚持纠正，不得以任意借口拒绝改正。4 严格考勤，有事请假，抓紧时间，认真工作，按时完成任务。