四川大学：测试技术与控制工程系课程教学资源《精密机械设计》教学大纲 Precision Machine Design.pdf_大学文库

要求学生：能根据物体的受力特点，选择正确的公理，绘制其受力简图，完成静力学分析。第二章工程材料和热处理（支撑课程目标1、2） 1.介绍刚度、塑性，以及硬度的定义。金属材料力学性能及其主要影响因素。工程材料的分类、特点及用途。 2.热处理的定义、实质及工艺介绍。表面精饰的目的、方法及特点。 3.精密仪器材料选用原则。要求学生：堂据金屁材料力学性能及其主要影响因素，硬解热处理的卖质，能根据精密仪器设计的使用要求、工艺要求和经济要求，选择合适的材料，正确的热处理和表面精饰工艺。第三章零件强度刚度分析（支撑课程目标1、2） 1.刚度、强度、内力、应力的概念。零件受力和变形的种类及特点 2.零件复杂变形的强度计算，刚度校核。要求学生：理解刚度、强度、内力及应力的特点，能根据零件的受力和变形特点，选择正确的方法，完成零件变形的强度计算和列度校核。第四章平面机构的结构分析（支撑课程目标1、3） 1.运动副和运动链的概念。机构运动简图的绘制方法。 2。机构具有确定运动的条件。机构自由度的计算方法。 3.机构的组成原理和结构分析。平面机构的高副低代要求学生：理解运动副、运动链的概念和机构具有确定运动的条件。能够根据机构运动特点，绘制出机构的运动简图，并计算出机构的自由度。理解机构的组成原理，会选择正确的方法完成平面机构的高副低代。第五章平面连杆机构（支撑课程目标1、4） 1.平面连杆机构的基本形式及其演化 2.平面四杆机构的基本特性。 3.平面四杆机构的设计方法。要求学生：了解平面四杆机机构的基本形式及其演化。理解平面四杆机构的基本特性。能够根据四杆机构的设计要求，选择正确的设计方法，完成机构的设计。第六章凸轮机构（支撑课程目标1、4、6) 1.凸轮机构的应用与分类。 2。反转法原理及其在平面凸轮轮廓曲线的设计 3.凸轮机构基本尺寸的确定。要求学生：了解各类凸轮机构的特点及适用场合。能根据设计要求，运

要求学生：能根据物体的受力特点，选择正确的公理，绘制其受力简图，完成静力学分析。第二章工程材料和热处理（支撑课程目标 1、2） 1. 介绍刚度、塑性，以及硬度的定义。金属材料力学性能及其主要影响因素。工程材料的分类、特点及用途。 2. 热处理的定义、实质及工艺介绍。表面精饰的目的、方法及特点。 3. 精密仪器材料选用原则。要求学生：掌握金属材料力学性能及其主要影响因素，理解热处理的实质，能根据精密仪器设计的使用要求、工艺要求和经济要求，选择合适的材料，正确的热处理和表面精饰工艺。第三章零件强度刚度分析（支撑课程目标 1、2） 1. 刚度、强度、内力、应力的概念。零件受力和变形的种类及特点。 2. 零件复杂变形的强度计算，刚度校核。要求学生：理解刚度、强度、内力及应力的特点，能根据零件的受力和变形特点，选择正确的方法，完成零件变形的强度计算和刚度校核。第四章平面机构的结构分析（支撑课程目标 1、3） 1. 运动副和运动链的概念。机构运动简图的绘制方法。 2. 机构具有确定运动的条件。机构自由度的计算方法。 3. 机构的组成原理和结构分析。平面机构的高副低代。要求学生：理解运动副、运动链的概念和机构具有确定运动的条件。能够根据机构运动特点，绘制出机构的运动简图，并计算出机构的自由度。理解机构的组成原理，会选择正确的方法完成平面机构的高副低代。第五章平面连杆机构（支撑课程目标 1、4） 1. 平面连杆机构的基本形式及其演化。 2. 平面四杆机构的基本特性。 3. 平面四杆机构的设计方法。要求学生：了解平面四杆机机构的基本形式及其演化。理解平面四杆机构的基本特性。能够根据四杆机构的设计要求，选择正确的设计方法，完成机构的设计。第六章凸轮机构（支撑课程目标 1、4、6） 1. 凸轮机构的应用与分类。 2. 反转法原理及其在平面凸轮轮廓曲线的设计。 3. 凸轮机构基本尺寸的确定。要求学生：了解各类凸轮机构的特点及适用场合。能根据设计要求，运

用反转法完成平面凸轮轮廓曲线的绘制，确定凸轮机构的基本尺寸。第七章齿轮传动（支撑课程目标1、4、6） 1.齿轮传动特点及分类。齿轮啮合基本定律及渐开线齿轮传动的基本性质 2.渐开线直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮，及蜗杆传动的传动特点及应用。渐开线齿廓的切制原理和根切现象，齿轮失效形式和材料选择。 3。轮系的用途及分类，传动比的计算。齿轮传动链的结构设计，传动精度及空回问题。要求学生：了解各类渐开线齿轮的传动特点及应用。理解齿轮啮合的基本定律，渐开线齿轮传动的基本性质和根切现象。会根据状轮的失效形式，选择正确的校核方式和合适的材料。能根据轮系的特点，选择正确的方法，计算出轮系的传动比。能根据轮系的设计要求，完成齿轮传动链的结构设计和传动精度分析第八章带传动（支撑课程目标1、4、6） 1.带传动的类型、特点及应用。 2.同步带的组成及工作原理，同步带传动的计算和设计方法。要求学生：了解各类带传动的特点及适用场合。能根据设计要求，运用同步带的计算和设计方法完成同步带、带轮的设计第九章螺旋传动（支撑课程目标1、4、6） 1.螺游传动的类型、特点及应用。 2.滑动螺旋传动、滚动螺旋传动的特点和设计原则。 3。静压螺旋传动的介绍。要求学生：了解各类螺旋传动的特点及应用场合，能根据具体设计要求选择合适的螺旋传动类型。第十章轴、联轴器、离合器（支撑课程目标1、5、6） 1.轴的结构设计与强度计算。 2.联轴器、离合器的工作原理、分类及选型。要求学生：了解各类联轴器，离合器的特点及应用场合，能根据具体设计要求，完成轴的结构设计、强度计算，以及离合器、联轴器的选型。第十一章支承（支撑课程目标1、5、6） 1.支承的基本组成，类型。滑动支承的特点及适用场合。 2.。滚动支承的特点及选型 3.弹性支承，静压支承的工作原理，特点及类型 4.精密轴系的特点

用反转法完成平面凸轮轮廓曲线的绘制，确定凸轮机构的基本尺寸。第七章齿轮传动（支撑课程目标 1、4、6） 1. 齿轮传动特点及分类。齿轮啮合基本定律及渐开线齿轮传动的基本性质。 2. 渐开线直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮，及蜗杆传动的传动特点及应用。渐开线齿廓的切制原理和根切现象，齿轮失效形式和材料选择。 3. 轮系的用途及分类，传动比的计算。齿轮传动链的结构设计，传动精度及空回问题。要求学生：了解各类渐开线齿轮的传动特点及应用。理解齿轮啮合的基本定律，渐开线齿轮传动的基本性质和根切现象。会根据齿轮的失效形式，选择正确的校核方式和合适的材料。能根据轮系的特点，选择正确的方法，计算出轮系的传动比。能根据轮系的设计要求，完成齿轮传动链的结构设计和传动精度分析。第八章带传动（支撑课程目标 1、4、6） 1. 带传动的类型、特点及应用。 2. 同步带的组成及工作原理，同步带传动的计算和设计方法。要求学生：了解各类带传动的特点及适用场合。能根据设计要求，运用同步带的计算和设计方法完成同步带、带轮的设计。第九章螺旋传动（支撑课程目标 1、4、6） 1. 螺旋传动的类型、特点及应用。 2. 滑动螺旋传动、滚动螺旋传动的特点和设计原则。 3. 静压螺旋传动的介绍。要求学生：了解各类螺旋传动的特点及应用场合，能根据具体设计要求，选择合适的螺旋传动类型。第十章轴、联轴器、离合器（支撑课程目标 1、5、6） 1. 轴的结构设计与强度计算。 2. 联轴器、离合器的工作原理、分类及选型。要求学生：了解各类联轴器，离合器的特点及应用场合，能根据具体设计要求，完成轴的结构设计、强度计算，以及离合器、联轴器的选型。第十一章支承（支撑课程目标 1、5、6） 1. 支承的基本组成，类型。滑动支承的特点及适用场合。 2. 滚动支承的特点及选型。 3. 弹性支承，静压支承的工作原理，特点及类型。 4. 精密轴系的特点

要求学生：了解各类支承的特点及应用场合，能根据具体设计要求，完成滚动支承、弹性支承基静压支承的选型，以及精密轴系的设计。第十二章直线运动导轨（支撑课程目标 1、5、6） 1. 导向原理及导轨精度分析。 2. 滑动导轨和滚动导轨的结构特点与设计。 3. 其它类型导轨介绍。要求学生：理解导向原理及导轨精度分析方法，了解各类导轨的特点及应用场合，能根据具体设计要求，选择或设计合适的导轨。第十三章弹性元件（支撑课程目标 1、5、6） 1. 弹性元件的基本特性及影响因素。 2. 螺旋弹簧的设计及选型。 3. 游丝，片簧，波纹管等弹性元件的特点，适用场合。要求学生：理解弹性滞后和弹性后效，了解各类弹性元件的特点及应用场合，能根据具体设计要求，选择或设计合适的弹性元件。第十四章联接（支撑课程目标 1、5、6） 1. 联接的分类与要求。 2. 联接的失效形式及选型。 3. 光学联接的特点。要求学生：了解联接的失效形式，各类联接的特点，能根据具体设计要求，选择或设计合适的联接。三、实验内容序号实验名称主要内容支撑课程目标是否必做学时 1 实验一齿轮传动机构结构分析了解直升机救援绞车，绕线机和双频激光干涉仪三脚架三台设备的工作原理，结构，完成机构运动简图绘制和传动比计算。课程目标 3、4、5、 6 必做 2 2 实验二导轨结构与运动分析观察导轨在三脚架、光驱、百分表中的应用；分析三脚架中燕尾导轨的间隙调整方法；分析光驱中导轨的结构类型及作用课程目标 3、4、5、 6 必做 2 3 实验三百分表结构分析了解百分表的结构及工作原理；学习仪表拆装技能及工具的使用方法；熟悉课堂上所学的齿轮、导轨、弹性课程目标 3、4、5、 6 必做 2

元件、联接和示值装置在百分表中的具体应用。 *注：实验详情见课程实验大纲及实验指导书四、参考文献 [1]蒋秀珍，精密机械结构设计，清华大学出版社，2011年4月 [2]卢耀祖，机械结构设计，同济大学出版社，2009年1月 [3]于靖军，机械原理，机械工业出版社，2013年8月 [4]何宝芹，工程材料及热处理，华中科技大学出版社，2012年2月五、达成课程目标的途径与措施精密机械设计涉及内容广，课程目标较多，其达成目标的途径和措施主要有： 1.引导学生掌握精密机械设计中的相关概念、基本理论、设计思想及方法，利用学生感兴趣的案例（如基于滑动摩擦自锁原理的智能爬杆机器人，铁塔攀爬机器人，活塞环检测仪的运动部分)帮助学生加深对精密机械设计的认识： 2.精讲多练：课堂讲授以提出实际问题、分析问题、解决问题为主，辅之习题练习，课后研讨题：促使学生主动利用所学知识分析实际工程问题： 3.大班授课，小班研讨：布置一个研讨题，分析实际项目中的具体机械机构，要求学生查阅文献资料，分析机构设计特点，并利用Solidworks 维设计软件完成机构的三维建模。学生分为10组，每组不同题目：完成后，用一次课的时间，让每组推荐一位同学上台讲解，教师和其他同学提问，促使学生利用基本原理、方法解决实际精密机械设计问题： 4.多环节训练、督促检查，巩固学习成果： 1)作业：课后习题 2)实验 3)研讨题 4)阶段考试：依据课程进度，安排2次阶段考试，内容主要为本课程的己学内容：主要涉及精密机械的基本概念、分析方法，强度刚度校核方法，以及传动机构的设计。 5)期末考试：内容为课程的重要知识点和研讨题的部分内容 6)上课考勤 5.命题要求说明命题内容能否反应课程目标的实现。本课程试卷由填空、简答、分析计算等组成，其中填空题占比15-20%，主要考核课程目标1,2,3：简答题占比25%-30%，主要考核课程目标1

元件、联接和示值装置在百分表中的具体应用。 *注：实验详情见课程实验大纲及实验指导书四、参考文献 [1] 蒋秀珍，精密机械结构设计，清华大学出版社，2011 年 4 月 [2] 卢耀祖，机械结构设计，同济大学出版社，2009 年 1 月 [3] 于靖军，机械原理，机械工业出版社，2013 年 8 月 [4] 何宝芹，工程材料及热处理，华中科技大学出版社，2012 年 2 月五、达成课程目标的途径与措施精密机械设计涉及内容广，课程目标较多，其达成目标的途径和措施主要有： 1. 引导学生掌握精密机械设计中的相关概念、基本理论、设计思想及方法，利用学生感兴趣的案例（如基于滑动摩擦自锁原理的智能爬杆机器人，铁塔攀爬机器人，活塞环检测仪的运动部分）帮助学生加深对精密机械设计的认识； 2. 精讲多练：课堂讲授以提出实际问题、分析问题、解决问题为主，辅之习题练习，课后研讨题；促使学生主动利用所学知识分析实际工程问题； 3. 大班授课，小班研讨：布置一个研讨题，分析实际项目中的具体机械机构，要求学生查阅文献资料，分析机构设计特点，并利用 Solidworks 三维设计软件完成机构的三维建模。学生分为 10 组，每组不同题目；完成后，用一次课的时间，让每组推荐一位同学上台讲解，教师和其他同学提问，促使学生利用基本原理、方法解决实际精密机械设计问题； 4. 多环节训练、督促检查，巩固学习成果： 1）作业：课后习题 2）实验 3）研讨题 4）阶段考试：依据课程进度，安排 2 次阶段考试，内容主要为本课程的已学内容；主要涉及精密机械的基本概念、分析方法，强度刚度校核方法，以及传动机构的设计。 5）期末考试：内容为课程的重要知识点和研讨题的部分内容。 6）上课考勤 5. 命题要求说明命题内容能否反应课程目标的实现。本课程试卷由填空、简答、分析计算等组成，其中填空题占比 15-20%，主要考核课程目标 1，2，3；简答题占比 25%-30%，主要考核课程目标 1

2,3:分析计算占比20%-30%，主要考核课程目标3,4,5。六、成绩评定(%) 1.总成绩由“课堂成绩”和“实验成绩”两部分组成.“课堂成绩”占90%“实验成绩”占10% 2.“实验成绩”考查学生出勤、实验报告及实验过程。由小组成员，助教和实验指导老师共同评定（按百分制）。 3.“课堂成绩”包括三个部分“平时成绩”、“期中成绩”和“期末成绩”。 4.“期末成绩”由期末卷面考试成绩决定，按百分制给出，占“课堂成绩的60%。 5。“期中成绩”由两次阶段性考试成绩决定，按百分制给出，占“课堂成绩”的20%。阶段性考试建议在第7周和第13周进行。 “平时成绩”由各研讨小组和助教共同确定。（每个小组约8人）占“课堂成绩”的20%。“平时成绩”包括“上课签到”、“参与小组研讨”、“上课回答问题”、“课后答疑”及“完成作业”等内容组成七、课程目标对毕业要求的支撑毕业要求指标点课程目标毕业要求2问题分析：能够2.1能识别和判断测控复杂工程问题课程目标3/4/5 将专业相关的基础理论知的关键环节和参数。识，用于测控对象和任务的 2.2能正确表达复杂测控工程问题，并课程目标分析和模型建立，并通过文认识问题分析有多种方法， 2/3/4/5 献研究对结果进行评价。 2.3能运用基本原理和文献研究，分析课程目标影响测控装置性能的因素，证实问题分 2/3/4/5 析的合理性。毕业要求3设计/开发解决方 3.1能够根据用户及社会需求提出设课程目标案：能够设计针对机械工程计目标、确定设计方案。 2/3/4/5 中的复杂测试计量及控制问 3.2能够设计满足特定需求的单元模课程目标3/4/5 题的解决方案，设计满足特块、功能部件，并对设计方案进行优选，定需求的测控系统及功能部体现创新意识。件，并能够在设计环节中体 3.3能够用图纸、报告、软件模型或实课程目标6 现创新意识，并考虑社会、物等形式，呈现设计成果。健康、安全、法律、文化以 3.4能够在安全、环境、法律等现实约课程目标2 及环境等因素。束条件下，对设计方案的可行性进行论证

2，3；分析计算占比 20%-30%，主要考核课程目标 3，4，5。六、成绩评定（%） 1. 总成绩由“课堂成绩”和“实验成绩”两部分组成。“课堂成绩”占 90% “实验成绩”占 10% 。 2. “实验成绩”考查学生出勤、实验报告及实验过程。由小组成员,助教和实验指导老师共同评定（按百分制）。 3. “课堂成绩”包括三个部分“平时成绩”、“期中成绩”和“期末成绩”。 4. “期末成绩”由期末卷面考试成绩决定，按百分制给出，占“课堂成绩” 的 60%。 5. “期中成绩”由两次阶段性考试成绩决定，按百分制给出，占“课堂成绩”的 20%。阶段性考试建议在第 7 周和第 13 周进行。 “平时成绩”由各研讨小组和助教共同确定。（每个小组约 8 人）占“课堂成绩”的 20%。“平时成绩”包括“上课签到”、“参与小组研讨”、“上课回答问题”、“课后答疑”及“完成作业”等内容组成七、课程目标对毕业要求的支撑毕业要求指标点课程目标毕业要求 2 问题分析：能够将专业相关的基础理论知识，用于测控对象和任务的分析和模型建立，并通过文献研究对结果进行评价。 2.1 能识别和判断测控复杂工程问题的关键环节和参数。课程目标 3/4/5 2.2 能正确表达复杂测控工程问题,并认识问题分析有多种方法。课程目标 2/3/4/5 2.3 能运用基本原理和文献研究，分析影响测控装置性能的因素，证实问题分析的合理性。课程目标 2/3/4/5 毕业要求 3 设计/开发解决方案：能够设计针对机械工程中的复杂测试计量及控制问题的解决方案，设计满足特定需求的测控系统及功能部件，并能够在设计环节中体现创新意识，并考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 3.1 能够根据用户及社会需求提出设计目标、确定设计方案。课程目标 2/3/4/5 3.2 能够设计满足特定需求的单元模块、功能部件，并对设计方案进行优选，体现创新意识。课程目标 3/4/5 3.3 能够用图纸、报告、软件模型或实物等形式，呈现设计成果。课程目标 6 3.4 能够在安全、环境、法律等现实约束条件下，对设计方案的可行性进行论证。课程目标 2