《精密仪器设计1》课程教学大纲 课程名称：精密仪器设计1 课程代码： 学分/学时：4/64 适用专业：电气信息类测控技术与仪器专业 先修课程：现代图学 后续课程：无 开课单位：电子信息与电气工程学院 一、课程性质和教学目标 课程性质：此课程是针对电气信息类测控技术与仪器专业的本科专业必修课程。 教学目标要求： 1、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、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、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：
《精密仪器设计 1》课程教学大纲 课程名称：精密仪器设计 1 课程代码： 学 分 / 学 时：4/64 适用专业：电气信息类测控技术与仪器专业 先修课程：现代图学 后续课程：无 开课单位：电子信息与电气工程学院 一、课程性质和教学目标 课程性质：此课程是针对电气信息类测控技术与仪器专业的本科专业必修课程。 教学目标要求： 1、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、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、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、掌握材料与热处理、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、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。 本课程各教学环节对人才培养目标的贡献见下表。 知识能力素质要求 各教学环节的贡献度 课堂讲授 课堂小自学 作业 实验 课堂整体 测验 献度 知知识体系 本门课程涉及知识面广、专业性强，要求能够综合运用 W “现代图学”、“理论力学”、“材料力学等相关课程知识，注 重理论与实践相结合。 能清晰思考和用语言文字准确表达的能 W √WW W > 力 发现、分析和解决问题的能力 W W W WW WW W 批判性思考和创造性工作的能力 W W W √W W 与不同类型的人合作共事的能力 V W W 至少一种外语的应用能力 W W W W √N W 终生学习的能力 V W W 组织管理能力 W 获取整理信息的能力* W W W N 素志存高远、意志坚强 V V 质 刻苦务实、精勤进取 W W V W W W 身心和谐、视野开阔 思维敏捷、乐于创新 W W N 注： “√”的数量从1一3，代表贡献的大小
5、掌握材料与热处理、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、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。 本课程各教学环节对人才培养目标的贡献见下表。 知识能力素质要求 各教学环节的贡献度 课堂讲授 课堂小 测验 自学 作业 实验 课堂整体 贡献度 知 识 知识体系 本门课程涉及知识面广、专业性强，要求能够综合运用 “现代图学”、“理论力学”、“材料力学”等相关课程知识，注 重理论与实践相结合。 √√√ 能 力 清晰思考和用语言文字准确表达的能 力 √ √√ √ √√√ √√ √√ 发现、分析和解决问题的能力 √√ √√ √√ √√√ √√√ √√ 批判性思考和创造性工作的能力 √√ √√√ √√ √√√ √√ √√ 与不同类型的人合作共事的能力 √ √√√ √√ 至少一种外语的应用能力 √√ √√ √√ √√√ √√√ √√√ 终生学习的能力 √√ √√ √√ 组织管理能力 √√ √ 获取整理信息的能力* √ √√ √√√ √√ √√ 素 质 志存高远、意志坚强 √ √ √ √ 刻苦务实、精勤进取 √√ √√ √√ √√ √√ √√ 身心和谐、视野开阔 √ √ √√ √√ 思维敏捷、乐于创新 √√ √√ √ √√√ √ √√ 注：“√”的数量从１－３，代表贡献的大小
二、课程教学内容及学时分配 教学内容 学时 课堂教学讨论 作业及要求自学及要求团组大作业及要求 绪论 0.5学时 0.5学时课堂教 每章课后均 讲授《精密机械设计》课程体系结 学中融 有作业进行 构、主要内容、学习方法及注意事 入课堂 强化练习。 项。 第一章精密机械设2学时 2学时 小 测 重点掌握零件的工作能力及其计算 计的基础知识 验、提 2学时，自学 (强度包含载荷和应力、零件的整体 问及小 强度、零件的表面接触强度，刚 组讨论 精密机械设 计的基础知 度)，了解振动稳定性，掌握误差估 算及分类，了解工艺性、标准化、系 识。 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4学时 4学时 了解金属材料的力学性能表征指标， 热处理 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 4学时，初步 解常用的工程材料，重点掌握黑色金 了解金属材 属材料：常用钢分类、优质碳素结构 料的力学性 钢、合金结构钢（合金渗碳钢、调质 能指标、钢 钢)，重点掌握有色金属材料：铜及 的分类，了 铜合金（黄铜、锡青铜、铝青铜、铍 解钢的热处 青铜)、铝及铝合金（硬铝合金），重 理类型。 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
二、课程教学内容及学时分配 教学内容 学时 课堂教学 讨论 作业及要求 自学及要求 团组大作业及要求 绪论 0.5 学时 0.5 学时 课堂教 学中融 入课堂 小 测 验、提 问及小 组讨论 每章课后均 有作业进行 强化练习。 / 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 2 学时 2 学时 2 学时，自学 精密机械设 计的基础知 识。 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 4 学时 4 学时 4 学时，初步 了解金属材 料的力学性 能指标、钢 的分类，了 解钢的热处 理类型。 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8学时 8学时 了解零件加工误差分类，掌握互换性 精度 定义：掌握极限与配合的基本术语： 8学时，初步 轴与孔、尺寸、尺寸偏差和尺寸公 了解尺寸公 差、配合、极限制与配合制：重点掌 差、形位公 握光滑圆柱件的极限与配合及其选 差及表面粗 择：标准公差系列、基本偏差系列、 粮度的表 极限与配合的选择： 掌握形状与位置 征。 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8学时 8学时 8学时，了解 了解运动副及其分类，重点掌握平面 结构分析 运动副、平 运动副的高副和低副： 掌握平面机构 面机构运动 的运动简图的绘制：重点掌据平面机 简图的绘 构自由度及其计算：掌握平面机构的 制、平面机 组成原理和结构分析，重点掌握平面 构自由度计 机构的高副低代。 算、结构分 析及组成原 理。 第五章平面连杆机7.5学时 7.5学时 8学时，初步 掌握较链四杆机构的基本型式（曲柄 构 掌握较链四 摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机 杆机构基本 构、曲柄滑块机构、导杆机构、含有 型式及演化 两个移动副的四杆机构)，重点掌握 形式、曲柄 平面四杆机构曲柄存在的条件，掌握 存在条件和 平面四杆机构的压力角和传动角，行 平面四杆机 程速度变化系数、死点位置概念：了 构的参数。 解平面四杆机构的设计。 第六章 凸轮机构4学时 4学时 4学时，初步 了解凸轮机构的分类，重点掌握从动 掌握凸轮机 件常用运动规律，掌握图解法设计平 构从动件常 面凸轮轮廓，掌握解析法设计平面凸 用运动规律
第三章 零件的几何 精度 8 学时 8 学时 8 学时，初步 了解尺寸公 差、形位公 差及表面粗 粮度的表 征。 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 8 学时 8 学时，了解 运动副、平 面机构运动 简图的绘 制、平面机 构自由度计 算、结构分 析及组成原 理。 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 7.5 学时 7.5 学时 8 学时，初步 掌握铰链四 杆机构基本 型式及演化 形式、曲柄 存在条件和 平面四杆机 构的参数。 掌握铰链四杆机构的基本型式 (曲柄 摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机 构、曲柄滑块机构、导杆机构、含有 两个移动副的四杆机构 )，重点掌握 平面四杆机构曲柄存在的条件，掌握 平面四杆机构的压力角和传动角，行 程速度变化系数、死点位置概念；了 解平面四杆机构的设计。 第六章 凸轮机构 4 学时 4 学时 4 学时，初步 掌握凸轮机 构从动件常 用运动规律 了解凸轮机构的分类，重点掌握从动 件常用运动规律，掌握图解法设计平 面凸轮轮廓，掌握解析法设计平面凸
及凸轮机构 轮轮廓：了解凸轮机构基本尺寸的确 基本尺寸确 定。 定。 第七章摩擦轮传4学时 4学时 4学时，初步 掌握摩擦轮传动的工作原理（弹性滑 动和带传动 掌握摩擦轮 动及打滑)、传动比计算、法向力及 传动、带传 作用在轴上的载荷，了解摩擦无级变 动的工作原 速器，重点掌握V带传动的设计，掌 理，了解V 握同步带传动，了解其它带传动（送 带传动和同 孔带、拖运式带传动)。 步带传动设 计。 第八章 齿轮传动24学时 24学时 24学时，初 重点掌握齿廓啮合的基本定律，重点 步掌握齿廓 掌握渐开线齿廓的形成、性质、渐开 啮合基本定 线方程式，掌握渐开线齿廓满足啮合 律、渐开线 基本定律的证明，掌握渐开线齿廓各 形成、性 部分的名称、符号和几何尺寸的计 质、方程 算，重点掌握渐开线直齿圆柱齿轮传 式，初步 动：啮合过程、正确啮合条件、正确 解渐开线齿 安装和可分性、连续传动条件，掌握 廓啮合过 渐开线齿廓的切制原理、根切和最小 程、正确 齿数，了解变位齿轮：采用变位齿轮 合条件，掌 的原因、变位齿轮及其特点、最小变 握正确安装 位系数、变位齿轮传动几何尺寸的计 知日「分性 算、变位齿轮传动的类型，掌握斜齿 连续传动条 圆柱齿轮传动，掌握齿轮传动的形式 件、掌握渐 和材料，重点掌握圆柱齿轮传动的强 开线齿廓的 度计算，了解圆锥齿轮传动，了解蜗 切制原理、 杆传动，重点掌握轮系，了解齿轮传 根切和最小 动精度，了解齿轮传动的空回，了解 齿数、变位 齿轮传动链的设计。 齿轮传动类
及凸轮机构 基本尺寸确 定。 轮轮廓；了解凸轮机构基本尺寸的确 定。 第七章 摩擦轮传 动和带传动 4 学时 4 学时 4 学时，初步 掌握摩擦轮 传动、带传 动的工作原 理，了解 V 带传动和同 步带传动设 计。 掌握摩擦轮传动的工作原理 (弹性滑 动及打滑 )、传动比计算、法向力及 作用在轴上的载荷，了解摩擦无级变 速器，重点掌握 V 带传动的设计，掌 握同步带传动，了解其它带传动 ( 齿 孔带、拖运式带传动 ) 。 第八章 齿轮传动 24 学时 24 学时 24 学时，初 步掌握齿廓 啮合基本定 律、渐开线 形成、性 质、方程 式，初步了 解渐开线齿 廓啮合过 程、正确啮 合条件，掌 握正确安装 和可分性、 连续传动条 件、掌握渐 开线齿廓的 切制原理、 根切和最小 齿数、变位 齿轮传动类 重点掌握齿廓啮合的基本定律，重点 掌握渐开线齿廓的形成、性质、渐开 线方程式，掌握渐开线齿廓满足啮合 基本定律的证明，掌握渐开线齿廓各 部分的名称、符号和几何尺寸的计 算，重点掌握渐开线直齿圆柱齿轮传 动：啮合过程、正确啮合条件、正确 安装和可分性、连续传动条件，掌握 渐开线齿廓的切制原理、根切和最小 齿数，了解变位齿轮：采用变位齿轮 的原因、变位齿轮及其特点、最小变 位系数、变位齿轮传动几何尺寸的计 算、变位齿轮传动的类型，掌握斜齿 圆柱齿轮传动，掌握齿轮传动的形式 和材料，重点掌握圆柱齿轮传动的强 度计算，了解圆锥齿轮传动，了解蜗 杆传动，重点掌握轮系，了解齿轮传 动精度，了解齿轮传动的空回，了解 齿轮传动链的设计