《精密仪器零件设计》课程教学大纲一、课程基本信息制定人：穆继亮教学基层组织审核人：刘文耀开课学院：仪器与电子学院开课学院审核人：王红亮课程名称（中文）：精密仪器零件设计课程名称（英文）：Designofprecision instrumentparts课程类别：专业教育课程课程性质：必修课程代码：Z2306010301适用层次：本科计划学分：2.5适用专业：测控技术与仪器计划学时（周数）：40讲课学时：40实验学时：0开课学期：4考核方式：考试先修课程：工程制图、工程力学后续课程：测控系统设计综合实践二、课程性质与教学目标1、课程性质与任务本课程是仪器类专业的一门专业教育课程，是测控技术与仪器专业的核心课程。该课程以提高学生实际工程设计能力为目的，其主要任务是讲授精密仪器仪表中常用机构和通用零件的基本组成、工作原理、结构特点、应用范围、选型、材料、精度等有关的基础理论和一般的设计原则和方法，是综合性机械类课程。通过该课程的学习，使学生能够掌握精密机械设计的基本理论和方法，具备进行精密机械零、部件一般设计和精度分析的能力，为解决工程实际问题奠定精密机械和仪器结构设计和系统总体设计的基础。2、课程目标课程目标1：能够根据一定的设计方法或选用原则，对实现特定功能的精密机械系统中的常用机构或通用零件进行设计或选型。（支撑毕业要求指标点3-1)。课程目标2：能够选择一种方法、模型或工具，对机构或零件进行简单的结构分析、运动分析、受力分析和强度分析，以实现合理有效的解释。（支撑毕业要求指标点5-1）课程目标3：能够借助专业设计工具，依据机械设计准则，对典型运动机构或零件进行设计或建模，确定精密仪器的功能和相关设计参数。（支撑毕业要求指标点5-2）。33
33 《精密仪器零件设计》课程教学大纲 一、课程基本信息 制定人：穆继亮 教学基层组织审核人：刘文耀 开课学院：仪器与电子学院 开课学院审核人：王红亮 课程名称（中文）：精密仪器零件设计 课程名称（英文）：Design of precision instrument parts 课程类别：专业教育课程 课程性质：必修 课程代码：Z2306010301 适用层次：本科 适用专业：测控技术与仪器 计划学分：2.5 计划学时（周数）：40 讲课学时：40 实验学时：0 开课学期：4 考核方式：考试 先修课程：工程制图、工程力学 后续课程：测控系统设计综合实践 二、课程性质与教学目标 1、课程性质与任务 本课程是仪器类专业的一门专业教育课程，是测控技术与仪器专业的核心课程。该课程 以提高学生实际工程设计能力为目的，其主要任务是讲授精密仪器仪表中常用机构和通用零 件的基本组成、工作原理、结构特点、应用范围、选型、材料、精度等有关的基础理论和一 般的设计原则和方法，是综合性机械类课程。通过该课程的学习，使学生能够掌握精密机械 设计的基本理论和方法，具备进行精密机械零、部件一般设计和精度分析的能力，为解决工 程实际问题奠定精密机械和仪器结构设计和系统总体设计的基础。 2、课程目标 课程目标 1：能够根据一定的设计方法或选用原则，对实现特定功能的精密机械系统中 的常用机构或通用零件进行设计或选型。（支撑毕业要求指标点 3-1）。 课程目标 2：能够选择一种方法、模型或工具，对机构或零件进行简单的结构分析、运 动分析、受力分析和强度分析，以实现合理有效的解释。（支撑毕业要求指标点 5-1）。 课程目标 3：能够借助专业设计工具，依据机械设计准则，对典型运动机构或零件进行 设计或建模，确定精密仪器的功能和相关设计参数。（支撑毕业要求指标点 5-2）
思政目标：精密仪器是支撑高精尖科技工程和前沿科学探索的重要载体，精密零部件是高端仪器的核心功能单元，通过了解国内外精密仪器设计制造的发展现状和差距，激发学生追求技术进步与自主创新意识，培养学生精益求精的工匠精神，推动高端国产精密仪器通过技术创新领先实现可持续发展。三、课程内容、思政融入点、学时分配及对毕业要求指标点的支撑1、本课程为专业类教育课程，要求先修工程制图课程，在教学中应注重基础知识、基本原理和思维方法的传授，运用类比式和案例式教学，培养学生运用机构或零件基础知识解决精密机械原理方案和结构设计中有关问题的能力，同时注重学生的工程化和标准化设计能力提升。2、在教学中突出精密机械设计特点，将单个机构或零件的设计方法应用到机械系统的设计中，强调设计方法和设计者素质的培养。3、深度和广度说明：了解材料与热处理、公差与配合方面的基本知识，初步掌握精密仪器仪表中通用机构的结构分析和运动分析的一般方法，掌握常用机构和通用零、部件的工作原理、结构特点和设计方法等。4、偏差说明：为了鼓励教师引入个人授课风格或者适应技术发展的紧迫性，本课程允许教师授课内容做适当调整，最大正偏差为10%，不允许负偏差。正偏差通过压缩同等内容的学时数来完成。特殊情况，最大正偏差和置换偏差累计可达到20%，但在开课前要申请专业责任人批准。（正偏差指大纲知识点不变，新增知识点；负偏差是大纲知识点减少：置换偏差是指大纲中部分知识点被其它类似知识点替换）。34
34 思政目标：精密仪器是支撑高精尖科技工程和前沿科学探索的重要载体，精密零部件是 高端仪器的核心功能单元，通过了解国内外精密仪器设计制造的发展现状和差距，激发学生 追求技术进步与自主创新意识，培养学生精益求精的工匠精神，推动高端国产精密仪器通过 技术创新领先实现可持续发展。 三、课程内容、思政融入点、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 1、本课程为专业类教育课程，要求先修工程制图课程，在教学中应注重基础知识、基 本原理和思维方法的传授，运用类比式和案例式教学，培养学生运用机构或零件基础知识解 决精密机械原理方案和结构设计中有关问题的能力，同时注重学生的工程化和标准化设计能 力提升。 2、在教学中突出精密机械设计特点，将单个机构或零件的设计方法应用到机械系统的 设计中，强调设计方法和设计者素质的培养。 3、深度和广度说明：了解材料与热处理、公差与配合方面的基本知识，初步掌握精密 仪器仪表中通用机构的结构分析和运动分析的一般方法，掌握常用机构和通用零、部件的工 作原理、结构特点和设计方法等。 4、偏差说明：为了鼓励教师引入个人授课风格或者适应技术发展的紧迫性，本课程允 许教师授课内容做适当调整，最大正偏差为 10%，不允许负偏差。正偏差通过压缩同等内 容的学时数来完成。特殊情况，最大正偏差和置换偏差累计可达到 20%，但在开课前要申 请专业责任人批准。（正偏差指大纲知识点不变，新增知识点；负偏差是大纲知识点减少； 置换偏差是指大纲中部分知识点被其它类似知识点替换）
表3.1课程内客、学时分配及对毕业要求指标点的支择容序号内小计讲课实险支撑课程目标支排指标点1缩论--3-111.1、明确本课程研究的对象和内容：1/1.2、了解本课程在教学中的地位、精密机械设计的基本要求和一般过程。2平面机构运动简图及其自由度2.1、明确运动刷、约束、自由度等重要概念：（重点）mN-3-13/2.2、能绘制比较简单的平面机构运动简图：2.3、掌握平面机构自由度的计算。（难点）平面连杆机构33-13.1、了解连杆机构的优缺点、平面四杆机构的基本形式及其演化方法：（重点）5-131、2、34/43.2、掌握平面四杆机构的一些基本知识：（重点）5-2 3.3、掌握图解法设计平面四杆机构的基本方法。（难点）4凸轮机构3-14.1、了解凸轮机构的组成、类型和应用。3I、 2、35-1314.2、理解凸轮机构的基圆、位移、行程、转角及压力角等基本概念。（重点）5-2 4.3、能应用“反转法”原理采用图解法设计简单的盘形凸轮轮摩曲线（尖顶从动件）。（难点）齿轮机构513-15.1、了解齿轮机构的特点和类型：5-15.2、掌操齿廊响合基本定律、渐开线齿廓的形成及其特性：1、2、3415-25.3、能够掌握标准直齿圆柱齿轮的基本参数、几何尺寸计算和啮合特点：（重点）5.4、了解渐开线齿轮的切齿原理，明确根切现象、最少齿数：（难点）6 轮系3-1 1、2、36:115-16.1、了解轮系的类型和应用35
35 表 3.1 课程内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 序号 内 容 讲课 实验 小计 支撑课程目标 支撑指标点 1 1 绪论 1.1、明确本课程研究的对象和内容； 1.2、了解本课程在教学中的地位、精密机械设计的基本要求和一般过程。 1 / 1 1 3-1 2 2 平面机构运动简图及其自由度 2.1、明确运动副、约束、自由度等重要概念；（重点） 2.2、能绘制比较简单的平面机构运动简图； 2.3、掌握平面机构自由度的计算。（难点） 3 / 3 1 3-1 3 3 平面连杆机构 3.1、了解连杆机构的优缺点、平面四杆机构的基本形式及其演化方法；（重点） 3.2、掌握平面四杆机构的一些基本知识；（重点） 3.3、掌握图解法设计平面四杆机构的基本方法。（难点） 4 / 4 1、2、3 3-1 5-1 5-2 4 4 凸轮机构 4.1、了解凸轮机构的组成、类型和应用。 4.2、理解凸轮机构的基圆、位移、行程、转角及压力角等基本概念。（重点） 4.3、能应用“反转法”原理采用图解法设计简单的盘形凸轮轮廓曲线（尖顶从动件）。（难点） 3 / 3 1、2、3 3-1 5-1 5-2 5 5 齿轮机构 5.1、了解齿轮机构的特点和类型； 5.2、掌握齿廓啮合基本定律、渐开线齿廓的形成及其特性； 5.3、能够掌握标准直齿圆柱齿轮的基本参数、几何尺寸计算和啮合特点；（重点） 5.4、了解渐开线齿轮的切齿原理，明确根切现象、最少齿数；（难点） 4 / 4 1、2、3 3-1 5-1 5-2 6 6 轮系 6.1、了解轮系的类型和应用； 1 / 1 1、2、3 3-1 5-1
5-26.2、掌握定轴轮系传动比的计算。（重点）7精密机械设计振论7.1、了解机械零件设计概述：7.2、了解机械零件的强度和耐磨性：73-12217.3、掌握机械零件常用工程材料、选用、和热处理方法：（重点）7.4、零件的精度设计与互换性：（重点）7.5、机械零件的工艺性及标准化。8联拨8.1、掌握螺纹的基本参数、常用种类、特性和应用：8.2、掌握螺纹联接的基本型式、螺纹紫固件、螺纹联接的预紧与防松：（重点）3-15-188.3、掌握受拉螺栓联接的强度计算：（重点）（难点）5151、2、35-28.4、了解提高螺栓联接强度的措施：8.5、掌握平键的分类、工作原理、结构特点，平键的剖面尺寸和长度的确定方法及平键联接强度校核计算方法：9带传动9.1、了解带传动的类型、工作原理、特点及应用3-19.2、掌握带传动的受力分析、应力分析与应力分布图、弹性滑动和打滑基本概念：（重点2131、2、35-139.3、掌握带传动的失效形式、设计准则、普通V带传动的设计计算方法和参数选择原则：（难点）5-29.4、了解V带轮的结构：9.5、了解同步带传动原理、特点。10齿轮传动10.1、掌握轮齿的失效形式：（重点）3-110.2、了解齿轮材料和热处理选用的基本要求：5-1 105151、2、310.3、掌握直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动和直齿圆锥齿轮传动的受力分析：（重点）5-210.4、了解直齿圆柱齿轮传动强度计算10.5、了解齿轮的构造、齿轮传动的润滑和效率。36
36 6.2、掌握定轴轮系传动比的计算。（重点） 5-2 7 7 精密机械设计概论 7.1、了解机械零件设计概述； 7.2、了解机械零件的强度和耐磨性； 7.3、掌握机械零件常用工程材料、选用、和热处理方法；（重点） 7.4、零件的精度设计与互换性；（重点） 7.5、机械零件的工艺性及标准化。 2 / 2 1 3-1 8 8 联接 8.1、掌握螺纹的基本参数、常用种类、特性和应用； 8.2、掌握螺纹联接的基本型式、螺纹紧固件、螺纹联接的预紧与防松；（重点） 8.3、掌握受拉螺栓联接的强度计算；（重点）（难点） 8.4、了解提高螺栓联接强度的措施； 8.5、掌握平键的分类、工作原理、结构特点，平键的剖面尺寸和长度的确定方法及平键联接强度 校核计算方法； 5 / 5 1、2、3 3-1 5-1 5-2 9 9 带传动 9.1、了解带传动的类型、工作原理、特点及应用； 9.2、掌握带传动的受力分析、应力分析与应力分布图、弹性滑动和打滑基本概念；（重点） 9.3、掌握带传动的失效形式、设计准则、普通 V 带传动的设计计算方法和参数选择原则；（难点） 9.4、了解 V 带轮的结构； 9.5、了解同步带传动原理、特点。 3 / 3 1、2、3 3-1 5-1 5-2 10 10 齿轮传动 10.1、掌握轮齿的失效形式；（重点） 10.2、了解齿轮材料和热处理选用的基本要求； 10.3、掌握直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动和直齿圆锥齿轮传动的受力分析；（重点） 10.4、了解直齿圆柱齿轮传动强度计算； 10.5、了解齿轮的构造、齿轮传动的润滑和效率。 5 / 5 1、2、3 3-1 5-1 5-2
I1轴、联轴器和高合器11.1、了解轴的功用与分类、轴的材料：3-111.2、轴的结构设计：（重点）5-1111、2、3V11.3、掌握轴的强度计算：（难点）5-211.4、了解常用联轴器、离合器和制动器的主要类型、结构、工作原理、特点及选择：11.5、了解联轴器和离合器在功能上的异同。12轴承12.1、了解滑动轴承类型、结构、特点及其应用：3-112.2、了解滚动轴承的基本类型和特点：（重点）5-11212.3、掌握滚动轴承的代号及其意义：（重点）41、2、345-212.4、掌握滚动轴承的选择计算：12.5、了解滚动轴承的润滑和密封：12.6、了解滚动轴承的组合设计。（难点）13弹性元件3-113115-113.1、了解弹簧的功用、分类、材料、许用应力及制造：11、2、35-213.2、了解圆柱形压缩（拉伸）螺旋弹簧的设计计算。（重点）（难点）合计114014037
37 11 11 轴、联轴器和离合器 11.1、了解轴的功用与分类、轴的材料； 11.2、轴的结构设计；（重点） 11.3、掌握轴的强度计算；（难点） 11.4、了解常用联轴器、离合器和制动器的主要类型、结构、工作原理、特点及选择； 11.5、了解联轴器和离合器在功能上的异同。 4 / 4 1、2、3 3-1 5-1 5-2 12 12 轴承 12.1、了解滑动轴承类型、结构、特点及其应用； 12.2、了解滚动轴承的基本类型和特点；（重点） 12.3、掌握滚动轴承的代号及其意义；（重点） 12.4、掌握滚动轴承的选择计算； 12.5、了解滚动轴承的润滑和密封； 12.6、了解滚动轴承的组合设计。（难点） 4 / 4 1、2、3 3-1 5-1 5-2 13 13 弹性元件 13.1、了解弹簧的功用、分类、材料、许用应力及制造； 13.2、了解圆柱形压缩（拉伸）螺旋弹簧的设计计算。（重点）（难点） 1 / 1 1、2、3 3-1 5-1 5-2 合 计 / 40 / 40 / /