机械设计基础知识11378.pptx

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1、精密机械设计基础知识精密机械设计基础知识第一节第一节 概述概述第二节第二节 零件与机构的误差估算和精度零件与机构的误差估算和精度第一节第一节 零件的工作能力及其计算零件的工作能力及其计算一、刚度一、刚度 刚度是反映零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能刚度是反映零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。刚度的大小用产生单位变形所需要的外力和外力力。刚度的大小用产生单位变形所需要的外力和外力矩来表示。矩来表示。二、振动稳定性二、振动稳定性三、强度三、强度 强度是指零件外载荷作用的能力。强度不足时，零强度是指零件外载荷作用的能力。强度不足时，零件将发生断裂或产生塑性变形（永久性变形），使零件件将发生断裂或产生

2、塑性变形（永久性变形），使零件丧失工作能力而失效。丧失工作能力而失效。Lbh 第二节第二节 零件与机构的误差估算和精度零件与机构的误差估算和精度一、零件的误差一、零件的误差1、加加工工误误差差：是是指指零零件件的的实实际际尺尺寸寸或或几几何何形形状状与与理理想想值之间的差异。例如片簧的值之间的差异。例如片簧的2、特性误差：是指零件的实际特性与理想特性之间的、特性误差：是指零件的实际特性与理想特性之间的差异。例如，片簧的挠度误差为特性误差。差异。例如，片簧的挠度误差为特性误差。二、机构误差：二、机构误差：是指实际机构运动精度与理想机构运动精度之间的是指实际机构运动精度与理想机构运动精度之间的偏差

3、，常用机构位置误差和位移误差表示偏差，常用机构位置误差和位移误差表示。1、机构的位置误差、机构的位置误差:当实际机构与理想机构的主动件当实际机构与理想机构的主动件位置相同时，两者从动件位置的偏差。位置相同时，两者从动件位置的偏差。(B0B0)2、机构的位移误差、机构的位移误差:实际机构与理想机构的主动件位实际机构与理想机构的主动件位移相同时，两者从动件位移量的偏差。移相同时，两者从动件位移量的偏差。(B1B0-B1B0)三、精度三、精度 是表征测得结果与真实值的接近程度的量。精度的是表征测得结果与真实值的接近程度的量。精度的高低是用误差的大小来度量的，误差越小，则精度越高。高低是用误差的大小来

4、度量的，误差越小，则精度越高。四、误差的来源：四、误差的来源：1、设计误差（原理误差）（产生于设计过程）、设计误差（原理误差）（产生于设计过程）由由于于采采用用近近似似机机构构代代替替理理想想机机构构，或或采采用用了了近近似似假设，使得设计的零件或机构在原理上产生了误差。假设，使得设计的零件或机构在原理上产生了误差。2、工艺误差、工艺误差（产生于制造过程）（产生于制造过程）由由于于零零件件的的加加工工和和装装配配过过程程中中，由由机机床床、刀刀具具、夹夹具具本本身身的的误误差差以以及及加加工工过过程程中中工工艺艺系系统统的的弹弹性性变变形形等原因而引起的。等原因而引起的。3、使用误差（产生于使

5、用过程）、使用误差（产生于使用过程）例例如如零零件件配配合合表表面面间间的的磨磨损损、载载荷荷作作用用下下的的变变形形、环环境境功功能能温温度度变变化化而而引引起起零零件件尺尺寸寸的的改改变变以以及及振振动动等等因素造成的误差。因素造成的误差。五、误差的估算五、误差的估算 1、误差的性质、误差的性质 1）系统误差系统误差 误差大小及方向固定不变或按一定规律变化。其大误差大小及方向固定不变或按一定规律变化。其大小和方向可以通过实验方法得知和预测，因而有可能控小和方向可以通过实验方法得知和预测，因而有可能控制，甚至加以消除。制，甚至加以消除。2）偶然误差（随机误差）。偶然误差（随机误差）。这种误差

6、是由于许多互不相关的因素引起的，其大这种误差是由于许多互不相关的因素引起的，其大小和方向不能事先预测，因而只能部分地控制和减小，小和方向不能事先预测，因而只能部分地控制和减小，因而无法消除。因而无法消除。中南资源中心联系MAIL: QQ:4210480682、零件的特性误差估算、零件的特性误差估算 1）绝对误差估算）绝对误差估算 例如片簧的弹性变形例如片簧的弹性变形片簧变形的绝对误差为片簧变形的绝对误差为写成增量形式，略去高阶无穷小，写成增量形式，略去高阶无穷小，因所有的原始误差都是随机变量，故实际误差可因所有的原始误差都是随机变量，故实际误差可用下式估算用下式估算2）相对误差估算（衡量零件的

7、工作性能）相对误差估算（衡量零件的工作性能）零件的绝对误差与其最大的工作范围的比值。零件的绝对误差与其最大的工作范围的比值。例如，片簧挠度误差，可用绝对误差与其最大挠度的例如，片簧挠度误差，可用绝对误差与其最大挠度的比值来表示。即比值来表示。即3、机构的特性误差、机构的特性误差 从动件位置是主动件位置、机构各运动学尺寸的从动件位置是主动件位置、机构各运动学尺寸的函数，即函数，即 当机构主动件存在位置误差和各构件运动学尺寸存在当机构主动件存在位置误差和各构件运动学尺寸存在原始误差，即原始误差，即从动件的位置误差为从动件的位置误差为为机构从动件的位置坐标，为机构从动件的位置坐标，为确定机构主动件位

8、置的坐标及各构件运动学尺寸。为确定机构主动件位置的坐标及各构件运动学尺寸。第四节第四节 精密机械仪器零件的结构工艺性精密机械仪器零件的结构工艺性1、合理地选择毛坯种类和形状、合理地选择毛坯种类和形状2、零件结构设计时尽可能提高零件的刚度、零件结构设计时尽可能提高零件的刚度3、零件结构设计应保证刀具工作的可能性、零件结构设计应保证刀具工作的可能性4、零件结构设计，应保证装配的可能性、零件结构设计，应保证装配的可能性EndEnd中南资源中心联系MAIL: QQ:421048068设计精密机械时应满足的基本要求设计精密机械时应满足的基本要求1、功功能能要要求求 设设计计精精密密机机械械时时，首首先先

9、应应满满足足它它的的功功能能要要求求。例例如如仪仪器器的的监监测测、控控制制功功能能、自自动动显显示示和和记记录录功功能，数据处理功能，误差校正和补偿功能等。能，数据处理功能，误差校正和补偿功能等。2、可可靠靠性性要要求求 要要使使精精密密机机械械在在一一定定时时间间内内和和一一定定的的使使用用条条件件下下有有效效的的实实现现预预期期功功能能，则则要要求求其其工工作作可可靠靠，操操作作维维修修方方便便。为为此此，零零件件应应具具有有一一定定的的强强度度、刚刚度度和震动稳定性等工作能力。和震动稳定性等工作能力。3、精精度度要要求求 精精度度是是精精密密机机械械的的一一项项重重要要技技术术指指标标

10、，设设计时必须保证精密机械正常工作时所要求的精度。计时必须保证精密机械正常工作时所要求的精度。4、经经济济性性要要求求 组组成成精精密密机机械械的的零零部部件件能能被被最最经经济济的的制制造造出出来来，这这就就要要求求零零件件结结构构简简单单、节节省省材材料料、工工艺艺性性好，尽量采用标准尺寸和标准件。好，尽量采用标准尺寸和标准件。5、外外观观要要求求 设设计计精精密密机机械械时时应应使使其其造造型型美美观观大大方方，色色泽柔和。泽柔和。“活到老，学到老活到老，学到老”，人需要不断的学习和思考，这样才会，人需要不断的学习和思考，这样才会进步！通过学习著名企业的一些宝贵资料和经典案例，不仅进步！

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