臥式形位公差綜合測量儀說明書

1、摘 要臥式形位公差綜合測量儀是用來測量長軸形零件的圓度、同軸度等形位公差的一種儀器。它的工作原理為，用兩個(gè)頂尖頂住工件中心孔，再以夾盤夾住，用撥盤帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。撥盤安裝在齒輪上，以步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)其低速旋轉(zhuǎn)。測頭采用電感測微儀，可以在測量的同時(shí)輸出信號(hào)，并應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。由于工件的直徑大小不同，所以需要測頭可以縱向移動(dòng)。由于需要測量工件的不同截面，所以需要工件可以橫向移動(dòng)。測頭的移動(dòng)也由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠上的絲杠螺母就帶動(dòng)溜板一起移動(dòng)，使測頭做橫、縱向的移動(dòng)，就可以測量不同大小的工件。形位公差綜合測量儀的出現(xiàn)將使形位公差的測量更加精確，測量更加方便，測量效率也將有很大的提高。關(guān)鍵詞：公差

2、溜板 工件AbstractThe instrument can comprehensive measure the shape and position tolerance is used for the measure of the long axle shape element coxial degree etc.It's working principle being , withstanding the central hole ofthe workpiece with two centers, cliping again with lined plate and drivin

3、g it with a dial . The dial is installed on a gear, and enter generator with step drive its low speed spin . The measure head choose the instrument with inductance .It can in measure at the same time export signal, apply computer handle . Because of the diameter size of workpiece is different, so ne

4、ed to the measure head can longitudinal move . Because of need to measure the different section of workpiece, so need workpiece can lateral move . The measure head move also drive thread shaft from motor turn , the nut on the thread shaft drive slide board move together, make measure head do horizon

5、tal , longitudinal move . So it can measure the workpiece of different size.Shape the appearance of position tolerance comprehensive measuring instrument will make shape the measure of position tolerance more accurate, measure more convenient, measure efficiency will also have great raising. keyword

6、:Tolerance Slide Workpiece前 言此儀器為形位公差綜合測量儀（臥式），為方便裝配及使用，特編寫設(shè)計(jì)說明書如下。臥式形位公差綜合測量儀主要用來測量長軸形回轉(zhuǎn)零件的圓度、同軸度、圓跳動(dòng)等形位公差。其特點(diǎn)是：使用簡便、測量準(zhǔn)確、測量效率高，并且不需人工計(jì)算處理數(shù)據(jù)，在測量的同時(shí)，直接由計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并輸出結(jié)果。這種測量儀器，不但適用于大的工廠、實(shí)驗(yàn)室，而且對(duì)小的工廠、企業(yè)也同樣適用。本說明書共分三章，第一章主要為測量儀設(shè)計(jì)的初步方案選定，主要介紹了設(shè)計(jì)本儀器的目的、意義，及通過對(duì)幾種不同設(shè)計(jì)方案的比較分析，從中選取一個(gè)最佳方案作為最佳方案。第二章主要為具體各零件的選擇

7、設(shè)計(jì)階段，分部分的仔細(xì)介紹了各部分零件的設(shè)計(jì)方案，及為達(dá)到某種性能而設(shè)計(jì)的某種結(jié)構(gòu)。必要之處，附圖加以說明。第三章為計(jì)算部分，主要是對(duì)各個(gè)軸承進(jìn)行選擇和校核，及絲杠和彈簧的選擇和校核。 本次設(shè)計(jì)是本人第一次比較全面的設(shè)計(jì)，在老師的大力幫助，和自己的不懈努力下終于得以完成，有疏漏之處在所難免，請(qǐng)各位老師多多批評(píng)指正。班級(jí)：07141105姓名：孫莊日期：2010年10月20日形位公差綜合測量儀的設(shè)計(jì)（臥式）第一章 設(shè)計(jì)方案的選定第一節(jié) 概述一、設(shè)計(jì)的目的和意義在加工零件的過程中，由于種種因素的影響，零件各部分的尺寸、形狀、方向和位置以及表面粗糙度等幾何量難以達(dá)到理想狀態(tài)，總是有或大或小的誤差。而

8、機(jī)械零件的形狀和位置精度是該零件的主要質(zhì)量指標(biāo)致意，在很大程度上直接影響到整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，為了保證機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，保證機(jī)械產(chǎn)品的零件的互換性，就應(yīng)該規(guī)定零件加工時(shí)產(chǎn)生的形狀和位置誤差的允許變動(dòng)范圍，保證同一規(guī)格零件彼此充分相似。 指定了先進(jìn)的公差標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品各零部件的幾何量分別規(guī)定了合理的公差，若不采取適當(dāng)?shù)臋z測措施，那么規(guī)定的這些公差形同虛設(shè)，不能實(shí)現(xiàn)各零部件的互換性。因此應(yīng)按照規(guī)定和技術(shù)要求進(jìn)行檢測，不合格者不予接收方能保證零部件的互換性。隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)檢測的精確度和效率提出越來越高的要求。產(chǎn)品質(zhì)量的提高，有賴于檢測準(zhǔn)確度的提高；產(chǎn)品數(shù)量的增多，在一定程度上還有賴于檢

9、測效率的提高。形位公差綜合測量儀正式為精密而快速的測量機(jī)械產(chǎn)品的形位公差而設(shè)計(jì)出的一種測量儀器。它具有高精度、高效率的特點(diǎn)，用于測量工件的徑向圓跳動(dòng)、全跳動(dòng)誤差。二、國內(nèi)外的發(fā)展及現(xiàn)狀近幾年來，我國的計(jì)量器具也有了較大的發(fā)展，現(xiàn)已擁有一批骨干量儀廠，生產(chǎn)了許多品種的量儀，此外，還研制成一些達(dá)到世界先進(jìn)水平的量儀，如：激光光電比長儀、激光絲杠動(dòng)態(tài)檢查儀、光柵式齒輪整體誤差測量儀等。并已研制出“電動(dòng)形位公差綜合測量儀”彌補(bǔ)了老一代測量儀器的許多不足之處，并具有高精度、成本低、性能好、簡單美觀、實(shí)用操作方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，并且測量范圍廣，不但適用于小工廠，也適用于中、大型工廠。三、測量范圍 臥式形位公

10、差綜合測量儀主要用來測量長軸形零件的徑向圓、全跳動(dòng)及同軸度等誤差。測量零件最大尺寸為l=600,=200第二節(jié) 初步方案設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的任務(wù)就是在我對(duì)現(xiàn)今的形位公差測量儀器有了一個(gè)較綜合、較全面的認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一臺(tái)可以測量較大體積工件，并且操作簡單、方便、省力、系統(tǒng)誤差小、并且可以綜合測量多種公差，適合普通工廠生產(chǎn)中使用的公差檢測儀。經(jīng)過我的一番調(diào)查研究現(xiàn)初步制定兩套設(shè)計(jì)方案如下：方案一：左端以三爪夾盤夾緊工件，右端用頂尖頂住固定，在床身上部，安裝兩根類似車床一樣的三角導(dǎo)軌，一根用于尾架的移動(dòng)，另一根作為大溜板的橫向移動(dòng)的導(dǎo)向，再在大溜板上安裝同樣兩根導(dǎo)軌，用于安裝測頭的小溜板的縱向移動(dòng)，并

11、在測頭上安裝微量調(diào)節(jié)裝置，溜板在導(dǎo)軌上的移動(dòng)通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。電動(dòng)機(jī)可以選擇異步電動(dòng)機(jī)，再通過降速裝置來降低傳動(dòng)速度，帶動(dòng)其運(yùn)動(dòng)。方案二：用兩頂尖頂住零件的中心孔來進(jìn)行固定，一頂尖固定，另一頂尖可以在導(dǎo)軌面上滑行，以適應(yīng)長短不同的工件一端頂尖也可以隨套筒伸縮以適應(yīng)小范圍內(nèi)工件長短的變化。工件左端夾雞心夾盤，用撥盤帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到分度的目的。撥盤固定在齒輪上，通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器、齒輪軸來傳遞動(dòng)力。為使工件低速旋轉(zhuǎn)，故電動(dòng)機(jī)功率不宜過大，選擇步進(jìn)電機(jī)即可。為實(shí)現(xiàn)測頭在左右、前后兩方向的進(jìn)給，應(yīng)在床身側(cè)面安裝兩根直線導(dǎo)軌同樣以低速步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)測頭在各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。并需要把舊式的需

12、用人工讀數(shù)的千分表改為測量精確的電感測微儀通過計(jì)算機(jī)的處理后再輸出測量結(jié)果。這樣就可以更進(jìn)一步的達(dá)到自動(dòng)化、數(shù)字化?？紤]到測頭不一定對(duì)準(zhǔn)工件的軸心，所以，應(yīng)在測頭上安裝一個(gè)微量調(diào)節(jié)裝置，使其實(shí)現(xiàn)縱向微量進(jìn)給，使其測量數(shù)據(jù)更加精確。方案比較分析：以上兩方案均能達(dá)到測量目的，其中方案一把大導(dǎo)軌安裝在床身上部，使大溜板也處于床身上部，這樣就大大的增加了整個(gè)儀器的高度。三角形導(dǎo)軌制造簡單，價(jià)格便宜，但傳動(dòng)精度相對(duì)來說比較低，直線導(dǎo)軌價(jià)格較高，但傳動(dòng)精度很高，考慮到形位公差綜合測量儀為測量儀器，需要精確的測量結(jié)果故應(yīng)選擇在床身側(cè)面安裝直線導(dǎo)軌來實(shí)現(xiàn)測頭的橫、縱兩向的移動(dòng)。在工件的夾緊方面，如采用三爪夾盤

13、則占有空間較大，并且夾盤在夾緊工件時(shí)容易產(chǎn)生偏差，使測量不準(zhǔn)確，所以應(yīng)該應(yīng)用第二種凡案中的用雞心夾盤夾緊工件，再以撥盤撥動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。由于工件低速旋轉(zhuǎn)，測頭緩慢進(jìn)給，所以方案二中選用低速步進(jìn)電機(jī)的方法是正確的。如果選用異步電動(dòng)機(jī)，不但價(jià)格比較高，而且還需要設(shè)計(jì)降速裝置，在這里完全沒有這個(gè)必要。經(jīng)過以上各方面的比較，我認(rèn)為選用第二種方案比較好，雖然價(jià)格會(huì)比較高，但能夠?qū)崿F(xiàn)精確的測量，只有測量精確才能實(shí)現(xiàn)一臺(tái)測量儀器的真正價(jià)值，所以應(yīng)該選用第二種方案。從下一章開始就將針對(duì)第二種方案進(jìn)行詳細(xì)的分析說明。第二章 具體各零件的選擇及設(shè)計(jì)形位公差綜合測量儀，主要分為四大部分：固定頂尖部分、移動(dòng)頂尖部分、測頭橫

14、、縱向移動(dòng)裝置、測頭的夾緊和微量調(diào)節(jié)裝置，本章將對(duì)各個(gè)部分的設(shè)計(jì)進(jìn)行具體的解釋說明。第一節(jié) 固定頂尖部分的設(shè)計(jì)固定頂尖部分用來固定工件，并用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)夾盤低速旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)測量中的分度。一、頂尖的選擇及頂尖套筒的設(shè)計(jì)根據(jù)工件的大小選用莫氏錐度為4的普通頂尖，因?yàn)轫敿饪赡鼙荒p，所以必須可換，這就需要設(shè)計(jì)、制作一個(gè)同樣錐度的頂尖套筒（見圖2.1.1），當(dāng)頂尖需要更換時(shí)，只需用一根長棒從左端敲打即可卸下頂尖。二、夾盤的選擇 在工件的夾緊方面，如采用普通三爪夾盤，由于被測工件直徑比較大，夾盤安裝困難，所以可以選用一套銑床附件雞心夾盤（B型），并用撥盤來撥動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。三、齒輪參數(shù)的計(jì)算由于工件需低速旋轉(zhuǎn)，故

15、選用一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)，型號(hào)為90BF004，該電動(dòng)機(jī)步距角為0.75度。電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)齒輪軸旋轉(zhuǎn)。并在從動(dòng)輪上安裝撥盤，用來撥動(dòng)雞心夾旋轉(zhuǎn)，雞心夾夾緊工件，帶動(dòng)工件一起旋轉(zhuǎn)。工件的每個(gè)截面需測量128次，按照電動(dòng)機(jī)每輸入9個(gè)脈沖，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一次計(jì)算，齒輪的主要參數(shù)計(jì)算如下：工件每次轉(zhuǎn)過的角度為 所以 所以傳動(dòng)比 µ =2.4若 m=2分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 中心距 四、消隙齒輪的設(shè)計(jì)進(jìn)給傳動(dòng)裝置中的間隙，將直接影響測量精度，為保證測量的精確性，應(yīng)盡量設(shè)法予以消除或減小。所以，在齒輪傳動(dòng)方面應(yīng)采用消隙齒輪。 齒輪副的消隙方法很多，有的通過調(diào)整偏心套的

16、安裝角度來改變兩齒輪間的中心距，進(jìn)而消除齒側(cè)間隙；有的通過把齒輪作成兩片，通過修磨兩片齒輪間墊片的厚度，繼而改變兩薄片齒輪相對(duì)另一個(gè)齒輪的圓周嚙合角度，來達(dá)到消除側(cè)隙的目的。這種結(jié)構(gòu)無論是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，都只有一個(gè)薄片齒輪參與傳動(dòng)。 這里采用的是近年來數(shù)控機(jī)床上采用較多的一種消隙機(jī)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)也把一個(gè)齒輪作成兩片薄片，采用內(nèi)裝壓簧，通過分裝在兩個(gè)薄片齒輪上的銷子的推壓，使兩個(gè)薄片齒輪與寬齒輪嚙合時(shí)，形成相對(duì)錯(cuò)齒效果，而達(dá)到消隙的目的。之后，借助螺釘固緊兩個(gè)薄片齒輪。這種結(jié)構(gòu)，對(duì)壓簧壓力沒有嚴(yán)格的要求，且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、宜于應(yīng)用。齒輪軸與頂尖座接觸處需要安裝軸承，軸承分為兩大類：滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承

17、。滾動(dòng)軸承有很多優(yōu)點(diǎn)，例如：已實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化、使用維護(hù)簡單、互換性能好等，故各工業(yè)部門應(yīng)用很廣。在滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承都能滿足使用要求時(shí)，宜優(yōu)先選用滾動(dòng)軸承，但滑動(dòng)軸承也有某些獨(dú)到之處。例如：普通滑動(dòng)軸承構(gòu)造簡單、制造方便、成本低，在高速時(shí)滑動(dòng)軸承比滾動(dòng)軸承壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，對(duì)沖擊和震動(dòng)敏感性小等。此處，由于電動(dòng)機(jī)低速旋轉(zhuǎn)，故齒輪軸與固定頂尖座接觸處，采用滑動(dòng)軸承即可達(dá)到減小摩擦的目的。第二節(jié) 移動(dòng)頂尖部分的設(shè)計(jì)移動(dòng)頂尖部分即尾座部分，除用來固定工件外，還可以沿導(dǎo)軌左右移動(dòng)，來滿足大范圍內(nèi)工件長短的變化，也可以隨套筒左右移動(dòng)來滿足小范圍內(nèi)不同長短工件的要求。一、 頂尖的選擇及頂尖的縱

18、向運(yùn)動(dòng)1、套筒的移動(dòng)選擇與固定頂尖相同的莫式4號(hào)頂尖，并根據(jù)頂尖設(shè)計(jì)頂尖套筒（如圖2.2.1所示）。由于軸有長短，除要求尾架在導(dǎo)軌上移動(dòng)外，還要求尾架的頂尖在尾架體內(nèi)作軸向移動(dòng)。這是靠轉(zhuǎn)動(dòng)手輪通過平鍵使螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母推動(dòng)套筒，使頂尖在尾架體內(nèi)作軸向移動(dòng)。尾架體與套筒之間裝有陷入平鍵，故套筒只能作軸向移動(dòng)而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。螺母是用三個(gè)緊固螺釘與套筒固定在一起的。當(dāng)反向轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠，絲杠末端接觸頂尖尾部，即可卸下頂尖。2、套筒的鎖緊裝置如圖2.2.2所示，套筒帶動(dòng)頂尖到所需要的位置后需要把套筒鎖緊，才能保證頂住工件。當(dāng)需要鎖緊套筒時(shí)，只需轉(zhuǎn)動(dòng)手柄桿，通過手柄座帶動(dòng)鎖緊軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使上、下鎖緊套沿鎖緊軸作軸向移動(dòng)

19、，即可夾緊或放松套筒。二、 導(dǎo)軌的選擇要使尾架左右移、動(dòng)，以適應(yīng)不同長、短工件的要求，就必須設(shè)計(jì)一種導(dǎo)軌，安裝在床身上，使尾架可以沿著導(dǎo)軌左、右移動(dòng)，只有這樣，才能達(dá)到所需的效果。導(dǎo)軌的作用是使運(yùn)動(dòng)部件能沿一定軌跡運(yùn)動(dòng)（導(dǎo)向），并承受運(yùn)動(dòng)部件及工件的重量和切削力（承載）。 導(dǎo)軌應(yīng)該滿足下列要求：精度高，壽命長，剛度及承載能力大，摩擦阻力小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單、便于加工、裝配、調(diào)整、維修，成本低。設(shè)計(jì)導(dǎo)軌的任務(wù)是：（1） 選擇導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類型（如滑動(dòng)、靜壓或滾動(dòng)等）；（2） 選擇導(dǎo)軌的截面形狀；（3） 選擇導(dǎo)軌的尺寸；（4） 設(shè)計(jì) 導(dǎo)軌磨損后的補(bǔ)償和間隙（或預(yù)緊力）調(diào)整裝置；（5） 選擇導(dǎo)軌的材料

20、、表面加工和處理方法、表面硬度匹配；（6） 決定導(dǎo)軌的潤滑方式，減小摩擦、磨損、發(fā)熱和爬行；（7） 設(shè)計(jì)完善的防護(hù)裝置；（8） 確定導(dǎo)軌的精度和技術(shù)要求。形位公差綜合測量儀的尾架導(dǎo)軌需要兩根，即雙導(dǎo)軌，雙導(dǎo)軌的截面型式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)見下表（表2.2.1）表2.2.1截面形狀結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn)矩形導(dǎo)軌（寬式組合、窄式組合）1、 承載能力大，制造簡單2、 側(cè)導(dǎo)向面用鑲條調(diào)整間隙，節(jié)觸剛度低，而且必須留有間隙，降低了導(dǎo)向精度3、 寬式組合導(dǎo)向面之間距離大，熱膨脹時(shí)變形量大要求間隙大，導(dǎo)向精度和導(dǎo)向性能不如窄式組合4、 用兩條導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)面導(dǎo)向，當(dāng)傳動(dòng)件位于中心線上時(shí)，可減小牽引力引起的運(yùn)動(dòng)部件的偏轉(zhuǎn)，提高導(dǎo)向精

21、度雙三角形導(dǎo)軌1、 不需鑲條調(diào)整間隙，接觸剛度好，導(dǎo)向面間無間隙，導(dǎo)向精 度高2、 磨損后相對(duì)位置變化小，對(duì)機(jī)床精度影響小3、 對(duì)溫度變化比較敏感，熱變形會(huì)引起導(dǎo)軌面接觸不良，降低導(dǎo)向精度。4、 不能承受大的側(cè)向力5、 工藝性查，制造困難矩形和三角形導(dǎo)軌1、 不需鑲條調(diào)整間隙，導(dǎo)向精度好2、 加工裝配比較方便3、 兩條導(dǎo)軌磨損不同，對(duì)位置精度有影響4、 溫度變化不會(huì)改變導(dǎo)軌面的接觸情況，但熱變形會(huì)使移動(dòng)部件水平偏移矩形和燕尾組合1、 用矩形導(dǎo)軌來承受較大的傾覆力矩2、 用燕尾導(dǎo)軌來作側(cè)導(dǎo)向面，減少一個(gè)壓板接觸面，調(diào)整間隙簡便，夾緊容易3、 摩擦阻力大，加工測量麻煩我們?cè)O(shè)計(jì)的這臺(tái)儀器需要比較高的

22、導(dǎo)向精度，并且要求加工、裝配方便，通過上表的比較與所需要的導(dǎo)軌類型相結(jié)合，我決定選取雙三角形導(dǎo)軌相。三、 尾架在導(dǎo)軌上的鎖緊尾架可以根據(jù)不同長短的工件，在導(dǎo)軌上橫向移動(dòng)，在尾架移動(dòng)到合適的位置后，必須把尾架鎖緊在導(dǎo)軌上，只有這樣才能夾緊工件。尾架的鎖緊裝置如圖2.2.3所示，當(dāng)尾架移動(dòng)到相應(yīng)位置后，扳動(dòng)手柄1，使偏心軸2旋轉(zhuǎn)，偏心軸帶動(dòng)拉桿3，拉桿提升杠桿4，利用支釘5、6向上推動(dòng)壓塊7，使尾架固定在床面內(nèi)側(cè)凸緣上。當(dāng)需要再次移動(dòng)尾架時(shí)，只需反向扳動(dòng)手柄，即可松開尾架，推動(dòng)尾架沿導(dǎo)軌橫向移動(dòng)，即可在比較大的范圍內(nèi)調(diào)整尾架的位置，使頂尖支撐長短不同的工件。第三節(jié) 測頭橫、縱向移動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 為實(shí)

23、現(xiàn)測頭在橫、縱兩個(gè)方向的移動(dòng)，以便于測量不同直徑的工件和測量同一個(gè)工件的不同的截面，需要在床身上安裝兩組導(dǎo)軌，一組安裝在床身側(cè)面，上面安裝大溜板，另一組安裝在大溜板上，用來安裝小溜板，小溜板上安裝測頭，通過低速電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)大、小溜板緩慢移動(dòng)，從而帶動(dòng)測頭在不同方向的運(yùn)動(dòng)。一、 用于測頭移動(dòng)的導(dǎo)軌的選擇 現(xiàn)代導(dǎo)軌的種類、樣式繁多，有矩形、三角形、燕尾形、圓形、直線形等不同類型。由于形位公差綜合測量儀為測量儀器，應(yīng)該具有較高的精度，所以，在測頭的移動(dòng)方面，應(yīng)該選用精度較高的直線形導(dǎo)軌，雖然直線導(dǎo)軌的價(jià)格比較高，但是，只有這樣，才可以充分的保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。根據(jù)工作臺(tái)的重量，選擇大導(dǎo)軌直徑為30m

24、m,小導(dǎo)軌直徑為10mm 。二、 絲杠、絲杠螺母的選擇 直線導(dǎo)軌只起到了導(dǎo)向的作用，為了使溜板可以移動(dòng)，還需要在兩根直線導(dǎo)軌之間安裝一根絲杠，并在絲杠上配絲杠螺母，通過絲杠螺母安裝在溜板上，通過低速電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。絲杠螺母傳動(dòng)的特點(diǎn)是：（1） 用較小的扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠（或螺母），可使螺母（或絲杠）獲得比較大的軸向牽引力。（2） 可達(dá)到很大的降速傳動(dòng)比，使降速機(jī)構(gòu)大為簡化，傳動(dòng)鏈得以縮短。（3） 能達(dá)到較高的傳動(dòng)精度。用于進(jìn)給機(jī)構(gòu)時(shí)，還可兼作測量元件，通過刻度盤直接讀出直線位移的尺寸，最小讀數(shù)值可以達(dá)到0.001mm。（4） 傳動(dòng)平穩(wěn)，無噪聲。（5） 在一定條件下可以自鎖，即絲杠螺母不能進(jìn)行逆

25、傳動(dòng)。此特點(diǎn)特別適用于作部件升降運(yùn)動(dòng)，可防止部件因自重而自動(dòng)降落。 絲杠螺母的傳動(dòng)方式很多，如：絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)螺母移動(dòng)、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠移動(dòng)、螺母轉(zhuǎn)動(dòng)螺母移動(dòng)、螺母轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠移動(dòng)、絲杠螺母同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)螺母移動(dòng)，這里選擇應(yīng)用最普通的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)螺母移動(dòng)的方式。絲杠螺母傳動(dòng)的分類及優(yōu)、缺點(diǎn)見表2、3、1表2、3、1分類優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)滑動(dòng)絲杠螺母傳動(dòng)（1） 結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，成本低廉。（2） 在一定條件下，能自鎖。（1） 滑動(dòng)摩擦阻力大，易磨損（2） 傳動(dòng)效率低（3） 采用單螺母時(shí)，絲杠螺母間有間隙。采用雙螺母時(shí)可消除間隙，但摩擦阻力大。滾珠絲杠螺母傳動(dòng)（1） 滾動(dòng)摩擦系數(shù)小，傳動(dòng)效率高。（2） 動(dòng)作靈敏能進(jìn)行逆?zhèn)鲃?dòng)，即變

26、直線運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（3） 磨損小，精度保持性好（4） 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)（1） 加工較復(fù)雜，成本較高（2） 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，安裝、調(diào)整較復(fù)雜（3） 不能自鎖滾動(dòng)螺母絲杠傳動(dòng)（1） 用滾動(dòng)摩擦代替部分滑動(dòng)摩擦，傳動(dòng)效率比滑動(dòng)絲杠螺母高，但不及滾珠絲杠。（2） 制造比滾珠絲杠螺母容易（1） 由三個(gè)滾柱構(gòu)成的螺母，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，體積較大（2） 精度、壽命均不及滾珠絲杠螺母傳動(dòng)高液體靜壓絲杠螺母傳動(dòng)（1）絲杠螺母間有高剛度的油膜，能實(shí)現(xiàn)無間隙正反向傳動(dòng)，定位精度高（2）油膜有平均絲杠螺母制造誤差的作用，大大提高了絲杠的傳動(dòng)精度（3） 承載能力大，剛度高，抗震性好，傳動(dòng)平穩(wěn)（4）液體摩擦系數(shù)小，傳動(dòng)效率高，壽命長（

27、1）螺母結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難，對(duì)螺母的螺紋直徑、螺距大小均有限制（2）需要一套過濾良好的供油裝置安裝、調(diào)整較困難 根據(jù)以上的比較，選擇滾珠絲杠螺母，大絲杠直徑28mm，小絲杠直徑16mm。三、 導(dǎo)軌兩端的固定 導(dǎo)軌的固定很簡單，只需在兩端導(dǎo)軌座上加工出相應(yīng)大小的配合孔，兩端用端蓋固定即可，但在加工時(shí)，必須嚴(yán)格保證導(dǎo)軌座上兩孔的同軸度。及同一導(dǎo)軌座上兩孔的位置度，只有這樣，才能很好的保證兩直線導(dǎo)軌的平行度。四、 絲杠的固定及電動(dòng)機(jī)的安裝1、滾動(dòng)軸承的選擇及安裝滾動(dòng)軸承有許多不同的類型，每種類型都有其不同的特性，主要有：向心軸承、向心推力軸承等。向心軸承的特點(diǎn)如下：（1） 承受徑向負(fù)荷及徑向和軸向同

28、時(shí)作用的聯(lián)合負(fù)荷。（2） 當(dāng)加大軸承的徑向游隙時(shí)，具有向心推力軸承的性質(zhì)。（3） 在轉(zhuǎn)速比較高，不宜采用推力球軸承的情況下，可用此類軸承承受純軸向力。向心推力軸承的特點(diǎn)為可同時(shí)承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷，也可承受軸向負(fù)荷。如圖2.3.1所示，由于絲杠受軸向、徑向兩個(gè)方向的力的作用，所以用兩個(gè)單向推力球軸承，來分別抵消正、負(fù)兩方向的軸向力，用一個(gè)單列向心球軸承來抵消徑向力。由于單向推力球軸承貼近向心球軸承的一半是隨軸一起旋轉(zhuǎn)的，會(huì)對(duì)向心球軸承造成干涉，所以應(yīng)當(dāng)在向心球軸承和推力球軸承之間安裝擋圈來避免干涉。2、圓螺母的選擇及安裝圓螺母多為細(xì)牙螺紋，常用在直徑比較大的聯(lián)接（如滾動(dòng)軸承內(nèi)圈的固定），如圖

29、2.3.1所示，這種螺母便于使用鉤頭扳手裝卸，一般配用圓螺母止推墊圈，以防止聯(lián)接松動(dòng)，所以在軸端安裝圓螺母來防止絲杠的軸向竄動(dòng)。3、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)由于電動(dòng)機(jī)的軸不能直接傳遞扭矩，所以需要設(shè)計(jì)聯(lián)軸器用來傳遞扭距，使電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖2.3.1所示，聯(lián)軸器采用在一個(gè)鍵槽上安裝兩個(gè)半圓鍵，一邊由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，另一端帶動(dòng)絲杠，這樣當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲杠就能隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)了。4、電動(dòng)機(jī)的安裝如圖2.3.1所示，為了減小導(dǎo)軌座的厚度，不把電動(dòng)機(jī)直接安裝在導(dǎo)軌座上，而是先把電動(dòng)機(jī)安裝在套筒上，并把套筒安裝在導(dǎo)軌座上，并在套筒內(nèi)開槽，安裝密封圈，用來避免軸承潤滑油流失。5、絲杠尾部的安裝絲杠的另一端在另一個(gè)導(dǎo)

30、軌座上不需固定，只需伸到比絲杠直徑略大一些的孔里即可，在加工時(shí)也應(yīng)該注意保持兩導(dǎo)軌座上絲杠孔的同軸度，及絲杠孔對(duì)導(dǎo)軌孔的位置度。確保儀器測量準(zhǔn)確。第四節(jié) 測頭的選擇安裝及微量調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)一、測頭的選擇傳統(tǒng)的測量儀器上應(yīng)用千分表，數(shù)據(jù)完全靠人工肉眼來讀取，所得的數(shù)據(jù)還要靠人工計(jì)算來處理，這樣就不可避免的造成了很大程度上的誤差，使測量結(jié)果失去了準(zhǔn)確性，所以我們需要電動(dòng)測量。電動(dòng)測量的工作原理是將被測參量（如微小位移）數(shù)字化，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過放大或運(yùn)算等處理后，指示表指示，用記錄器記錄，或者去控制一定的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電動(dòng)測量的特點(diǎn)是精度高、靈敏度高、能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測量、能進(jìn)行和、差測量、能進(jìn)行微分和

31、積分等運(yùn)算，即可以方便的測量橢圓度、不平行度、不同軸度和表面光潔度等復(fù)雜的參數(shù)?？砂凑毡粶y工件的需要改換分度值和示值范圍（換檔），易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測量。因此，電動(dòng)量儀日益廣泛地被采用成為高精度、高效率和自動(dòng)化的長度計(jì)量所不可缺少的組成部分。目前，在長度測量和自動(dòng)測量中，廣泛使用的電動(dòng)量儀包括電感式測微儀、電容式測微儀和差動(dòng)變壓器式測微儀。電動(dòng)測微儀不僅可以用作多種測量的讀數(shù)指示量儀，而且與一些附屬裝置配合，也可作為自動(dòng)測量的控制裝置。在這里我選用測量精確的電感測微儀。電感測微儀是將測頭接觸被測物后，把測頭的微小機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成電量并加以放大的測量儀器測量結(jié)果可用指示表或者示波器讀出，或者用記錄儀記錄

32、下來。其中傳感器把被測尺寸的變化轉(zhuǎn)換為電感的變化，經(jīng)過電橋測量電路把電感的變化進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為電壓（或電流）的變化再經(jīng)放大器放大送至相數(shù)整流器，而后用指示表指示出來，如果需要測量一個(gè)連續(xù)變化量時(shí)，需經(jīng)過功率放大，再由記錄器將測量結(jié)果連續(xù)地記錄下來。1、電感測微儀的構(gòu)成它由檢測器和指示器所構(gòu)成，檢測器有的成柱塞式和杠桿式，最近制造出一種多功能的電感測微儀，它可測量多個(gè)長度、平行度和偏心等，同樣指示器可以指示和、差值等，這樣不但對(duì)零件可作多參數(shù)測量而且可以把誤差分離開來。2、電感測微儀的特征（1） 靈敏度高、適應(yīng)性強(qiáng)，可以根據(jù)零件不同檢測準(zhǔn)確度要求，通過換檔按鈕選擇不同的放大倍率。（2） 用按鈕調(diào)整電

33、氣零位、讀數(shù)準(zhǔn)確。（3） 測量力小對(duì)內(nèi)部用平行片簧支撐的檢測器無機(jī)械摩擦測量力最小可到1gf 。（4） 這種檢測器移動(dòng)輕便，可用一只手移動(dòng)。（5） 便于組成各種測量裝置和進(jìn)行零件的額動(dòng)態(tài)檢測。二、 測頭的安裝測頭可安裝在測量臺(tái)架上，對(duì)工件進(jìn)行精密的測量，還可安裝在其他儀器上作指示 讀數(shù)用，與相應(yīng)的測量裝置配合使用，能進(jìn)行多種測量，如：長度、平面度、直線度、橢圓度、平行度、垂直度和跳動(dòng)等。與繼電控制裝置配合使用，在儀器的測量范圍內(nèi)，任意指定的兩點(diǎn)給出兩個(gè)指令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測量，與記錄器組合使用，可連續(xù)記錄被測工件的尺寸變化，與和差演算裝置組合使用，可測得兩個(gè)尺寸得代數(shù)和或代數(shù)差。如圖2.4.2所

34、示，在橫向移動(dòng)的大溜板上的縱向直線導(dǎo)軌上安裝小溜板，在小溜板上安裝電感測微儀。由于小溜板位置比較低，所以，需要先在小溜板上安裝底座, 再在底座上安裝表座，兩者之間靠銷軸聯(lián)接，表座上方的孔內(nèi)安裝測頭，通過螺釘固定。四、 測頭的微量調(diào)節(jié)裝置由于測量時(shí)，測頭不一定對(duì)準(zhǔn)工件的軸心，既所測值不一定為工件的直徑，所以要對(duì)測頭作小范圍內(nèi)的微量調(diào)整。即在測頭上安裝一個(gè)微量調(diào)節(jié)裝置。微調(diào)的方式有很多種，如杠桿、凸輪、彈簧等。這里的微量調(diào)節(jié)裝置如圖2 、4、1所示，用一根細(xì)牙螺栓（螺距為1）旋入表座及底座，螺栓上套一根彈簧，調(diào)節(jié)時(shí)，只需用扳手緩慢旋動(dòng)螺栓即可達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。 第五節(jié) 電動(dòng)機(jī)的選擇及其主要參數(shù)小容量

35、同步電動(dòng)機(jī)，廣泛的應(yīng)用于恒速的拖動(dòng)系統(tǒng)中，如電鐘、電手表、電唱機(jī)、錄音機(jī)和無線電傳真機(jī)等。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為一種特殊運(yùn)行方式的同步電動(dòng)機(jī)在各種工業(yè)數(shù)字控制系統(tǒng)中廣泛地被應(yīng)用。小容量同步電動(dòng)機(jī)常見的轉(zhuǎn)子形式有反應(yīng)式、永磁式和磁滯式。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用的最多的是反應(yīng)式和永磁式。這些微型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上都沒有繞組，也不需要電刷和集電環(huán)，因而具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。一般電動(dòng)機(jī)是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的，而步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，則是一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)的，每當(dāng)輸入一個(gè)脈沖，電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)過一個(gè)固定的角度。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)也可以直接輸出線位移，每輸入一個(gè)脈沖，電動(dòng)機(jī)就走一段直線距離。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種把電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或直線位移的

36、執(zhí)行元件。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子作成多極的，定子上嵌有多相星形連接的控制繞組，由專用電源輸入電脈沖信號(hào)，每當(dāng)輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就前進(jìn)一步。由于輸出的角位移是斷續(xù)的，因此成為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，也稱作脈沖電動(dòng)機(jī)。由于本臺(tái)儀器在工件的分度方面，只需使其緩慢旋轉(zhuǎn)，無需太大的速度即可達(dá)到目的，而在測頭的進(jìn)給方面，也只需要低速進(jìn)給，所以可以選擇三臺(tái)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)用于工件的分度，另兩臺(tái)用于測頭的橫、縱向進(jìn)給。我選擇的是中國江蘇常州電機(jī)電器總廠出品的90BF004型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的具體參數(shù)如下表：表2、4、1相 數(shù)5分配方式AB-ABC-BC絕緣等級(jí)E保持轉(zhuǎn)矩步 距 角0.75度空載起動(dòng)頻率4000

37、HZ電 壓60V空載運(yùn)行頻率16000HZ電 流7A轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量電 阻0.2 重 量3Kg第三章 計(jì)算部分第一節(jié) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算根據(jù) 步距角轉(zhuǎn)子齒數(shù)N轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個(gè)步距的運(yùn)行拍數(shù)這里 N = m （相數(shù)）選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)90BF004則 =0.75° N = 5根據(jù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）脈沖電源的效率(HZ)選取 =2200HZ則 第二節(jié) 絲杠的選擇計(jì)算一、 小絲杠的選用根據(jù) C額定動(dòng)載荷 (kgf)壽命系數(shù)載荷性質(zhì)系數(shù)動(dòng)載荷硬度影響系數(shù)軸向載荷 (kgf)若對(duì)機(jī)床輔助運(yùn)動(dòng)，則轉(zhuǎn)速系數(shù)預(yù)期壽命若壽命取 則查得 根據(jù)C選取絲杠M16額定靜載荷二、 大絲杠的選用根據(jù)則根據(jù)

38、C選取絲杠M28第三節(jié) 軸承的選擇及校核一、 小絲杠上的軸承1、單列向心球軸承（1）初步選擇選用201型軸承由表查得當(dāng) 時(shí) 暫取Y=1.4則 查表得，當(dāng) 時(shí)， 當(dāng)n= 275 rpm時(shí) ， 根據(jù)公式 由表查取201型軸承C =4800 N =2700N（2）校核因 由表查得 而 故應(yīng)按 由表查得 滿足要求2、單向推力球軸承（1） 初步選擇試選用8201型軸承查表當(dāng) 時(shí)， 當(dāng)n= 275 rpm時(shí) ， 根據(jù)公式由表選用8201型軸承C =10400N （2）校核查表得 滿足要求二、 大絲杠上的軸承1、單列向心球軸承（1）初步選擇試選用200型軸承由表查得當(dāng) 時(shí)，查表當(dāng) 時(shí)， 當(dāng)n= 275 rp

39、m時(shí) ， 由表選用204型軸承C=10000N （2） 校核因查表得 e=0.22 Y=2.0 而 故，應(yīng)按查表得 滿足要求2、單向推力球軸承（1） 初選試選用8200型軸承查表得 當(dāng) 時(shí)， 當(dāng)n= 275 rpm時(shí) ， 根據(jù)公式由表選用8204型軸承C=16500N （2） 校核查表得 滿足要求第三節(jié) 彈簧的選用和計(jì)算1、初選彈簧材料選用碳素彈簧鋼絲查表得 試選鋼絲直徑 查得鋼絲抗拉極限強(qiáng)度 則2、求彈簧鋼絲直徑根據(jù)公式已知彈簧中徑 查表彈簧指數(shù) C = 8.1 確定鋼絲直徑為2mm4、 求有效圈數(shù)已知 根據(jù)公式由表查得 切變模量G =80.2 而則取 n = 35、 計(jì)算其它參數(shù)總?cè)?shù) 自

40、由高度mm壓并高度壓并變形量壓并負(fù)荷節(jié)距螺旋導(dǎo)角 滿足 的要求展開長度第四章 結(jié)論及存在的問題我經(jīng)過四個(gè)月以來，堅(jiān)持不懈的努力，終于完成了關(guān)于形位公差綜合測量儀的設(shè)計(jì)。通過設(shè)計(jì)使我掌握了許多關(guān)于機(jī)械方面的知識(shí)，但也發(fā)現(xiàn)了許多不足之處。形位公差綜合測量儀的出現(xiàn)，填補(bǔ)了我國在自動(dòng)形位公差測量方面的空白。它實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)測量，提高了測量的效率，同時(shí)也提高了測量的精確性，并且它可以測量長軸形零件的圓度、同軸度等形位公差，實(shí)現(xiàn)了測量的多樣性。但是，它還擁有許多不足之處。首先，儀器使用了直線導(dǎo)軌，雖然具有比較高的精度，但是它的價(jià)格比較高，會(huì)提高整個(gè)儀器的價(jià)格，在實(shí)用性方面不是很強(qiáng)。另外，它的測頭采用電感測微儀

41、，可以直接輸出結(jié)果，并進(jìn)行處理，但是，它的測量結(jié)果終究沒有激光或者光的測量精度高，所以，它不能適用于精度較高的測量，只能適用于一般的機(jī)械制造，在使用范圍上有一定的局限性。由于時(shí)間倉促，對(duì)設(shè)計(jì)方案的思考有限，所以在設(shè)計(jì)方面存在許多不足之處，有待于以后的加強(qiáng)和提高。源程序清單C語言齒輪各參數(shù)的計(jì)算# indude “stdio.h”main()float i, ;int ;printf(“確定齒輪傳動(dòng)比i:n”);printf(“請(qǐng)輸入電動(dòng)機(jī)步距角：n”);scaanf(“%f”,& );printf(“請(qǐng)輸入電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)次數(shù));scanf(“%d”,& );printf(“請(qǐng)輸入工

42、件檢測次數(shù);scanf(“%d”,& ;i=;forif ifprintf(“*”); elseprintf(“ ”); elseprintf(“n”);printf(“傳動(dòng)比”,i);for(if( if(printf(“*”); elseprintf(“ ”); elseprintf(“n”);printf(“兩齒輪各參數(shù)的計(jì)算n”);printf(“請(qǐng)輸入齒輪一齒數(shù) ”);scanf(“%d”,&);printf(“請(qǐng)輸入模數(shù)mn”);scanf(“%d”,&m);=0.25;for(;for( if(n%2=1)printf(“*”); elseprintf(“ ”);else printf(“n”);printf(“齒輪齒數(shù)”，p