微動(dòng)裝置設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

/目錄1.緒論12.設(shè)計(jì)理念1圖1萬(wàn)能工具顯微鏡13.材料選擇24.實(shí)驗(yàn)原理2圖2齒輪杠桿微動(dòng)裝置原理圖25.齒輪零件圖4圖3齒輪零件圖4圖4齒輪零件實(shí)物圖56.加工工藝路線67.齒輪加工方法7圖5齒輪插刀加工齒輪78.夾具選擇8圖6夾具示意圖89.定位誤差分析910.夾緊力大小的計(jì)算1011.總結(jié)與心得體會(huì)10參考文獻(xiàn)：11齒輪—杠桿微動(dòng)裝置1.緒論日常生活中我們常用"失之毫厘,謬以千里"來(lái)形容一點(diǎn)點(diǎn)的錯(cuò)誤可能會(huì)帶來(lái)很大的謬誤,影響大局,告誡我們做事要注重細(xì)節(jié)。而在微動(dòng)的世界里恰好相反,我們將細(xì)小的距離進(jìn)行放大,來(lái)實(shí)現(xiàn)微動(dòng),因此裝置就是個(gè)"放大器"。微動(dòng)裝置一般用于精確、微量地調(diào)節(jié)某一部件的相對(duì)位置,它們是構(gòu)成精密機(jī)械和儀器的不可缺少的部分或重要部件。2.設(shè)計(jì)理念齒輪微動(dòng)裝置一般用于精確、微量地調(diào)節(jié)某一部件的相對(duì)位置,它們是構(gòu)成精密機(jī)械和儀器的不可缺少的部分或重要部件。這次的設(shè)計(jì)我們想的是用于顯微鏡的作臺(tái)的軸向微動(dòng),以實(shí)現(xiàn)高倍率物鏡的精確調(diào)焦。圖1萬(wàn)能工具顯微鏡3.材料選擇 我們的的設(shè)計(jì)主要包括有齒輪、弧形杠桿、頂桿,由于是運(yùn)用于顯微鏡工作臺(tái)的軸向微動(dòng),所以要求它的精度要高。而保證精度的主要是齒輪之間的傳動(dòng)。所以在選擇齒輪材料的時(shí)候,必須要保證它的強(qiáng)度,以減少齒輪傳動(dòng)磨損造成的影響。故而,我們選擇的齒輪材料是45號(hào)鋼,弧形杠桿有齒輪,因此也選擇45號(hào)鋼。4.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理圖如圖2所示。圖2齒輪杠桿微動(dòng)裝置原理圖原動(dòng)部分是帶有小齒輪〔z1的手柄軸A,轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí),通過(guò)三級(jí)齒輪〔z1,z2,z3,z4,z5減速,帶動(dòng)扇形齒輪〔z6的微小轉(zhuǎn)動(dòng),再借助杠桿使頂桿C上下運(yùn)動(dòng),因頂桿C離軸很近,而扇形齒輪直徑很大,形成較大的杠桿比加之齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)比很大〔1:400以上,故微動(dòng)手輪轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)較大角度時(shí),頂桿只做很小的上下直線運(yùn)動(dòng)。頂桿上升時(shí),頂動(dòng)工作臺(tái)B的上下微動(dòng),工作臺(tái)內(nèi)有壓縮彈簧,產(chǎn)生的推力通過(guò)頂桿使齒輪組保持單面嚙合狀態(tài),從而可以消除齒輪副的間隙所產(chǎn)生的空回誤差。因此微動(dòng)手輪稍有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),將使載物臺(tái)相當(dāng)靈敏的上下移動(dòng)。按最小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的原則分配傳動(dòng)比：i=100i12=z2/z1=2.5i34=z4/z3=4i56=z6/z5=10 設(shè)計(jì)z1=z3=z5=20,則z2=z1×i12=50z4=z3×i34=80z6=z5×i56=200我們都知道,一對(duì)漸開(kāi)線齒輪正確嚙合的條件是兩輪的模數(shù)和壓力角分別相等。由于在齒輪杠桿微動(dòng)裝置中齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩很小,齒輪的模數(shù)不用按照強(qiáng)度計(jì)算的方法確定。模數(shù)設(shè)計(jì)得m1=m2=1.0m3=m4=0.8m5=m6=1.0齒輪分度圓直徑:d=mzd1=20；d2=50；d3=16d4=64；d5=20；d6=200傳動(dòng)比i=〔z2/z1〔z3/z4〔z6/z5=100杠桿傳動(dòng)比的計(jì)算:?y1<a+b>=?y2bi=?y2/?y1=〔a+b/b=〔60+30/30=35.齒輪零件圖1從動(dòng)軸齒輪結(jié)構(gòu)示意圖圖3齒輪零件圖2從動(dòng)軸齒輪的參數(shù)：模數(shù)m1齒數(shù)z20壓力角20°精度等級(jí)8-7-7HK3單齒輪的三維模擬示意圖圖4齒輪零件實(shí)物圖6.加工工藝路線1.下料,45號(hào)鋼,2.毛坯鍛造,自由鍛3.鉆孔4.正火,正火后韌性較好,有利于切削加工5.粗車外圓及端面,留余1.5~2mm,6.鉗工去毛刺7.上芯軸,精車外圓,端面至要求8.檢驗(yàn)9.插齒,留余量0.07~0.1mm10.倒角11.鉗工去毛刺12.剃齒至尺寸上限,〔實(shí)現(xiàn)微細(xì)切削過(guò)程13.齒部高頻淬火14.插鍵槽15.磨內(nèi)孔端面及齒部16.清潔17.總檢入庫(kù)。7.齒輪加工方法本次設(shè)計(jì),我們采用插齒的方法來(lái)加工齒輪。它的好處是被加工齒輪的模數(shù)和壓力角等于插齒刀的模數(shù)和壓力角,故用同一把插齒刀加工不同齒數(shù)的齒輪都能得到正確的嚙合傳動(dòng)。缺點(diǎn)是由于插齒刀加工齒輪時(shí)切削是不連續(xù)的,因而生產(chǎn)率低。圖5為用齒輪插刀加工齒輪的原理。被切齒輪齒輪插刀被切齒輪齒輪插刀圖5齒輪插刀加工齒輪齒輪插刀的外形像一個(gè)具有刀刃的外齒輪。加工時(shí),插刀沿輪坯的軸線方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；同時(shí)插刀與輪坯以恒定的等角速度比做緩慢的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),猶如一對(duì)真正的齒輪互相嚙合傳動(dòng)一樣,插刀刀刃在各個(gè)位置的包絡(luò)線即為所切輪齒的漸開(kāi)線齒形。由于這種加工方法是利用齒輪嚙合原理,故若改變插刀與輪坯的傳動(dòng)比,用一把刀具可以加工出不同的齒數(shù)。又因?yàn)楸患庸X輪的模數(shù)和壓力角等于插齒刀的模數(shù)和壓力角,故用同一把插齒刀加工不同齒數(shù)的齒輪都能得到正確的嚙合傳動(dòng)。8.夾具選擇夾具原理圖如圖6所示1芯軸2工作臺(tái)3支撐凸臺(tái)4工件5壓圈6彈性墊圈7螺母12345671芯軸2工作臺(tái)3支撐凸臺(tái)4工件5壓圈6彈性墊圈7螺母1234567圖6夾具示意圖在插齒機(jī)上插齒時(shí)工件的定位,工件以內(nèi)孔在芯軸1上定位,限制了工件在x、y方向的移動(dòng)和繞x、y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的四個(gè)自由度,又以端面在凸臺(tái)3上定位,限制了工繞x,y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和z方向的移動(dòng)三個(gè)自由度,總共限制了五個(gè)自由度屬不完全定位。其中繞x,y軸轉(zhuǎn)動(dòng)被心軸和凸臺(tái)被重復(fù)限制,出現(xiàn)了過(guò)定位。但當(dāng)工件的內(nèi)孔和定位端面是在一次裝夾下加工出來(lái)的,具有好的垂直度,而夾具的心軸和凸臺(tái)也具有很好的垂直度,即使二者仍有很小的垂直度偏差,但可由心軸和內(nèi)孔之間的配合間隙來(lái)補(bǔ)償。因此,盡管心軸和凸臺(tái)重復(fù)限制了XY自由度,屬于過(guò)定位,但不會(huì)引起相互干涉和沖突,在夾緊力作用下,工件或心軸不會(huì)變形。這種定位的定位精度高,剛性好。9.定位誤差分析以圓柱孔定位：設(shè)計(jì)齒輪內(nèi)孔尺寸為Φ10H6,心軸的尺寸為Φ10f6.為基孔制間隙配合,且加工時(shí)為垂直放置。定位芯軸與齒輪內(nèi)孔則可能任一邊接觸,應(yīng)考慮加工尺寸方向的兩個(gè)極限位置及孔軸的最小配合間隙?min的影響,所以,在加工尺寸方向上的最大基準(zhǔn)位置誤差可按最大孔和最小軸求得孔中心位置的變動(dòng)量。?JW=δD1+δd1+?min孔Φ10H6：基本偏差EI=0,ES=EI+IT6=+9μm軸Φ10f6：基本偏差es=-13μm,ei=es-IT6=-22μm則：?JW=9+22+13=44μm10.夾緊力大小的計(jì)算在加工齒輪過(guò)程中,齒輪受到切削力、離心力、慣性力及重力等作用,理論上夾緊力大小應(yīng)與上述力矩的大小平衡。由夾緊裝置可以看出只需要考慮豎直方向的作用力,且為向上切削時(shí)：夾緊力為F,上下的切削力為f,齒輪重力G,K<1.5~2>為安全系數(shù)F=K<f-G>11.總結(jié)與心得體會(huì)這次的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),我們小組用了兩個(gè)星期的時(shí)間。設(shè)計(jì)方向,設(shè)計(jì)方案選擇,夾具設(shè)計(jì),工序的確定都是經(jīng)過(guò)一次次的分析討論,不斷的完善,最后得到最切實(shí)可行的方案。確定方案后,然后小組分工合作,有負(fù)責(zé)畫(huà)圖的,有負(fù)責(zé)確定參數(shù)的,有負(fù)責(zé)做PPT的,還有負(fù)責(zé)工序的,當(dāng)然每一項(xiàng)都還是有經(jīng)過(guò)討論的,當(dāng)有不太確定的地方。但是,畢竟沒(méi)有什么經(jīng)驗(yàn),理論和實(shí)際知識(shí)都有所欠缺,考慮得還是不太全面,所以在上臺(tái)演講的時(shí)候,老師也指出了我們的錯(cuò)誤,并且說(shuō)出了自己的看法,指出了我們需要改正的地方。下來(lái)之后,我們又對(duì)方案的及時(shí)的修改,將老師指出的我們的問(wèn)題仔細(xì)的更正了。通過(guò)這次的設(shè)計(jì),我們對(duì)于儀器制造這門(mén)學(xué)科有了更好的認(rèn)識(shí),也通過(guò)這次設(shè)計(jì),意識(shí)到我們知識(shí)和動(dòng)手能力上的欠缺；知道了團(tuán)隊(duì)合作的重要性,并且也學(xué)會(huì)了合作去完成某一件事；還讓我們初步學(xué)會(huì)了CAD的用法。這次的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)也讓我們知道了理論知識(shí)固然重要,但是實(shí)際問(wèn)題也需要我們的考慮?？偠灾?通過(guò)這次的實(shí)驗(yàn),我們都明白了很多,知道了很多,也學(xué)會(huì)了很多,真的是受益匪淺！參考文獻(xiàn)：[1]龐振基,傅雄剛主編.精密機(jī)械零件.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1989