测控技术及仪器专业 专业综合课程设计
受轴向负荷和扭矩时的强度、刚度、稳定性较好。
3.4.6 滑动螺旋副的设计
本次设计中调整螺旋和传动螺旋要求自锁，不太要求传动效率，所以采用单线螺纹。常用的有梯形螺纹、锯齿形螺纹和矩形螺纹。由于梯形螺纹可消除间隙和调整，故决定采用梯形螺纹。
?螺纹牙型半角?/2?15，为了避免周期误差，选用单头螺纹，即n=1。在测微螺旋中，螺距应该取标准值，通过查机械设计手册取P=1.5mm，公称直径为d=8 mm，螺杆螺纹部分的长度Lw在整个工作行程内必须与螺母正确旋合，在此前提下，螺纹部分要尽量短。一般要满足Lw?Lg?H（H为螺母的高度），Lg为工作行程，为了保证螺杆的刚度，螺杆的直径应该选大些，并且使L/d?25，如果不满足此条件，要对受压螺杆进行稳定性验算。由于两定位球的距离为150~250mm，则动导轨的工作行程为100mm，定位球移动距离为50mm，螺母高度即燕尾槽动导轨的宽度为60mm，则取Lw?120mm。
螺纹强度计算包括螺杆螺纹以及螺母螺纹强度计算。 螺母螺纹强度可以按下列公式验算： 剪切强度：
??弯曲强度：
?b?F?[?] (3-17) ?dbn3Fh?[?b] (3-18) ?dbn式中，d为螺纹大径（mm）； b为螺纹根部宽度（mm），对于普通螺纹，b=P；n为旋合扣数，n=H/P； 查手册得螺纹大径D=8.3mm，螺纹根部宽度b=0.65P=1.3mm，旋合扣数n=H/P=10， [?]?40N.mm?2，[?b]?45~55N.mm?2，代入式中得
3?[剪切强度： ??0.06? ]
弯曲强度： ?b?10.163?[?] 所以本螺纹满足强度要求。
因为螺杆为一端固定，一端自由，所以查手册得??2。所以得螺杆的细长比：
??4?l?40 (3-19) d3所以无需校核。 为了有利于生产，尽量减少刀具、量具的规格和数量，一般采用国际规定的公差带。根据工称直径d=8mm，旋和长度Lw=120 mm，查机械设计手册，选推荐的公差带，螺杆外螺纹中径公差带为8e，螺母内螺纹中径公差带为8H。
综上所述，所设计的滑动螺旋副为右旋单线梯形螺纹：
Tr8?1.5LH?8H/8e （GB/T 5796.4-1986）
公称直径d=8mm，中径d2=7.25mm，小径d1=6.2mm，螺距p=1.5mm，螺母高度H=60mm，螺杆螺纹部分的长度Lw=120mm。
3.5定位机构的设计
定位臂导轨是在测量开始时调节定位臂与测量头的距离，它的运动性要求不是很高，并且移动速度很低，所以采用燕尾槽形滑动导轨。燕尾槽导轨的材料选用低碳合金
31
测控技术及仪器专业 专业综合课程设计
钢20Cr，表面渗碳，淬火，渗碳深度为1-1.5mm，渗碳层硬度HRC60-63。
特点有：尺寸紧凑，调整间隙方便，能承受倾覆力矩。但制造，检修复杂，刚度比较差，摩擦力大，适用于受力小，层次多，尺寸紧凑，速度低的部件。可在动导轨和定导轨之间安装滚珠以减小导轨的摩擦系数。
3.5.1定位球定导轨的设计
由于两定位臂距离相距150~250 mm，故取定导轨的长度为325mm，厚为35mm，又因为测量头的直径为3 mm，故在导轨的正中心留一个长60mm宽40mm的矩形孔，以便测杆测头的运动。
3.5.2 定位球动导轨的设计
通过查阅机械设计手册可以得到动导轨的各个相关尺寸，在动导轨的中间部位开一个孔，用于安装定位球。定位臂导轨是在测量开始时调节定位臂与测量头的距离，它的运动性要求不是很高，并且移动速度很低，所以采用燕尾槽形滑动导轨。
具体示意图如图3.8 所示：
定位杆旋紧导轨的螺纹选择GB/T 3098.1 M20*1.5，性能等级为3.6级。 尺寸如图3.8所示
图3.11 燕尾槽示意图
3.5.3 定位臂的设计与安装
测量时，应该使量具的测量平面与轮齿中部相切，对于非修正齿轮，则要求公法线与齿面相交于分度圆附近如图3.2所示。即公法线长度AB含有k个周节所对的中心角，而一个周节所对的中心角为2?/z，由此可以的到式子：
2?k?2at (3-20) z可推出跨齿数计算公式：
2atz2?20??90k???10
2?2?180? (3-21)
带入被测齿轮数据可算出k=10，然而由经验分析，12个齿的跨距过大，故选用
k=7，即跨齿数为7。
带入k=7，m=10，z=90，计算出：
32
测控技术及仪器专业 专业综合课程设计
AA'?213.204?sin19o?72.831?73mm (3-22)
取定位球B的臂长
LB?45mm (3-23)
则定位球A的臂长
LA?LB?AA'?118mm (3-24)
定位臂装配如图所
3.5.3片簧设计
片簧通常是一种矩形截面的金属薄片，在位移上具有较小的尺寸。 片簧采用螺钉固定，紧固螺钉用开槽圆柱头螺钉GB/T65M5?5。 3.5.4十字片簧的设计
十字片簧弹性支承是由一对长度、宽度、厚度都相同并交叉成十字形（垂直）的直片簧组成。
则片簧的装配长度：
L?2(c??)?l?26mm (3-25)
3.5.5柱销机构说明
柱销在机器上起定位或者连接的作用。
本系统中片簧与柱销构成换向机构，用于测量左右齿面。 圆柱销选用A型圆柱销GB/T119.23?12 圆柱销强度校核
??4Ft/?d2z (3-26) 式中，Ft：横向力
z：销的数量
估计其受横向力Ft?0.45~0.65N，带入数据计算得：
??4Ft/?d2z?92MP?a?? ? (3-27) 满足强度要求。
3.6仪器调平机构设计
采用一个类似于小心千斤顶的改装机构，零件装配图如图3.11所示
33
测控技术及仪器专业 专业综合课程设计
图3.14 调平机构装配图
3.7系统支撑件设计
3.7.1箱体设计
箱体设计首先要考虑零件的布置及之间的关系。如车床按两顶尖要求等高，确定基座及底板的形状和尺寸。
3.7.2箱体结构参数的选择
铸铁、铸钢和其他材料箱体的壁厚可以从下表中选取，表中N有下式计算：
m( m N?(2L?B?H)/3000 (3-28)
式中，L——铸件长度（mm）； ； B——铸件宽度（mm）。 H——铸件高度（mm）
若采用铸铁HT150来设计箱体，选用厚度10毫米，由公式N=（2L+B+H）/3000（mm），若高与宽相当，长相当于2倍宽左右可得相关尺寸，根据设计装配可得：
B=325mm，L=460mm，H=20mm
34
测控技术及仪器专业 专业综合课程设计
4.光电子系统
4.1光电系统设计任务与要求
在整个测控仪器设计中，光电系统担负着信息流的传递和控制的重要任务，是感知信息、处理信息、输出指令、操纵机构和元件的工具和载体。随着机电一体化和测控一体化的不断进步，测控仪器正向着智能化、多功能化和高度集成的方向发展。测控仪器的许多功能都必须经过光电系统的参与才能完成。光电系统的好坏、可靠与否、寿命长短，都直接影响整个测控仪器的工作。 4.2光电系统方案的拟定 4.2.1光电系统的原理与组成
对于本电路系统，共分为四大模块，即：传感器模块，信号处理模块，接口模块和计算机模块。在齿形误差测量测控电路中共有三路信号。
（1）信号由电感测头测量位移量经十字片簧和杠杆机构放大、传递出来的输出信号。经过放大、电平平移、限幅、A/D转换后通过PCI接口送入计算机处理。
（2）信号由光栅位移传感器采集导轨运动方向和位移量信号，经放大、整形、细分判向和计数处理通过PCI接口送入计算机进行处理，在相应个数计数脉冲后产生中断。
（3）CPU输出脉冲控制步进电机转动实现导轨移动，从而使测头随齿行方向移动。
图4.1 测控电路系统原理框图
35
百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库大型齿轮渐开线齿形误差在位测量仪(软件组)(终极版)(王代华死亡(7)在线全文阅读。
相关推荐：