测控班董年刚台式显微镜传动专业系统设计项目说明指导书.doc
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1、陕西理工学院课程设计书机械工程学院 测控技术与仪器 专业 第 二 组设计课题:台视显微镜传动系统设计(一)设计时间:自12月10日至12月28日设计地点:陕西理工学院(北区) 姓名:董年岗 班级:测控101班 学号: 序 言显微镜是最惯用助视光学仪器,且常被组合在其她光学仪器中。台式显微镜作为金相、医学和化学分析惯用仪器,广泛地应用在工厂、医院检查分析室,研究所、高校中学实验室。因而,理解并掌握它构造原理和调节办法,理解并掌握其放大率概念和测量办法,不但有助于加深理解透镜成像原理,也有助于对的使用其她光学仪器。其原理和机构是集精密设计、工程光学于一体仪器设备。一种完整显微镜系统设计是十分复杂,
2、涉及到光学设计、机械设计、电路设计等多方面知识。设计一台显微镜普通要遵循如下环节:第一步,要依照显微镜使用规定来进行显微镜选型设计。显微镜已有几百年发展历史,它形式也各种各样,依照不同使用规定显微镜各种参数有非常大差别。第二步,选好形式之后,初步选取它外形尺寸和放大倍率、辨别率等重要参数。这一步在普通大学里工程光学或者应用光学课程中都可以学到。依照消色差限度不同分为消色差物镜、平场消色差物镜、平场半复消色差物镜和平场复消色差物镜等4种。显微目镜相对物镜构造要简朴诸多,重要分为惠更斯目镜、平场目镜、广视场目镜、超广视场目镜等各种形式。第三步,详细设计物镜、目镜以及其他附属构造光学系统。当代光学设
3、计普通都使用各种光学设计软件,自动化限度大大提高,减轻了设计人员劳动量。第四步,设计显微镜机械构造。金相显微镜工作原理是借助于物镜和目镜通过光学系统放大得像,其放大倍数是目镜与物镜放大倍数乘积,故而可以“显微”,但要可以对的成像,其物镜和目镜物距和像距均有一定规定,要满足这样规定,其参数(如:物距或焦距或像距)需要可调,但对于普通金相显微镜来讲,调调节相聚和焦距比较困难,最佳是调节物距,因而采用粗调和微调相结合思路较好,故机械传动设计成为其中必不可少一某些。设计时机械设计手册,和光学精密仪器设计手册等参照书是少不了,特别是目镜和物镜机械装配问题,涉及到很精密构造。第五步,进行调光、自动调焦、自
4、动工作台和计算机控制等设计。第六步,软件设计。有些显微图像需要进行图像解决和专业这些要与软件专业设计人员共同进行。光学显微镜普通由载物台,聚光照明系统,物镜,目镜,和调焦系统构成。载物台用于盛放被观测物体,运用调焦旋钮可以驱动调焦机构,使载物台做粗调和微调升降运动,是被观测物体调焦清晰成像,她上升可以在水平面内沿做精密移动和转动,普通都把被观测部位放到视场中。显微镜维护也是至关重要,必要纯熟掌握并严格执行使用规程。拿取显微镜是必要要用一只手握住弯壁,另一只手拖住底座,显微镜不能倾斜,以免目镜从镜筒中划出。取送时要轻拿轻放。观测时,不能随便移动显微镜位置。保护其干燥,清洁,避免灰尘。切勿随意转动
5、调焦手轮,使用时用力要轻,转动要慢,转不动不能硬转。显微镜越来越成为学习,科研,医学领域内不可缺少一某些,因而对显微镜传动机构设计也成了一大课题。目 录一、传动方案拟定 1.各种传动机构比较 2传动方案拟定 3传动方案比较及拟定二、螺纹重要参数 1.螺纹类型 2.螺纹重要参数 3.螺距选取 4.螺纹牙型选取 5.丝杠螺纹某些长度拟定 三、丝杠,螺母各参数拟定1丝杠直径拟定2基本参数 3不同丝杠传动精度规定四、滑动螺旋传动计算1.耐磨性计算2.稳定性验算3.强度计算四丝杆螺母机构传动精度 1.螺纹传动精度 2.提高精度办法五螺旋传动空回误差及消除六误差重要影响七螺母传动互换性使用规定 1.传递运
6、动精确性 2.传动平稳性 3.载荷分布均匀性 4.传动侧隙八、设计小结九、道谢十、参照资料目录摘 要机械设计重要涉及传动、支承、导轨等设计内容,由于机电一体化系统机械构造规定有较小摩擦、较高精度和刚性,因而,在用老式办法进行机械设计同步,应尽量采用当代精密机械设计办法以提高系统性能。丝杠螺母传动是机械系统中惯用传动装置,杠螺母机构又称螺旋传动机构。它重要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。有以传递能量为主(如螺旋压力机、千斤顶等);也有以传递运动为主如机床工作台进给丝杠);尚有调节零件之问相对位置螺旋传动机构等 关 键 词1、丝杠螺母传动 2、导轨3、运动 4、能量Abst
7、ractMecMechanical design mainly includes the transmission,support,guide and other design elements,due to mechanical and electrical integration system mechanical structure requires a smaller friction,high precision and rigidity,therefore,in the traditional methods for mechanical design at the same ti
8、me,we should use modern precision machinery design methods to improve system performance. Screw nut transmission mechanical system is commonly used in transmission device,bar nut mechanism is also called screw transmission mechanism. It is mainly used to convert a rotary motion into linear motion or
9、 linear motion into rotary motion transformation. Have to transfer energy to give priority to ( such as a screw press,such as Jack );also has to transfer motion as the work table of the machine tool feed screw );and adjusting parts of relative position of the screw transmission mechanismKey word 1、S
10、crew nut transmission 2、Guide 3、Movement 4、Energy正 文一、传动方案拟定一1各种传动机构比较(一)齿轮传动机构 齿轮传动是一种啮合传动。 传动比: i=n2/n1=z1/z2 齿轮传动分类: 1、两轴平行齿轮机构。 2、两轴不平行齿轮机构。 重要长处:(1)传递运动可靠,瞬时传动比恒定;(2)合用载荷和速度范畴大。(3)使用效率高,寿命长,构造紧凑,外尺寸小;(4)可传递空间任意配备两轴之间运动。 重要缺陷:(1)与螺旋传动、带传动相比,振动和噪声大,不可无级调速;(2)传动轴之间距离不可过大;(3)加工复杂,制导致本高。 轮系分类: 1、定轴轮
11、系。 2、周转轮系。 定轴轮系:轮系转动时,各齿轮轴线位置都是固定不变。 周转轮系:轮系运转时其中至少有一种齿轮几何轴线是绕另一齿轮几何轴线转动轮系。周转轮系又分为差动轮系和行星轮系。差动轮系是两个中心轮都转动。行星轮系是一种中心轮固定不转。 混合轮系即有定轴轮系又有周转轮系齿轮传动。 轮系功用:(1)可以实现大传动比;(2)可以实现较远两轴传动;(3)从动轴可以获得几种不同传动比;(4)通过变化齿轮数可以得到从动轴不同转向;(5)实现运动合成和分解。 (二)链传动机构 构成:主、从动链轮、链条。 功用:传递运动和动力。 传动比i=n2/n1=z1/z2。 由上式得出:链传动传动比与和链轮齿数
12、成反比。 与带传动、齿轮传动相比: 1、长处:(1)与带传动相比平均传动比精确,传动功率大,轮廓尺寸小。(2)与齿轮传动相比,传动中心距大。(3)能在低速重在、高温环境恶略条件下工作。(4)效率高,最大可达0.99。 2、缺陷:(1)不能保持恒定瞬时传动比;(2)链单位长度重量大,引起噪声。急速反向性能差,不能由于高速。 (三)蜗杆传动机构 蜗杆传动机构是啮合传动,传递运动和动力。 重要参数:蜗杆线数k、轴向模数、轴向压力角;蜗轮齿数z、端面模数、端面压力角;旋向。 传动比i=n2/n1=k/z 蜗杆蜗轮对的啮合条件:蜗杆轴向模数、轴向压力角分别等于蜗轮端面模数和端面压力角。 重要特点:1、降
13、速效果好。 2、传动平稳。 3、有自锁作用(在一定条件下)。4、效率低。普通为0.70.8,有自锁时0.5。 (四)平面连杆机构 连杆机构是用铰链、滑道方式,将构件互相联接成机构,用以实现运动变换和传递动力。 平面连杆机构中各构件都是杆状,因此统称为连杆机构。或四杆机构。破碎机破碎机构为曲柄摇杆机构。为以便起见,只画出能表达其运动特性简图,称为机构运动简图。AB称为曲柄,CD称为摇杆,BC称为连杆,AD称为机架。 四杆机构分类:曲柄摇杆机构;双曲柄机构;双摇杆机构。 应用:牛头刨床进给机构简图。是曲柄为积极件。缝纫机驱动机构,是摇杆作积极件。 当摇杆无限长时,C点作直线运动,就演变成曲柄滑块机
14、构,滑块移动范畴是两倍曲柄长度。 (五)凸轮机构 凸轮机构功用:将凸轮持续转动转化为从动件往复移动或摆动。 分类:1、平板凸轮。 2、移动凸轮。 3、圆柱凸轮。 特点:机构简朴,紧凑;容易磨损,多用于传递动力不大控制机构和调节机构。 (六)间歇运动机构 间歇运动机构是将积极件持续运动转变为运作停止动作机构。 分类:1、棘轮机构:持续旋转运动变成棘轮间歇运动。 2、槽轮机构:拨盘1持续转动变成槽轮间歇运动。应用如电影放映机。 (七)传动链传动比及效率 各种传动副连接成为传递运动和动力系统叫传动链。每条传动链有首端件和末端件。按一定规律构成就是传动比。 总传动比i总=i1i2i3i4i5 总传动效
15、率是各个轴间传动效率乘积。一2丝杠螺母传动特点本次设计依照实际需求。重要设计其机械传动某些,为此咱们选用丝杠螺母传动,是由于是在所有机械传动机构中丝杠螺母使用最多,相对于其她机械传动机构,丝杠螺母传动具备如下特点:1、可以自锁2、传动比范畴大,可用于减速或增速。3、滑动丝杠螺母机构构造简朴4、滑动丝杠螺母机构构造简朴5、具备自锁功能,但其摩擦阻力矩大。6、传动效率高(9298)。7、精度高,系统刚度好。8、运动具备可逆性,使用寿命长。基于以上特点,本次3种预订设计方案均采用丝杠螺母传动。3种传动方案如下:方案1:粗调采用直齿锥齿轮传动机构加丝杠螺母加手轮手动调节。微调采用扇形齿传动加手轮手动调
16、节。方案2:粗调选用滑动螺旋齿轮加手轮手动调节。微调选用滑动螺旋齿轮传动加手轮手动调节。方案3:粗调采用圆柱斜齿轮传动加手轮手动调节。 微调采用圆柱直齿轮传动加手轮手动调节。一3传动方案比较方案一:直齿锥齿轮传动机构加丝杠螺母加手轮手动调节。锥齿轮是圆锥齿轮简称,它用来实现两相交轴之间传动,两轴交角S称为轴角,其值可依照传动需要拟定,普通多采用90。锥齿轮轮齿排列在截圆锥体上,轮齿由齿轮大端到小端逐渐收缩变小,如下图所示。用于相交轴间传动。单级传动比可到6,最大到8,传动效率普通为0.940.98。直齿锥齿轮传动传递功率可到370千瓦,圆周速度5米秒。斜齿锥齿轮传动运转平稳,齿轮承载能力较高,
17、但制造较难,应用较少。曲线齿锥齿轮传动运转平稳,传递功率可到3700千瓦, 圆周速度可到40米秒以上。由于这些特点,相应于圆柱齿轮中各关于圆柱在锥齿轮中就变成了圆锥,如分度锥、节锥、基锥、齿顶锥等。锥齿轮轮齿有直齿、斜齿和曲线齿等形式。直齿和斜齿锥齿轮设计、制造及安装均较简朴,但噪声较大,用于低速传动(5m/s);曲线齿锥齿轮具备传动平稳、噪声小及承载能力大等特点,本设计采用S=90原则直齿锥齿轮传动。由图可知,其轴交线为90,最惯用,制造容易,成本低,对安装误差和变形很明感,多用于低速、轻载而稳定传动。方案二:滑动螺旋齿轮加手轮手动调节螺旋齿轮(Helical)螺旋齿轮传动是由两个斜齿轮相啮
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