精密機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)---百分表設(shè)計(jì)

1、<p>　　精密機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p><p>　　題目: 量程為0-10mm的百分表設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一 百分表簡(jiǎn)介</b></p><p>　　百分表利用精密齒條齒輪機(jī)構(gòu)制成的表式通用長(zhǎng)度測(cè)量工具。通常由測(cè)頭、量桿、防震彈簧、齒條、齒輪、游絲、圓表盤(pán)及指針等組成。百分表是美國(guó)的B.C.艾姆斯于1890年制成

2、的。常用于形狀和位置誤差以及小位移的長(zhǎng)度測(cè)量。百分表的大表盤(pán)上印制有100 個(gè)等分刻度，即每一分度值相當(dāng)于量桿移動(dòng)0.01毫米。改變測(cè)頭形狀并配以相應(yīng)的支架，可制成百分表的變形品種，如厚度百分表、深度百分表和內(nèi)徑百分表等。如用杠桿代替齒條可制成杠桿百分表和千分表。其示值范圍較小，但靈敏度較高。此外，它們的測(cè)頭可在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，能適應(yīng)不同方向的測(cè)量，結(jié)構(gòu)緊湊。它們適用于測(cè)量普通百分表難以測(cè)量的外圓、小孔和溝槽等的形狀和位置誤差。 &l

3、t;/p><p><b>　　主要用途：</b></p><p>　　百分表是利用齒條齒輪或杠桿齒輪傳動(dòng),將測(cè)桿的直線位移變?yōu)橹羔樀慕俏灰频挠?jì)量器具。主要用于測(cè)量制件的尺寸和形狀、位置誤差等。分度值為0.01mm,測(cè)量范圍為0-3、0-5、0-10mm。 </p><p><b>　　測(cè)量范圍：</b></p>

4、<p>　　百分表的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是齒輪系,外廓尺寸小,重量輕,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)惰性小,傳動(dòng)比較大,可采用圓周刻度,并且有較大的測(cè)量范圍,不僅能作比較測(cè)量,也能作絕對(duì)測(cè)量。 </p><p>　　二 主要由三部分組成：</p><p>　　百分表的構(gòu)造主要由3個(gè)部件組成：表體部分、傳動(dòng)系統(tǒng)、讀數(shù)裝置。</p><p>　　百分表的發(fā)展趨勢(shì)：數(shù)顯</p&

5、gt;<p>　　由于傳統(tǒng)機(jī)械式百分表由人去讀表盤(pán)刻度，這樣就存在讀數(shù)方法和反應(yīng)速度等因素帶來(lái)的誤差。為了克服這些缺點(diǎn)，百分表讀數(shù)在向數(shù)字化方向發(fā)展。</p><p>　　加快儀表的自動(dòng)化是當(dāng)前制造行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。一般有兩種方案可以采用：一種是集位移傳感器(光柵、容柵、電感等)、控制、顯示與存儲(chǔ)等單元于一體的數(shù)字式百分表，另外一種就是采用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)對(duì)機(jī)械式的模擬百分表進(jìn)行自動(dòng)化識(shí)讀。由于帶指針的

6、模擬式百分表是很多企業(yè)特別是傳統(tǒng)制造企業(yè)使用得非常廣泛的一類(lèi)，于是在已有基礎(chǔ)上通過(guò)圖像識(shí)別方法識(shí)讀表盤(pán)是成本相對(duì)較低的一種方法。</p><p>　　對(duì)于百分表的顯示系統(tǒng)，傳統(tǒng)的表盤(pán)顯示已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代生活的需要，尤其是在對(duì)測(cè)量結(jié)果的實(shí)時(shí)性要求較高的的操作中，人眼的視覺(jué)往往不能跟上表針的擺動(dòng)變化。而數(shù)顯式百分表多采用容柵傳感器將位移量轉(zhuǎn)化為可供電路測(cè)量的電壓信號(hào)，然后通過(guò)單片機(jī)采集電壓信號(hào)使之轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并

7、進(jìn)行處理，最終通過(guò)液晶顯示器將讀數(shù)顯示出來(lái)，這種顯示方式更利于人們的視覺(jué)要求，另外數(shù)顯式百分表內(nèi)部可以設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將整個(gè)測(cè)量過(guò)程的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，然后傳送到計(jì)算機(jī)上進(jìn)行細(xì)致的分析。</p><p><b>　　三 設(shè)計(jì)目標(biāo)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)鐘表式百分表，滿足以下要求：</p><p>　　百分表測(cè)量范圍為0—10mm，分度值為

8、0.01mm；</p><p>　　百分表的外形尺寸：外殼不大于60mm。</p><p>　　百分表的測(cè)力應(yīng)在0.5N至1.5N之間，測(cè)力落差（同一點(diǎn)正反向測(cè)力之差）不大于0.4N，單向行程測(cè)力變化不大于0.5N；</p><p><b>　　示值誤差：</b></p><p>　　示值總誤差不大于0.0018mm；&

9、lt;/p><p>　　任一毫米內(nèi)示值誤差不大于0.01mm；</p><p>　　回程誤差不大于0.003mm；</p><p>　　示值變動(dòng)性不大于0.003mm；</p><p>　　測(cè)桿移動(dòng)平衡、靈活、無(wú)卡住現(xiàn)象；</p><p>　　測(cè)桿處于自由狀態(tài)時(shí)，指針應(yīng)處于從零位開(kāi)始逆時(shí)針30°到90°

10、之間；</p><p>　　當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)指針指示整轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，指針偏離整轉(zhuǎn)數(shù)刻度不大于15°；</p><p>　　測(cè)桿行程應(yīng)至少超出工作行程終點(diǎn)0.5mm；</p><p>　　指針尖端應(yīng)蓋過(guò)段刻線長(zhǎng)度的30%—50%；</p><p>　　指針尖端與表盤(pán)之間距離應(yīng)不大于0.7mm；</p><p>　　表盤(pán)刻度線寬

11、度和指針尖端應(yīng)為0.15—0.25mm。</p><p><b>　　目的：</b></p><p>　?。?）.此次課程設(shè)計(jì)的目的是《精密機(jī)械設(shè)計(jì)》課的重要組成部分，是打好技術(shù)基礎(chǔ)和進(jìn)行技能訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)。綜合運(yùn)用所學(xué)課程的知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。</p><p>　　（2）.學(xué)習(xí)儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，提高機(jī)械

12、設(shè)計(jì)水平，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想</p><p>　　（3）.擴(kuò)大知識(shí)范圍，學(xué)會(huì)運(yùn)用各類(lèi)技術(shù)資料，包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和手冊(cè)等。</p><p><b>　　任務(wù)：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一種鐘式百分表，在分析樣圖和參考圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案的比較和選擇，包括示數(shù)裝置、傳動(dòng)系數(shù)、消除空回裝置、產(chǎn)生測(cè)力裝置、導(dǎo)軌、支承、限動(dòng)器和聯(lián)接等。然后進(jìn)行總

13、體布局、設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制草圖和正試圖。</p><p>　　三 百分表的總體設(shè)計(jì)和各部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　百分表的最主要設(shè)計(jì)部件是齒輪齒條的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，根據(jù)所要求設(shè)計(jì)百分表的尺寸大小和百分表的精度要求，首先選擇齒輪的模數(shù)大小，綜合考慮齒輪的直徑，確定各個(gè)齒輪的齒數(shù)。同時(shí)還要根據(jù)齒輪加工不發(fā)生切齒的最小齒數(shù)要求來(lái)決定是否對(duì)每個(gè)齒輪進(jìn)行變位。一定要驗(yàn)算精度。</p><

14、;p>　　其次，要對(duì)游絲進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)。百分表的游絲是用來(lái)保持齒輪傳動(dòng)的有效解除，防止齒輪嚙合時(shí)不發(fā)生空回，從而保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。</p><p>　　另外，也需要對(duì)彈簧進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。彈簧為拉伸彈簧，在測(cè)量時(shí)保證導(dǎo)桿與被測(cè)工件的緊密接觸，因此彈簧安裝時(shí)要有一定的初始拉力。</p><p>　　百分表的構(gòu)造主要由3個(gè)部件組成：表體部分、傳動(dòng)系統(tǒng)、讀數(shù)裝置。</p><

15、;p>　　百分表的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)盡量減少百分表的體積和重量，一則攜帶運(yùn)送方便，二則節(jié)約材料，從而降低生產(chǎn)成本。</p><p>　　為導(dǎo)桿1也是齒輪2 分度圓上的線位移，齒輪3分度圓上的線位移，為齒輪2的分度圓直徑，為齒輪3的分度圓直徑， 為齒輪4的分度圓直徑，為齒輪6的分度圓直徑，為齒輪2的模數(shù)，為齒輪3的模數(shù)，為齒輪4的模數(shù)，為齒輪6的模數(shù)，為齒輪2的齒數(shù)，為齒輪3的齒數(shù)，為齒輪4的齒數(shù)，為齒輪6的齒數(shù)，

16、， 分別為齒輪2和4的轉(zhuǎn)動(dòng)角。（下面有的關(guān)這些參數(shù)就不再聲明）</p><p><b>　　1.傳動(dòng)原理</b></p><p>　　百分表的工作原理是將被測(cè)尺寸引起的測(cè)桿微小直線移動(dòng),經(jīng)過(guò)齒輪傳動(dòng)放大,變?yōu)橹赣?jì)在刻度盤(pán)上的轉(zhuǎn)動(dòng),從而讀出被測(cè)尺寸的大小。百分表的讀數(shù)準(zhǔn)確度為 0.01mm。百分表的結(jié)構(gòu)原理如圖3所示。當(dāng)測(cè)量桿1向上或向下移動(dòng)1mm時(shí)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)帶

17、動(dòng)大指針5轉(zhuǎn)一圈，小指針7轉(zhuǎn)一格?？潭缺P(pán)在圓周上有100個(gè)等分格，各格的讀數(shù)值為0.01mm。小指針每格讀數(shù)為l rnm。測(cè)量時(shí)指針讀數(shù)的變動(dòng)量即為尺寸變化量?？潭缺P(pán)可以轉(zhuǎn)動(dòng)，以便測(cè)量時(shí)大指針對(duì)準(zhǔn)零刻線。</p><p>　　如圖所示外界微小位移通過(guò)測(cè)桿1傳遞給齒輪2，齒輪2與齒輪3同軸且相連為一體，它們有相同的角速度，由于齒輪2與齒輪3有不同的分度圓半徑，這樣導(dǎo)桿1的微小位移就可以在齒輪3的分度圓上得到放大，放

18、大倍數(shù)是齒輪2與3的半徑比。即：</p><p>　　齒輪4又分別與齒輪2齒輪6相嚙合，這樣一方面，齒輪3分度圓上的線位移可以轉(zhuǎn)換成齒輪4的角位移，帶動(dòng)大指針5的轉(zhuǎn)動(dòng)；另一方面，齒輪4的線位移通過(guò)4,6嚙合有可以轉(zhuǎn)換成6的角位移，齒輪6中心軸上帶有小指針。根據(jù)測(cè)量的要求，導(dǎo)桿每轉(zhuǎn)動(dòng)1mm大指針轉(zhuǎn)動(dòng)一周，小指針轉(zhuǎn)動(dòng)周。</p><p><b>　　2模數(shù)的設(shè)計(jì)</b>&

19、lt;/p><p>　　根據(jù)表體的基本尺寸要求，直徑為5cm，根據(jù)傳動(dòng)精度要求選定=0.2，大概設(shè)計(jì)=3.2mm，=20mm，=2mm，=20mm。</p><p>　　根據(jù)=mz,可知=16。</p><p>　　由圖3可知== </p><p>　　當(dāng)?shù)扔?mm時(shí)=，由此可以計(jì)算得出=1.989，因此模數(shù)的選

20、擇將導(dǎo)致實(shí)際測(cè)量與標(biāo)度之間的誤差。</p><p>　　（=1.989=）=-=rad，因此測(cè)量時(shí)每毫米的測(cè)量誤差為L(zhǎng)=mm，這樣可求得表盤(pán)上每個(gè)刻度誤差為mm，這是測(cè)量原理誤差。</p><p>　　考慮到齒輪3,4,6之間的傳動(dòng)精度和與前面的傳動(dòng)步調(diào)一致，設(shè)定</p><p>　　===0.2，因此可得出=100,=10,=100。</p><

21、;p>　　四 百分表主要部件的設(shè)計(jì)</p><p>　　1傳動(dòng)導(dǎo)桿和齒輪2的設(shè)計(jì)</p><p>　　在保持其他參數(shù)不變的條件下,改變小輪齒數(shù)和模數(shù),計(jì)算出小輪的應(yīng)力如下表1和表2。</p><p>　　由表1和表2可知：①在小輪輪齒受力不變的條件下,隨著小輪齒數(shù)或模數(shù)的增加,相應(yīng)的應(yīng)力也隨之減小;②對(duì)于接觸應(yīng)力,其受小輪齒數(shù)的影響大于受模數(shù)的影響;③對(duì)于彎曲

22、應(yīng)力,其受小輪模數(shù)的影響顯著大于受齒數(shù)的影響;④在模數(shù)或齒數(shù)較小時(shí)(<20時(shí)),齒數(shù)或模數(shù)的變化對(duì)齒輪承載力都有顯著影響。為28。對(duì)大模數(shù)齒輪齒條的來(lái)說(shuō),輪齒折斷所帶來(lái)的損失是相當(dāng)嚴(yán)重的,因此對(duì)彎曲強(qiáng)度可靠性提出較高要求,在滿足其他設(shè)計(jì)約束的情況下,應(yīng)優(yōu)先選擇較大的模數(shù)以獲取可靠的承載力。但是由于百分表的尺寸要求和精度要求，在一定范圍內(nèi)應(yīng)選用較小的模數(shù)，這是不可調(diào)和的矛盾，同時(shí)百分表測(cè)量是所受的力較小，小模數(shù)也可以滿足要求。<

23、;/p><p>　　壓力角的影響：在其他基本參數(shù)不變的情況下,改變壓力角大小, 計(jì)算出小輪的接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力見(jiàn)表3。</p><p>　　傳動(dòng)導(dǎo)桿1與齒輪2的嚙合是齒輪齒條的嚙合，齒輪2為標(biāo)準(zhǔn)齒輪它的模數(shù)為0.2。齒輪上及齒條上的壓力角與嚙合角都相同為。它們的具體幾何燦亮的設(shè)計(jì)如下表：</p><p>　　表4齒輪2的幾何參數(shù)</p><p>

24、　　表5 齒條1的幾何參數(shù)</p><p>　　齒條的工作長(zhǎng)度為10mm，但加工時(shí)應(yīng)保留一些余量，取加工總長(zhǎng)度為15mm。</p><p><b>　　2變位齒輪的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　齒輪的變位原理：通過(guò)改變標(biāo)準(zhǔn)刀具對(duì)齒輪毛坯的徑向位置或改變標(biāo)準(zhǔn)刀具的齒槽寬切制出的齒形為非標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒形的齒輪。切制輪齒時(shí)，改變標(biāo)準(zhǔn)刀具對(duì)齒輪毛坯的

25、徑向位置稱(chēng)為徑向變位。改變標(biāo)準(zhǔn)刀具的齒槽寬稱(chēng)為切向變位。最常用的是徑向變位，切向變位一般用于圓錐齒輪的變位。</p><p>　　用展成法加工齒輪時(shí),若齒條形刀具的中線NN與齒輪毛坯的分度圓相切并作純滾動(dòng)，加工出來(lái)的齒輪稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。若齒條形刀具的中線不與齒輪毛坯的分度圓相切，而是與刀具中線平行的另一條分度線（機(jī)床節(jié)線）與齒輪毛坯的分度圓相切并作純滾動(dòng)，則加工出來(lái)的齒輪稱(chēng)為徑向變位齒輪。加工徑向變位齒輪時(shí)，齒條形

26、刀具的中線相對(duì)被加工齒輪分度圓移動(dòng)的距離稱(chēng)為變位量，用x表示，稱(chēng)為變位系數(shù)，m為模數(shù)。通常規(guī)定，刀具中線相對(duì)輪心移遠(yuǎn)時(shí)，取正值，稱(chēng)為正變位；刀具中線相對(duì)輪心移近時(shí)，取負(fù)值，稱(chēng)為負(fù)變位。</p><p>　　徑向變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比，其模數(shù)、齒數(shù)、分度圓和基圓均無(wú)變化；但是正變位時(shí)分度圓齒厚增大，齒根圓和齒頂圓也相應(yīng)增大；負(fù)變位時(shí)分度圓齒厚減小，齒根圓和齒頂圓也相應(yīng)地減小。</p><p>

27、;　　由于=10的限制，為了不再加工齒輪時(shí)產(chǎn)生大量的齒根切齒現(xiàn)象，小齒輪的最小變位系數(shù)位0.42。在精密儀器中齒輪的傳動(dòng)精度較高，在小模數(shù)齒輪的設(shè)計(jì)中，常用高度變位齒輪。這樣要求兩個(gè)相互嚙合的齒輪的總的變位系數(shù)為0，而它們的嚙合角與壓力角相等，中心距與未變位前一樣。要求變位的齒輪有齒輪3, 齒輪4, 齒輪6。其中齒輪4為證變位，齒輪3,6為負(fù)變位。其具體形式如下：</p><p><b>　　其具體參數(shù)

28、如下表：</b></p><p>　?。▽?duì)于=0.42，小齒輪4的變位系數(shù)為+，大齒輪4,6的變位系數(shù)為-）。根據(jù)上表和各齒輪的模數(shù)可求得：</p><p>　　齒輪4的變位量=0.42m</p><p>　　齒輪3的變位量=-0.42m</p><p>　　齒輪6的變位量=-0.42m</p><p>　

29、　齒輪3,4中心距=11mm</p><p>　　齒輪4,4中心距=11mm</p><p>　　齒頂高為 （=，，）</p><p>　　全齒高為h=m（2+）保持不變</p><p>　　齒頂圓直徑（3）</p><p>　　齒根圓直徑（4）</p><p>

30、;<b>　　分度圓直徑為=m</b></p><p>　　將具體數(shù)據(jù)代入上面的式子得：=0.42mm，=-0.42mm，-0.42mm，</p><p>　　=20mm,=2mm,=20mm,=20.586mm，=2.586mm，=20.586mm，=19.628mm，=1.628mm，=19.628mm。</p><p><b>

31、　　3游絲的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　游絲在儀表中的作用主要是通過(guò)預(yù)緊力或作用力矩，達(dá)到不論正行程還是反行程齒輪副總是單項(xiàng)齒廓嚙合，消除空行程和傳動(dòng)系統(tǒng)中的摩擦力。。壓力表、血壓表中的游絲是利用其反作用力矩，使中心小齒輪和大齒輪保持單向齒廓緊密接觸，來(lái)消除中心小齒輪與大齒輪的嚙合間隙及各傳動(dòng)軸孔等結(jié)合處的間隙所引起的示值變動(dòng)性和指針走動(dòng)的不平穩(wěn)性；并使指針能回到零位標(biāo)記內(nèi)。在檢修過(guò)程中，我們通

32、過(guò)看指針走動(dòng)．就可以判斷游絲是否出現(xiàn)故障。例如，百分表游絲未預(yù)緊或預(yù)緊力不夠．克服不了傳動(dòng)系統(tǒng)中的摩擦力，齒輪在齒間間隙中游動(dòng)，指針表現(xiàn)出松弛狀態(tài)，可以停留在一定范圍內(nèi)任何位置上，很不穩(wěn)定。</p><p>　　在壓力表中．由于游絲的起始力矩過(guò)?。蜷L(zhǎng)期使用在不良的環(huán)境中，游絲本身的耐蝕性不佳，以致由于腐蝕的影響而引起其彈性逐漸消退，力矩減小，從而在增減負(fù)荷過(guò)程中。輕敲外殼后指針擺動(dòng)不止，示值指示不穩(wěn)定。<

33、/p><p>　　而由于游絲亂圈，顯著變形：或游絲的彈性差、彈性消退，以致作用力矩難以克服機(jī)構(gòu)中摩擦力和空程的影響；或游絲的內(nèi)外圈固定端失控(游絲座脫落或銷(xiāo)子脫出)，以致無(wú)法克服機(jī)構(gòu)中的摩擦力和空行程的影響；或游絲的外圈觸及機(jī)構(gòu)中的其他零件，使其活動(dòng)范圍受到了一定的限制。或其圈與圈之間接觸，影響作用力矩得不到應(yīng)有的改變．都會(huì)在增減負(fù)荷過(guò)程中，當(dāng)輕敲外殼后．指針示值的變動(dòng)量或跳動(dòng)量遠(yuǎn)超過(guò)允許誤差值，從而造成輕敲位移超差

34、。</p><p>　　而在血壓表中，指針轉(zhuǎn)動(dòng)不到全量程，在上限對(duì)準(zhǔn)后．指針在沒(méi)有轉(zhuǎn)回到下限時(shí)，預(yù)針已經(jīng)和膜盒頭子脫離，就需要取出機(jī)芯重新安裝游絲．當(dāng)空心螺絲在中間位置，預(yù)針自然下垂時(shí)。游絲自由端應(yīng)在頂針附近，在此位置把游絲固定到中心輪的軸上。再將其自由端銷(xiāo)緊。若指針轉(zhuǎn)動(dòng)不平穩(wěn)或跳針．都需要整理或重裝游絲。</p><p>　　游絲損壞或變形多數(shù)都是由以下原因造成的：一是人為操作原因．在維

35、修保養(yǎng)中．不小心讓工具觸動(dòng)到游絲，使游絲變形；二是震動(dòng)過(guò)大，儀表不小心摔在地上或長(zhǎng)期使用在劇烈顫動(dòng)環(huán)境中：三是沖擊力過(guò)大。如突然加壓或加力．使測(cè)量上限超出最大使用范圍：四是長(zhǎng)期使用不保養(yǎng)，游絲太臟．產(chǎn)生粘連：五是環(huán)境腐蝕或疲勞使用．造成游絲作用力矩消失等。</p><p>　　如圖所示，游絲安裝在齒輪6上，用來(lái)防止嚙合齒輪的空回。鑒于齒輪6的傳動(dòng)要求，對(duì)其上的游絲的滯后和后效要求較高，這里選擇游絲的寬厚比u=10

36、,u=b/h,(b為游絲的寬度，h為游絲的厚度)。鑒于齒輪6的直徑大小選擇游絲的內(nèi)徑大小d1=4mm，外徑大小d2=15mm。游絲的總轉(zhuǎn)角要求大于，其總?cè)?shù)設(shè)為n=10。根據(jù)傳動(dòng)力矩大小要求，當(dāng)游絲轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)它的承受力矩M不小于。</p><p>　　游絲的總長(zhǎng)度L=（5）</p><p>　　力矩與轉(zhuǎn)角，游絲寬度b，厚度h的關(guān)系為M=（E為材料的彈性模量，這里游絲的材料用

37、錫銅合金E=），根據(jù)上訴的數(shù)據(jù)可求得h =0.1214mm，b =1.214mm。</p><p>　　當(dāng)轉(zhuǎn)到最大轉(zhuǎn)角時(shí)即=，游絲所承受的力矩為</p><p><b>　　（6）</b></p><p>　　[]——許用彎曲應(yīng)力，[]=，為材料的安全系數(shù)，錫銅合金</p><p>　　[]為500~600，為5~10，

38、經(jīng)校核設(shè)計(jì)符合要求。</p><p>　　游絲的最終設(shè)計(jì)方案為：</p><p><b>　　材料為錫銅合金</b></p><p>　　內(nèi)徑大小d1=4mm</p><p>　　外徑大小d2=15mm</p><p><b>　　總?cè)?shù)n=10</b></p>

39、<p>　　厚度h =0.1214mm</p><p>　　寬度b =1.214mm</p><p>　　總長(zhǎng)度L==298mm，考慮到其固定端的長(zhǎng)度最終的加工長(zhǎng)度為320mm。</p><p><b>　　4彈簧的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　百分表的彈簧為圓柱型拉伸彈簧，彈簧間隙=0。用來(lái)固定導(dǎo)桿的運(yùn)

40、動(dòng)，根據(jù)百分表的設(shè)計(jì)空間大小，彈簧的設(shè)計(jì)選用簧絲的直徑大小為dd=0.4mm，旋繞比為C=7，（C=DD/dd，DD為彈簧的中徑大小）。彈簧在安裝的時(shí)候應(yīng)有初始拉伸位移，綜合表體設(shè)計(jì)的尺寸大小初始值x1=4mm。根據(jù)測(cè)量范圍的要求，彈簧測(cè)量最大位移為10mm，所以彈簧的最終變形量應(yīng)大于16mm。另外彈簧要有較好的預(yù)緊力，選用彈簧的初始切應(yīng)力。</p><p><b>　　（7）</b><

41、;/p><p><b>　　（8）</b></p><p>　　為彈簧的初始拉力，為最終位置的拉力, 變形量，為材料的切變模量，這里的材料選擇60si2Mn代號(hào)的鋼料其值為80000，n為彈簧的有效環(huán)數(shù)。</p><p>　　由上式數(shù)據(jù)可得=0.9N，=1.4N，n=37.58，最終取n=40</p><p><b&g

42、t;　　彈簧的最終設(shè)計(jì)為：</b></p><p>　　簧絲的直徑大小為dd=0.4mm</p><p>　　中徑DD=2.8mm</p><p><b>　　旋繞比為C=7</b></p><p><b>　　有效環(huán)數(shù)n=40</b></p><p><b

43、>　　五百分表的使用方法</b></p><p>　　測(cè)量前應(yīng)將測(cè)桿、測(cè)頭及工件擦凈，裝夾表頭時(shí)夾緊力不宜過(guò)大，以免套筒變形及測(cè)桿移動(dòng)不靈活。</p><p>　　測(cè)量時(shí)應(yīng)把表裝夾在表架或其它可靠的支架上，否則會(huì)影響測(cè)量精度。</p><p>　　使用百分表對(duì)批量工件進(jìn)行比較測(cè)量時(shí)，要選用量塊或其它標(biāo)準(zhǔn)量具調(diào)整百分表指針對(duì)準(zhǔn)零位，然后把被測(cè)工件置放

44、在測(cè)頭下，觀察指針偏擺記取讀數(shù)，確定被測(cè)工件誤差。</p><p>　　測(cè)量平面時(shí)，測(cè)桿應(yīng)與被測(cè)平面垂直；測(cè)量圓柱面時(shí)，測(cè)桿軸線應(yīng)通過(guò)被測(cè)表面的軸線，并與水平垂直。同時(shí)根據(jù)被測(cè)工件的形狀，粗糙度等來(lái)選用測(cè)量頭。</p><p>　　為了保證測(cè)量力一定，使測(cè)頭在工件上至少要壓縮 20—25個(gè)分度，將指針與刻度盤(pán)零位對(duì)準(zhǔn)，然后輕提測(cè)桿 1—2mm，放手使其自行復(fù)原，試提2—

45、3次，若指針停在其它位置上應(yīng)重新調(diào)整零位。</p><p>　　讀數(shù)時(shí)視線要垂直于表盤(pán)觀讀，任何偏斜觀讀都會(huì)造成讀數(shù)誤差。</p><p>　　六 百分表應(yīng)用要注意的問(wèn)題</p><p>　　1) 影響百分表測(cè)量準(zhǔn)確度的因素</p><p>　　影響內(nèi)徑百分表測(cè)量準(zhǔn)確度的原因很多，。如影響表頭示值的測(cè)量力，傳動(dòng)齒輪的正常磨損，測(cè)量桿齒條的磨損

46、，齒條與中心齒輪的嚙合松緊，垂直嚙合接觸面，游絲的預(yù)緊力及彈力平整程度，百分表的阻尼情況，測(cè)量桿內(nèi)部杠桿傳動(dòng)比例的失調(diào)，活動(dòng)測(cè)頭內(nèi)的導(dǎo)向定位小軸的磨損，表頭與測(cè)桿部份裝夾松緊程度等原因，都是造成不合格、不能正常使用的故障原因。</p><p>　　表零位不得用千分尺代替標(biāo)準(zhǔn)樣圈調(diào)整內(nèi)徑百分</p><p>　　有些操作者常用千分尺來(lái)調(diào)整內(nèi)徑百分表零位，這種方法是不可取的，因這樣會(huì)導(dǎo)致內(nèi)徑百

47、分表的測(cè)量誤差增大。例如，用上述方法測(cè)量 有配合要求的孔，內(nèi)徑百分表的表頭為1級(jí)，其任意一轉(zhuǎn)內(nèi)的測(cè)量極限誤差為：</p><p>　　若內(nèi)徑百分表的表頭為0級(jí)，則其任意一轉(zhuǎn)內(nèi)的測(cè)量極限誤差為： （其中包括由校對(duì)量塊引起的誤差）。1級(jí)千分尺的測(cè)量極限誤差為：</p><p>　　如用千分尺代替標(biāo)準(zhǔn)樣圈，根據(jù)誤差的合成原則，配備%級(jí)表頭的內(nèi)徑百分表測(cè)量極限誤差為：</p><

48、;p><b>　　=</b></p><p><b>　　0.0280mm</b></p><p>　　測(cè)量誤差增加量為0.009mm。</p><p>　　同樣，如用千分尺代替標(biāo)準(zhǔn)樣圈，配備0級(jí)表頭的內(nèi)徑百分表測(cè)量極限誤差約為0.0256mm，則測(cè)量誤差增加量為0.0116mm。用這與內(nèi)徑百分表的正常工作狀態(tài)不符，

49、護(hù)橋由于制造、千分尺調(diào)整內(nèi)徑百分表時(shí)沒(méi)有使用定位護(hù)橋，使用中磨損、松動(dòng)、變形等情況產(chǎn)生的定中心誤差沒(méi)有在對(duì)零位時(shí)得到應(yīng)有的補(bǔ)償。</p><p>　　另外，千分尺活動(dòng)測(cè)量桿都可能存在軸向竄動(dòng)，按千分尺檢定規(guī)程的規(guī)定：測(cè)微螺桿( 即活動(dòng)測(cè)量桿) 的軸向竄動(dòng)量不大于0.01mm。這樣小的竄動(dòng)量，在用量塊檢定千分尺示值時(shí)，由于受力方向一致，作用力和反作用力可以抵消，因而不影響示值檢定。但用千分尺調(diào)整內(nèi)徑百分表時(shí)，由于受

50、力方向經(jīng)常變化，所以千分尺活動(dòng)測(cè)量桿的軸向竄動(dòng)量無(wú)法抵消，因而就帶進(jìn)內(nèi)徑百分表的綜合誤差之中，這樣便增大了內(nèi)徑百分表的測(cè)量誤差。</p><p>　　綜上所述，可以得出結(jié)論：不能用千分尺調(diào)整內(nèi)徑百分表零位，而應(yīng)采用與被測(cè)孔尺寸接近的標(biāo)準(zhǔn)樣圈。</p><p>　　內(nèi)徑百分表的表頭不能隨意更換</p><p>　　有操作者隨意更換內(nèi)徑百分表的表頭，或把這只內(nèi)徑百分表的

51、表頭與那只內(nèi)徑百分表的表頭混用，或?qū)C(jī)床調(diào)試用的百分表用來(lái)作內(nèi)徑百分表的表頭，他們認(rèn)為經(jīng)過(guò)計(jì)量部門(mén)檢定合格的百分表就可以更換，其實(shí)，這種作法是錯(cuò)誤的。</p><p>　　根據(jù)《內(nèi)徑表檢定規(guī)程》(JJG-89)，以測(cè)量范圍為18~35mm 的內(nèi)徑百分表為例，為0.015mm。此示值誤差包括兩部分：一是表頭部分其最大的示值誤差(即百分表)，二是表架傳動(dòng)部分，它是通過(guò)在檢定內(nèi)徑百分表時(shí)系統(tǒng)調(diào)整綜合性檢定的。也就是說(shuō)內(nèi)

52、徑百分表的示值誤差為表頭示值誤差與支架傳動(dòng)部分誤差的疊加。經(jīng)計(jì)量部門(mén)檢定為合格的內(nèi)徑百分表，說(shuō)明其總示值誤差沒(méi)有超過(guò)檢定規(guī)程允許的范圍。</p><p>　　未經(jīng)調(diào)整和檢定隨意更換的表頭部分，其示值誤差可以這樣進(jìn)行分析：表頭更換后的內(nèi)徑百分表，根據(jù)《指示表檢定規(guī)程》(JJG-89) 的規(guī)定，測(cè)量范圍為0~3mm 的1級(jí)百分表的最大示值誤差為1.015mm，這樣，只有當(dāng)表架傳動(dòng)部分的誤差等于零時(shí)內(nèi)徑百分表才是合格的

53、，但這是不可能的。所以，內(nèi)徑百分表的表頭不能隨意更換。</p><p><b>　　七 百分表發(fā)展趨勢(shì)</b></p><p>　　在大批量的百分表檢定中，若采用傳統(tǒng)方式的人眼識(shí)讀，不僅效率低、工作量大，而且還存在較大的估讀誤差。因此，加快儀表的自動(dòng)化是當(dāng)前制造行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。一般有兩種方案可以采用：一種是集位移傳感器(光柵、容柵、電感等)、控制、顯示與存儲(chǔ)等單元于

54、一體的數(shù)字式百分表，另外一種就是采用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)對(duì)機(jī)械式的模擬百分表進(jìn)行自動(dòng)化識(shí)讀。由于帶指針的模擬式百分表是很多企業(yè)特別是傳統(tǒng)制造企業(yè)使用得非常廣泛的一類(lèi)，于是在已有基礎(chǔ)上通過(guò)圖像識(shí)別方法識(shí)讀表盤(pán)是成本相對(duì)較低的一種方法。</p><p>　　對(duì)于百分表的顯示系統(tǒng)，傳統(tǒng)的表盤(pán)顯示已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代生活的需要，尤其是在對(duì)測(cè)量結(jié)果的實(shí)時(shí)性要求較高的的操作中，人眼的視覺(jué)往往不能跟上表針的擺動(dòng)變化。而數(shù)顯式百分表多采

55、用容柵傳感器將位移量轉(zhuǎn)化為可供電路測(cè)量的電壓信號(hào)，然后通過(guò)單片機(jī)采集電壓信號(hào)使之轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行處理，最終通過(guò)液晶顯示器將讀數(shù)顯示出來(lái)，這種顯示方式更利于人們的視覺(jué)要求，另外數(shù)顯式百分表內(nèi)部可以設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將整個(gè)測(cè)量過(guò)程的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，然后傳送到計(jì)算機(jī)上進(jìn)行細(xì)致的分析。</p><p><b>　　八 設(shè)計(jì)心得</b></p><p>　　通過(guò)這一次課程設(shè)計(jì)自

56、己不但對(duì)以往有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)進(jìn)行了一次全面的總結(jié)和復(fù)習(xí)，更為重要的是鍛煉了解決問(wèn)題的能力。從開(kāi)始對(duì)課題任務(wù)進(jìn)行初步了解，進(jìn)而開(kāi)始查找資料，聆聽(tīng)指導(dǎo)老師的教誨，一步一步不斷完善課程設(shè)計(jì)中的每一細(xì)節(jié)，對(duì)論文作更一步的細(xì)化，總結(jié)設(shè)計(jì)的方法，最后完成設(shè)計(jì)任務(wù)。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到自己的機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候根本不知道如何下手。尤其是變位設(shè)計(jì)齒輪的時(shí)候，查看了齒輪設(shè)計(jì)有關(guān)的書(shū)籍后，對(duì)許

57、多幾何尺寸參數(shù)的選擇根本沒(méi)有頭緒，只好從最基本的知識(shí)著手，同時(shí)與同學(xué)交流學(xué)習(xí)，后來(lái)漸漸有了頭緒，再加上x(chóng)x老師的不懈指點(diǎn)，設(shè)計(jì)的思路、輪廓漸漸清晰。</p><p>　　整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程持續(xù)了兩個(gè)多星期，設(shè)計(jì)很是吃力，也有打堂鼓的想法，但想到，若自己不認(rèn)真設(shè)計(jì)白白浪費(fèi)這一次很好的鍛煉的機(jī)會(huì)，不但枉費(fèi)xx老師的辛苦的教導(dǎo)，而且到最后自己將一無(wú)所得，因此我堅(jiān)定信心認(rèn)真完成這次設(shè)計(jì)作業(yè)。這次設(shè)計(jì)作業(yè)不但鞏固了我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、