精密机械及仪器设计
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高精度检测仪器的设计与制造在当今高科技发展迅猛的时代,高精度检测仪器扮演着至关重要的角色。
这些仪器不仅可以在科学研究中发挥作用,也广泛应用于工业生产、医学诊断等领域。
本文将围绕高精度检测仪器的设计与制造展开探讨。
一、仪器的设计原则设计高精度检测仪器需要遵循一系列原则,其中最重要的是精确性和稳定性。
精确性是指仪器对待检测物理量的测量结果应尽可能接近真实值。
稳定性则要求仪器在长时间使用过程中,能够保持一致的测量准确度。
除此之外,设计师还需要考虑合适的仪器尺寸、重量以及易用性等因素。
二、关键技术高精度检测仪器的制造离不开一些关键技术的应用。
首先,传感器技术起着关键作用。
传感器是将被测量物理量转化为可测量电信号的装置。
通过适当的传感器设计和选择,可以有效提高仪器测量精度。
其次,信号处理技术也是不可或缺的。
信号处理技术可对传感器采集到的信号进行滤波、放大、线性化等处理,从而获得更准确的测量结果。
此外,校准技术、抗干扰技术等也对仪器的精度和稳定性起着重要的影响。
三、精度和可靠性的提升提升仪器的精度和可靠性是制造商的重要任务。
为了达到精度要求,制造商需精选高质量的原材料,并采用先进的加工技术。
例如,在金属零件的加工中,采用精密机床和高精度加工工艺,可以大幅提高零件的精度。
同时,制造商还需根据实际需求选择合适的检测原理和测量方法,以确保仪器的可靠性。
四、自动化与智能化随着科技的不断发展,高精度检测仪器的自动化与智能化水平也不断提高。
自动化技术可实现对仪器各个环节的自动控制,包括自动采样、自动校准、自动测量等。
智能化技术则能使仪器具备一定的自学习和自适应能力,能够根据实际检测场景进行智能判断和优化。
自动化和智能化不仅提高了生产效率,还降低了人为操作误差,使得仪器的检测精度更上一层楼。
五、应用领域高精度检测仪器在各个领域都有着广泛的应用。
例如,工业生产过程中,高精度检测仪器可以用于各种材料的质检,确保产品质量达到标准要求。
精密机械设计pdf
对于精密机械设计,可以说是一个非常广泛和复杂的领域。
精
密机械设计涉及到许多方面,包括材料选择、结构设计、热力学、
动力学、控制系统等多个方面。
在进行精密机械设计时,需要考虑
到各种因素,如机械零件的尺寸精度、表面质量、材料特性、装配
工艺等。
此外,精密机械设计还需要考虑到机械系统的稳定性、可
靠性、耐久性和性能优化等问题。
在进行精密机械设计时,需要进行详细的工程分析和计算,以
确保设计的合理性和可行性。
同时,还需要考虑到实际制造过程中
可能出现的各种问题,如加工精度、装配精度、工艺参数等。
因此,精密机械设计需要工程师具备丰富的经验和深厚的理论基础。
此外,现代精密机械设计还需要考虑到与其他系统的集成,如
传感器、控制系统、数据处理等。
这就需要工程师具备跨学科的知
识和技能,能够进行多领域的协调和整合。
总的来说,精密机械设计需要工程师在理论和实践方面都具备
扎实的基础,同时还需要具备创新精神和解决问题的能力。
希望这
些信息能够对你有所帮助。
《精密仪器设计(1)》课程教学大纲一、课程基本信息1、课程代码:MI3102、课程名称(中/英文):精密机械设计 Precision Machine Design3、学时/学分:72学时,4学分4、开课院(系)、教研室:电子信息及电气工程学院仪器系5、先修课程:《互换性技术与测量》、《工程制图》、《理论力学》、《材料力学》6、面向对象:测控技术及仪器专业本科三年级学生7、教材、教学参考书:教材名称:《精密机械设计》庞振基、黄其圣等主编出版社:机械工业出版社出版时间:2001年7月教学参考书:《电子精密机械设计(第3版)》徐祥和主编东南大学出版社1986年《金属材料与热处理》何雪涛主编高等教育出版社1998年《机械原理》郑文纬主编高等教育出版社1997年《互换性与测量技术基础》高延新主编哈尔滨工业大学出版社1992年《机械零件》郑志祥主编高等教育出版社1987年《理论力学》王崇斌编写高等教育出版社1988年《材料力学》沈煜高等教育出版社1988年《机械设计课程设计》西北工业大学机械学教研组编著西北工业大学出版社1994年《机械零件学习指南与课程设计》张绍甫徐锦康魏传儒编写机械工业出版社1996年《机械设计课程设计》巩云鹏田万禄张祖立黄秋波编写东北大学出版社2000年《机械设计课程设计》席伟光杨光李波编写高等教育出版社2003年二、课程性质和任务《精密机械设计》是仪器科学与工程专业本科学生学习的与机械类有关的最后一门专业课,同时也是一门与仪器仪表相关的专业基础课。
这门课程综合了《机械原理》、《金属材料及热处理》、《互换性与技术测量》及《机械零件》等课程的知识,因此本门课程涉及知识面广、专业性强、授课难度大。
《精密机械设计》主要研究精密机械中常用机构和常用的零件和部件。
是从机构分析、工作能力、精度和结构等诸方面来研究这些机构和零、部件,并介绍其工作原理、特点、应用范围、选型、材料、精度以及设计计算的一般原则和方法。
精密技术与仪器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解精密技术与仪器的基本概念,掌握其工作原理和应用领域。
2. 学生能掌握精密测量、数据处理和误差分析的基本方法,并应用于实际问题。
3. 学生能了解我国精密技术与仪器的发展现状,以及在国际竞争中的地位。
技能目标:1. 学生能运用精密仪器进行实际操作,提高动手实践能力。
2. 学生能通过团队合作,完成精密技术与仪器的相关项目设计和实施。
3. 学生能运用所学知识解决实际工程问题,具备一定的创新能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能认识到精密技术与仪器在科技发展和国民经济中的重要作用,增强国家意识。
2. 学生在学习过程中,培养严谨的科学态度、团队合作精神和探索精神。
3. 学生能关注我国精密技术与仪器行业的发展,树立为国家和民族工业做贡献的志向。
课程性质:本课程为专业基础课程,旨在培养学生的专业素养和实际操作能力。
学生特点:学生为高年级本科生,具有一定的专业基础知识和动手实践能力。
教学要求:结合课程性质和学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的专业素养和综合能力。
在教学过程中,注重启发式教学,引导学生主动思考、探索和实践。
通过课程学习,使学生达到上述课程目标,为后续专业课程学习和未来职业发展打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 精密技术与仪器概述:介绍精密技术与仪器的定义、分类、发展历程和应用领域,使学生对其有一个全面的认识。
2. 精密测量原理:讲解精密测量的基本原理,包括长度、角度、形状、表面质量等测量方法,以及传感器、光栅、激光等测量技术。
3. 数据处理与误差分析:介绍数据采集、处理和分析的方法,以及误差的来源、分类和评价,使学生掌握精密测量数据的处理技巧。
4. 精密仪器及其应用:分析各类精密仪器(如三坐标测量机、激光干涉仪、电子显微镜等)的原理、结构和应用,提高学生对精密仪器的了解和应用能力。
5. 我国精密技术与仪器发展现状:介绍我国精密技术与仪器行业的发展历程、现状和趋势,增强学生的国家意识。
精密仪器设备的机械设计与优化现代科技的发展使得精密仪器设备在各个领域得以广泛应用,无论是工业生产、医疗领域还是科学研究,精密仪器设备都扮演着重要的角色。
而这些仪器设备的核心就是机械设计与优化。
机械设计与优化是整个仪器设备制造过程中至关重要的环节,本文将从多个角度来探讨精密仪器设备的机械设计与优化的过程和要点。
首先,机械设计与优化的第一步是需求分析。
在设计过程开始之前,设计师需要充分了解仪器设备的使用环境以及对其功能和性能的要求。
这包括仪器设备所处的工作条件,所需的精度和稳定性,以及使用者的期望等等。
通过全面的需求分析,设计师可以确保设计的方向与最终需求是一致的,这是成功设计的关键。
接下来,机械设计与优化的第二步是制定设计方案。
在需求分析的基础上,设计师需要根据实际情况和技术限制来确定合适的设计方案。
这包括选择适当的材料、结构和制造工艺等。
在此过程中,设计师需要考虑多种因素,如可行性、可靠性、成本和制造的可行性等。
通过合理的设计方案,可以为后续的机械设计和优化奠定坚实的基础。
然后,机械设计与优化的第三步是具体的机械设计。
在这一阶段,设计师需要进行具体的机械结构设计,包括零件的布局、尺寸的确定和结构的优化。
机械设计中需要运用力学原理、材料力学和机械传动等相关知识,来确保设计的机械结构满足各种要求。
此外,设计师还需要考虑制造工艺和装配要求,以便在实际制造中能够顺利进行。
最后,机械设计与优化的最后一步是设计的优化。
在机械设计的过程中,设计师可能会面临一些问题和挑战,如重量、刚度、摩擦和振动等。
为了解决这些问题,设计师需要进行针对性的优化。
优化可以通过数学模型、计算机辅助设计和仿真等方法来进行。
通过不断地优化,可以进一步改善机械设计的性能,提高仪器设备的功能和可靠性。
总之,精密仪器设备的机械设计与优化是一个复杂而关键的过程。
只有在充分了解需求、制定合理方案、进行具体设计和进行优化的基础上,才能够设计出满足各种要求的优秀仪器设备。
精密仪器设计知识点在设计精密仪器时,需要掌握一些关键的知识点,以确保其性能和可靠性。
以下是一些重要的设计知识点,涵盖了各个方面。
一、精确定位和定位系统1. 仪器定位的基本原理:包括物理定位和相对定位。
2. 定位系统的设计要求:高精度、稳定性、可靠性。
3. 定位误差的补偿方法:使用传感器和反馈控制系统进行闭环控制。
二、材料选择与物性分析1.材料的选择原则:考虑机械性能、热稳定性、化学稳定性、电磁性能等因素。
2.材料的物性分析方法:应用材料测试仪器进行材料特性测试,如拉伸试验、热膨胀系数测试等。
三、仪器热处理1.热处理的目的:提高材料的硬度、强度和耐磨性。
2.常用的热处理方法:淬火、回火、退火等。
四、结构设计1. 结构设计原则:考虑整体刚度、减震和抗振性能、重量等因素。
2. 结构优化方法:使用有限元分析软件进行结构强度和刚度的优化设计。
五、精密传动系统1. 传动系统的选择:根据精密仪器的要求选择合适的传动方式,如齿轮传动、皮带传动等。
2. 传动系统的设计要点:确保传动精度、传动效率和噪音等指标符合要求。
六、控制系统1. 控制系统选择:根据精密仪器的特点选择合适的控制方式,如PID控制、模糊控制等。
2. 控制系统的设计要求:稳定性、响应速度、抗干扰能力等。
七、精密测量技术1. 测量传感器的选择:根据要测量的物理量和精度要求选择合适的传感器。
2. 测量误差的分析:根据测量系统的误差来源进行分析,采取相应的补偿方法。
八、噪声抑制与干扰消除1. 噪声来源的分析:包括环境噪声和系统内部噪声的来源分析。
2. 噪声抑制与干扰消除方法:采用滤波器、屏蔽措施、信号处理算法等。
九、安全保护系统设计1. 安全保护系统的设计原则:考虑使用者的人身安全和设备的正常运行。
2. 常见的安全保护系统设计:包括过载保护、温度保护、电流保护等。
综上所述,精密仪器设计知识点涉及定位系统、材料选择与物性分析、热处理、结构设计、精密传动系统、控制系统、精密测量技术、噪声抑制与干扰消除以及安全保护系统设计等方面。
精密仪器与机械结构设计实验指导书重庆大学光电工程学院实验教学的目的与要求培养学生工程实践和创新能力,加深学生对各种机构与机械零件的理解与体验,掌握构建机械系统的一般方法并通过实际运用fishertechnik模型构建从简单到复杂的不同功能的光、机、电系统,促进学生、光、机、电系统的设计构思能力和创新思维能力。
实验项目实验一机构原理与机构设计了解机构的组成及传动原理,认识各种机械传动装置、分类及运用,了解各类零件的结构特点以及连接、失效。
实验二百分表结构分析装拆了解百分表的结构及工作原理,熟悉齿轮、导轨、弹性元件连接和示数装置等零件在百分表中具体的应用及其结构形式,初步实践精密仪器表的拆装与拆装工具。
实验三机、电系统的构建实验通过构建不同功能的从简单到复杂的机、电、系统,初步体验和了解机电系统的一般设计方法,以及通过灵活的配置fishertechnik模块,实现不同功能目标的机电系统的创新性实验,培养创新思维能力和实践能力。
实验四气动机器人创意实验进一步熟悉慧鱼模型的各个模块,了解气压传动的一些知识,进行创意实验设计,进一步熟悉LLWin的编程。
实验一机构原理与机构设计一、目的1、通过使用fishertechnik模型“机械组”和“结构组”搭建各种运动机构和传动装置,加深学生对机构组成、原理、运用的理解和认识。
2、通过使用fishertechnik模型,增加学生对机械零件的认识,了解其具体结构和失效形式。
3、初步了解机构在实际精密仪器中的具体结构和运用。
二、实验器材1、fishertechnik机械组和结构组模型包括(1)齿轮、联杆、链条、履带、齿轮(普通齿轮、锥齿轮、链齿轮、内啮合齿轮、外啮合齿轮)、齿轮轴、齿条、蜗轮、蜗杆、凸轮、弹簧、曲轴、万向节、差速器、齿轮箱、铰链等。
(2)各种连接与结构组件。
2、扫描仪、园度仪、打印机、长度测量机等。
三、思考题1、直线运动机构有那些,分别有什么样的特点其运用范围。
精密仪器的设计与开发随着科技的不断发展,精密仪器越来越广泛地应用于不同领域。
在现代工业、制造和医疗领域中,精密仪器已成为不可或缺的一部分。
精密仪器的设计与开发至关重要,这是保证其品质和可靠性的关键。
本文将探讨精密仪器的设计与开发。
第一部分:精密仪器的定义精密仪器是一种高精度、高灵敏度的仪器,它通常用于测量、监测、检测和控制各种物理、化学和生物参数。
精密仪器有时也称为科学仪器或实验设备。
精密仪器大多数是由专业人士设计和制造的,来确保其在各个领域中都能够发挥最佳的性能。
第二部分:精密仪器的设计精密仪器的设计是一项复杂的任务。
它需要对仪器的功能、性能、可靠性、安全性以及使用成本的平衡考虑。
在设计精密仪器时,需要明确仪器的应用领域。
例如,测量机械性能的精密仪器需要具有更高的灵敏度和更精确的测量结果,而医疗设备的精密仪器需要具有更高的安全性和稳定性。
因此,设计精密仪器需要根据应用领域的需求来满足不同的性能指标。
在设计精密仪器时,需要使用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助工程(CAE)技术。
通过这些技术,设计人员可以通过三维建模和虚拟测试来模拟并优化仪器的性能和设计。
这样可以加快设计时间,并减少试错次数和成本。
第三部分:精密仪器的开发精密仪器的开发是指将设计转化为真正的实物,并进行测试和调整,以达到满足性能指标的目的。
开发阶段包括原型制造、测试和质量控制。
在原型制造阶段,需要制造出一台功能完整的精密仪器。
这需要使用最新的制造技术和工具。
例如,为了确保仪器的生产质量,需要使用精密数控加工机并对原材料进行特殊的化学处理,以确保其质量和稳定性。
在测试阶段,需要对原型仪器进行各种测试,以确保其符合功能指标和性能指标。
例如,仪器可能需要通过各种实验室测试来检查其精度、准确性或其他参数。
从而这些测试结果可以帮助设计师进一步优化仪器的性能,同时还可以检测到生产中的潜在问题的存在。
在质量控制阶段,需要确保生产出来的精密仪器具有一致的性能和品质。
精密测量与仪器设计精密测量和仪器设计在现代科学和工程领域中扮演着核心和关键的角色。
它们被广泛应用于各种不同领域,包括制造业、航空航天、医疗技术和环境监测等。
本文将探讨精密测量与仪器设计的原理、应用和发展趋势,以及它们对工业制造和科学研究的重要性。
一、精密测量的原理与方法精密测量是通过使用高精度仪器和技术来获取极其准确的测量结果的过程。
它基于精确度和重复性的概念,依靠精密的仪器和敏感的传感器来实现。
常用的精密测量方法包括光学测量、电子测量、力学测量和化学测量等。
1. 光学测量:光学测量利用光的特性进行精密测量,如激光测距、光谱分析和相位测量等。
这些技术具有非接触、高分辨率和高精度的特点。
2. 电子测量:电子测量利用电流、电压和电阻等电学特性进行精密测量。
例如,电压测量器和电阻测量器等是常见的电子测量仪器。
3. 力学测量:力学测量使用力传感器和压力传感器等来测量力、压力和力矩等物理量。
这些传感器通常具有高灵敏度和高分辨率。
4. 化学测量:化学测量通过使用化学传感器来测量化学物质的浓度、pH值和温度等。
这些传感器能够提供高度准确的测量结果。
二、仪器设计的重要性和挑战仪器设计是将原理转化为实际应用的过程,它涉及到仪器的功能、结构、材料和工艺等方面。
精密仪器的设计必须考虑到测量的要求和环境条件,以保证测量结果的准确性和可靠性。
1. 提高生产效率:精密仪器的设计与制造需要充分考虑到生产过程的效率和质量问题。
优化的仪器设计可以提高生产效率并减少成本。
2. 确保测量准确性:仪器设计必须考虑到各种误差来源,并采取相应的措施进行补偿和校正。
只有准确的仪器设计才能保证测量结果的可靠性和准确性。
3. 适应不同环境:仪器在使用过程中可能面临不同的环境条件,如温度、湿度和振动等。
仪器设计必须考虑到这些因素,并选择适当的材料和结构以保证仪器的稳定性和可靠性。
4. 发挥创新潜力:仪器设计旨在提供新颖、高效和可靠的解决方案。
通过创新的仪器设计,可以实现更好的测量性能和功能。
《精密机械及仪器设计》课程设计教学大纲课程编号:00208813学时:1周适用专业:测控技术及仪器授课单位:测控教研室一、课程设计的目的与任务目的:通过课程设计实践,巩固学生所学精密机械课程的基本理论和基础知识,树立正确的设计思想,培养综合运用精密机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决精密机械设计问题的能力,使学生的设计能力、特别是创新能力得到提高。
任务:通过对精密机械系统的设计,使学生综合运用基本理论和基础知识,进行机械系统运动方案设计的基本训练,加强创新能力的培养,完成从方案拟订到机械结构设计的过程训练,进行精密机械设计基本技能的训练:例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范,进行计算机辅助设计和绘图的训练,运用CAD技术完成机构分析、零部件设计、绘制装配图、零件图和设计说明书。
二、课程设计的基本要求使学生受到精密机械设计的全面训练,起到培养学生设计能力、创新能力和工程实践能力的目的:1、针对设计题目开展调查研究,了解与设计题目相类似的产品情况,增加设计的感性知识。
2、认真参加与之相关的机械实验。
三、课程设计内容精密机械设计课程设计,通常以一般用途的精密机械传动装置或简单通用精密机械为设计对象,通常包括下列内容:1、精密机械系统方案的拟定2、精密机械系统运动动力参数计算3、传动零件设计,包括带传动设计,齿轮传动设计等4、减速器轴的结构设计,滚动轴承的选择,键和联轴器的选择5、绘制零件图、装配图;6、编写设计计算说明书。
四、学时分配共一周时间:其中任务分析、方案设计两天,计算机绘图三天。
五、课程设计教材(讲义)、参考资料《精密机械及仪器设计》课程设计指导书六、课程设计成绩考核与评定根据学生出席情况,课程设计任务完成情况综合评定,分为优、良、中、及格、不及格五个等级。
《精密机械及仪器设计》课程设计指导书机械工程学院测控教研中心200506《精密机械及仪器设计》课程设计指导书一、课程设计的目的与任务通过课程设计实践,树立正确的设计思想,培养综合运用精密机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决精密机械设计问题的能力。
学习精密机械设计的一般方法、步骤,掌握精密机械设计的一般规律。
进行精密机械设计基本技能的训练:例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范,进行计算机辅助设计和绘图的训练。
培养运用现代设计方法解决工程问题的能力。
二、课程设计内容精密机械设计课程设计,通常以一般用途的精密机械传动装置或简单通用精密机械为设计对象,通常包括下列内容:1、精密机械系统方案的拟定2、精密机械系统运动动力参数计算3、传动零件设计,包括带传动设计,齿轮传动设计等4、减速器轴的结构设计,滚动轴承的选择,键和联轴器的选择5、绘制零件图、装配图;6、编写设计计算说明书。
三、使用设备计算机四、设计的地点与时间安排地点:计算机房时间:第16周五、成绩评定根据学生出席情况,课程设计任务完成情况综合评定,分为优、良、中、及格、不及格五个等级。
一、传动装置选择一、课程设计的一般步骤1 、设计准备阅读和研究设计任务书,明确设计内容和要求,分析原始数据及工作条件。
观看模型,进行减速器拆装实验,阅读有关设计资料、图册等,初步了解简单精密机械系统的组成方案,减速器的类型与结构。
复习课程有关内容熟悉有关零件的设计方法,拟定设计计划,准备设计资料和用具。
2 、精密机械系统的方案设计拟定执行机构的运动方案,绘机构运动简图;选择传动装置的类型;选择电动机;绘制精密机械系统运动简图。
3、精密机械系统运动、动力参数计算执行机构的运动与动力分析;计算总传动比及传动比分配;传动装置的运动、动力参数计算;4、传动零件的设计计算减速器以外传动零件的设计计算。
如∶带传动、链传动、开式齿轮传动等;减速器中传动件设计计算。
如∶齿轮传动、蜗杆传动等。
5 、减速器装配草图设计6 、工作图设计与绘制;采用计算机进行装配工作图设计与绘制;7 、整理编写设计计算说明书二、执行机构的运动方案1 、执行构件的运动形成与基本机构减速器是在原动机(一般为电动机)和工作机之间的独立传动部件,一般以齿轮、蜗杆传动等传动零件装在铸造或焊接的刚性箱体中而构成。
传动装置总体设计要确定传动方案、选定电动机型号、合理分配传动比、计算传动装置的运动及动力参数。
为使执行机构满足精密机械的功能要求,首先应将精密机械的总功能分解成若干个分功能,每个分功能由一个执行机构去完成。
执行构件就是根据执行机构的功能要求去完成规定的动作。
执行构件的运动形式有回转运动、直线运动和曲线运动三种。
按运动有无往复性和间歇性,基本运动分为:单向转动,往复摆动,单向移动,往复移动和间歇运动。
曲线运动则是由两个或两个以上基本运动合成的复合运动。
原动机最普遍的运动形式是转动。
原动机运动的单一性与生产要求执行机构具有运动的多样性之间要靠应用各种不同的机构进行运动变换。
运动变换包括运动形式,运动速度和运动方向的变换及运动合成(或分解)等。
实现运动变换的基本机构类型、特点及适用性见表2.1。
图2.1 基本机构的运动形式变换(A—连杆滑块组 B—铰接二杆组)2、机构类型选择的一般要求必须实现功能要求;必须满足功能质量要求;必须满足经济适用性要求。
所选机构类型还应符合生产率高,体积小,工艺性好,易于维修保养等技术经济要求。
3、执行机构运动方案将精密机械的总功能分解为各执行机构的运动后,应考虑选用哪种类型的机构来实现。
选择机构时可按着运动形式,运动速度和运动方向变换等需要,通过检索表2.1和图2.1选取合适的机构,构思出众多满足运动要求的机构方案。
对这些方案应根据机构选择的一般要求,从机构功能,功能质量和经济适用性三方面列出相关项目进行分析比较,从中选出最佳方案对难以直接做出判断的,经定量评价再选出最佳方案。
三、精密机械传动装置类型与选择精密机械传动装置的任务是根据精密机械的总体布置要求,解决原动机与工作机之间的运动联系及运动速度和运动方向变换,使其运动参数相匹配。
设计时要先确定传动方案,画出传动系统简图。
1、传动机构类型的比较选择传动机构的类型是拟定传动方案的重要一环,通常应考虑机器的动力、运动和其它要求,再结合各种传动机构的特点和适用范围,分析比较,合理选择。
在某些简单精密机械中,常用减速器作为主要传动装置,2、传动形式的合理布置采用几种传动形式组成多级传动时,要合理布置其传动顺序,常考虑以下几点。
1.带传动的承载能力较低,传递相同转矩时,结构尺寸较其它传动形式大,但传动平稳,能缓冲减振,因此宜布置在高速级(转速较高,在传递相同功率时,转矩较小)。
2.斜齿圆柱齿轮传动的平稳性较直齿圆柱齿轮传动好,常用在高速级或要求传动平稳的闭式传动。
开式齿轮传动的工作环境一般较差、润滑条件不好,磨损较严重,寿命较短,应布置在低速级。
3 、传动装置的传动方案合理的传动方案首先应满足机器的工作要求,如所传递的功率及要求的转速。
此外,还应保证机器的工作性能和可靠性,具有高的传动效率、工艺性好、结构简单、成本低廉、结构紧凑和使用维护方便等。
但同时达到这些要求是不容易的。
因此在设计过程中,往往需要拟定多种方案以进行技术经济分析比较。
对上述各种方案应根据机器的具体情况如:精密机械系统的总传动比大小;载荷大小、性质;各机构的相对位置;工作环境;对整机结构要求等选定。
一、电动机的选择1、选择电动机的类型生产单位一般用三相交流电源,如无特殊要求通常采用Y系列三相交流异步电动机。
2、选择电动机的容量电动机所需的输出功率为:Pd=Pw/η kW式中, Pw——工作机要求的输入功率η——电动机至工作机的总效率η =η1 η2 η 3 …ηn,分别为每一传动副、一对轴承及每个联轴器等的效率,工作机要求的输入功率Pw可按下式计算:Pw=F V/(1000ηw) kW 或 Pw=Twnw/ 1000 kW3、选择电动机的转速电动机的同步转速有3000,1500,1000和750r/min。
设计经常选用同步转速为1500和1000r/min的电动机,其满载转速可查电动机的技术数据。
4、传动装置的总传动比及分配各级传动比电动机选定后,根据电动机的满载转速nm及工作机转速nw即可确定传动装置的总传动比为:i=nm/nw (3-12)总传动比与各级传动比i1,i2,……,i n的关系为:i=i1·i2……i n (3-13)合理分配传动比,是传动装置设计中的一个重要问题,它将直接影响到传动装置的外廓尺寸、重量、润滑以及减速器的中心距等很多方面。
分配传动比主要应考虑以下几点。
1.各级传动的传动比最好在推荐范围内选取,不应超过其允许的最大值。
2.应充分发挥各级传动的承载能力,注意使各级传动件尺寸协调、结构匀称合理,避免各零件的干涉及安装不便。
3.应考虑带传动的传动比大小对总体结构的影响,如传动比过大则大带轮直径过大与减速器总体尺寸相比不匀称,甚至与机座相干涉。
荐取其传动比i b≤2.8。
4.应便传动装置的外郭尺寸尽可能紧凑。
如图3-5所示为两级圆柱齿轮减速器的两种方案,其总中心距相同,总传动比相同,由于传动比分配不同,其外郭尺寸就有差别,图中实线所示方案具有较小的外廓尺寸。
5.在卧式齿轮减速器中,常使各级大齿轮直径相近,以使浸油深度大致相等,便于齿轮浸油润滑。
由于低速级齿轮的圆周速度较低,一般其大齿轮直径稍大一些,浸油可稍深一些。
6.总传动比分配还要考虑载荷性质。
对平稳载荷,各级传动比可取简单的整数;对周期性变动载荷,为防止零件局部磨损严重,啮合传动的传动比应该取成小数。
对标准减速器,各级传动比按标准分配。
二、传动零件设计计算要点传动零件设计计算方法祥见《精密机械设计》教材。
课程设计中零件设计计算要点如下:一般应先进行减速器外传动零件计算,使随后设计减速器内传动零件时,有较准确的原始条件。
要注意传动件与其他零件的装配和结构协调关系。
对于计算结果,应分不同情况进行取标准值、圆整或保持其精确数值。
例如V带长度、齿轮模数、蜗杆直径等必须取标准值;而齿宽、蜗杆长度等应取整;齿轮分度圆直径、螺旋角等应求出精确值。
尺寸精度应精确到小数点后2~3位。
角度精确到秒。
三、装配草图设计的准备阶段在装配草图设计之前,应进行减速器拆装实验,了解各零、部件的功用、结构和制造方法。
1、减速器箱体的结构:剖分式、整体式;铸造式、焊接式;卧式、立式。
通常选用铸造的卧式剖分箱体,以利于制造和传动零件的润滑。
2.轴承类型及润滑方式3.轴承盖的结构形式4.轴承组合结构方案当轴受热伸长变形较小(齿轮或蜗轮轴),通常采用两端固定式(看图);蜗杆轴当轴受热伸长变形较大时(如蜗杆轴),应采用一端固定,一端游动(看图)的结构形式四、圆柱齿轮减速器主要结构尺寸1、初绘装配草图及校核键、轴与轴承阶段选择图纸幅面,布置图面位置(2). 选择视图一般减速器选用三个基本视图(主视图、俯视图和左视图),必要时附加剖视图和局部视图(3). 选择绘图比例 (GB/T14690-93)草图一般采用1:1的比例进行绘制2、初估轴径和选择联轴器型号轴的最小直径,按轴的扭转强度确定:P----轴的功率(kW)n----轴的转速(r/min)---d 的数值如何圆整?C----材料系数,见下表3、画传动零件的中心线、轮廓线、箱体的内壁线和对称中心线传动零件的中心线、轮廓线、箱体的内壁线和对称中心线4、通过绘图初步进行轴系的结构设计5、完成减速器装配草图及检查修改阶段6、传动件的结构设计圆柱齿轮的结构五、标注尺寸装配图应标注以下四种尺寸:外形尺寸:表明减速器外形轮廓大小的尺寸。