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四维微调工作台结构设计【13张图纸】【优秀】

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四维微调工作台结构设计【13张图纸】【优秀】

四维微调工作台结构设计55页21000字数说明书任务书13张CAD图纸A0总装图.dwgA2X轴方向微调机构.dwgA2Z轴方向调节机构.dwgA2仰角调节机构.dwgA3导轨.dwgA3器件保持架手工图.dwgA3图纸支盖架.dwgA3图纸纵向支架.dwgA3横向调节杆.dwgA3横向齿条.dwgA3立式支架.dwgA3联接套.dwgA3轴盖.dwg任务书.doc四维微调工作台结构设计说明书.doc摘要   在当前的工程设计实验中,激光发射器和各种光学器件的调节定位,都需要一种高精度的定位测量仪器。正是在这种需求下,产生了一系列精密定位测量仪器,本文设计了精密定位测量仪器四维微调工作台。   本设计对四维微调工作台的精密定位原理及结构组成进行了研究。为了实现高精度的快速定位,在系统的机械结构设计上采用粗动台和微动台的组合结构进行控制,达到了满意的定位精度。四维微调工作台是一种高精密定位工作台,通过齿轮、齿条和螺旋的传动,实现X、Y、Z轴方向的调节,同时还可进行水平转角以及垂直仰角的调节。   实现X轴粗调范围025mm分辨率0.001mmY轴调节范围±25mm分辨率0.1mmZ轴调节范围022mm转角粗调范围0360°角度精细调节范围±5°的主要技术指标。关键词四维微调调节定位微调工作台测量仪器定位工作台。目录摘要IIIAbstractIV第1章绪论11.1课题背景及研究意义11.2国内外研究现状11.2.1微调工作台的驱动方式11.2.2国外研究现状21.2.3我国的研究现状31.3微调精密定位工作台的发展前景31.4系统组成及工作原理51.5本文的主要工作6第2章四维微调工作台的总体方案设计72.1微调工作台的结构设计及特点72.1.1机身结构设计应满足下列要求72.1.2四维微调工作台的设计特点72.2微调工作台机体主要材料的选择72.3微调工作台导轨设计形式的选择82.4四维微调工作台的组成及工作原理92.4.1X方向粗调机构92.4.2X方向微调机构102.4.3Y方向粗调机构102.4.4Z方向调节机构112.4.5水平转角调节机构122.4.6垂直仰角调节机构122.5本章小结14第3章四维微调工作台的结构设计153.1微调工作台的传动设计计算153.1.1X轴方向粗调结构设计153.1.2Y轴方向的粗调机构设计243.1.3Z轴方向的粗调机构设计243.1.4X轴方向微调机构设计263.1.5仰角调节机构设计313.2导轨的设计323.2.1作用力方向和作用点位置对导轨工作的影响分析323.2.2导轨主要尺寸的确定343.2.3导轨的误差分析353.3弹簧的设计353.3.1X轴方向微调机构的弹簧设计353.3.2绕Z轴旋转微调机构的弹簧设计383.3.3仰角调节机构的弹簧设计393.4微调工作台的支撑和基座设计393.4.1支承的设计393.4.2基座的设计403.5本章小结41第4章示数装置的设计424.1示数装置设计要求424.2示数装置的分类424.3X-Y轴方向粗调示数装置的设计424.3.1类型的选择424.3.2标尺与指针的选择424.3.3分度尺寸的选择434.4X轴微调示数装置的设计434.4.1设计原理434.4.2设计计算434.5本章小结44结论45参考文献46致谢48   四维微调工作台在系统的机械结构设计上,采用粗动台和微动台的组合结构,即由粗动台来完成高速运行,解决整个系统的速度问题,进行粗定位,然后由微动台完成精定位,这样可使定位系统达到极高的定位精度和灵敏度,控制简单可靠。该机构采用了齿轮、齿条和螺旋传动原理,因此能够实现X、Y、Z轴方向的调节,同时还可进行水平转角以及垂直仰角的调节。   作为理想的微动工作台,应具有较高的位移分辨率,以保证高的定位精度;还应具有较高的几何精度和良好的动态特性;同时还应满足工作行程的要求。以此为前提,我们设计了由齿轮、齿条和螺旋传动原理构成的机构。四维微调工作台在系统的机械结构设计上,采用粗动台和微动台的组合结构,即由粗动台来完成高速运行,解决整个系统的速度问题,进行粗定位,然后由微动台完成精定位,这样可使定位系统达到极高的定位精度和灵敏度,控制简单可靠。该机构采用齿轮、齿条和螺旋传动原理,能够实现X、Y、Z轴方向的调节,同时还可进水平转角以及垂直仰角的调节。   1.X轴方向调节可分为粗调、微调。粗调通过转动横向调节螺杆,利用齿轮和齿条啮合使转动变为平动,实现X轴方向上的粗调。精度依靠所设计的齿轮与齿条的精度,其调节范围依靠齿条的长度,根据需要可设计不同的调节范围以满足实验要求。   X轴方向的微调是利用了螺杆转动、螺母移动原理。装置中运动杆尺和顶杆可看作是螺杆,保持轴套和滑动台整体看作是螺母,锁紧螺母主要是为了减小螺纹间隙。旋转运动杆尺来实现微调,最小移动距离可达到0.001mm。   2.Y轴方向的粗调也可看作是垂直方向上的粗调,其调节原理与X轴方向上的粗调原理相同。   3.Z轴方向的调节是利用了螺母转动、螺杆移动原理实现的。直槽螺套相当于螺母,立柱和螺杆组成相当于螺杆,轴套是为了防止螺杆的转动,从而实现立柱在Z轴方向上平稳运动,轴盖是为了防止直槽螺套的窜动。当转动直槽螺套时,螺杆会沿着旋转螺套内的螺旋槽螺旋上升,但由于轴套的限制而消除了螺旋上升中的转动,只剩在Z轴上的平动,从而实现了在Z轴方向上的调节。当调好高度时,可用锁紧螺钉固定。   4.水平转角和垂直仰角的调节原理基本相似,水平转角机构由水平止推杆、水平调节杆、水平转动调节架、防转调节杆,以及连接螺杆、水平转动套、转轴套组成。当进行大角度粗调时,放松转动调节杆,装置以轴水平转动套可进行360°度的调节。当角度选定时锁紧防转调节杆,然后调节水平调节杆进行水平方向小角度的调节。该角度调节的精度主要依靠水平调节杆螺纹的精度。1.5本文的主要工作   本文是对四维微调工作台的结构设计进行研究。   首先,本文将对四维微调工作台的结构设计从X方向粗调机构、X方向微调机构、Y方向粗调机构、Z方向调节机构、水平转角调节机构和垂直仰角调节机构六大方面着手对四维微调工作台的结构组成及工作原理进行详细的阐述。   其次,将对四维微调工作台的传动方案、机体主要材料及四维微调工作台导轨设计形式进行选择。   最后,本文将对弹簧、示数装置、支承和基座进行设计。还有,将对四维微调工作台的主要机构及零件进行结构设计并对受载荷较大的零件进行合理性分析。

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