大型工业显微镜基座的毕业设计说明书

陕西理工学院毕业设计题 目 大型工具显微镜基座设计 学生姓名 游云仙 学号 1116014119 所在学院 机 械 工 程 学 院 专业班级 测控技术与仪器 1104 班 指导教师 陈纯 完成地点 陕西理工学院图书馆 2015 年 6 月 15 日陕西理工学院毕业设计陕西理工学院本科毕业设计任务书院(系) 机械工程学院 专业班级 测控技术与仪器(测控 1104) 学生姓名 游云仙 一、毕业设计题目 大型工具显微镜基座的设计 二、毕业设计工作自 2014 年 12 月 9 日 起至 2015 年 6 月 20 日止三、毕业设计进行地点: 四、毕业设计应完成内容及相关要求：大型工具显微镜是一种以影象法作为测量基础的精密光学测量仪器，加上测刀也能以轴切法来进生更精确的测量。仪器备有多种附件，并配备不同的放大倍率，可以对微小工件作精确的测定，在仪器上配装附加的投影设备，可作为轮廓投影仪使用。大型工具显微镜为机器制造工厂、科学研究机关及高等院校的计量部门广泛使用的一种多性能计量仪器。完成大型工具显微镜基座的设计：圆工作台直径 280mm；圆工作台旋转角度： 0-360；圆工作台分度值 1；横、纵向移动范围 0-25mm；横、纵向移动分度值 0.01mm。 五、毕业设计应收集资料及参考文献：大型工具显微镜说明书；机械设计手册；网上有关大型工具显微镜的设计内容；学校图书馆相关的期刊资料和学位论文。 六、毕业设计的进度安排：第 1 周-第 4 周：借阅手册、收集相关资料，英译汉，完成开题报告。第 5 周-第 8 周：选择方案，初步计算，完成装配草图。第 9 周-第 14 周：完成装配图，绘制零件图。第 15 周-第 16 周：完善图纸，撰写设计说明书，准备答辩。 指导教师签名 陈纯 专业负责人签名 、陈应舒 学院领导签名 刘春荣 批 准 日 期 2015-01-16 陕西理工学院毕业设计大型工具显微镜基座设计游云仙（陕西理工学院机械工程学院测控技术与仪器 11 级 04 班，陕西 汉中 723000）指导老师：陈纯摘 要 随 着 科 学 技 术 的 不 断 发 展 ， 极 大 地 推 动 了 不 同 学 科 的 交 叉 与 渗 透 ， 导 致 了 工 程 领 域 的 技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工 业 的 渗 透 所 形 成 的 机电 一 体 化 ， 使 机 械 工 业 的 技 术 结 构 、 产 品 机 构 、 功 能 与 构 成 、 生 产 方 式 及 管 理 体 系 发 生 了 巨 大 变 化 ， 一 些精 密 调 节 仪 器 也 是 孕 育 而 生 ,对 于 一 些 微 小 的 距 离 和 角 度 调 节 的 精 密 仪 器 需 求 量 也 是 越 来 越 广 泛 的 要 求 ，所 以 本 课 题 进 行 精 密 机 械 结 构 的 设 计 、 微 小 位 移 、 微 小 角 度 等 调 节 机 构 的 设 计 。由 于 是 显 微 镜 的 基 座 设 计 ， 所 以 在 进 行 角 度 和 位 移 调 节 上 都 采 取 手 动 进 行 精 密 调 节 ， 首 先 调 节 手 柄 与滚 珠 丝 杠 连 接 带 动 工 作 台 的 移 动 实 现 微 小 横 向 和 纵 向 的 位 移 ， 手 动 调 节 工 作 台 实 现 小 角 度 的 调 节 ， 其 内 部是 利 用 蜗 轮 蜗 杆 传 动 来 实 现 的 。 滚 珠 丝 杠 和 蜗 轮 蜗 杆 传 动 是 此 次 研 究 的 基 础 和 重 要 环 节 。 其 次 是 进 行 标 准元 件 的 选 择 和 一 些 零 部 件 的 强 度 校 核 ， 最 终 设 计 出 能 够 实 现 角 度 和 直 线 位 移 的 传 动 机 构 。关键词传动系统，位移调节，角度调节，强度校核陕西理工学院毕业设计The design of the base of large tool microscopeYouyunxian（Grade11,Class04,Major Measurement Control Technology And Instrument，school of mechanical engineering，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723000，Shaanxi）Tutor:chen chunAbstract:With the continuous development of science and technology, greatly promote the cross of different subjects and penetration, led to the revolution and reform in the field of engineering. In the field of mechanical engineering, because of the rapid development of microelectronics technology and computer technology to the mechanical industry and its mechanical and electrical integration, which is formed by the penetration of the technology of mechanical industry structure, product, organization, function and structure, mode of production and management system, great changes have taken place in some advanced instruments is born, for some small distance and Angle adjustment precision instrument demand is also more and more widely, so this topic for the design of precision mechanical structure, small displacement, small Angle adjusting mechanism design.Because it is the base of the microscope design and so on which can adjust the Angle and displacement are taken manually precision adjustment, first of all, the regulating handle connected to the ball screw drive the workbench mobile implementation small horizontal and vertical displacement, manual adjustment table of small Angle adjustment, the interior is to use the worm gear and worm drive. Ball screw and worm gear and worm drive is the basis of the research and the important link. Followed by the choice of standard components and some parts of intensity, the final design can realize Angle and linear displacement of the transmission mechanism.Keywords:The transmission system, displacement adjustment, Angle adjustment, strength check陕西理工学院毕业设计I目 录1 绪论 .11.1 课题研究的背景 .11.1.1 工具显微镜主要类别 .11.1.2 课题研究的国内现状 .31.2 课题研究的目的和意义 .31.3 课题研究内容 .41.4 本章小结 .42 工业显微镜基座的方案设计 .52.1、基座的工作原理 .52.1.1 设计依据 .52.2、基座设计方案的选择 .72.2.1 XY 基座滑动设计方案的选择 .72.2.2、盘面旋转机构的设计 .92.3 本章小结 .103 传动装置的设计 .113.1、导轨和丝杆螺母副的选用 .113.1.1 燕尾槽滑动导轨的选用 .113.1.2 丝杠螺母副的选用 .113.2、丝杆轴的设计 .113.2.1 轴的用途 .113.2.2 轴设计的主要内容 .113.2.3 轴的材料 .113.2.4 丝杆轴的结构设计 .113.2.5 拟定轴上零件的装配方案 .123.2.6 轴上零件的定位 .123.2.7 X 丝杆轴的结构设计 .123.2.8 初步设计轴的最小直径 .123.3 丝杠螺母副的选用计算 .133.3.1 丝杠螺母的导程的确定 .13陕西理工学院毕业设计II3.3.2. 确定丝杠所受的最大动载荷 .13aC3.3.3. 临界压缩负荷 .13crF3.3.4.丝杠拉压振动和扭转振动的固有频率验算 .133.3.5 丝杠的扭转刚度 .143.3.6 传动精度计算 .143.4、蜗轮蜗杆的传动设计 .153.5、装配图的绘制 .163.6、本章小结 .174 图纸绘制 .184.1 软件的选择 .184.2 图纸绘画 .18总 结 .19致 谢 .20参考文献 .21陕西理工学院毕业设计第 1 页 共 26 页1 绪论1.1 课题研究的背景显微镜是一种精密的光学仪器，已有 300 多年的发展史。自从出现了显微镜，人类看到了以前看不到的许多微小生物和构成生物的基本单元细胞。现在，不仅仅有能放大千余倍的光学显微镜，而且也有放大几十万倍的电子显微镜，让我们人类对生物体的生命活动规律有了更进一步的了解。在普通中学生物教学大纲规定的实验中，很多的是要通过显微镜来完成，因此，显微镜性能的好坏是做好观察实验的关键。 1显微镜的组成结构主要包括镜筒、物镜转换器、调节器、载物台及镜座组成。 21.1.1 工具显微镜主要类别小型工具显微镜 JGX-1 型是具有繁用性的精密光学计量仪器之一。测量范围广。精确可靠，操作方便。因而特别适用于精密机械制造与工具制造工业。主要使用范围如下：图 1.1 小型工具显微镜 JGX-1 型（1）测定形状样板，样板刀等按照直角坐标进行测定;（2）测定螺纹其中包括螺纹的中径、外径、内径，螺距，螺形角，螺形角对螺纹轴的轮廓位置和螺纹形状（齿面的圆整性平坦性，平直性等。）（3）测定角度：测定螺纹梳形车刀，螺纹铣刀的螺形角，各种样板铣刀的轮廓角和各种形状样板的角度等。（4）它也可作为观察显微镜使用，例如作表面光洁度检定及其他类似工作。（5）它可配用特殊设备与附件，并可变换不同的放大倍烽对于形状复杂或微小工件的测定极为方便 3JX6 大型工具显微镜JX6 大型工具显微镜是一种最基础的精密光学测量仪器. 大型工具显微镜为机器制造工厂、科学研究机关及高等院校的计量部门广泛使用的一种多性能计量仪器。可作以下各项测定：1、检定样板、样板刀、样板铣刀、冲模和凸轮的形状。2、测量螺纹的中径、外径、内径、螺距、螺形角、螺形角对螺纹轴的轮廓位置和螺纹 形状（齿形圆整性、平面性、平直角等）。3、测量螺纹车刀、螺纹梳形车刀、螺纹铣刀的螺形角，各种样板铣刀和各种形状的样板轮廓角等。 44、使用光学定位器测量内孔和各种槽的宽度。陕西理工学院毕业设计第 2 页 共 21 页5、使用双像目镜测量两孔间中心距离及零件上的狭缝、线段或具有对称图形的图形之间的距离等。6、如果加上圆弧轮廓目镜，可方便精确地测量 R0.1R100 的圆弧尺寸。仪器的主要用途JGX-2 型大型工具显微镜是一种最基础的精密光学测量仪器，仪器备有图 1.2 JGX-2 型工具显微镜多种附件。并配备不同的放大倍率，以便对微小工件也能作精确的测定. 大型工具显微镜为工厂、科学研究机构及高等院校的计量部门广泛使用的一种多用途的计量仪器。作为工具制造厂产品鉴定的基本工具，也适用于其它精密机械制造厂，科学研究单位及学校等，供生产或科学研究之用。主要功能：1.检定样板、样板刀、冲模和凸轮的形状2.测量螺纹的中径、外径、内径、螺距、螺形角、螺形角对螺纹轴的轮廓位置和螺纹形状（齿面圆整性、平坦性、平直度等）。3.测量螺纹车刀、螺纹梳形车刀、螺纹铣刀的螺形角、各种样板铣刀和各种形状的样板的轮廓角等。4.使用光学定位器测量内孔和各种槽的宽度。5.使用双像目镜测量两孔间中心距离及零件上的狭缝、线段或具有对称图形之间的距离等。6.使用圆弧轮廓目镜，可方便精确地测量半径 0.1-100mm 的圆弧尺寸。电脑型工具显微镜 JX13B主要用途：微机型万能工具显微镜 JX13B 是在数字式万能工具显微镜 JX11B 的基础上采用计算机技术对测量数据进行数据处理。配置了优于影象法和轴切法的双光束干涉条纹测量法使微 5图 1.3 电脑型工具显微镜 JX138陕西理工学院毕业设计第 3 页 共 21 页机型万工显系统性能得到了大大提高，软件的可组合性和可开发性增强了系统的功能，在更大范围内满足广大用户的需要。微机型万能工具显微镜是机械、电子制造业、计量测试所广泛使用的一种多用途计量仪器。可以用来测量量程内的任何零件的尺寸、形状、角度和位置。典型测量对象有：测量各种成型零件如样板、样板车刀、样板铣刀、冲模和凸轮的形状。测量外螺纹（螺纹塞规、丝杆和蜗杆等）的中径、小径、螺距、牙型半角。测量齿轮滚刀的导程、齿形和牙型角。测量电路板、钻模或孔板上的孔的位置度，键槽的对称度等形位误差。本次设计主要是进行镜座基座的设计，此基座具有纵向和横向微调的距离，在角度调节中具有微小角度调节的作用，在调节中都具有刻度标识。1.1.2 课题研究的国内现状近年来，我国仪器仪表行业发展趋势良好，是得益与我国机械、轻纺、冶金、石化行业等。显微镜等仪器仪表领域经营状况明显好转，而且国家政策导向和国民经济整体发展趋势对该行业产生有利的拉动了。2008 年显微镜行业销售收入 26.23 亿元，2009 年 1-5 月显微镜行业销售收入增速有所放缓。销售收入 9.81 亿元，同比增长 9.4%。我国显微镜行业经过多年的发展，目前表现为；门类齐全，有一定的行业基础，在发展中国家，属于“上游”，与发达国家则差距明显。另外，我国的显微镜行业集中度低，企业呈现出“多、散、弱”特征，科技开发力不强，产品稳定性，可靠性有差距。 6国内的显微镜品牌大多数由光学仪器厂而来的，因为早期的显微镜并不是很普及，多由进口而来，随着战争的爆发，钱临照等人在云南建立一小型光学车间，由外厂负责加工金属部件，制成数百台包括有油浸物镜的高倍显微镜，分送抗日后方教学，医学和工程建设单位使用，这事国内第一次批量生产显微镜。解放后，由于社会主义制度的优越性，国内纷纷建起了当时比较出名的上海光学厂、南京江南光学厂、重庆光学仪器厂、广州光学厂、桂林光学厂等。我国的显微镜制造行业已经有将近 70 年历史。据统计，国内显微镜的产量每年月 15亿元，有一半用于出口。在世界显微镜的中低端市场。中国品牌占有一席之地。显微镜行业对技术要求很高，核心是物镜的设计与加工。其中将倾注大量的心血和人力了。这些都是需要有资历、有技术的人员了。所以国内的显微镜市场品牌划分相对来讲比较简单，出名的就那么几家了。 71.2 课题研究的