连杆端面平行度自动检测仪的设计说明书【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 . 1 关键词 . 1 1 前言 . 3 2 设计方案的确定 . 3 杆端面平行度自动检测仪设计的背景和意义 . 3 行度的原理 . 5 杆端面平行度自动检测仪的设计思路 . 5 3 连杆端面平行度自动检测仪的设计 . 6 自动检测装置工作台的组成部分的设计 . 6 定位元件的设计 . 6 检测元件的设计 . 6 调整机构的设计 . 6 标准连杆件的设计 . 6 感器的布局 及检测方法 . 7 传感器的布局 . 7 检测方案和数据采集 . 7 检测方法 . 7 4 形位误差检测的特点和原则 . 7 位误差检测的特点 . 7 位误差检测的基本原则 . 8 5 原始数据的采集和处理 . 9 感器采集数据的原理 . 9 始数据的处理 . 9 6 自动检测装置的系统设计 . 10 机部分 . 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 感器测量部分 . 10 机及驱动部分 . 步进电机的选择 . 测量系统的运动控制 . 12 械机构部分 . 12 工作台的设计 . 13 滚珠丝杠螺母副的设计 . 13 滚珠副导轨的设计 . 15 位置检测元件的设计 . 15 联轴器的选择 . 15 7 自动检测装置的软件设计 . 16 据处理程序的编制 . 16 据自动采集接口 . 17 8 测量误差的组成及补偿思路 . 17 9 结论 . 18 参考文献 . 18 致 谢 . 错误 !未定义书签。 附录 . 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 连杆端面平行度自动检测仪的设计 摘 要 ： 平行度是确定零件精度的一个重要标准，而机械产品是由一些零、部件组成的，因此零、部件的几何精度将直接影响整个机械产品的精度和使用效果。本设计是基于最小二乘原理，建立连杆端面平行度公差的数学模型，分析了端面平行度公差的测量原理，并用 C 语言编制数据处理程序实现自动控制。通过运用传感器测试技术， 利用计算机对测试数据的实时采集和处理分析，实现在线检测自动化的目的，从而达到节约成本，提高劳动生产率的目的，具有重要的现实意义。 关键词 ： 平行度；最小二乘原理；传感器；在线检测； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 he is an to of is of so of is on to s of of s of of in to of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 1 前言 此连杆的主要技术规范为：两孔直径都为 50轴孔中心距为 150孔深为 件重量为 2 主要设计任务：建立测量的数学模型，编写计算程序绘制；系统原理图设计；装配图测绘零件图。 主要设计要求：按技术规范要求的参数进行强度设计；图纸绘制符合国家标准要求。 某柴油机连杆端面平行度公差要求如下，基准为左边孔端面，被测另一边端面水平方向上的平行度误差在 100不超过 直方向上平行度误差在 100杆端面的平行度误差大小，直接影响 到连杆和活塞销以及曲轴轴颈的配合质量，进而影响到活塞 连杆机构的运行质量，从而影响到柴油机的使用效率和使用寿命。因此，在生产中对这些误差都有严格的限制，我们必须尽可能的减小这种误差，连杆端面平行度自动检测装置的设计意义重大。 端面平行度误差涉及到端面不同位置的全部轮廓尺寸，必须进行多尺寸测量并作数据处理才能求出，因此，无论是利用三坐标测量机测量端面平行度还是专用自动检测机的设计，都必须把握正确的测量原理再进行科学的数据处理。 连杆端面平行度误差自动测量属于在线检测技术里的一部分，在线检测技术是从无到有逐渐 发展起来的，从上世纪 70年代传感器的出现，对生产产品的某些参数进行实时监测，到现代，测量与计算机技术结合，在线检测技术迅速发展了起来。在线在机械测量技术以及工位测量仪、主动测量仪是大批量生产时保证加工质量的重要手段。计量型仪器进入生产现场、融入生产线，监测生产过程。对仪器的高可靠性、高效率、高精度以及质量统计功能、故障诊断功能提出了新的要求，而近年来开发的各种在线在机测量仪器满足了这些要求 1。 本设计介绍了一种通用性好、能够定量评定误差大小、方向和位置的测量仪。本检测系统是基于最小二乘原理。采用分布在连 杆端面的侧头传感器测量出端面的信息，通过转换电路实时采集工作台的数据，并及时反馈、评定、处理，最后实现在线检测自动化。 2 设计方案的确定 杆端面平行度自动检测仪设计的背景和意义 在机械制造工业中，有些零部件需要控制连杆端面的平行度误差在一定的公差带范围内，连杆端面平行度误差的大小，直接影响到连杆与活塞销以及曲轴轴颈的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 配合质量，进而影响到活塞 连杆机构的工作情况，接着间接影响到柴油机的使用效率和使用寿命。由于这种平行度的定义复杂，实际测量困难，对生产效率的提高有很大的影响。随着现代技术的不断 发展，计算机技术和传感器技术开始运用到测量中来，从而使这种测量成为可能。研究连杆端面的平行度误差测量原理、设计检测装备，对于保证零、部件机械精度测量都有着重要的意义。作为自动检测形位误差的装置，使得能够在生产零、部件产品的过程中进行实时检测，将分析处理测试结果所获得的信息，与预先设定的参数进行比较，然后根据误差信号作出工艺设计决策，对保证产品的质量或是使生产效率处于不断提高具有重大的意义。 连杆端面平行度误差自动测量属于在线监测技术里的一部分，从上世纪 70年代传感器的出现到现在测量与计算机技术结合起来，在线 检测技术快速的发展起来了，在线在机测量技术以及工位测量仪、主动量仪是大批量生产加工时保证加工质量的重要手段。对仪器的高可靠性、高效率、高精度以及质量统计功能、故障诊断功能提出了新的要求，而近年来开发的各种在线在机测量仪器满足了这些要求。 测量仪器有接触试和光学试测量两种 (现在用的最多 ) 接触试 : 一般测量工具和 3三坐标测量机又叫三次元 ) 三坐标测量机又叫三次元 ，它可以测量很多复杂的空间尺寸 三坐标测量仪依操作方式分类有手动、马达驱动和 三种型式。手动式三坐标测量仪 ,操 作者用手握住主轴使其沿着轴移动。测量时，需注意探头与工件间测量压力、及探头移动因加速度所造成轴产生弯曲导致测量误差；马达驱动式三坐标测量仪 ,马达驱动式三坐标测量仪一般可由游戏杆控制。它具有高测量精度、容易操作、且提供教导式测量等优点； 三坐标测量仪 ,可自动依照计算机所预先设定的程序执行测量，甚至有些厂商出品的三坐标测量仪，也提供了自动装拆工件。 三坐标测量仪除提供尺寸测量 (点到点的测量 )外，也可作曲面的轮廓测量 (点到点的测量及扫瞄测量 )1。 激光测量技术的发展。激光测量机已经逐渐取代传统式的机械式三坐标测量仪。模具制造正在步入数字时代，生产中的信息都会用 3松点击生成测量数据报表，测量工作推动质量保障，高精度的测量，大大缩短的交货日期，一道工序就会加快公司的投资回报率。“让测量变得如游戏般轻松” ,现在和未来的在线测量，要求测量设备的便携，这样才能真正在生产制造环境中使用，可随处进行测量工作，并且都能创造出高效率。这一切都证明了便携式的手提电脑已经大行其道。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 目前，我国的精密测量技术和仪器的现状扔扔远远不能满足国内 机械设备制造业迅速发展的需求，人们已经越来越认识到测量检测的重要性，恰当的测量设备不但可以帮助用户轻而易举的提高产品质量，更会提高生产效率，所以对于制造业先进的测量设备给用户提供先进的测量解决方案，得到高的投资回报率。未来中国的发展也会越来越大型化，精度要求也越来越高，品种多样化，变化也会更迅速，这就要求测量设备除了精度高测量准确，也要更灵活，测量环境更宽松，随时随地，轻松变换，这样才能跟得上发展的脚步。 行度的原理 调整被测量表面使评定基准与测量基准平行 但把评定基准调整到符合最小条件是困难的 , 因为理想平面到实际表面的最大距离为最小即符合最小条件 , 但实际表面的形状是各种各样的 , 理想平面的实际位置将随着具体被测表面的不同而改变，所以只能选择便于在实际表面上确定其位置的其他评定基准 , 然后进行测量；被测表面上选择一些有代表性的截面按测量直线度误差的方法进行对任何一个被测表面 ,我们都可以看成是由无数条素线组成 , 所以每一截面的直线度误差皆能在一定程度上反映被测表面的平面度误差 , 如果能把若干个截面上各自独立的直线度误差有意识地联系起来 , 经 过科学地数据处理 , 综合到相对的同一评定基准平面上去就可以得到被测平面的平面度误差值 7。如图 1： 图 1 端面与基准平面误差 in of 基准面 A 和被侧面 B 上，都等分地采样 n 点位移变化量，分别为 A(i)， B(i),其中 i=1， 2， 3， n。求取 C(i)=A(i)-B(i)值，并找出最大值和最小值： i)及i),i=1， 2， 3， n。按定义平行度误差为： F=i)i)。 杆端面平行度自动检测仪的设计思路 对连杆端面的平行度误差测量可采用三坐标测量机进行测量，但使用该方法所用的设备造价昂贵，它的量程一般要比测量形位误差要求的量程大的多，调整不是很方便，专用性不强，成本过高，所以设计出针对性强和可用性能高的自动检测装置是十买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 分必要的。 专用的自动检测装置是集精密仪器、电子电路、机械系统、计算机和误差补偿技术等为一体的精密测量仪器。利用传感器侧头在被测端面测量端面的若干个截面。探头会将所采集的数据通过传感器输入到计算机中，经过处理，便可将连杆端 面的平行度误差测量出来，这种方法可以得到很高的测量精度，而且操作较为方便，数据处理简单，测量结果直观，精确地反映出连杆端面的平行度误差。 基于最小二乘原理，建立连杆端面平行度公差的数学解析式，阐述了端面平行度公差的测量原理，用 C 语言编制了数据处理程序。机械结构设计部分，包括工作台、定位元件、电机；测量装置的设计，包括传感器的选择、传感器的布局；数据处理和传输设备，包括计算机和电器柜。 3 连杆端面平行度自动检测仪的设计 自动检测装置工作台的组成部分的设计 定位元件的设计 测量装置采 用 两块挡板 进行定位。检测时，连杆在 V 型块上 定位，由 控制手轮转动通过联轴器与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠与放有连杆的工作台通过螺栓连接 ， 带动整个连杆向上平动， 连杆两头分别 与 V 型块接触 ，直到 两孔在同一水平面上 。两只 V 形块的 V 形槽要保证严格共面，装配时可用圆柱心棒辅助定位找正后再进行定位销限位。两 V 形支撑块面也应共面有利于长度校对块的定位准确性。 检测元件的设计 安装 在与侧位放置的滚珠丝杠的螺母连接的特制工作板上 ， 两端均有放置， 触头伸出 板子 的传感器，传感器非工作初始状态为最大伸长状态，测量时传感器触头产生径向收缩位移 ，在步进电机的驱动下，通过联轴器与滚珠丝杠相连接带动滚珠丝杠上的螺母在 X 方向上作平动， 从而 能使 两端的 传感器能测到端面的位置， 进而 获得我们所需要的数据。 调整机构的设计 为了使检测装置适合于多种不同型号的连杆的检测，本系统采用柔性装夹结构，那么两孔之间的距离是可以进行调整的，一端 V 型块 固定在机架上，另一端 V 型块 底板可沿两条水平导轨进行滑动，并可以被锁紧。步进电机的工作台通过滑块在水平方向上可以调整，并能被锁紧。 标准连杆件的设计 按照所检测的连杆的要求制造的高精度标准连 杆，其主要作用有：调整检测装置买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 两 V 型块 之间的中心距，调整传感器触头伸出 工作板 的距离，并保证同一截面上各传感器触头在非检测初始状态时处于同一平面上，即将检测装置“对空”，另外，检测装置在使用了一段时间后需要进行标准件校核，以提高检测精度。 感器的布局及检测方法 传感器的布局 检测装置共安装 2 个光栅工位传感器，分别均布在 滚珠丝杠的螺母的 两个横截面上。如下图： 图 2 传感器测头 检测方案和数据采集 检测时，沿连杆轴 线在端面上连续测量，模数转换器（ A/D 卡）将传感器径向位移变动量的模拟信号转换为计算机识别的数字信号，计算机对测量数据进行实时采集，得到连杆端面多个检测点的位置坐标，并进行数据处理和分析，最后将检测的结果在计算机的屏幕上显示出来。 检测方法 连杆端面为中心要素，通过其端面上的轮廓要素来体现。系统采用分析法体现基准端面要素和被测端面要素，通过测量端面上若干个横截面上的若干个点，求得这些截面的中心位置，取其为实际的基准 面 ，而后通过建立直角坐标系，求得实际 端面 对该坐标系的坐标值，按选定误差的方法进行 数据处理。 4 形位误差检测的特点和原则 位误差检测的特点 形状误差是指实际形状对理想形状的变动量。这个变动量就是实际得到的误差值。它是用来表示零件表面的一条线，或一个面，加工后本身所产生的误差，是实际测得值。测量时理想形状相对于实际形状的位置，应按最小条件来确定位置误差是实买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 际位置。对理想位置的变动量，它是用来表示零件上的两个或两个以上的线面加工后本身所产生的误差，是实际测得值。测量时，理想位置是相对于基准的理想形状位置面确定的，基准的理想位置应符合最小条件。形位误差检测的特点，第一个是加工后测量 ，形位误差涉及到某方面的全部尺寸，所以只能在加工后完成测量 7。例如，在机床上加工圆柱体，其圆度误差与每个截面上的直径尺寸有关，所以，其圆度误差只有在加工完成后才能被测量出来。第二个特点是多尺寸测量。连杆端面平行度误差涉及到端面不同位置的全部尺寸，必须进行多尺寸测量并作数据处理后才能求出，因此，无论是利用三坐标测量机测量还是专用自动检测机的设计，在把握正确测量原理的基础上科学的进行数据处理都是十分必要的。为了获得全部或较多的尺寸信息，可以用以下两种方法实现： 少传感器的扫描测量。例如用一个测量直径的传感器 并用旋转法去扫描测出某圆周上各个点的直径，从而得出该圆周上各点的数据信息，然后找出该截面上的形位误差。 多传感器的测量。如前例中，可用多个测量直径的传感器同时测量。采用传感器数量越多，获得的信息越多，测量的准确度就越高，否则相反。对于某个具体的问题，要经过经济技术比较后方可确定。 第三个特点是数据处理。由于形位误差涉及到某方面的全部尺寸，当获得信息后，还要经过运算后才能求出形位误差。也就是说，形位误差不能直接测量出来。例如，确定某圆柱体的圆度误差，首先测量某个截面上的诸多半径 R，然后找出最大半径 最 小半径 而 该截面上的圆度误差就是两者之差 =于一个圆柱面来说，从中找出最大误差 是被测圆柱体的圆度误差。 位误差检测的基本原则 检测形位误差的具体方法，随检测的对象的特点、精度要求以及设备条件的不同，可以采用多种方法，只要能保证一定的测量精度，又符合经济原则，就是一个合理的方案。按照国标，将常用的仪表显示的各种检测方法为以下几种检测的原则。 （ 1）与理想要素比较原则 该原则是将被测实际要素与理想要素直接进行比较，得到一系列数据，再根据这些数据来评定形位 误差。 （ 2）测量坐标原则 该原则是指被测要素的测得数据为相对于某种坐标而言的坐标值，再根据这些数买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 据做数据处理后所获得行为误差的一种原则。 （ 3）测量特征参数原则 特征参数是指表征被测要素形位误差的某种具有代表性的参数。用特征参数来表征形位误差，可使测量设备简单，测量过程简化，从而可以提高测量效率，有较好的经济效果。 （ 4）测量跳动原则 该原则是在被测要素绕基准轴线回转过程中，相对于某参考点或线的变化情况来表示跳动值的一种原则。 （ 5）控制实效边界原则 图样上按最大实体状态给出形位公差时，通常用综合量规来检 验被测要素。控制实效边界原则即用综合量规检测的原则。 根据设计的要求，通过检测原理来设计系统，选择这一原则的原因是计算机技术很容易满足该原则 11。 5 原始数据的采集和处理 感器采集数据的原理 当两块相迭合的长光栅尺沿垂直于栅线方向作相对运动时，莫尔条纹便沿着与栅线近似方向相应的移动。两块光栅尺相对移动过一个栅距，莫尔条纹移过一个栅距。在实际中，光栅有衍射作用，而且为了避免两块光栅尺在相对运动时发生碰撞，两块光栅尺必须有一定的间隙。此外，照明光源应有一定宽度，两块光栅尺的缝宽和线宽不严 格相等。由于这些原因，实际的光能量分布将是一个正弦波。根据上述光能分布情况，显然如果在两块光栅的背面设置一个光栏，并用光电元件接收透过两块光栅的光能量，则光电元件的输出信号的周期数必将与两块光栅尺相对移过的栅距数相同。 在实际光栅测量系统中，上述一对光栅尺的一块光栅固定不动，另一块光栅尺随着工作台的移动一起移动。测量工作台每移过一个栅距，光电元件发出一个信号，计数器便取一个数。这样，根据光电元件发出的或技术器记取的信号数，便可知光栅尺移过的栅距数，即测得了测量工作台移过的位移量。 高分辨率的光栅尺一般造价较 贵，而且制造相对困难。为了提高系统分辨率，需要对莫尔条纹进行细分，目前光栅尺位移传感器多采用电子细分的方法。从频率角度来看，信号的重复频率提高了，细分是在一个周期内插进许多个计数脉冲，也使得测量更加精确，方便。 始数据的处理 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 在工件的定义空间直角坐标系作为工作坐标系。使被测连杆端面的基准面与传感器的基准 面 基本平行或重合。用 两 个传感器对 两个 端面 同时 进行测量， 然后将工作台纵向移动一定距离，通过滚珠丝杠的运动，使传感器完成对另部分端面的测量，测量时 等分地采样 N 点位移变化量 。 表 1 传感器的数据处理 ( 0 ( 60 53 48 45 42 46 49 55 61 72 6 自动检测装置的系统设计 对被测件的任务及要 求来看，所设计的系统的硬件部分必须具备以下四个组成部分：主机部分；传感器部分；电机及驱动部分和机械机构部分。如图所示： 图 3 控制原理图 机部分 主机部分主要负责完成采样、运算、控制、打印及报警。此部分除选用 线工业控制微机外，还有 A/D 卡，光电隔离 I/O 口和打印机等。 感器测量部分 传感器就是用来对所测的量产生响应并提供可用的电信号器件，即把输入信号变成不同形式的输出信号的装置。最简单也是应用最广泛的是位 置传感器，位置传感器的检测方式有接触式和非接触式两种。根据设计的要求，选用变圆柱截面型差动电传感器 型杠杠式旁向测头。这种差动点传感器具有精度高、线型范围大、稳定性好和能够准确测量出微小尺寸的特点，用这两个电传感器测头分别获取连杆端面平行度公差所需的数据。此传感器的性能如表 2 所示： 表 2 传感器的性能参数 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 型号 示值变动值 外形尺寸 装卡尺寸 测量力 测量方式 总行程 （ （ （ (N) （ 104*15*26 13 旁向 感器的测头安装在 滚珠丝杠的螺母 上，检测时它们 通过步进电机带动轴线的 回转经由 丝杠 在端面上平 动，采集 我们 所需 要 的信息。 由电传感器所获得信息，通过测量线路的电压的变化量，再经 A/D 卡送入计算机作数据处理。 采样逻辑控制由位置检测、电平转换、数字输出和输入构成，用于连杆端面平行度误差信号的等间隔采样点的同步等。转换部分和逻辑控制部分一起实现对误差信号的采集，通过采样逻辑控制功能的组合和变化，可实现被测连杆端面平行度误差信号的在线或离线测量。 机及驱动部分 根据设计需要并参考机械部分的构造，一共选用 1 台电动机 ，一个手轮 来实现测量装置的各个部件的动作。这些动作包括：工作台的进给运动、安装传感器侧头的 滚珠丝杠的移动。 步进电机的选择 步进电机也叫脉冲电动机，是将脉冲信号转化成相应的角位移的电磁机械装置，是一种输入与输出数字的脉冲对应的增量驱动元件。当给步进电机一个电脉冲信号，不仅电动机转动一个步距角，如按一定规律给步进电机一串连续脉冲信号，步进电机便一步步地连续旋转。步进电机具有如下特点： （ 1）位移量与输入电脉冲数具有严格的对应关系，步距误差不会积累。 （ 2）稳定运行时的转速与控制脉冲的频率有严格的对应关系。 （ 3）控制性能好，在一定的频率下，能按控制脉冲的要求快速启动，停止或反转。改变控制脉冲的频率，电动机的转速就随着变化，并在很宽的范围内平滑调节。 （ 4）控制系统简单，工作可靠，成本低，但其控制精度受步距角控制。所以步进电机可广泛应用于数模转换，速度控制和位置控制系统中，是开环控制系统中的理想执行元件。 步进电动机的类型很多，按其工作原理分为反应式、永磁式、永磁感应式、滚切式以及若干混合式。按励磁相数，有 3 相、 4 相、 5 相、 6 相甚至 8 相，按其规律分为快速电机和功率电机。 反应式步进电机的工作原理与反应式同步电 机一样，转子的转动力矩是靠定子磁极与转子间的磁极和切向分力产生的，当定子上 A 相绕组通电时，由于磁场力使磁组买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 减少，因此转子上离 A 相磁极相对的位置，当 A 相断电，受 B 相绕组所建立的磁场影响最大时，转子齿 2 和 4 在磁场力的作用下，逆时针转到和 B 相磁极相对的位置，即转子前进一步。同样当 B 相断电，而 C 相通电时，转子又在磁场力的作用下转动一步，使转子 1、 3 齿与 C 相磁极对齐，由此可见，按 顺序通电时，电机便一步步地转动，步进电机的步距角是转子旋转一步所转过的角度。 本设计选用 55应式步进电机同样由 计算机控制软件发出动作信号和方向信号，经过接口，送至驱动电路控制步进电机以三相六拍方式工作。此电机与其中一个安装传感器测头的 滚珠丝杠通过联轴器 相连，其步距也为 由计算机软件控制，使得 回转轴 每转过 传感器测头沿 集一个数据，即在一个 工作行程中 有 100 个采样点。当 回转轴 转过 150以后，工作台每移动一个距离，这个距离 通过人转动手轮来 控制。由上面的分析可知，当计算机对 55应式步进电机发出 150 个脉冲信号后，即采集完第一个平面上的数据后， 这时由人通过转动手轮使工作台达到 一定位置时 ， 再由步进电机控制 继续采集第二个平面上的数据，反复执行直到采集完最后一个截平面上的数据。发出脉冲信号的时间由计算机严格控制，这样才能保证数据采集的准确性。 表 3 步进电机的主要参数 机型号 类型 相数 步距角 相电流 驱动电压 最大静转矩 重量 配套驱动器 55 反应式 3 3A 测量系统的运动控制 选用合适的手轮， 滚珠丝杠通过联轴器与轴相连接，通过转动手轮带动轴进行回转运动使滚珠丝杠带动放置连杆的工作台向上移动，当达到一定位置时停止，侧位放置的一台装有传感器侧头的丝杠通过另一台步进电机 55动传感器沿连杆水平放置方向做平动，采集所需要的数据，采集完后，使工作台移动，采集另一个端面的数据，当数据采集完后，继续转动手轮，使工作台向上移动，到一定位置停止，继续采集数据 ，如此直至采集完全部所需要的数据。 械机构部分 机械机构部分的主要任务是为了固定步进电机、传感器和被测工件，并按照预定的要求进行进给和扫描、收集信息而设计的。连杆端面平行度测试的进给运动是数字控制的直接对象，被测试的连杆的平行度的精度肯定会受到进给运动传动精度、灵敏度和稳定性的影响。为此，在设计进给系统时，充分注意减少摩擦，提高传动精度和刚度，消除传动间隙，以及减少运动件的惯性。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 该测量系统的机械工作过程：将连杆置于工作台上，两个传感器测头分别接触两个端面并随轴转动而 平行 移动，同时工作台沿 Y 轴等间 隔移动，采集所需要的数据后分别送予计算机处理。 工作台的设计 工作台用来支撑连杆，并且根据测量要求给连杆定位。连杆的定位采用 6 点定位原理，即采用连杆的一个端面，大头平面以及侧面来实现定位。该部分设计内容不在本次设计的要求内，在此忽略。 滚珠丝杠螺母副的设计 采用滚珠丝 杠 螺母和支撑结构是决定其传动精度和刚度的主要部件，故必须保证它们的加工精度。对步进电机驱动的系统尤其如此，此外，还可以用合理的预紧力来夹紧以消除 滚珠丝杠 螺母副的轴向传动间隙，是支撑 丝杠 的轴承预紧以提高支撑的结构刚度， 这些措施有利于提高传动精度。 滚珠丝杠 螺母副是回转与直线运动相互转换的新型传动装置。在 丝杠 和螺母上加工有弧型的螺丝槽，当它们套在一起是形成了螺丝滚道，并在滚道内装满滚珠，当 丝杠 相对于螺母旋转时，两者发生轴向位移，而滚珠则沿滚道滚动，螺母螺丝槽两端用回珠管连接，使滚珠能周而复始的循环，采用 滚珠丝杠 提高了机构的效率和传动精度，所以一般精度较高的系统中采用 滚珠丝杠 来传动。我设计的连杆端面平行度测量仪的传动系统就采用了 滚珠丝杠 ，以增加系统的传动效率，运动的平稳性及寿命。它有着以下几个方面的优点： （ 1）传感效率高； 在 滚珠丝杠 螺母副中，自由滚动的滚珠将力与运动在 丝杠 在螺母之间传动。这一传动方式为传统螺纹 丝杠 副与螺母直接作用的方式，因而以极小滚动摩擦代替了 丝杠的滑动摩擦，使 滚珠丝杠 螺母副的传递效率达到 90%以上，整个传动副的驱动力减少至滑动 丝杠 的 1/3 左右，发热率也因此得到大幅度降低。 （ 2）定位精度高： 滚珠丝杠 螺母副发热效率低，温升小以及在测量过程中对 丝杠 采取预拉伸并预紧消除轴间间隙等措施，使 丝杠 副具有较高的定位精度和重复定位精度。 （ 3）传动可逆性： 滚珠丝杠 螺母副没有滑动 丝杠 粘滞摩擦，消除了在传动过程中可能出现的 爬行现象。并且能够实现两种传递方式 除了将旋转转化为旋转运动还传递动力。按设计要求，我们实现前者。 （ 4）使用寿命长： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 由于对 丝杠 轨道的准确性、表面硬度、材料的选择等方面加以严格的控制， 滚珠丝杠 螺母副远远高于滑动 丝杠 螺母副。 （ 5）同步性能好 ： 由于 滚珠丝杠 螺母副运转顺滑，消除轴向间隙以及制造一致性，采用多套 滚珠丝杠 螺母副方案驱动一个装置或多个相同部件时，可获得很好的同步效果 18。 连杆端面平行度测量仪的进给系统要获得较高的传动精度除了加强 滚珠丝杠 螺母本身的刚度外， 滚珠丝杠 正确的安装及其支撑的结构刚度也 是不可忽视的因素。为了提高支撑的轴向刚度，选择适当的滚动轴承也是十分重要的，一般采用两种组合方式：一种是把向心轴承和锥轴承组合使用，其支撑方案，可有以下几种： （ 1） 一端装止推轴承 这种安装方式因为它承载能力小，刚度低，所以一般用于短 丝杠 。 （ 2）一端装止推轴承，另一端装向心球轴承 这种安装用于 滚珠丝杠 较长时，一端装止推轴承固定外，另一端再装向心球轴承，这时需注意止推轴承要远离热源和 丝杠 上的常用段，以减小 丝杠 变形的影响。 （ 3）两端装止推轴承 把止推轴承装在 滚珠丝杠 的两端，并施加预紧力，这样有助于提高刚 度，但这种安装方式对 丝杠 的热伸缩较为敏感。 （ 4）两端装推力轴承及向心球轴承 这种结构方式不能精确的预先测定预紧力，预紧力大小是由 丝杠 的温度变形转化而产生的。 本设计中由于 滚珠丝杠 只是带动测头部分往复运动，所以轴向力并不是太大，故两端只采用球轴承支撑 12。 通过比较，在实现工作台 Y 方向进给，采用标准化的 内循环垫片预紧螺母式 滚珠丝杠 副。其特点是：径向安装尺寸小