机械设计基础-第二节 (7)

第二节 机械式微动装置,一、螺旋式微位移机构,二、螺旋组合式微位移结构,1、螺旋斜面微位移机构2、螺旋杠杆微动装置3、例题,三、齿轮杠杆微动装置,四、摩擦微动装置,五、弹性变形传动式微动装置,六、机械式微位移机构在精密仪器中的应用,1、弹性变形微动台工作原理2、分度头指示光栅微动装置,The end,螺旋式微位移机构,其微动灵敏度为：,增大手轮直径或减小螺距，可提高微动灵敏度。钢球6的作用：是为了接触可靠以及避免螺杆端部和轴线不垂直等误差引起的轴向窜动而影响微调的平稳性。2为刚性双螺母结构，目的是消除螺纹间隙。,式中： 螺旋的螺距； 手所能转动的最小角度，即人手灵敏度。,螺旋式微位移机构,差动螺旋式微位移机构：,压力弹簧2用来消除螺杆与螺母间的轴向间隙，使传动无空回。,螺旋斜面微位移机构,式中 螺旋螺距； 螺杆转角； 标准斜倾角，一般取,当 与 越小，灵敏度越高。斜面体的斜角 应准确，其上下平面和基座的上平面均应精细加工，斜面体移动的方向精度应好，否则将影响测量精度。,螺旋斜面微位移机构,【例】已知两螺旋的螺距分别为P1、P2（且P1 P2），旋向均 为右旋，构件4 是一锐角为 的直角三角形，构件 4与构件 3 固连，两者只能在构件1的导轨面上左右移动，不能转动，试 求当手轮2 转动一圈时，导轨5 上下移动的距离。,【解】当手轮2转动一圈时， 螺杆移动的距离S为,式中 n旋转圈数。,由于4、5为斜面机构，导杆5上下移动的距离S/为,例题,螺旋杠杆微动装置,压缩弹簧的恢复力原来消除螺杆、螺母间的轴向间隙，以及螺杆反转时，摆动杆跟随反转；L 越大，则转角越小。手轮60格，一圈10/，一格10/。读数手轮转一格，相当于摆动杆摆动10/。,齿轮杠杆微动装置,特点：降速比大，微量位移方便，便于读数，须消除啮合间隙。,摩擦微动装置,3与5之间的压力由弹簧4产生，使杆5始终与摩擦盘3接触，摩擦盘底部止推轴承使转轴2转动灵活。1与2之间的压力由弹簧7经轴套6而产生；,1J万能测长仪测量轴微调机构,摩擦微动装置,摩擦微动装置,当微动手轮转一圈 时，则轴5上A点走 ，摩擦盘3转角为 ，轴2上B点走,特点：结构简单，加工方便，运动平稳，微调灵敏度较高，但有相对滑动，示数不宜采用。由于摩擦面间为点接触，故磨损较快，且只能用于需要较小微动力的精密机械中。,传动比：,当 ， ， ， 时，,可见：微动灵敏度很高。,摩擦微动装置,弹性变形微动台工作原理,用两个刚度不同的弹性元件来产生微量位移的微量进给装置。,如 ，则 ， ，,弹性变形微动台工作原理,优点：结构简单，可获得较高的分辨率；缺点：工作台受外力或移动导轨部分存在磨擦力的影响，定位精度较低。 由于输入位移是步进状的，故易产生过渡性振荡，不适于要求动 态响应的场合。可用于高精度测量技术及光学零件精密调整机构。,分度头指示光栅微动装置,利用零件或部件的弹性变形实现微量进给，具有传动链短、摩擦力小，易获得精确微量位移等优点。设计时，应注意选择合适的弹性元件并解决加力的方法。常用的弹性元件有压缩弹簧、板弹簧。加力方法有机械方法、液压或气动方法等。,压簧5的右端垫柱与可动圆盘用一个支架7相联接。,7,1/光栅式光学分度头中指示光栅微动机构,分度头指示光栅微动装置,第一级端面凸轮微调机构：,端面凸轮外径 ，工作时转 圈，即其工作弧长为 ，此时凸轮升高 ，故其传动比：,第二级弹性微调机构：,压簧压缩 时引起弹性鼓切向位移 ，其传动比：,总传动比为,机械式微位移机构的应用,取样长度为 ，采样点间隔 （160个点），则每个采样点的转角 为,传动部分：丝