平行光管平台平动机构设计【带SolidWorks三维图】【3张CAD图纸+毕业论文+开题报告+外文翻译】

平行光管平台平动机构设计

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平行光管测量平台平动机构设计

摘要：平行光管主要是用来产生平行光束的光学仪器，平行光管测量仪是一种光学精密测量仪器，本设计要为给定的平行光管测量仪设计建造一个测量平台，手动实现要求的测量动作。   

本设计首先将运用所学理论基础知识对平行光管测量平台进行运动分析，包括测量平台的前后平动上下平动，水平摆动和俯仰摆动四个自由度的运动。平动机构主要包括上下平动机构和前后平动机构。本设计将运用UG三维CAD软件对测量平台的平动机构进行三维建模，并通过给定的原始数据和要求对该平台的平动机构进行详细的设计计算。同时本文还详细地介绍了丝杠螺母传动机构。

关键字：平行光管，测量平台，UG软件，平动机构

The Design of collimator Measuring platform—Overall Plan and Design of Tilting Mechanism

    Abstract：Collimator is mainly used to produce a parallel beam optical instrument. Collimator is a kind of optical precision measuring instrument. The design will built a measuring platform for a given collimator, which will measure implementation requirements manually.

     First, this design will use the basic knowledge of theory which we have learned design collimator measurement platform and make motion analysis, including before and after ,from top to bottom, horizontal swing and pitch oscillation four degrees of freedom of movement of the measurement platform. The translational mechanism mainly includes the before and after and up and down translational mechanism. And then using UG three-dimensional CAD software make 3D modeling for measuring platform, and get 3D model of the collimator measuring platform. Finally, by using the original data and the demand make a a detailed design and calculation for translational mechanism of the platform . At the same time this paper also introduces  the leadscrew nut transmission mechanism in detail.

Keywords: collimator, measuring instrument, UG software, translational mechanism

目  录

摘要 I

Abstract II

目  录 III

1  绪论 1

1.1  选题背景与研究意义 1

1.1.1 选题背景 1

1.1.2  研究意义 1

1.2  国内外研究现状 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 2

1.3  本课题研究的内容 3

2  平行光管及其测量平台的介绍 5

2.1  平行光管的结构 5

2.2  平行光管测量平台的介绍 6

3  UG软件的介绍 9

3.1 UG产品设计的一般过程 9

4  平动机构三维模型设计过程 10

4.1  上下平动机构主要零部件的三维模型设计 10

4.2  前后平动机构零部件的三维模型设计 15

5  丝杠螺母传动机构 19

5.1  丝杠螺母机构的分类及特点 19

5.2  梯形丝杠结构和特长 19

5.3  梯形丝杠的选择 20

5.4  梯形丝杠的安装与润滑 25

总结与展望 28

参 考 文 献 29

致  谢 31

1  绪论 

1.1  选题背景与研究意义

1.1.1 选题背景

平行光管主要用于产生平行光束，是光学仪器校准和调整的重要工具，也是一种重要的光学测量仪器。某研究所需要为其购买的平行光管测量仪设计建造一个平台，手动实现要求的测量动作。

平行光管测量平台用于实现平行光管的前后平动上下平动，水平摆动和俯仰摆动四个自由度的运动。

1.1.2  研究意义

制造业属于国家的基础支柱产业。制造业的发展与新型工业化的实现和我国现代化的实现有着密切的关系；对外，制造业的发达程度，也是衡量我国工业竞争力的重要组成部分，是经济全球化进程中体现国家在国际分工地位的至关重要的因素。对于精密运动平台的研究，国内目前还处于刚刚起步阶段，还是一个具有深度挖掘的新性研究领域，还的需要从基础研究着手。精密运动平台集成了多种技术，包括控制技术、位置检测技术、线路制导技术和驱动技术。其性能优劣起决定性作用，它直接决定电子制造装备的整体性能。

平行光管测量平台作为平行光管测量仪器的一个载体，它的结构特性和运动功能将很大程度上影响平行光管测量的结果和效率，所以对平行光管测量平台进行结构分析和设计有很大的现实意义,平动机构作为实现测量平台的水平和竖直方向运动的机构，是平行光管测量平台不可或缺的一部分。在测试平台使用过程中起着至关重要的作用。

传统的定位测试平台在性能方面满足不了平行光管的测量要求，特别是该平台必须能够实现四个自由度的运动，这对定位平台的开发提出了挑战。此外，国外在高性能设备、精密定位等关键技术的研究和开发中实现了我国平行光管测量平台的自主知识产权的研发，为实验室提供了一个更好的测试平台，同时加速了我国装备制造业的进步。

1.2  国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

目前，运动平台已广泛应用于工业生产中，包括光刻、引线键合机、蚀刻机、液晶显示板的制造和测试等。在这些设备中，都要求精准的定位，高的速度和相对稳定的加速度，而这些要求在设计平台中处于相互制约，相互影响的关系。即高的精度，在高速度的条件下很难达到。同样高的精度在长距离的行程中也很难确保，同等条件下，平台导轨的直线度误差越大，这对平台的加工和安装精度的要求也越高[1]。

一些国外的设计结果，除了达到6.8g加速度和+ 2.5μm的运动平台的定位精度新加坡发展。[2]。高加速度平台的设计，实现了高标准的锤子和伯恩哈德。 。在她HEUI和采用双驱动技术的精密运动平台设计，与滚珠丝杠传动的粗糙集，利用压电元件的驱动微平台，在200mm的运动，实现10nm的定位精度[5]。hongbolan等人。指出超精密定位平台对纳米压印光刻技术有重要影响6]。

总结与展望

    本文主要利用UG软件对平行光管测量平台的平动机构进行三维结构建模，使我对UG软件的建模过程更加熟练，对机械零件设计的一般过程有了深刻的了解。同时我对滚珠丝杠进行了深入的了解和学习。本次毕业设计完成过程中对于本科所学知识，还有自己自学的知识有了一次很好的综合运用的机会。

学习UG软件的时间较短，加之UG软件入门较难，使得在UG软件的运用上遇到不少困难。我首先对课题进行认真研究，认识到这属于实际工程问题分析。在对问题认识清楚后，利用大型三维软件UG进行结构建模，并进行了实际的测量和计算。

经过长时间的写毕业设计，从开始准备到完成，我学到了很多测量平台方面的常识。使我也了解了当前国内外在该方面的一些先进制造技术。本设计是一项综合性研究，大学本科四年的研究。我在这次设计中，自己对机械设计有了更深刻的理解和进步。在这段时间内，通过互联网查找信息、阅读设计手册等相关专业书籍，让我学到了很多知识的测量平台。熟悉了平动机构设计的过程和步骤，巩固了机械设计方面的知识。

成套工程是一个实际应用的工程问题，在我国，机械行业还远未达到国际先进水平，并与相关检测、保修、维修行业有没有良好的发展。近年来，国家大力发展和推广机械制造业，对其相关产业也有着极大的促进作用。UG CAD/CAM/CAE系统让产品开发能够从设计到加工真正达到了数据的完美合成，并且还使企业的产品设计与制造变得更优秀。虚拟产品开发的关键技术就是UG其中的面向进程启动的技能，在这个过程的全部环节中，用户的全部产品和精确的数据模型可以时刻保持联系，提高进行工程的效率。

参 考 文 献

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[2] 丁汉,朱利民,林忠钦. 面向芯片封装的高加速度运动系统的精确定位和操作[J]. 自然科学进展,2003,06:10-16. 

[3] 王华,张宪民. 低成本柔顺板式精密定位平台的理论与试验[J]. 机械工程学报,2008,10:177-181.

[4] 孙麟治,李鸣鸣,程维明. 精密定位技术研究[J]. 光学精密工程,2005,S1:69-75.

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[12]  郭翠娟. 超高加速度精密运动平台研制[D].哈尔滨工业大学,2011.

[13]  高加速精密运动平台建模及控制关键技术研究[D].哈尔滨工业大学,2013.

[14]  陆爱明. 面向高端制造装备的高速精密定位平台控制技术研究[D].合肥工业大学,2013.

[15]  面向芯片封装的高速精密定位平台控制系统设计[D].天津大学,2006.

[16]  节德刚. 宏/微驱动高速高精度定位系统的研究[D].哈尔滨工业大学,2006.

致  谢

大学生活中闪过，回首岁月，心有充实，当我完成这个毕业设计，一种解脱的感觉，感觉很多。感谢培养教育我的中北大学，NUC浓厚的学术氛围，舒适的学习环境我将终生难忘！祝母校蒸蒸日上，永创辉煌！

    感谢对我的毕业设计指导老师王老师。他擅长于给我系统的指导，而不坚持给我办手续的想法，给我无穷的灵感。在整个过程中，王老师给予了一个很好的指导和帮助。也感谢我的同学和朋友，我们在这四年里已经长大了，这是因为他们的帮助和支持，我可以克服困难和疑惑，直到成功完成设计。

    最后，谨向参加论文审阅的老师，致以衷心的感谢！