关节臂式坐标测量机.ppt

哈尔滨工程大学本科中期答辩 关节臂式坐标测量机的结构设计 姓 名： 学 号： 指导老师： 专 业：机械设计制造及其自动化 2013年 三坐标测量机的发展始于20世纪50年代，经过几十年的改进和创新，已经在尺寸、精度、自动化等方面达到了很高的技术水平。但是随着工业现代化进程的发展，传统的正交三坐标测量机的局限性也日渐暴露，很多时候不能满足现代化生产的需要。 论文背景 论文背景 与正交坐标测量机相比，非正交坐标测量系统有着自身独特的优点，它能克服很多正交坐标测量机存在的局限性 ，因此非正交坐标测量机有着很高的实用价值和广泛的应用前景。 本文设计的关节臂式坐标测量机应满足以下几点要求： 1、合理的测量精度 2、合乎要求的测量范围 3、合乎的测量机类型 4、功能齐全的测头 关节臂式坐标测量机的设计要求 一、总体设计 二、具体结构设计 三、误差分析 四、结论 主要内容 1、关节臂式坐标测量机包括测头、双关节、测量臂、立柱及底座： 一、总体设计 一、总体的设计 2、关节式坐标测量机的主要参数： 共六个自由度，测量空间为直径1.8米的球形区域，仪器总重量小于5kg。 1、测头的设计 选择红宝石圆球作为测头，其尺寸极限偏差小、圆度好、表面粗糙度高达13级 二、具体结构设计 2、双关节的组成： 双关节主要由内嵌轴和交叉轴以及套筒组成，其他还包括轴承，角度编码器，螺钉等。两个轴相互垂直，并通过套筒进行联接。 二、具体的结构设计 二、具体的结构设计 双关节的结构简图 3、根据测量机精度首先选测角度编码器 编码器厚度为34mm，外径40mm，内径10mm，连接装置厚8mm，外径48mm，宽13mm，可用螺钉进行连接。 二、具体的结构设计 二、具体的结构设计 4、内嵌轴的设计校核： 内嵌轴的结构简图 二、具体的结构设计 内嵌轴受力分析图 内嵌轴弯矩图 F=mg=5kg×9.8N/kg=49N 所以F1=F2=24.5N 二、具体的结构设计 由弯矩图可知，A处弯矩最大： M=24.5N×20mm=490N·mm 取 而 二、具体的结构设计 内嵌轴A点的截面图 所以 显然 则其强度满足要求 二、具体的结构设计 5、交叉轴的设计校核： 交叉轴结构简图 二、具体的结构设计 交叉轴受力分析图 交叉轴弯矩图 F=mg=5kg×9.8N/kg=49N 所以F1=F2=24.5N 二、具体的结构设计 由弯矩图可知，A处弯矩最大： M=24.5N×20mm=490N·mm 取 而 二、具体的结构设计 = 所以 显然 测其强度满足要求 二、具体的结构设计 6、轴承的设计校核： 本设计采用滚动轴承 =83.3N = 4000N 深沟球轴承61807 所以轴承满足强度要求 二、具体的结构设计 7、套筒的设计： 二、具体的结构设计 套筒与各部件的装配示意图 二、具体的结构设计 双套筒与各零件装配后的效果 误差的来源有很多，对于不同的机器和不同的环境，有各自不同的误差来源。使关节臂式坐标测量机产生系统误差的因素主要有： 系统软件中的设定杆长与杆件的实际长度之间的差别。 系统软件中设定的旋转轴间夹角与实际的旋转轴间夹角的差别。 由于角度编码器的零位与仪器设计零位的不一致导致的关节旋转角初始位置误差。 三、误差分析 四、结论 本文针对坐标测量机的发展趋势，对新兴的关节臂式坐标测量机进行了设计，并针对具体要求，在参考了国内外现有研究的基础上设计出满足其要求的结构方案，为关节臂式坐标测量机的进一步研究奠定了基础。 本次毕业设计完成了预期要求，并让我对所学知识有了更深入的理解，为今后的工作打下了良好的基础。 谢谢各位老师的 批评指正！ * *