《测控仪器设计》(第4章)《测控仪器设计(第3版)》.pptx

; 本章在对测控仪器常用各种机械系统分析的基础上，重点对系统精度和性能影响较大的机械结构进行研究，如基座、导轨、轴系及伺服系统;第一节 精密机械系统现代设计方法;二、模块化设计 模块化设计是指在对一定范围内不同功能或相同功能中不同性能、不同规格的相关产品进行功能分析的基础上， 通过对模块的选择和组合构成不同的产品，用于满足市场不同需求的设计方法。 模块化设计有利于产品的快速升级和产品更新。 以模块化设计为指导思想，以快速、提高可靠性和降低成本为主要目的进行仪器机械系统结构模块化设计。;三、反求工程设计 反求工程也称为逆向工程或反向工程，主要是针对消化吸收先进技术的一系列分析方法和技术的综合。 反求工程是消化吸收先进技术并进行技术创新的高新技术，是实现跨越式发展的关键。 反求工程利用现代计算机辅助设计使其变为能根据现有的物理部件通过CAD、CAM、CAE或其他软件构筑3D模型的方法。;第二节 仪器的支承件设计;设计要求 ; 二、基座与立柱等支承件的结构设计; 横截面积相同时不同断面形状惯性矩的比较;;（二）基座与支承件的结构设计 （1）正确选择截面形状与外形结构 （2）合理地选择和布置加强肋增加刚度 ;花岗石具有许多优点： ;第三节 仪器的导轨及设计;二、导轨部件设计的基本要求;垂直面内的直线度;（二）导轨运动的平稳性 ;三、导轨设计应遵守的原理和准则 ;（二）弹性平均效应原理 ;导轨布置图 a)双V形导轨导向与压紧 b)万工显导轨布置图 1—横向压紧轴承 2—横向支承导轨 3—横向支承滚动轴承 4—基座 5—横向滑架 6—纵向支承滚动轴承 7—纵向压紧轴承 8—纵向导向导轨 9—纵向导向滚动轴承 10—横向导向导轨 11—纵向滑架 12—横向导向滚动轴承;四、滑动摩擦导轨及设计;（一）滑动摩擦导轨的截面形状 ;（二）滑动摩擦导轨的组合形式及其特点 ; （3）双矩形组合导轨 ; （4）燕尾组合导轨 ;五、滚动摩擦导轨及设计 ;1．滚珠导轨 ;（3）四圆柱棒滚道的滚珠导轨 缺点是承载能力不大，故多适用于较轻巧的仪器上（如掩膜检查显微镜工作台??? ;（4）V形-平面滚珠导轨 加工和装配都方便 缺点是左右两排滚珠中心运动速度不一致 万能工具显微镜19JA就采用该型滚珠导轨 ; 2．滚柱（针）导轨 ;（2）平面滚动导轨（滚珠或滚柱） ;（3）滚动轴承导轨 摩擦力矩小 运动灵活 承载能力大 调整方便 用于大型仪器（如万工显、三座标、测长机等） ;（二）滚动摩擦导轨的组合应用;（2）滚柱导轨与滚动轴承导轨的组合 形状简单，加工容易 ;（3）滚柱和滚珠导轨的组合 灵活运用了滚珠导轨运动的灵活性和滚柱导轨承载大的优点。 （4）滚柱与长圆柱轴导轨组合 轻载部件中使用 ;六、静压导轨及设计要点;（一）液体静压导轨 ;开式液体静压导轨的特点: ①能较好的承受垂直载荷 ②结构简单，便于加工和调整； ③节流器常采用毛细管式和单面薄膜反馈式。 闭式液体静压导轨的特点： ①承受载荷能力强 ； ②运动精度比开式的好，动态性能也较好； ③结构比较复杂，加工和装调比较麻烦； ④节流器采用毛细管式或双面薄膜反馈式 ; 开式和闭式液体静压导轨结构原理图 a)开式平面—V形导轨 b)开式双V形导轨 c)闭式导轨在机身一条导轨两侧 d)闭式导轨在机身两导轨内倜 e)闭式导轨在机身两条导轨上下和一条导轨两侧;（二）空气静压导轨 ;气体静压导轨特点 工作平稳、可靠 运动精度高 无磨损、无爬行 承载力较低，导轨刚度较差 需要一套清洁稳定的压缩空气源;气浮导轨的形式;七、设计时导轨选择要点; 各种导轨的对比;（二）标准导轨的选用;a）; 交叉滚子导轨;a）;a）;a）;第四节 主轴系统及设计;（一）主轴回转精度 主轴回转精度是指该主轴轴系的误差运动的大小 1）回转轴线：是一条某指定物体绕其旋转的线段 2）轴线平均线：是一条相对地固定在指定的不转动物体上的参考线段 3）轴系的误差运动：指回转轴线相对于轴线平均线的位置变动。它是在指定的方向上（径向与轴向），指定的位置、指定的转速和外力作用下进行测定;轴系的误差运动分为: 径向误差运动：亦称径向运动，它是倾角运动和纯径向运动在任何轴向位置处之和，径向误差运动与径向跳动的概念是不同的。径向跳动的测量值，除含有主轴的径向误差运动外，还包含有偏心量和圆度误差 轴向误差运动：亦称轴向运动，它是回转轴线与轴线平均线保持重合，并相对于后者作轴向运动 倾角误差运动：亦称倾角运动，它是回转轴线在轴向运动和纯径向运动所在的平面内，相对于轴线平均线所作的倾角运动 端面误差运动：亦称端面运动，它是在与轴线平均线相距为R处的轴向误差运动。端面