精密機械學基礎課程設計(編輯修改稿)
2025-07-24 05:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 物理模擬實驗中的測量建模等問題，有廣泛的應用前景和科學意義。，目前，F(xiàn)ARO公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，測量范圍從1200mm到3600mm。該坐標測量儀優(yōu)點是機械結構簡單、測量范圍大、成本低、體積小、可便攜。本次課程設計的任務就是模仿FARO公司的產(chǎn)品，進行六自由度關節(jié)式坐標測量儀機械結構設計，以培養(yǎng)學生綜合運用工程力學和機械學的基本知識進行機械結構設計和分析的實踐能力。總體設計六自由度關節(jié)式坐標測量儀由底座、六個關節(jié)、兩個臂管及測尖等部分組成，測量儀底座、關節(jié)外殼、臂管、及其連接件均采用鋁合金材料制作、各關節(jié)軸采用45號鋼材料制作。六自由度關節(jié)式坐標測量儀結構示意圖如右。本設計要求測量范圍為1200mm，因此關節(jié)2中心線與關節(jié)4中心線距離L1及關節(jié)4中心線與關節(jié)6中心線距離L2之和應為600mm，即L1+L2=600mm，本設計取L1=L2=300mm。本設計關節(jié)關節(jié)2處軸外伸出軸承8mm，空心軸內(nèi)徑11mm、外徑15mm，軸承均采用型號為7202c的角接觸球軸承，關節(jié)外殼外徑均為50mm。為了設計方便，關節(jié)6處的 圖21各部分結構均采用相同的尺寸與型號，空心軸內(nèi)徑11mm，外徑15mm，軸外伸出軸承8mm，外殼外徑44mm，軸承均采用型號為7002c的角接觸球軸承。測量儀每個關節(jié)處均有一個編碼器，共六個編碼器，編碼器軸與關節(jié)鋼軸用套筒相連，并用緊定螺釘固定；編碼器外殼用彈性鋼片與關節(jié)外殼相連。為了平衡由于重力產(chǎn)生的力矩，本設計在關節(jié)2處裝有扭簧，扭簧采用琴鋼絲材料制作，簧絲直徑為d=5mm，中徑D=65mm，圈數(shù)n=7。扭簧固定在兩塊扭簧蓋上，扭簧蓋分別固定在關節(jié)2外殼及軸臂連接件上，并使扭簧具有一定的預緊力。測量儀測頭處用測頭連接件將測頭外殼與關節(jié)6外殼相連，測尖使用螺紋連接與測頭外殼相連，測頭處的按鍵用帶有螺紋的擋圈將按鍵固定。另外，為了保證安裝牢固性，本設計中MM5的螺釘均采用內(nèi)六角螺釘，增強了預緊力。 關節(jié)結構設計關節(jié)部件是整個測量儀的關鍵，它是一個旋轉軸系統(tǒng)，由軸、軸承、外殼、光電編碼器、連軸結、其他連接件組成。 軸結構的設計為了便于電氣線路經(jīng)過以及減輕重量，提高靈活度，軸采用空心軸。關節(jié)1軸的下端（右端）與編碼器相連，因為受軸向與徑向力較小，用2個錐端緊定螺釘固定。左端軸的右側有一個圓盤形突臺，他與軸承隔圈配合使軸承沒有軸向移動，再往左的圓盤上有4個對稱的螺紋孔，它們與上面的軸壁連接機構用內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定（所有軸與軸壁連接機構都用內(nèi)六角圓柱頭螺釘）。采用基孔置配合H7/h6。 對軸強度與剛度的校正本設計軸的材料選用45號鋼，軸外伸出軸承8mm，內(nèi)徑11mm，外徑15mm。下面對軸分別進行剛度與強度的驗證。、2 軸進行剛度與強度的校正（1）剛度的校正 由于兩軸承之間的距離遠大于8mm，所以可以將軸視為懸臂梁來計算。對軸進行受力分析，軸主要受關節(jié)3~6的重力帶來的壓力及外力矩F=M*L的作用。軸受的壓力等于關節(jié)3~6的重力，其中關節(jié)3~6的質量為 臂管 材料：鋁合金，長度300mm，外徑44mm，厚度3mm， 個數(shù)2m1= 軸承 型號7002c內(nèi)徑15mm外徑32mm個數(shù)8m2=*8= kg 軸 材料：鋼
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