【文章內容簡介】 以調節(jié)的手柄就可以了。、導軌和絲桿螺母副的選用此次設計XY顯微鏡基座的工作臺，不需要承受較大的載荷，人工手工調節(jié)需要重復定位精度高，因此選用燕尾槽滑動作為運動的載體，它具有摩擦系數(shù)小，不易爬行，傳動效率高，結構緊，安裝預緊方便等優(yōu)點。人工旋轉絲桿運動，通過絲杠螺母副轉換成直線運動，需要滿足mm的定位精度，滑動絲杠副間隙較大，只有選用滾珠絲桿副才能達到要求，滾珠絲桿副的傳動精度高、動態(tài)響應快、運轉平穩(wěn)、壽命長、效率高、預緊后可消除反向間隙，所以對于絲桿副的選擇好壞直接影響傳動精度。、絲桿軸的設計 軸的用途軸也是組成機器的主要零件之一，一切做回轉運動的傳動零件，都必須安裝在軸上才能進行運動及動力的傳遞。因此軸的主要功能是支撐和傳遞運動和動力。軸的設計也和其它零件的設計相似，包括結構設計和工作能力計算兩方面的內容。軸的結構設計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結構形式和尺寸。軸的結構設計不合理，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。因此，軸的結構設計是軸設計中的重要內容。軸的工作能力計算指的是軸的強度、剛度和震動穩(wěn)定方面的計算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強度。這時只需對軸進行強度計算，以防止斷裂或塑性變形。而對剛度要求的軸和受到大力的細長軸，還應進行剛度計算，防止工作時產生過大的彈性變形。對高速運轉的軸，還應進行震動穩(wěn)定性的計算，防止發(fā)生共振而破壞。 軸的材料軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用的是45鋼。軸的結構設計包括定出軸的合理外形和全部結構尺寸。軸的結構主要取決于以下因素：軸在機器中的安裝位置及形式；軸上安裝零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸聯(lián)接的方法；載荷的性質、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。由于影響軸的結構設計的因素較多，且其結構形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標準的結構形式。但軸的結構形式都必須滿足軸和裝在軸上零件要有準確的工作位置；軸上零件應便于裝拆和調整；軸應具有良好的制造工藝性等。 擬定軸上零件的裝配方案擬定軸上零件的裝配方案是進行軸的結構設計的前提，它決定著軸的基本形式。所謂裝配方案，就是預定出軸上主要零件的裝配方向、順序、和相互關系。例如本次設計裝配方案是：半聯(lián)軸器、軸承端蓋、圓螺母、套筒、成對角接觸球軸承、絲杠螺母副，依次從軸的右端向左端安裝，左端只裝軸承和端蓋。這樣就對個段軸的粗細順序作了初步安排。為了防止軸上零件受力時發(fā)生沿軸向或周向的相對運動，軸上零件除了有游動或空轉的要求者外，都必須進行軸向和周向定位，保證其準確的工作位置。1．零件的軸向定位軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、軸端擋圈、軸承端蓋和圓螺母等來保證的。利用軸肩定位是最方便可靠的方法，但采用軸肩就必然使軸的直徑加大，而且軸肩處將因截面突變而引起應力集中。滾動軸承的定位軸肩高度必須低于軸承內圈端面的高度，以便拆卸軸承，軸肩的高度可查手冊中軸承的安裝尺寸。套筒定位結構簡單，定位可靠，軸上不需開槽、鉆孔和切制螺紋，因而不影響軸的疲勞強度，一般用于軸上兩個零件之間的定位。如兩零件的間距較大時，不宜采用套筒定位，以免增大套筒的質量及材料用量。當軸的轉速很高時，也不宜采用套筒定位。軸端擋圈適用于固定軸端零件，可以承受較大的軸向力。軸端擋圈可采用單螺釘固定，為了防止軸端擋圈轉動造成螺釘松脫，可加圓拄銷鎖定軸端擋圈，也可采用雙螺釘加止動墊片防松。本次設計的軸向定位是使用左右兩個軸承端蓋來進行固定軸向的間隙。 XY絲桿軸的結構設計 （1）主要參數(shù)確定縱向工作行程為25mm進給運動的總阻力F∑運動臺板質量重量初估5Kg測量系統(tǒng)的縱向、橫向、垂直切削力（FX FY FZ=0）所以，設軸向壓力F=G（2）確定絲杠的等效負載工作負載是指工作時，實際作用在絲杠上的軸向壓力，它的數(shù)值可用進給牽引力的實驗公式計算。選用導軌為滾動導軌，而一般情況下，，則絲杠所受的最大牽引力為 ()故其等效負載可按下式計算（估算 t1=t2 。n2=2n1） ()由以上確定進給運動的總阻力F∑=12N先按《機械設計》中152公式初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調質處理，并根據(jù)表153取A0=125，于是：則取絲桿最小直徑為6mm。 () 絲杠螺母副的選用計算 絲杠螺母的導程的確定再本設計中，調節(jié)手柄與絲杠直接相連，傳動比i=1，在設計過程中，所以在圓周范圍內，是可以劃分的，比如360度可以劃分為4個小刻度為一檔次，也就是說圓周方向可以分90個刻度，則絲杠的導程為1mm，就是轉動一周滑動板可以走1mm，轉動4格，所以絲桿的導程為1mm. 確定絲杠所受的最大動載荷 查表，取絲杠的工作壽命Th為15000h，同時取精度系數(shù)fa=1，負荷性質系數(shù)fw=105，溫度系數(shù)ft=，硬度系數(shù)fh=1，可靠性系數(shù)fk=；平均轉速為30r/min。 ()選用滑動絲杠螺母傳動，絲杠公稱直徑為，基本導程，絲杠螺母的接觸剛度為1692N/，螺旋升角絲杠的底徑9mm，螺母長度為240mm，取絲杠的精度等級為1級。. 臨界壓縮負荷 確定絲杠螺紋部分的長度LU。LU等于被測工件的的最大行程（25mm）加上螺母長度（50mm）加兩端余程最終還是240.LU為240mm。支撐跨度L1應略大于LU，取為L1=267mm。絲杠全長為L=284mm。臨界壓縮負荷為 ()式中E 材料的彈性模量，；I—— 絲杠最小截面慣性矩L0——最大受壓長度，按照結構設計取L0=284mm；K1——安全系數(shù)，一般取K1=1/3；——最大軸向工作載荷， ；——絲杠支撐方式系數(shù)，查表得，則 ()可見遠大于，滿足要求已知：軸承的接觸剛度，絲杠螺母的接觸剛度，絲杠的最小拉壓剛度()當導軌運動到兩極位置時，有最大和最小拉壓剛度，其中，L分別為284mm和100mm。螺母座剛度。軸向拉壓總剛度為： ()絲杠拉壓振動的固有頻率 ()由計算可知，絲杠拉壓振動的固有頻率遠遠大于30r/min，所以能滿足要求。 絲杠的扭轉剛度絲杠的扭轉剛度 () 由《機械設計手冊》得平移物體的轉動慣量為 () 絲杠的轉動慣量為 絲杠扭轉振動的固有頻率為： ()顯然，絲杠的扭轉振動的固有頻率遠遠大于30r/min，所以，能滿足要求。 傳動精度計算絲杠的拉壓剛度 ()由以上的各條件可知最小機械傳動剛度為 () 最大機械傳動剛度 () 因此得到由于機械傳動裝置所引起的定位誤差為 ()其中，F(xiàn)0為空載時導軌的靜摩擦力。通過上述系列的計算和核算，得出如下絲桿的傳動圖，: 絲桿傳動圖、蝸輪蝸桿的傳動設計在上述設計中，我們需要將臺面上的東西作為旋轉運動，所以我們采取蝸輪蝸桿傳動將水平方向的運動轉變?yōu)樨Q直方向的旋轉運動。（1）選擇蝸桿傳動類型根據(jù)GB/T 100851988的推存，采用漸開線蝸桿（ZI）。 （2）選擇材料蝸桿：根據(jù)庫存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45~55HRC。 因而蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用45號鋼制造。(3) 按齒面接觸疲勞強度進行設計根據(jù)閉式蝸桿傳動的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再校核齒根彎曲疲勞強度。由手冊知傳動中心距 ≥ ()確定載荷系數(shù)K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)=1。由機械設計手冊取使用系數(shù)=由轉速不高，沖擊不大，可取動載荷系數(shù)=。K==確定彈性影響系數(shù) 因用鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故=160確定接觸系數(shù) 假設蝸桿分度圓直徑d和傳動中心距a的比值d/a =,從而可查得=確定許用接觸應力 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度45HRC,可從手冊中查得蝸輪的基本許用應力=268應力循環(huán)次數(shù) N=60j=60150000= ()壽命系數(shù) = = ()則 ==268= ()計算中心距 ≥mm=95mm ()取中心距a=97mm,完全滿足要求，取模數(shù)m=2，蝸桿分度圓直徑d1=56mm。這時d1/a=，因此以上計算結果可用。蝸桿與蝸輪主要幾何參數(shù) ①蝸桿 直徑系數(shù) q=d1/m=28齒頂圓直徑 da1=d1+2m=56+212mm=60mm 齒根圓直徑 df1=d1= d12 m (+)=5622(1+)mm= 導程角 γ=18’31’’ 蝸桿軸向齒厚Sa==2mm=②蝸輪 蝸輪齒數(shù) =69分度圓直徑 =m=269mm=138mm 齒頂圓直徑 da2=+2ha2=138+22=143mm 齒根圓直徑 df2==138221mm=134mm 校核齒根彎曲疲勞強度 ()當量齒數(shù) = ()由= +，=，查機械設計手冊可得齒形系數(shù)= 螺旋角系數(shù) =1=1= ()許用彎曲應力 = 從手冊中查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應力 =56 壽命系數(shù) = ()= =56=彎曲強度是滿足的。 、裝配圖的繪制對于上述兩大傳動的設計，從XY絲桿傳動來實現(xiàn)工作臺左右移動，同時蝸輪蝸桿的設計使得工作圓盤呈現(xiàn)圓周的運動，使直線運動變?yōu)閳A周的運動，所以最終設計出具有橫向和縱向的調節(jié)底座，同時具有旋轉功能，： 顯微鏡基座設計圖、本章小結本章通過對傳動機構的整體的選材和整體的設計，通過查閱圖書等資料進行各項的驗證。4 圖紙繪制 軟件的選擇針對前期的學習與認知，使用Auto CAD作為設計的軟件。該軟件常用于機械設計，上手使用比較容易。另一方面社會上也比較廣泛使用。故此選擇該軟件進行設計。 圖紙繪畫根據(jù)先前的設計方向先大體畫出裝配圖，再分塊去繪制細小的零件圖。進而完善自己的圖紙以及論文?？?結本次顯微鏡運動基座的設計，是大學的全部基礎課、技術基礎課程以及全部專業(yè)課程和生產實習的綜合。它包含了機械設計、機械制圖、工程材料、公差、材料力學、理論力學、機械原理等課程。這是我們在進行畢業(yè)之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的鍛煉。它在我們四年的大學生活學習中占有很重要的地位，也為日后走上社會，走進工作崗位后工更好的工作及生活打下了良好的基礎。設計是一項需要嚴謹認真、步步為營態(tài)度的工作，同時設計中需要考慮到社會需要，需要了解到前人設計中的不足與優(yōu)點，吸收優(yōu)點，汲取精華，摒棄糟粕與設計中的不合理現(xiàn)象。所以，設計不僅僅是一項電腦前和辦公室里的工作，它需要走進社會，走入市場，進行設計前的調研，深刻了解到所設計內容的市場情況和人們的需求，才能在此基礎上進行設計工作，進而才能進行產品的優(yōu)化設計。對于本次的調節(jié)運動機構的設計，首先是進行調節(jié)基座的總體方案設計，分析基座的運動工作原理及主要的結構方案進行分析，該運動基座主要包括XY軸的軸向移動和工作臺的旋轉運動，其次是進行主要零部件的選擇與設計，主要是進行絲桿軸的設計，最后根據(jù)所設計的方案進行總體裝配圖的繪制。 致謝感謝我的導師陳純老師他們嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。 感謝我的室友們，從遙遠的家來到這個陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間姐妹般的感情，維系著寢室那份家的融洽。四年了，仿佛就在昨天