【正文】 制：MXL—L型，40~50mm/s。H型，35~40mm/s；XH、XXH型，25~30mm/，v=40~50m/s,合適。4）同步帶的節(jié)線長度、齒數(shù)及傳動(dòng)中心距 圖4. 3 示意圖 ()式中，d——帶輪的節(jié)圓直徑；——初選傳動(dòng)中心距初選=240mm帶入數(shù)據(jù)，，圓整為86(4) 確定實(shí)際所需要的同步帶寬度計(jì)算所選型號(hào)同步帶在基準(zhǔn)寬度下所允許傳遞的額定功率 ()式中，——各種型號(hào)同步帶在基準(zhǔn)寬度下的作用，m——各種型號(hào)同步帶的單位長度質(zhì)量（kg/m），V——同步帶傳遞速度（m/s）帶入數(shù)據(jù)，=244，m=,v= =因?yàn)?。所以?shí)際帶寬 ()帶入數(shù)據(jù)，=(5) 帶的工作能力驗(yàn)算需滿足 ()帶入數(shù)據(jù)，P=,所以合格。(6) 同步帶輪選用直線齒廓，無擋圈的帶輪。由于帶輪的直徑均不大，大、小帶輪都采用實(shí)心式。在精密的測量儀器中，導(dǎo)軌部件是重要的部件之一。導(dǎo)軌部件由運(yùn)動(dòng)支承和支承導(dǎo)軌組成。導(dǎo)軌部件的功能是不僅能可靠地承受外加載荷，而更主要的是保證運(yùn)動(dòng)件的定位以及運(yùn)動(dòng)精度，這對(duì)于三坐標(biāo)測量機(jī)非常重要。在導(dǎo)向和承載的前提下，既保證運(yùn)動(dòng)部件在外力作用下，能準(zhǔn)確地沿著一定的方向運(yùn)動(dòng)。在導(dǎo)軌副中，運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌叫做動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)的導(dǎo)軌叫做支撐導(dǎo)軌。動(dòng)導(dǎo)軌相對(duì)于支撐導(dǎo)軌通常只有一個(gè)自由度，即直線運(yùn)動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。機(jī)床導(dǎo)軌的質(zhì)量在一定程度上決定了機(jī)床的加工質(zhì)量、工作能力和加工質(zhì)量。因此導(dǎo)軌必須滿足以下基本要求：導(dǎo)軌在空載和在切削條件下運(yùn)動(dòng)時(shí)，都應(yīng)該具有足夠的導(dǎo)向精度。所謂導(dǎo)向精度是指動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確性。為了長期保持導(dǎo)向精度，對(duì)導(dǎo)軌提出了剛度和耐磨性的要求。若剛度不足，則直接影響部件之間的相對(duì)位置精度和導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度，使導(dǎo)軌上的壓強(qiáng)分布不均，加劇導(dǎo)軌的磨損，所以剛度是導(dǎo)軌工作質(zhì)量的另一個(gè)指標(biāo)。導(dǎo)軌的耐磨性是決定導(dǎo)向精度能否保持長期性的關(guān)鍵，是衡量機(jī)床質(zhì)量的重要直指標(biāo)。導(dǎo)軌的耐磨性和導(dǎo)軌材料、導(dǎo)軌面的摩擦性質(zhì)、導(dǎo)軌的受力情況及兩導(dǎo)軌的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。即在保證在低速運(yùn)動(dòng)或微量位移時(shí)不出現(xiàn)不平穩(wěn)的想象。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)的不平穩(wěn)將是加工表面的粗糙度增加；定位運(yùn)動(dòng)時(shí)的不平穩(wěn)，將降低定位精度。低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和潤滑，動(dòng)靜摩擦系數(shù)的差值，以及傳動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度有關(guān)。在可能的情況下，應(yīng)盡量使導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)簡單，便于制造和維護(hù)。對(duì)于刮研導(dǎo)軌，應(yīng)盡量減少刮研量；對(duì)于鑲裝導(dǎo)軌，應(yīng)做到更換容易。在測量機(jī)的導(dǎo)軌設(shè)計(jì)中可采用機(jī)床及儀器用的各種導(dǎo)軌形式。所不同的是測量機(jī)有著自身的特點(diǎn)及精度的要求。常用的導(dǎo)軌可分為滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和氣浮導(dǎo)軌等。應(yīng)用于三坐標(biāo)中的主要有氣浮導(dǎo)軌及滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌，而滾動(dòng)導(dǎo)軌應(yīng)用較少。這是因?yàn)闊o論是滾珠導(dǎo)軌，還是滾柱導(dǎo)軌，耐磨性都較差，剛度也叫滑動(dòng)導(dǎo)軌的低。滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副一般是由導(dǎo)軌、滑塊、返向器、滾動(dòng)體和保持器等組成。它是一種新型的、作相對(duì)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的滾動(dòng)支承，能以滑塊和導(dǎo)軌間的鋼球滾動(dòng)來代替直接的滑動(dòng)接觸，并且滾動(dòng)體可以在滾道和滑塊內(nèi)實(shí)現(xiàn)無限循環(huán)。基于結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，其與滑動(dòng)導(dǎo)軌相比，它具有卓越的特點(diǎn)和優(yōu)良的使用性能，因此得到廣泛的應(yīng)用.滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副一般按溝槽形狀劃分有單圓弧溝槽及雙圓弧溝槽兩種形式。單圓弧溝槽為兩點(diǎn)接觸，雙圓弧溝槽一般為四點(diǎn)接觸方式， 所示。承載時(shí)鋼球與圓弧形的溝槽為彈性接觸，其接觸區(qū)域?yàn)闄E圓形狀。根據(jù)滾動(dòng)軸承理論可知鋼球滾動(dòng)時(shí)，由于接觸區(qū)內(nèi)各點(diǎn)滾動(dòng)半徑不同會(huì)產(chǎn)生線速度的差異，從而引起差動(dòng)滑動(dòng)和差動(dòng)摩擦。由于接觸橢圓的近軸點(diǎn)與鋼球回轉(zhuǎn)軸線的距離較短，遠(yuǎn)軸點(diǎn)與鋼球回轉(zhuǎn)軸線的距離較長，因此這種回轉(zhuǎn)半徑差將會(huì)導(dǎo)致差動(dòng)滑動(dòng)和差動(dòng)摩擦。 導(dǎo)軌氣浮導(dǎo)軌是近年來測量機(jī)廣泛應(yīng)用的形式，它有許多優(yōu)點(diǎn)如：摩擦系數(shù)小、工作平穩(wěn)、運(yùn)動(dòng)精度高、磨損小等等，因此許多廠家都采用氣浮靜壓導(dǎo)軌。，其中X,Y,Z三個(gè)坐標(biāo)的導(dǎo)軌全部應(yīng)用空氣靜壓導(dǎo)軌。X導(dǎo)軌有六個(gè)氣墊，其中16，20,24為承載氣墊，靠它們承受整個(gè)移動(dòng)橋的重量，并保持一定間隙。當(dāng)橋框沿X方向移動(dòng)時(shí)，它們同時(shí)起使橋框平行于XY平面運(yùn)動(dòng)的作用，即起限制在Z向的直線度運(yùn)動(dòng)誤差和繞X,Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的作用。21,23為導(dǎo)向氣墊，它們限制橋框在Y方向的直線度運(yùn)動(dòng)誤差和繞Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。氣墊22為壓緊氣墊，他使21,23與導(dǎo)軌之間有一定的預(yù)緊力。 氣浮塊的布局綜上所述可知，在導(dǎo)軌的選用時(shí)，考慮到其經(jīng)濟(jì)性和測量的精度要求，選擇氣浮導(dǎo)軌最為合適。 氣浮導(dǎo)軌的整體布局。大理石工作臺(tái)作X向運(yùn)動(dòng)，它和Y軸滑座以及Z向主軸都在有預(yù)應(yīng)力空氣軸承上滑動(dòng)，摩擦很小。 MPa氣壓的空氣。大理石表面平面度可做的很高，微量的不平可有氣墊的平均效應(yīng)補(bǔ)償。很高的氣壓容易清除沉積，同時(shí)也消除了可能導(dǎo)致測量誤差的摩擦熱。為支撐工作臺(tái)重量，作為X向?qū)к売兴膫€(gè)支承氣墊2，四個(gè)側(cè)向支承氣墊2，四個(gè)側(cè)向氣墊1以60度角的布局構(gòu)成氣浮煙味道軌，產(chǎn)生一個(gè)向下的垂直分力，形成了支撐軸承的預(yù)應(yīng)力。這樣的布局使工作在不對(duì)稱載荷下仍能平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)，保持良好的運(yùn)動(dòng)精度。 三坐標(biāo)測量機(jī)空氣軸承布局結(jié) 論經(jīng)過近四個(gè)月的設(shè)計(jì)工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要完成了以下任務(wù)：(1) 根據(jù)所給的測量范圍，測量速度和工件允許重量，對(duì)三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行了總體布局，并定出了主要尺寸。(2) 分析了機(jī)身采用焊接件和鑄造結(jié)合的的加工工藝，完成了機(jī)身的選擇設(shè)計(jì)。(3) 完成了對(duì)工作情況的過程分析設(shè)計(jì)，分析了機(jī)械測頭和電器測頭的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)測量時(shí)自重造成的誤差，從而對(duì)整個(gè)測量過程有了全面的掌握。最后根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，完成了最終選型。(4) 通過對(duì)精度的分析，完成了對(duì)機(jī)械式，機(jī)電式的標(biāo)尺分析和比較。最終確定測量的標(biāo)尺系統(tǒng)。(5) 分析了步進(jìn)電機(jī)的工作原理和特點(diǎn)，根據(jù)計(jì)算出來的速度，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，轉(zhuǎn)矩選擇步進(jìn)電機(jī)，并且對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行校驗(yàn)。(6) 分析了同步帶的優(yōu)缺點(diǎn)，研究了其分類和材料組成，按照同步帶的設(shè)計(jì)方法完成了同步帶和同步帶輪的設(shè)計(jì)，并驗(yàn)證了同步帶的工作能力。(7) 對(duì)各種絲杠進(jìn)行比較選擇，分析了滾珠絲杠的優(yōu)點(diǎn)。大體估計(jì)出工作臺(tái)及其附屬部件的重量，然后結(jié)合精度要求對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算與選擇，定出滾珠絲杠主要參數(shù)，并且對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行必要的校核。(8) 分析了導(dǎo)軌的功用、分類和基本要求，著重介紹了滾動(dòng)直線導(dǎo)軌和氣壓導(dǎo)軌的特點(diǎn)，并根據(jù)經(jīng)濟(jì)型要求最終確定組合，確定出了導(dǎo)軌的類型和布局。(9) 運(yùn)用三維軟件（Solid works）對(duì)三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行了三維造型。由于水平有限，有設(shè)計(jì)的測量機(jī)還有許多要改進(jìn)的地方，也遇到了很多的問題。首先是測量的精度問題，考慮到材料的熱變形效應(yīng)和結(jié)構(gòu)的受力變形問題，設(shè)計(jì)中材料的選擇和機(jī)身結(jié)構(gòu)還需要進(jìn)一步完善。近年來測量機(jī)的發(fā)展很迅速，各種新技術(shù)被應(yīng)用到監(jiān)測系統(tǒng)中加上軟件開發(fā)的不斷完善，測量機(jī)的測量精度已經(jīng)達(dá)到很高水平。因此本設(shè)計(jì)僅僅完成測量機(jī)的基本功能，很多模塊需要進(jìn)步發(fā)展。鑒于以上各種原因，希望大家批評(píng)指正，將設(shè)計(jì)進(jìn)一步完善。參 考 文 獻(xiàn)[1] 張磊基. 于虛擬樣機(jī)技術(shù)的虛擬三坐標(biāo)測量機(jī)研究[D]. 沈陽: 東北大學(xué), 2005：3567[2] 姜雅彥. QIC三坐標(biāo)測量機(jī)數(shù)控系統(tǒng)[D]. 天津: 天津大學(xué), 2004：201215[3] 馬新輝. 智能三坐標(biāo)測量機(jī)的研究[D]. 天津: 天津大學(xué), 2002：4978[4] 解則曉. 基于三坐標(biāo)測量機(jī)的自由曲面非接觸測量技術(shù)的研究[D].天津: 天津大學(xué), 1999：5668[5] 王琦. 納米三坐標(biāo)測量機(jī)的精度設(shè)計(jì)與誤差修正[D]. 合肥: 合肥工業(yè)大學(xué), 2006：234245[6] 鄧雪漫. 提高三坐標(biāo)測量機(jī)光測頭性能的研究[D]. 成都: 四川大學(xué), 2006：134143[7] 林慎旺. 三坐標(biāo)測量機(jī)精度檢測評(píng)定及虛擬坐標(biāo)系統(tǒng)研究[D]. 合肥合肥工業(yè)大學(xué),2004：9098[8] 文毅. 基于三坐標(biāo)測量機(jī)的檢測規(guī)劃系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 西安: 西安交通大學(xué), 1999：5990[9]《機(jī)械工程標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》編委會(huì). 機(jī)械工程標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)[M]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, ：67123[10] Lo chincling. Feedback interpolators for CNC machine tools. Journal of Manufacturing Science and Engineering [J].Transaction of ASME, 1999：102167[11] 徐灝. 機(jī)械工程標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版, ：3995[12] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 第2版. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, ：121134[13] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2000：79102[14] 趙丹陽, 宋滿倉, 王敏杰. 三坐標(biāo)測量機(jī)技術(shù)改造關(guān)鍵技術(shù)[J]. 計(jì)量技術(shù), 2004年第3期:6769.[15] 安衛(wèi). 三坐標(biāo)測量機(jī)使用現(xiàn)狀與發(fā)展動(dòng)態(tài)[J].計(jì)量技術(shù), 1999年第6期:141[16] Jug Hula, Wang W C. Error correction of laser scanning system for reverse engineering [J].Proceedings of the Second International Symposium on Instrumentation Science and Technology, 2002, 4:4245.[17] Xi F L, Fens H. Error pensation for threedimensional line laser scanning data [J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2001, 162(3):211216[18]Gum P. A Knowledgebased Inspection Process Planning System for Coordinate Measuring Machines. Journal of Intelligent Manufacturing, 1994, (5):351363[19] 張國雄. 三坐標(biāo)測量機(jī)[M]. 天津: 天津大學(xué)出版社, 1999：2221[20] Kim WeanSeek, Raman Shiva Kumar. On the selection of flatness measurement points in Coordinate measuring machine inspection [J]. International Journal of Machine Toolsamp。 Manufacture, 2000, 40: 427443[21]廖希亮, 陳清奎. 計(jì)算機(jī)繪圖與三維造型[D]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2003：3790