精密机械设计基础-第十五章 仪器常用装置分解
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式中
n ——螺杆1的转数
（二）螺旋-斜面微动装置
当螺旋测微器移 动s距离时，被 检测微计2的测 杆位移量为：
S S tan
'
式中 a ——斜面 体的倾斜角
（三）
螺旋一杠杆微动装置
螺杆转动一圈时，摆动杆将对原始位置偏转角 的正切 P 0.3
tan L 102
/
0.0029
（二）指针 1.指针应满足的要求 1)具有明显的端部 2) 足够的强度和刚度 3) 指针对其转动轴的转动惯量应尽可能小
2. 指针尺寸 指针的宽度 一般指针（或指标）末端与标线同宽 指针的长度 1 3 覆盖最短标线长的 4 ~ 4 指标线长度 当标尺标线只有一种长度时，指标线的 长度取为等于标尺标线长度 当标尺标线有两种长度时取两种标线长 度的平均值 当标尺标线有三种长度时取中等长度标 线的长度
二、常用激动装置 （一）螺旋微动装置
1、单副螺旋微动装置的最小微动量为 S min P 360 0
式中 P ——螺杆的螺距; ——人手的灵敏度,即人手轻微旋转手 轮一下,手轮的最小转角
2、差动螺旋微动装置 若两段螺纹旋向一致，则可移动螺母的真正 位移为
s ( P2 P 1 )n
2、分类： 标尺指针（指标）示数装置 自动记录装置 计数装置
二、标尺指针示数装置 （一）标尺 1．标尺的类型 直标尺 圆盘标尺 鼓轮标尺 螺旋标尺
2．标尺的基本参数及其选定 （1）标尺的基本参数： 示值下限 Amin ：标尺开始标线所代表的被测量的最小值 示值上限 Amax ：标尺最后标线所代表的被测量的最大值 示值范围 Amax Amin ：标尺上全部刻度所代表的被测量数值 标度角 max ：对应于示值范围的指针转角 标度长度 lmax ：指针末端（或指标）对应示值范围的线位移 分度（刻度、分划）：标尺上相邻两标线间的间隔 分度值 A ：每一分度所代表的被测量数值 分度尺寸 l ：相邻两标线间的实际距离
3.指针的形状和固定 刀形（图15－15a）：近精读时 矛形（图15－15b）：0.5~1m读数 杆形（图15－15C）： 0.5~1m读数 指针断面形状（图15－16） 指针的固定：圆锥面配合或用紧定螺钉联接” （图15-17）
（三）示数装置的误差及减小误差的方法 示数装置误差 ： 1）标尺和指针等制造不准确引起的误差 2）读数时产生的视差而引起的误差
1 : 1.3 : 1.7 1 : 1.5 1 : 1.2
4）标度角或标度长度的确定 当分度值 A选定后，标尺的总分度数
Amax Amin n A
标度长度
l max nl
标Leabharlann Baidu角
max
l max r
r 为标度圆半径 式中：
3．标尺的材料和精饰 1）常用的标尺材料 铝合金、 黄铜、 青铜、 锌白铜、 银、 结构钢和不锈钢、 玻璃、纸
（3）基本参数的选 定 1）分度尺寸的选定 分度尺寸小于1 时，读数误差增大明 显，而过大会增加标 尺的长度。 一般情况下，取 分度尺寸为1到2.5毫 米，常取1毫米
2）分度值的选定 太小、太小均不 合适，一般
l 1 ~ 2.5mm
可取 A 2Y Y 为仪器的允许误差
l
3）标线尺寸的选定 •宽度 （图15-14） •长度 三种 1 : 1.5 : 2 二种
1．度盘偏心所引起的误差（图15－18a） R 由正弦定理得： e
sin sin 180
e sin R
为减小偏心所引起的误差可采取的方法： （1）减小偏心距和增大度盘半径 （2）采用双边读数法 （图15-8b）
2. 视差 （1）视差 由于读数时视线不与标尺垂直而引起的误差
二、常用锁紧装置 1、分类 （一）径向受力的锁紧装置 顶紧式 （图15-6） 夹紧式 （图15-7） 三点自位均匀收缩薄壁套 （图15-8）
（二）轴向受力锁紧装置 在锁紧装置中，除了可以采用螺旋传动 产生锁紧力外，还可采用凸轮、模块、弹簧、 液压和电磁等其它方法
第四节 示数装置
一、基本要求和分类 1、基本要求 （1）保证足够的精度 （2）读数方便、迅速 （3）保证零点位置准确，并具有零位调整 （4）结构简单、工艺性好
所以杠杆转角
10
（四）齿轮一杠杆微 动装置 齿轮一杠杆微 动装置用于显微镜 工作台的轴向微动， 以实现高倍率物镜 的精确调焦
第三节
锁紧装置
一、设计时应满足的基本要求 1、锁紧时被锁部件的正确位置不被破坏 2、锁紧后的工作过程中，被锁部件不会产生微 动走位现象 3、锁紧力应均匀，大小可以调节 4、结构简单，操作方便，制造修理容易
（2） 等分分度和不等分分度
若所有分度尺寸相等（图15－11a、b）
1 2 n lmax l1 l2 l n
max
若分度尺寸彼此不相等（图15-11c）
1 2 3 l1 l 2 l3
x h tan a 式中 x ——由于视差引起的读数误差 h ——指针末端到标尺平面的距离 a ——视线与标尺法线的夹角。
（2）减小或消除视差常用方法 1）在设计示数装置的结构时，尽量使指针靠 近标尺 （图15－20ab） 2）读数时，尽可能使视线沿标尺的法线方向 （图15-20c）
第十五章 仪器常用装置
第一节
1、常用装置 微动装置 锁紧装置 示数装置 隔振器
概述
2、隔振措施可分为两类 （1）积极隔振： 隔离产生振动的机械（即振动源），使振动 源传出的振动减小 （2）消极隔振： 隔离不产生振动的机械，使外界振动源传人 的振动减小
第二节 微动装置
一、基本要求 1、应有足够的灵敏度 2、传动灵活、平稳，无空回产生 3、工作可靠 调整好的位置应保持稳定 4、微动手轮的转动角度与直线微动的位移 量成正比 5、微动手轮应布置得当，操作方便 6、要有良好的工艺性
n ——螺杆1的转数
（二）螺旋-斜面微动装置
当螺旋测微器移 动s距离时，被 检测微计2的测 杆位移量为：
S S tan
'
式中 a ——斜面 体的倾斜角
（三）
螺旋一杠杆微动装置
螺杆转动一圈时，摆动杆将对原始位置偏转角 的正切 P 0.3
tan L 102
/
0.0029
（二）指针 1.指针应满足的要求 1)具有明显的端部 2) 足够的强度和刚度 3) 指针对其转动轴的转动惯量应尽可能小
2. 指针尺寸 指针的宽度 一般指针（或指标）末端与标线同宽 指针的长度 1 3 覆盖最短标线长的 4 ~ 4 指标线长度 当标尺标线只有一种长度时，指标线的 长度取为等于标尺标线长度 当标尺标线有两种长度时取两种标线长 度的平均值 当标尺标线有三种长度时取中等长度标 线的长度
二、常用激动装置 （一）螺旋微动装置
1、单副螺旋微动装置的最小微动量为 S min P 360 0
式中 P ——螺杆的螺距; ——人手的灵敏度,即人手轻微旋转手 轮一下,手轮的最小转角
2、差动螺旋微动装置 若两段螺纹旋向一致，则可移动螺母的真正 位移为
s ( P2 P 1 )n
2、分类： 标尺指针（指标）示数装置 自动记录装置 计数装置
二、标尺指针示数装置 （一）标尺 1．标尺的类型 直标尺 圆盘标尺 鼓轮标尺 螺旋标尺
2．标尺的基本参数及其选定 （1）标尺的基本参数： 示值下限 Amin ：标尺开始标线所代表的被测量的最小值 示值上限 Amax ：标尺最后标线所代表的被测量的最大值 示值范围 Amax Amin ：标尺上全部刻度所代表的被测量数值 标度角 max ：对应于示值范围的指针转角 标度长度 lmax ：指针末端（或指标）对应示值范围的线位移 分度（刻度、分划）：标尺上相邻两标线间的间隔 分度值 A ：每一分度所代表的被测量数值 分度尺寸 l ：相邻两标线间的实际距离
3.指针的形状和固定 刀形（图15－15a）：近精读时 矛形（图15－15b）：0.5~1m读数 杆形（图15－15C）： 0.5~1m读数 指针断面形状（图15－16） 指针的固定：圆锥面配合或用紧定螺钉联接” （图15-17）
（三）示数装置的误差及减小误差的方法 示数装置误差 ： 1）标尺和指针等制造不准确引起的误差 2）读数时产生的视差而引起的误差
1 : 1.3 : 1.7 1 : 1.5 1 : 1.2
4）标度角或标度长度的确定 当分度值 A选定后，标尺的总分度数
Amax Amin n A
标度长度
l max nl
标Leabharlann Baidu角
max
l max r
r 为标度圆半径 式中：
3．标尺的材料和精饰 1）常用的标尺材料 铝合金、 黄铜、 青铜、 锌白铜、 银、 结构钢和不锈钢、 玻璃、纸
（3）基本参数的选 定 1）分度尺寸的选定 分度尺寸小于1 时，读数误差增大明 显，而过大会增加标 尺的长度。 一般情况下，取 分度尺寸为1到2.5毫 米，常取1毫米
2）分度值的选定 太小、太小均不 合适，一般
l 1 ~ 2.5mm
可取 A 2Y Y 为仪器的允许误差
l
3）标线尺寸的选定 •宽度 （图15-14） •长度 三种 1 : 1.5 : 2 二种
1．度盘偏心所引起的误差（图15－18a） R 由正弦定理得： e
sin sin 180
e sin R
为减小偏心所引起的误差可采取的方法： （1）减小偏心距和增大度盘半径 （2）采用双边读数法 （图15-8b）
2. 视差 （1）视差 由于读数时视线不与标尺垂直而引起的误差
二、常用锁紧装置 1、分类 （一）径向受力的锁紧装置 顶紧式 （图15-6） 夹紧式 （图15-7） 三点自位均匀收缩薄壁套 （图15-8）
（二）轴向受力锁紧装置 在锁紧装置中，除了可以采用螺旋传动 产生锁紧力外，还可采用凸轮、模块、弹簧、 液压和电磁等其它方法
第四节 示数装置
一、基本要求和分类 1、基本要求 （1）保证足够的精度 （2）读数方便、迅速 （3）保证零点位置准确，并具有零位调整 （4）结构简单、工艺性好
所以杠杆转角
10
（四）齿轮一杠杆微 动装置 齿轮一杠杆微 动装置用于显微镜 工作台的轴向微动， 以实现高倍率物镜 的精确调焦
第三节
锁紧装置
一、设计时应满足的基本要求 1、锁紧时被锁部件的正确位置不被破坏 2、锁紧后的工作过程中，被锁部件不会产生微 动走位现象 3、锁紧力应均匀，大小可以调节 4、结构简单，操作方便，制造修理容易
（2） 等分分度和不等分分度
若所有分度尺寸相等（图15－11a、b）
1 2 n lmax l1 l2 l n
max
若分度尺寸彼此不相等（图15-11c）
1 2 3 l1 l 2 l3
x h tan a 式中 x ——由于视差引起的读数误差 h ——指针末端到标尺平面的距离 a ——视线与标尺法线的夹角。
（2）减小或消除视差常用方法 1）在设计示数装置的结构时，尽量使指针靠 近标尺 （图15－20ab） 2）读数时，尽可能使视线沿标尺的法线方向 （图15-20c）
第十五章 仪器常用装置
第一节
1、常用装置 微动装置 锁紧装置 示数装置 隔振器
概述
2、隔振措施可分为两类 （1）积极隔振： 隔离产生振动的机械（即振动源），使振动 源传出的振动减小 （2）消极隔振： 隔离不产生振动的机械，使外界振动源传人 的振动减小
第二节 微动装置
一、基本要求 1、应有足够的灵敏度 2、传动灵活、平稳，无空回产生 3、工作可靠 调整好的位置应保持稳定 4、微动手轮的转动角度与直线微动的位移 量成正比 5、微动手轮应布置得当，操作方便 6、要有良好的工艺性