第9章-仪器常用装置

时，即x=t,取
L=45mm,t=0.75mm。可得i约为377。
• 该机构结构简单，紧凑，在加工装调中只要丝杆加工精度
保证，轴定中性好，测量时就比较稳定、可靠，可以满足 超光滑表面粗糙度测试的要求。
9.3 锁 紧 装 置
• 1、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。
❖螺旋微动装置的改进一
9.2 微 动 装 置
差动螺旋装置1
螺杆1A、B两段
螺纹的螺距分别为
第
P1、P2
九
章
仪
器
常
用 装
s P2 P1 n
置
压力弹ห้องสมุดไป่ตู้ 用来消除空 回
优点：提高灵敏度
❖螺旋微动装置的改进二
差动螺旋装置2
第 九 章 仪 器 常 用 装 置
9.2 微 动 装 置
零件2的外螺纹和 内螺纹的螺距分别 为P1、P2
1-马达
第 九 章
2-丝杆 3-螺母
仪 器
4-滑槽
常 用 装
5-滑轮 6-球心转轴
置
7-被测元件
8-工作台
• 当马达转动时，使球面7绕球心6转动，其 每个采样点的转角：
第 九 章 仪 器 常 用 装 置
• 由上式可见，当R=25mm时，转角a约为0.001°。
• 一般步进电机直接驱动不能达到如此小的转角，而利用上
第 述的微动机构却可以达到如此小的转角，它具有较大的传 九 动比，其原理如下：
章
仪
器 常 用 装
•
当马达1驱动丝杆转动，该丝杆螺母系统是以丝杆2固定并 转动，螺母3移动的传动机构。螺母3在滑槽4中移动，螺 母上装有滑轮5，滑槽与转轴为一体，因而当滑轮5在滑槽
置 4中的运功时，带动工作台8绕转轴中心点转动，样品7置
度微动）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，并经久耐用。
根据微动装置的机理可分为两类——
第 九 章
机械式：螺旋、螺旋斜面、齿轮杠杆、蜗 轮与凸轮等微动装置
仪
器 常
机电式：压电陶瓷、电磁式、电热伸缩式
用
装
置
9.2.2、常用机械式微动装置 9.2 微 动 装 置
第 九 章
焦。原动部分是带有小齿轮（z1） 的手柄轴1，转动手柄时，通过
仪 三级齿轮减速，带动扇形齿轮
器 常
（z6）的微小转动，再通过杠杆
用 机构将扇形齿轮的微小转动，变
装 置
为工作台2的上下微动。工作台 内的压缩弹簧所产生的推力，可
用以消除齿轮副的间隙所产生的
空回误差。
9.2 微 动 装 置
5.摩擦微动装置
器
常 用
精度要求较高
装
置 若使tanα=1/50，微分筒转动一
格，使测微螺杆轴向位移
0.01mm
则： S´= 0.01mm×1/50=0.0002 mm
要求S´与α严格成正比例的关 系，因此对 α和斜面精度要求高。
9.2 微 动 装 置
实例2：
3.螺旋—杠杆微动装置
第 九 章 仪 器 常 用 装 置
常 工艺的需求已日益提高，仪器的精度及灵敏度要求要
用 装
越来越高。可靠的微位移装置用来解决此类的问题需
置 求，然而普通的机械式的位移装置如：螺旋、螺旋斜
面、齿轮杠杆、蜗轮与凸轮等微动装置已远远不能适
应上述要求，近年来机电式的微位移装置如压电陶瓷
式、电磁式等微动装置也日益发展起来，并大量应用
于各种精密测试机定位装置中。
9.2 微 动 装 置
3.螺旋—杠杆微动装置
9.2 微 动 装 置
• 设摆动杆臂长L=102 mm ，测微螺杆的螺距 P=0.3 mm ，试计算读数手轮的分度值。
第 九
解：螺杆转动一圈时，沿轴向移动一个螺距P=0.3 mm ，
章 则摆动杆9对原始位置偏转α角
仪 器
tan P 0.3 0.0029
第九章 仪器常用装置
9.1 概 述
• 仪器常用装置包括有微动装置、锁紧装置、示数装
置和隔振器等
第 九 章 仪 器 常 用 装 置
9.2 微 动 装 置
• 微动装置是精密仪器中使某一部件在一定 范围内，产生平稳和微量移动的装置。
第
九
章 仪 器
➢当前随着科学技术的迅速发展，尤其是在微电子、 生物、材料等学科中高科技的要求，对于制造及加工
9.2 微 动 装 置
• 9.2.1、设计时应满足的基本要求
1)应有足够的灵敏度，使微动装置的最小
第 九
位移量能满足精密机械的使用要求。
章 仪
2)传动灵活、平稳，无空回产生。
器 常
3)工作可靠，调整好的位置应保持稳定。
用
装 置
4)若微动装置包括在仪器的读数系统中，
则要求微动手轮的转动角度与直线微动（或角
s P2 P1 n
• 提高灵敏度 • 减小轴向尺寸
2.螺旋—斜面微动装置 实例1：
第 九 章 仪 器 常 用 装 置
当螺杆1转 动时，可 使标准斜 面推动工 作台6移动， 其运动关 系为：
2.螺旋—斜面微动装置
• 螺旋测微器移动距离
第 时，被检测微计2的
九 章
测杆位移量为
仪
S´= S tan
第 九 章 仪 器 常 用 装 置
万能测长仪中，应用摩擦微动装置移动刻 度标尺，使其能精确对准零刻度点。
第 九 章 仪 器 常 用 装 置
轴2与测量轴1之间产生摩擦力，使测量 轴1移动，实现刻度标尺的微动，达到 精确调整零位的目的
第 九 章 仪 器 常 用 装 置
❖补：机械式微位移机构在精密仪器中的应用
于工作台上，使样品的球心与转轴重合，就可以进行球面
扫描。
• 转轴至丝杆的中心距离为L，被测球面的半径为R，取R小
于L，其杠杆缩小比为R/L，当马达转角 时丝杆移动量x,
则可得到采样长度l为：
第
l t• • R
九
2 L
章 仪
•
该机构的传动比为：，
器
i
'
2 t/L
常
用
装 置
•
式中 '
为扫描时球面转角 ，当 转 2
• 1.螺旋微动装置
结构简单，制造较方便，应用广泛
第
九 章
最小微动量Smin
仪
器 常 用
Smin P 360
装
置 Δφ——人手的灵敏度，即
人手轻微旋转手轮一下，手
图9.1 万能工具显微镜微动装置
轮的最小转角。在良好的工
作条件下，当手轮的直径为φ15~φ60mm时，Δφ为
1º~1/4º。手轮的直径大，灵敏度也高些。
常
L 102
用
α≈10′
装 置
即读数套筒的分度值为10′
将读数手轮一周分为60格，由于读数手轮转动一
圈时为10′，因而在转动一格时将等于10″。读数手轮
的分度值就为10″。
微动装置的全读数，等于读数手轮的整转数加上读数手轮转 动的分度值。
4.齿轮—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