武汉理工-微动装置课设说明书

课程设计任务书

学生姓名：专业班级：

指导教师：工作单位：

题目: 仪器仪表机构零件及工艺课程设计

——微动装置设计

初始条件：

微动装置是仪器仪表中的一个重要部件，一般用于精确、微量地调节某一部件的相对位置。设计中要求微调装置有示数装置，以表示调节的数量，微调方式、微调量、示数方式自定，并要求综合考虑装置的工艺性。

要求完成的主要任务:

1．课程设计内容：

（1）确定微动装置的结构形式：螺旋---微动、螺旋---斜面微动、螺旋---杠杆微动、螺旋---齿轮微动、弹性微动及其它。

（2）计算微动量。采用不同的结构形式有不同的计算方法，必须根据所采用的结构形式用相应的公式

来计算。

（3）设计示数装置时，首先要确定标尺的类型、基本参数，通过计算得出相关数据，在选材时要注意

材料的装饰性能。

（4）采用人工微动调节，要注意操作的方便性，人手的灵敏度计算，采用自动调节，还须设计相应的控制部分。

（5）要考虑装置的装配工艺性以及各零部件的工艺性是否合理，重点分析1-2个主要零件的工艺性，并拟定工艺路线，进行工艺分析。

（6）采用3D打印一个零件实物。

2. 说明书要求

要有完整的计算资料，必备的设计图形和文字说明，说明书要求4000字左右。说明书的编写和装订要符合武汉理工大学有关课程设计的规范。要求用CAD绘图，机械图纸（至少一张2号图纸和1张主要零件图）、电路图纸（可选做）要符合国家标准。

3．课程设计答辩

根据设计者提供的设计资料，检查其是否完善，尽量提出能反映设计者设计能力的问题，根据回答情况给分。

时间安排：

指导教师签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

前言

微动装置一般用于精确、微量地调节某一部件的相对位置，它们常常是构成精密机械和仪器的不可缺少的部分或重要的部件。常见的微动装置的结构形式有螺旋---微动、螺旋---斜面微动、螺旋---杠杆微动、螺旋---齿轮微动、弹性微动等。如：显微镜中，调节物体相对物镜的距离，使物象在视场中清晰，便于观察；在仪器的读数系统中，调整刻度尺的零位，如在万能测长仪中，用摩擦微动装置调整刻度尺的零位；还可用于仪器工作台的微调，如万能工具显微镜中工作台的微调装置。

微动装置性能的好坏，在一定程度上影响精密机械的精度和操作性能。因此，对微动装置的基本要求是：

（1）应有足够的灵敏度，使微动装置的最小位移量能满足精密机械的使用要求。

（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）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。

目录

1总体方案 (1)

1.1微动装置结构分析 (1)

1.2螺旋微动装置的用途 (1)

1.3螺旋微动的工作原理 (1)

2结构设计 (2)

2.1螺杆的设计 (2)

2.2挡块的设计 (3)

2.3紧定螺钉的选用 (3)

2.4螺母的设计 (3)

2.5刻度套筒的设计 (4)

2.6手轮的设计 (5)

2.7螺钉的选用 (5)

2.8机架的设计 (6)

3主要零件--螺杆的工艺 (7)

3.1零件工艺分析 (7)

3.2工艺流程 (7)

4小结 (8)

参考文献 (10)

螺旋微动装置设计

1总体方案

1.1微动装置结构分析

图1.1

如图1.1所示，这次设计的是一个螺旋微动装置。图中，右侧是一个螺旋微动装置，下方是机架，左侧是挡块。旋动右侧的螺旋微动装置，推进螺杆向左移动；当右侧的螺旋微动装置往回旋转，螺杆向右缩回。

整个装置结构简单，操作便捷，传动误差小，控制精度高，具有很高的实用价值。

1.2螺旋微动装置的用途

螺旋微动装置既可以用于对未消量的精确测量，也可以用于对微小移动量的控制。前者的实际利用例子有螺旋测微器，后者的实际利用例子是机床上对刀具的微量移动的控制，以切削得到尺寸精确的零件

1.3螺旋微动的工作原理

螺旋微动装置由螺杆、螺母、挡块、微动手轮、刻度套筒等组成。整个装置固定在机架上。旋转微动手轮时，螺杆前后移动。

1.3.1螺旋微动装置的最小微动量

螺旋微动装置的最小微动量S min为

S min=P（△φ/360°）

式中P为螺杆的螺距；

△φ为人手的灵敏度，即人手轻微旋转手轮一下，手轮的最小转角。在良好的工作条件下，当手轮的直径为φ15-φ60mm时，△φ为1°-1/4°。手轮的直径大，灵敏度也高些。

由上面的式子可知，要想进一步提高螺旋微动装置的灵敏度，可以增大手轮和减小螺距。但手轮太大不仅使微动装置的空间体积增大，而且由于操作不灵便反而使灵敏度降低。若螺距太小，则加工难度太大，使用时也容易磨损。也正是这些原因，本次设计采用了螺旋装置，来提高微动装置的灵敏度。

1.3.2螺旋微动装置的精度

△S=P/N

式中，P为螺杆的螺距，N为手轮上刻度的个数。

本次设计中，选取螺距P为1mm的螺纹，手轮上的刻度个数N为100，则该微动装置的精度△S=P/N=1mm/100=0.01mm。

该装置的最小微动量S min必须小于其精度△S。

1.3.3材料说明

该微动装置实现的是精度传导，不是传递动力，其各个零件受力均非常小，各零件尺寸大小适中选取即可，无需对其进行强度及刚度的校核，可省略不必要的、复杂的计算。

2结构设计

2.1螺杆的设计

2.1.1螺杆的尺寸设计

螺杆的总长设计为155mm，查询常用螺纹的用途和特征表可知，普通螺纹应用最广泛，生产成本低，其细牙螺纹适用于轴向微调机构，因此，螺杆上的螺纹选用普通螺纹；为了工作中传导能够平稳精确，旋合长度需要足够长，所以螺纹的设计长度为50mm；根据普通螺纹直径与螺距标准组合列表，选用螺纹M12x1。螺杆右端长度设计为20mm的圆柱，为了对螺杆的行程进行限制，应该使圆柱直径大于螺杆式螺纹的大径，圆柱直径设计为16mm。

2.1.2螺杆的表面粗糙度

螺杆的右边圆柱表面粗糙度采用Ra3.2，以使螺杆与螺母光滑精密配合，实