测控101班董年刚台式显微镜传动系统设计说明书2.doc

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陕西理工学院课程

设

计

书

机械工程学院测控技术与仪器专业第二组

设计课题：

台视显微镜的传动系统设计

（一）

设计时间：

自2012年12月10日至2012年12月28日

设计地点：

陕西理工学院（北区）

姓名：

董年岗

班级：

测控101班

学号：

1016014012

序言

显微镜是最常用的助视光学仪器，且常被组合在其他光学仪器中。

台式显微镜作为金相、医学和化学分析的常用仪器，广泛地应用在工厂、医院的检验分析室，研究所、高校中学的实验室。

因此，了解并掌握它的构造原理和调整方法，了解并掌握其放大率的概念和测量方法，不仅有助于加深理解透镜的成像原理，也有助于正确使用其他光学仪器。

其原理和机构是集精密设计、工程光学于一体的仪器设备。

一个完整的显微镜系统设计是十分复杂的，涉及到光学设计、机械设计、电路设计等多方面知识。

设计一台显微镜一般要遵循以下步骤：

第一步，要根据显微镜的使用要求来进行显微镜选型设计。

显微镜已经有几百年的发展历史，它的形式也多种多样，根据不同的使用要求显微镜的各种参数有非常大的差异。

第二步，选好形式之后，初步选择它的外形尺寸和放大倍率、分辨率等主要参数。

这一步在一般大学里的工程光学或者应用光学课程中都可以学到。

根据消色差程度的不同分为消色差物镜、平场消色差物镜、平场半复消色差物镜和平场复消色差物镜等4种。

显微目镜相对物镜的结构要简单很多，主要分为惠更斯目镜、平场目镜、广视场目镜、超广视场目镜等多种形式。

第三步，详细设计物镜、目镜以及其它附属结构的光学系统。

现代光学设计一般都使用各种光学设计软件，自动化程度大大提高，减轻了设计人员的劳动量。

第四步，设计显微镜的机械结构。

金相显微镜的工作原理是借助于物镜和目镜通过光学系统放大得像，其放大倍数是目镜与物镜放大倍数的乘积，故而可以“显微”，但要能够正确成像，其物镜和目镜的物距和像距都有一定的要求，要满足这样的要求，其参数（如：

物距或焦距或像距）需要可调，但对于普通金相显微镜来讲，调调节相聚和焦距比较困难，最好是调节物距，因此采用粗调和微调相结合的思路较好，故机械传动设计成为其中必不可少的一部分。

设计时机械设计手册，和光学精密仪器设计手册等参考书是少不了的，尤其是目镜和物镜的机械装配问题，涉及到很精密的结构。

第五步，进行调光、自动调焦、自动工作台和计算机控制等设计。

第六步，软件设计。

有些显微图像需要进行图像处理和专业这些要与软件专业设计人员共同进行。

光学显微镜一般由载物台，聚光照明系统，物镜，目镜，和调焦系统组成。

载物台用于盛放被观察的物体，利用调焦旋钮可以驱动调焦机构，使载物台做粗调和微调的升降运动，是被观察的物体调焦清晰成像，他的上升可以在水平面内沿做精密的移动和转动，一般都把被观察的部位放到视场中。

显微镜的维护也是至关重要的，必须熟练掌握并严格执行使用规程。

拿取显微镜是必须要用一只手握住弯壁，另一只手拖住底座，显微镜不能倾斜，以免目镜从镜筒中划出。

取送时要轻拿轻放。

观察时，不能随便移动显微镜的位置。

保护其干燥，清洁，避免灰尘。

切勿随意转动调焦手轮，使用时用力要轻，转动要慢，转不动不能硬转。

显微镜越来越成为学习，科研，医学领域内不可缺少的一部分，因此对显微镜传动机构的设计也成了一大课题。

目录

一、传动方案拟定………………………………………………………1.各种传动机构的比较………………………………………

2．传动方案拟定…………………………………………

3．传动方案的比较及确定……………………………………………

二、螺纹的主要参数…………………………………

1.螺纹类型…………………………………

2.螺纹主要参数…………………………………………

3.螺距的选择………………………………………………

4.螺纹牙型的选择…………………………………………

5.丝杠螺纹部分长度的确定………………………………

三、丝杠，螺母各参数的确定……………………………………

1．丝杠直径的确定………………………………………

2．基本参数……………………………………

3．不同丝杠的传动精度要求…………………………………

四、滑动螺旋传动计算……………………………………

1.耐磨性计算……………………………………………………

2.稳定性验算……………………………………………

3.强度计算……………………………………………

四．丝杆螺母机构传动精度………………………………………

1.螺纹传动的精度…………………………………………………

2.提高精度的方法………………………………………

五．螺旋传动的空回误差及消除………………………………………

六．误差的主要影响………………………………………

七．螺母传动互换性的使用要求………………………………………

1.传递运动的准确性………………………………………

2.传动的平稳性………………………………………

3.载荷分布的均匀性………………………………………

4.传动侧隙………………………………………

八、设计小结……………………………………………………………

九、致谢…………………………………………………………………

十、参考资料目录………………………………………………………

摘要

机械设计主要包括传动、支承、导轨等设计内容，由于机电一体化系统的机械结构要求有较小的摩擦、较高的精度和刚性，因此，在用传统的方法进行机械设计的同时，应尽量采用现代的精密机械设计方法以提高系统的性能。

丝杠螺母传动是机械系统中常用的传动装置，杠螺母机构又称螺旋传动机构。

它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。

有以传递能量为主的（如螺旋压力机、千斤顶等）；也有以传递运动为主的如机床工作台的进给丝杠）；还有调整零件之问相对位置的螺旋传动机构等

关键词

1、丝杠螺母传动2、导轨

3、运动4、能量

Abstract

MecMechanicaldesignmainlyincludesthetransmission,support,guideandotherdesignelements,duetomechanicalandelectricalintegrationsystemmechanicalstructurerequiresasmallerfriction,highprecisionandrigidity,therefore,inthetraditionalmethodsformechanicaldesignatthesametime,weshouldusemodernprecisionmachinerydesignmethodstoimprovesystemperformance.Screwnuttransmissionmechanicalsystemiscommonlyusedintransmissiondevice,barnutmechanismisalsocalledscrewtransmissionmechanism.Itismainlyusedtoconvertarotarymotionintolinearmotionorlinearmotionintorotarymotiontransformation.Havetotransferenergytogivepriorityto（suchasascrewpress,suchasJack）;alsohastotransfermotionastheworktableofthemachinetoolfeedscrew）;andadjustingpartsofrelativepositionofthescrewtransmissionmechanism

Keyword

1、Screwnuttransmission2、Guide

3、Movement4、Energy

正文

一、传动方案拟定

一．1各种传动机构的比较

（一）齿轮传动机构 

齿轮传动是一种啮合传动。

传动比：

i=n2/n1= z1/z2 

齿轮传动分类：

1、两轴平行的齿轮机构。

2、两轴不平行的齿轮机构。

主要优点：

（1）传递运动可靠，瞬时传动比恒定;

（2）适用的载荷和速度范围大。

（3）使用效率高，寿命长，结构紧凑，外尺寸小;

（4）可传递空间任意配置的两轴之间的运动。

主要缺点：

（1）与螺旋传动、带传动相比，振动和噪声大，不可无级调速;

（2）传动轴之间距离不可过大;

（3）加工复杂，制造成本高。

轮系的分类：

1、定轴轮系。

2、周转轮系。

定轴轮系：

轮系转动时，各齿轮轴线的位置都是固定不变的。

周转轮系：

轮系运转时其中至少有一个齿轮的几何轴线是绕另一齿轮的几何轴线转动的轮系。

周转轮系又分为差动轮系和行星轮系。

差动轮系是两个中心轮都转动。

行星轮系是一个中心轮固定不转。

混合轮系即有定轴轮系又有周转轮系的齿轮传动。

轮系的功用：

（1）可以实现大的传动比;

（2）可以实现较远两轴传动;

（3）从动轴可以获得几种不同传动比;

（4）通过改变齿轮数可以得到从动轴不同转向;

（5）实现运动的合成和分解。

（二）链传动机构 

组成：

主、从动链轮、链条。

功用：

传递运动和动力。

传动比i=n2/n1=z1/z2。

由上式得出：

链传动的传动比与和链轮齿数成反比。

与带传动、齿轮传动相比：

1、优点:

（1）与带传动相比平均传动比准确，传动功率大，轮廓尺寸小。

（2）与齿轮传动相比，传动中心距大。

（3）能在低速重在、高温环境恶略条件下工作。

（4）效率高，最大可达0.99。

2、缺点:

（1）不能保持恒定的瞬时传动比;

（2）链单位长度重量大，引起噪声。

急速反向性能差，不能由于高速。

（三）蜗杆传动机构 

蜗杆传动机构是啮合传动，传递运动和动力。

主要参数：

蜗杆线数k、轴向模数、轴向压力角;蜗轮齿数z、端面模数、端面压力角;旋向。

传动比 i=n2/n1=k/z 

蜗杆蜗轮正确啮合条件：

蜗杆轴向模数、轴向压力角分别等于蜗轮端面模数和端面压力角。

主要特点：

1、降速效果好。

2、传动平稳。

3、有自锁作用（在一定条件下）。

4、效率低。

一般为0.7～0.8，有自锁时0.5。

（四）平面连杆机构 

连杆机构是用铰链、滑道方式，将构件相互联接成的机构，用以实现运动变换和传递动力。

平面连杆机构中各构件都是杆状，所以统称为连杆机构。

或四杆机构。

破碎机破碎机构为曲柄摇杆机构。

为方便起见，只画出能表达其运动特性的简图，称为机构运动简图。

AB称为曲柄，CD称为摇杆，BC称为连杆，AD称为机架。

四杆机构分类：

曲柄摇杆机构;双曲柄机构;双摇杆机构。

应用：

牛头刨床进