文档介绍：Henan Polytechnic University
课程设计说明书

设计题目: 三维坐标精密工作台设计
专业班级: 测控08-02班
学生姓名:
学生学号:
指导教师:
设计日期: 2011,6
摘要
三坐标测量工作台是近 40 年发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器。它广泛地应用于机械制造、电子、汽车和航空航天等工业领域中。它可以进行零件和部件的尺寸、形状及相互位置的检测。如箱体、导轨、涡轮和叶片、缸体、凸轮、形体等空间型面的测量。此外,还可以用于划线、定中心孔、光刻集成电路等,并可对连续曲面进行扫描及制备数控机床的加工程序等。三坐标精密工作台主要应用于工程光学实验。利用各种附件的组合和适当的调整,以及配备观察和光学检测仪器,可进行几何光学和物理光学实验。
关键词:三坐标测量台导轨丝杠
三坐标工作台主视图
设计目的
《三坐标精密工作台》课程设计是一个重要的实践性教学环节,要求学生综合的运用所学的理论知识,独立进行的设计训练,主要目的:
,使学生全面地、系统地了解和掌握三坐标工作台的基本组成及其工作原理,学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。
,掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算及选用的方式。
,学习并树立“系统设计”的思想。
、查阅文献资料及撰写科技论文的能力。
二总体设计思路
(接受)设计任务-(拟定)设计方案-设计计算-绘制装配图-绘制零件图
设计过程中需注意以下内容:
1)满足使用要求(功能、可靠性及精度要求)
2)注意工艺性(结构合理、简单,经济性,外观要求)
3)熟悉有关规范、标准、手册掌握正确的设计思想。
设计中涉及到的零件材料、结构等,均需按照有关标准选择;零件的尺寸、公差等亦应符合相关标准;制图也要符合一定的规范。因此在课程设计过程中要求同学学习、掌握查阅标准及使用手册的
力。
三、设计任务
本次课程设计学生应完成微调工作台的设计,要求X/Y/。其它附件不设计。三坐标微调工作台X、Y、Z轴方向的导轨及传动机构,负载重量G=10N,工作台面尺寸C×B×H=145mm×160mm×12mm,X、Y、Z三轴的调节范围分别为70mm,70mm,、零件图,并写出设计说明书。
四、设计主要步骤
总体方案设计
根据工作台的相关参数及测量精度要求选择导轨、螺旋传动副及其它零部件。
工作台的尺寸是长度为160mm,宽度为145mm,高度为12mm。它的材料是密度为的灰铸铁HT200。工作台的最大负载重量G=10N,。并初步拟定选用密度为灰铸铁为导轨材料,密度为合金工具钢为丝杠材料。

滑动导轨
由于工作台的运动部件重量和工作载荷不大,以及各个方向行程比较短,故采用刚度较好的滑动直线运动导轨,如图4-1所示,这种导轨结构简单,制造和维护均方便,所需费用在各类导轨中是最低的,抗振性好,承载能力大,能提高运动的稳定性。由于X、Y方向导轨所受静载荷不同而所选材料相同,故只考虑受载荷较大(Y方向)的导轨进行计算与校核,只要其导轨满足设计要求,则X方向导轨一定满足设计要求。

按运动形成导轨可分为直线运动导轨和回转运动导轨两种,由于设计要求导轨作往复直线运动,故选用直线运动导轨。
按摩擦性质导轨可分为滑动导轨与滚动导轨两类。由于滑动导轨结构简单,制造和维护方便,所需费用低廉,抗振性好,且由于导轨行程较短,经综合考虑故选用滑动导轨。
按导轨截面形状导轨有V形、矩形、燕尾形、圆柱形、平面形、锥面环形等。由于V形导轨在各种截面中导向精度最高,且根据设计导轨行程较短,故采用V形导轨。

用于导轨的材料,应具有耐磨性好,摩擦因数小,并且具有良好的加工和热处理性质,本设计导轨材料应选用灰铸铁HT200,它有较好的耐磨性,灰铸铁密度为,硬度一般为180-200HBW。为了提高导轨表面硬度,采用表面淬火工艺,可以是表面硬度达到55HRC,耐磨性可提高1-3倍。

计算的假设
导轨所在部件的刚度很高,受力后导轨面不因部件变形而使变形;
导轨面的宽度远小于其长度;
沿导轨宽度方向比压无变化;
沿导轨长度方向上的比压按线性分布;
导轨面上接触变形与比压成正比。
受力分析
导轨面上所受载荷可以简化成一个在中点的集中力P和一个倾覆力矩M。若有两条导轨,先将力按结构尺寸及着力点将力分到每条导轨上。然后分析沿长度方向受力情况。由力P引起的压强平均分布于