精密機(jī)械課程設(shè)計(jì)---百分表說明書

1、<p><b>　　精密機(jī)械課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：百分表的設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 院：制造科學(xué)與工程學(xué)院</p><p><b>　　專業(yè)班級(jí)：測(cè)控二班</b></p><p>　　2013-01-17</p><p><

2、b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、緒論3</b></p><p><b>　　1、百分表簡(jiǎn)介3</b></p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)意義3</b></p><p><b>　　3、設(shè)計(jì)要求3</b>&l

3、t;/p><p>　　二、設(shè)計(jì)方案的確定4</p><p>　　1、百分表的結(jié)構(gòu)原理4</p><p>　　2、百分表的工作原理5</p><p><b>　　3、設(shè)計(jì)步驟6</b></p><p>　　三、百分表的數(shù)據(jù)計(jì)算6</p><p>　　1、示數(shù)裝置設(shè)計(jì)6

4、</p><p>　　2、傳動(dòng)系統(tǒng)（齒輪）的設(shè)計(jì)7</p><p>　　3、起消除空回作用的游絲的設(shè)計(jì)10</p><p>　　4、彈簧的設(shè)計(jì)12</p><p>　　四、百分表裝配設(shè)計(jì)13</p><p>　　1、表體部分的設(shè)計(jì)13</p><p>　　2、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)13<

5、;/p><p>　　3、讀數(shù)裝置部分的設(shè)計(jì)14</p><p>　　五、百分表誤差分析14</p><p>　　1、造成Δa的因素15</p><p>　　2、造成Δb的因素16</p><p>　　3、造成Δc的因素16</p><p>　　六、使用百分表的注意事項(xiàng)17</p&g

6、t;<p>　　七、百分表科研進(jìn)展17</p><p><b>　　八、個(gè)人總結(jié)18</b></p><p><b>　　九、參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b>　　一、緒論</b></p><p><b>　　1、百分表簡(jiǎn)介</b

7、></p><p>　　百分表是利用精密齒條齒輪機(jī)構(gòu)制成的表式通用長(zhǎng)度測(cè)量工具。通常由測(cè)頭、量桿、防震彈簧、齒條、齒輪、游絲、圓表盤及指針等組成。百分表是美國的B.C.艾姆斯于1890年制成的。常用于形狀和位置誤差以及小位移的長(zhǎng)度測(cè)量。百分表的圓表盤上印制有100 個(gè)等分刻度，即每一分度值相當(dāng)于量桿移動(dòng)0.01毫米。若在圓表盤上印制有1000個(gè)等分刻度 ，則每一分度值為0.001毫米 ，這種測(cè)量工具即稱為千

8、分表。改變測(cè)頭形狀并配以相應(yīng)的支架，可制成百分表的變形品種，如厚度百分表、深度百分表和內(nèi)徑百分表等。如用杠桿代替齒條可制成杠桿百分表和杠桿千分表，其示值范圍較小，但靈敏度較高。此外，它們的測(cè)頭可在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，能適應(yīng)不同方向的測(cè)量，結(jié)構(gòu)緊湊。它們適用于測(cè)量普通百分表難以測(cè)量的外圓、小孔和溝槽等的形狀和位置誤差。</p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)意義</b></p><

9、;p>　　鞏固《精密機(jī)械設(shè)計(jì)》課程所學(xué)內(nèi)容，綜合運(yùn)用所學(xué)課程的知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際工程問題的能力；</p><p>　　學(xué)習(xí)儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平，樹立正確的設(shè)計(jì)思想；</p><p>　　擴(kuò)大知識(shí)范圍，學(xué)會(huì)運(yùn)用各類技術(shù)資料，包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)等。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過程中，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，開拓視野。&l

10、t;/p><p><b>　　3、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　分度值：0.01mm</p><p>　　測(cè)量范圍：0~~10mm</p><p>　　外形尺寸：Φ50mm~~Φ60mm</p><p>　　考慮使用環(huán)境和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，注意抗振動(dòng)、防塵、防油等。</p><p&

11、gt;　　其余零件均按國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)選用。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)方案的確定</b></p><p>　　1、百分表的結(jié)構(gòu)原理</p><p>　　百分表是一種精度較高的比較量具，它只能測(cè)出相對(duì)數(shù)值，不能測(cè)出絕對(duì)數(shù)值，主要用于測(cè)量形狀和位置誤差，也可用于機(jī)床上安裝工件時(shí)的精密找正。百分表的讀數(shù)準(zhǔn)確度為0.01mm。百分表的結(jié)構(gòu)原理如

12、下圖所示。當(dāng)測(cè)量桿1向上或向下移動(dòng)1mm時(shí)，通過齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)大指針5轉(zhuǎn)一圈，小指針7轉(zhuǎn)一格?？潭缺P在圓周上有100個(gè)等分格，各格的讀數(shù)值為0.01mm。小指針每格讀數(shù)為l mm。測(cè)量時(shí)指針讀數(shù)的變動(dòng)量即為尺寸變化量?？潭缺P可以轉(zhuǎn)動(dòng)，以便測(cè)量時(shí)大指針對(duì)準(zhǔn)零刻線。</p><p>　　百分表的最主要設(shè)計(jì)部件是齒輪齒條，根據(jù)所要求設(shè)計(jì)百分表的尺寸大小和百分表的精度要求，首先選擇齒輪的模數(shù)大小，綜合考慮齒輪的直徑，確

13、定各個(gè)齒輪的齒數(shù)。同時(shí)還要根據(jù)齒輪加工不發(fā)生切齒的最小齒數(shù)要求來決定是否對(duì)每個(gè)齒輪進(jìn)行變位。</p><p>　　其次，要對(duì)游絲進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)。百分表的游絲是用來保持齒輪傳動(dòng)的有效解除，防止齒輪嚙合時(shí)不發(fā)生空回，從而保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。</p><p>　　另外，也需要對(duì)彈簧進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。彈簧為拉伸彈簧，在測(cè)量時(shí)保證導(dǎo)桿與被測(cè)工件的緊密接觸，因此彈簧安裝時(shí)要有一定的初始拉力。</p&g

14、t;<p>　　百分表的構(gòu)造主要由3個(gè)部件組成：表體部分、傳動(dòng)系統(tǒng)、讀數(shù)裝置。</p><p>　　2、百分表的工作原理</p><p>　　百分表的工作原理，是將被測(cè)工件尺寸變化引起的測(cè)桿微小直線位移，借助齒條齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)和放大，變?yōu)橹羔樆剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而在刻度盤上讀出被測(cè)尺寸（或誤差）的大小。其工作原理如圖所示。</p><p>　　測(cè)桿1在表殼的銅

15、套內(nèi)移動(dòng)，測(cè)桿上切有齒條。當(dāng)測(cè)桿做上下直線位移時(shí)，其上的齒條驅(qū)動(dòng)與之嚙合的軸齒輪Z2，與Z2同軸的片齒輪Z3也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，Z3又驅(qū)動(dòng)中心齒輪Z1，指針4裝在Z1的軸上，所以當(dāng)測(cè)桿產(chǎn)生位移，通過齒條-齒輪驅(qū)動(dòng)指針旋轉(zhuǎn)，表盤5的前面有刻線，指針相對(duì)于表盤轉(zhuǎn)動(dòng)就在表盤上指示出測(cè)桿直線位移量。補(bǔ)償齒輪Z1與Z4嚙合，游絲3通過補(bǔ)償齒輪以消除各傳動(dòng)副工作齒面的間隙，使傳動(dòng)平穩(wěn)，減小誤差，在Z4上裝有一根小指針，指針4轉(zhuǎn)一圈，小指針轉(zhuǎn)過一格。小指針在

16、小刻度盤上指示出指針4的轉(zhuǎn)數(shù)。</p><p><b>　　3、設(shè)計(jì)步驟</b></p><p><b>　　1課堂聽取老師講解</b></p><p>　　2搜索相關(guān)資料，計(jì)算相關(guān)參數(shù)，確定設(shè)計(jì)方案</p><p>　　3完善百分表設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　三、百分表

17、的數(shù)據(jù)計(jì)算</p><p><b>　　1、示數(shù)裝置設(shè)計(jì)</b></p><p>　　百分表外形尺寸限制，使用方便和易于裝配的原則，確定示數(shù)裝置的結(jié)構(gòu)和尺寸。按照分度值</p><p>　　大小，決定標(biāo)線尺寸，計(jì)算指針長(zhǎng)度。</p><p><b>　　計(jì)算過程如下：</b></p>

18、<p>　　因百分表的外直徑為60毫米左右，又百分表的分度值0.01毫米，故取大指針長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝28毫米。</p><p>　　標(biāo)線所在的分度盤取26毫米，又百分表盤上有100個(gè)刻度，則標(biāo)線間隔為2πL／100≈1.76毫米。</p><p>　　2、傳動(dòng)系統(tǒng)（齒輪）的設(shè)計(jì)</p><p>　　（1）選擇齒輪材料：</p><p>　

19、　考慮百分表的外廓尺寸不宜過大，大小齒輪都選用40Cr，對(duì)小齒輪Z2,Z1表面淬火48~55HRC，對(duì)大齒輪Z3調(diào)制處理，硬度為280HBW</p><p><b>　　（2）強(qiáng)度校核：</b></p><p>　　計(jì)算彎曲應(yīng)力，因?yàn)?\* MERGEFORMAT </p><p>　　又由《精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課本148頁表7-9查表可知

20、 \* MERGEFORMAT flimb1=600 N/mm2</p><p>　　\* MERGEFORMAT flimb2=1.8HBW=(1.8×280) N/mm2=504 N/mm2</p><p>　　取Sf=2,雙向傳動(dòng)取KFC=0.7，Kfl=1</p><p>　　由此可得小齒輪Z2的彎曲應(yīng)力 [ \* MERGEFORMAT F

21、]1=600÷2 N/mm2=300 N/mm2</p><p>　　大齒輪Z3的彎曲應(yīng)力[ \* MERGEFORMAT F]2=504÷2 N/mm2=252 N/mm2</p><p>　　轉(zhuǎn)矩： 小齒輪Z4 T1=F×r4=1.5×1 N .mm= 1.5 N.mm</p><p>　　小齒輪Z2

22、T2=F×r2=1.5×1.6 N .mm= 2.4 N.mm</p><p>　　大齒輪Z3 T3=F×r3=1.5×10 N .mm= 15 N.mm</p><p>　　驗(yàn)算彎曲應(yīng)力：由公式 \* MERGEFORMAT </p><p>　　再由又有《精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課本147頁圖7-38查圖可知</p&

23、gt;<p>　　Z2=16 Yf2=4.35</p><p>　　Z3=100 Yf3=3,75</p><p>　　\* MERGEFORMAT =300÷4.35=68.9 N/mm2</p><p>　　\* MERGEFORMAT =252÷3.75=67.2 N/mm2</p><p>　　

24、因?yàn)?\* MERGEFORMAT ，所以我們應(yīng)該驗(yàn)算大齒輪的彎曲應(yīng)力</p><p>　　\* MERGEFORMAT N/mm2=3.0375 N/mm2＜ \* MERGEFORMAT =252N/mm2</p><p>　　通過以上校核可知齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求，設(shè)計(jì)合理，可以用于生產(chǎn)</p><p>　?。?）模數(shù)及齒數(shù)的設(shè)計(jì)</p>&

25、lt;p>　　設(shè)齒條的節(jié)距為P，則齒條移動(dòng)1mm所走的齒數(shù)Z=1/P。齒輪Z2每個(gè)齒相對(duì)的弧度為2π/Z2，故此時(shí)1/P個(gè)齒轉(zhuǎn)過的弧度為。這個(gè)弧度乘上連軸大齒輪Z3與中心小齒輪Z4的傳動(dòng)比，就是Z4轉(zhuǎn)過的弧度。根據(jù)齒條移動(dòng)1mm，指針轉(zhuǎn)一圈的設(shè)計(jì)要求可知，這個(gè)弧度應(yīng)為2π，因此有</p><p><b>　　（3-1）</b></p><p>　　又根據(jù)，有

26、 （3-2）</p><p>　　一般取Z3/Z4=10，此時(shí)若有小齒輪Z2=16，代入式子3-2得m=0.1990。與m=0.2接近，所以取m=0.2。為減少刀具數(shù)量，將Z3 、 Z4 、Z6模數(shù)也取與Z2相同。即m2=m3=m4=m6=0.2。</p><p>　　取模數(shù)m=0.2、 Z2=16代入式3-2得Z3/Z4=10.048</p

27、><p>　　根據(jù)聯(lián)軸大齒輪Z3和中心小齒輪Z4的傳動(dòng)比來設(shè)計(jì)Z3、 Z4 值，本著精確與易加工的原則，經(jīng)過了多次嘗試后最后取得Z3=100 、Z4=10由于100/10=10，還是比較接近10.048的，故取Z3=100、 Z4=10。</p><p>　　計(jì)算齒輪6的齒數(shù)，因m(Z3＋Z4＋Z6)＜40（百分表總外徑），代入各已知值后，最后取 Z6=68。</p><p

28、>　　因百分表的測(cè)量范圍是0-10mm，故令齒條的長(zhǎng)度為L(zhǎng)max=10mm，因Lmax=P=πm，則齒條的齒數(shù)Z=Lmax/（mπ）取Z=5。</p><p>　　綜上，各齒輪的齒數(shù)和模數(shù)分別為：Z2=16 、Z3=100 、Z4=10 、Z6=68 、m=0.2 、Z=17</p><p>　?。?）最小變位系數(shù)的確定：</p><p>　　因?yàn)楦鞋F(xiàn)象的存

29、在，標(biāo)準(zhǔn)齒輪的最小齒數(shù)：</p><p>　　由Zmin=2ha*/sina2 有：當(dāng)α=20°，ha*=0.8時(shí)，Zmin=14</p><p>　　而所取函數(shù)Z4=10<Zmin=14，所以用展成法加工齒輪時(shí)，被切齒輪的齒數(shù)不得小于最小</p><p>　　齒數(shù)Zmin,對(duì)此該齒輪應(yīng)該采用變?yōu)辇X輪。并且采用正變位的方法。</p>

30、<p>　　最小變位齒數(shù)計(jì)算公式： \* MERGEFORMAT </p><p>　?。?）齒輪幾何參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　齒距： p2=p3=p4=mπ=0.628 mm</p><p>　　各齒輪分度圓直徑： </p><p>　　d2=mz2=0.2×16=3.2

31、 mm</p><p>　　d3=mz3=0.2×100=20 mm </p><p>　　d4=mz4=0.2×10=2 mm</p><p>　　齒頂高： ha=m=0.2 mm</p><p>　　齒根高： hf=1.35m=0.27 mm<

32、/p><p>　　頂隙： c=0.35m=0.07 mm</p><p>　　齒厚： s=πm/2=0.31415 mm</p><p>　　齒間寬： e=πm/2=0.31415 mm</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)中心距： a=m&

33、#215;(Z4+Z3)/2=11 mm</p><p><b>　?。?）總結(jié)</b></p><p><b>　　由以上計(jì)算，</b></p><p>　　大小齒輪都選用40Cr，對(duì)小齒輪Z2，Z1表面淬火48~55HRC，對(duì)大齒輪Z3調(diào)制處理，硬度為280HBW</p><p>　　應(yīng)該選取

34、的3個(gè)齒輪為</p><p>　　齒輪2：分度圓直徑d2=3.2mm，齒寬為b2=2.4mm</p><p>　　齒輪3：分度圓直徑d3=20mm，齒寬為b3=2mm</p><p>　　齒輪4：分度圓直徑d1=2mm，齒寬為b1=2.4mm</p><p>　　齒輪的齒距為0.628mm，齒頂高為0.2mm，齒根高為0.27mm，頂隙為0.

35、07mm，齒厚為0.31415mm，齒間寬為0.31415mm，標(biāo)準(zhǔn)中心距為11mm</p><p>　　3、起消除空回作用的游絲的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　（1）游絲的作用：</b></p><p>　　游絲在儀表中的作用主要是通過預(yù)緊力或作用力矩，達(dá)到不論正行程還是反行程齒輪副總是單項(xiàng)齒廓嚙合，消除空行程和傳動(dòng)系統(tǒng)中的摩擦力。壓力表

36、、血壓表中的游絲是利用其反作用力矩，使中心小齒輪和大齒輪保持單向齒廓緊密接觸，來消除中心小齒輪與大齒輪的嚙合間隙及各傳動(dòng)軸孔等結(jié)合處的間隙所引起的示值變動(dòng)性和指針走動(dòng)的不平穩(wěn)性，并使指針能回到零位標(biāo)記內(nèi)。</p><p><b>　?。?）選取材料：</b></p><p>　　GB/T 3134—1982 鈹青銅線 </p><p>　　優(yōu)

37、點(diǎn)：彈性滯后和彈性后效比較小，強(qiáng)度高，可實(shí)現(xiàn)在給定特性的條件下減輕重量并具有較好的振動(dòng)穩(wěn)定性。</p><p><b>　　（3）計(jì)算：</b></p><p>　　1）游絲的最小力矩：</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) \* MERGEFORMAT N?mm</p><p>　　計(jì)算 \* MERGEFORMA

38、T N·mm</p><p>　　2）游絲的最大力矩：</p><p>　　總轉(zhuǎn)角 \* MERGEFORMAT =2π</p><p>　　即可求出最大力矩 \* MERGEFORMAT N·mm</p><p><b>　　3）游絲的參數(shù)：</b></p><p>　

39、　圈數(shù)n=10（轉(zhuǎn)角 \* MERGEFORMAT ，所以圈數(shù)選擇10）</p><p>　　外徑D1=18mm，內(nèi)徑D2=5mm</p><p>　　游絲長(zhǎng)度L= \* MERGEFORMAT =361.28mm</p><p>　　選定材料為鈹青銅，回火處理，所以彈性模量E= \* MERGEFORMAT N/mm2，安全系數(shù)選擇S=3~4，對(duì)于接觸游絲

40、，寬厚比選擇4~8，所以u(píng)=b/h=7</p><p>　　游絲的厚度h= \* MERGEFORMAT =0.114mm</p><p>　　游絲的寬度b=uh=0.798mm</p><p>　　經(jīng)過查《儀器儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》圓整數(shù)據(jù)得b=0.76mm， h=0.11mm</p><p><b>　　4）校核最大應(yīng)力：<

41、/b></p><p>　　σb= \* MERGEFORMAT =145.63N/mm2</p><p>　　查表知許用彎曲應(yīng)力為1180N/mm2，所以滿足設(shè)計(jì)要求</p><p><b>　　5）重新確定參數(shù)</b></p><p>　　長(zhǎng)度L= \* MERGEFORMAT =313.23mm</

42、p><p>　　圈數(shù)N= \* MERGEFORMAT =8.67mm≈9mm</p><p>　　圈間距離a= \* MERGEFORMAT =0.72mm</p><p>　?。?）游絲座的尺寸系列：</p><p>　　游絲座外徑：5mm；游絲座孔徑公稱尺寸為3mm，允差+0.05mm；高度為2mm</p><p&g

43、t;<b>　　（5）標(biāo)記示例：</b></p><p>　　游絲 反型 \* MERGEFORMAT </p><p>　?。?mm為游絲座孔徑，18mm為外徑， \* MERGEFORMAT 為轉(zhuǎn)矩M）</p><p>　　（6）游絲的技術(shù)要求：</p><p>　　游絲轉(zhuǎn)矩允差為±8%</p&g

44、t;<p>　　游絲形狀應(yīng)為阿基米德螺旋線，各圈均在垂直于螺旋中心線的平面上，圈距應(yīng)均與一致</p><p>　　游絲表面粗糙度Ra≤0.08μm，側(cè)面Ra≤1.25μm。游絲座孔內(nèi)表面粗糙度Ra≤1.25μm，其余表面Ra＞2.5~5μm</p><p>　　游絲表面應(yīng)無明顯劃痕、嚴(yán)重的氧化斑點(diǎn)；應(yīng)無毛刺、發(fā)霉等缺陷</p><p><b>

45、;　?。?）總結(jié)：</b></p><p>　　游絲材料選擇鈹青銅線。游絲長(zhǎng)度L為313.23mm，圈數(shù)n為9，圈間距離為0.72mm，內(nèi)徑為5mm，外徑18mm。游絲座的外徑為5mm，游絲座孔徑公稱尺寸為3mm，允差+0.05mm；高度為2mm </p><p><b>　　4、彈簧的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>

46、;　?。?）確定工作載荷</b></p><p>　　考慮到測(cè)桿的工作位置可以在多個(gè)方向，測(cè)桿本身的重力會(huì)產(chǎn)生影響，設(shè)測(cè)桿重力為G，系統(tǒng)對(duì)測(cè)桿的摩擦力（齒輪、滑動(dòng)導(dǎo)軌、防轉(zhuǎn)導(dǎo)桿等）為f，彈簧的拉力為F，測(cè)桿的測(cè)力為T，分3種情況討論：</p><p>　　百分表正放時(shí)，重力G與彈簧拉力F同向，是助力，有方程：f+T=G+F1（此時(shí)F最?。?；</p><p&g

47、t;　　百分表橫放時(shí)，重力G對(duì)彈簧無作用，視為0，有方程F2=f+T，F(xiàn)2即為初拉力（查《精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P305頁圖13-17得F2=1N）；</p><p>　　百分表倒放時(shí)，重力G與彈簧拉力F反向，是阻力，有方程：F3=G+f+T（此時(shí)F最大）。</p><p>　　根據(jù)任務(wù)書技術(shù)要求確定工作載荷F1，F(xiàn)2，技術(shù)要求規(guī)定測(cè)力在0.5N~1.5N之間。</p><

48、p>　　估計(jì)重力G=1N，fmax=0.5N</p><p>　　進(jìn)而計(jì)算出F的范圍為0.1N~3N</p><p>　　考慮到彈簧的作用是歸零，為使歸零迅速、準(zhǔn)確，應(yīng)使彈簧力適當(dāng)大一點(diǎn)，經(jīng)計(jì)算取9N（要求其初長(zhǎng)H0為40mm左右，而最大彈性拉伸量約為12mm）</p><p><b>　?。?）選材</b></p><

49、;p>　　由于百分表彈簧的作用是使測(cè)桿完成測(cè)量后歸零，并無其他特殊用途，故選擇碳素彈簧鋼65MnⅡ類。</p><p><b>　?。?）選定簧絲直徑</b></p><p>　　選取中徑D2=6mm</p><p>　　假設(shè)簧絲直徑為0.25mm、0.3mm、0.35mm，驗(yàn)算是否滿足下面公式：</p><p>

50、　　其中曲度系數(shù)公式 \* MERGEFORMAT ，彈簧的旋繞比C=D/d，</p><p>　　求得 \* MERGEFORMAT ， \* MERGEFORMAT ， \* MERGEFORMAT </p><p>　　查《精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P296頁圖13-2得</p><p>　　σb（0.25）≈2278，σb（0.3）≈2270，σb（0.

51、35）≈2260</p><p>　　所以應(yīng)選用0.35mm直徑的簧絲</p><p>　　(4)彈簧自由長(zhǎng)度：</p><p>　　H0=nd+d+2D=（94+1）×0.35+2×6=45.25mm</p><p><b>　　(5)總結(jié)</b></p><p>　　由上述

52、計(jì)算結(jié)果，應(yīng)該選取65MnⅡ類材料的彈簧，彈簧中徑D2為6mm，簧絲直徑為0.35mm，圈數(shù)94，彈簧自由長(zhǎng)度為45.25mm，彈簧的最大拉伸量為12mm。</p><p><b>　　4、測(cè)桿的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　測(cè)桿選取材料為淬火鋼。</p><p>　　測(cè)桿直徑為4mm，長(zhǎng)度156.5mm。</p><p

53、><b>　　5、其他部件的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　導(dǎo)桿：長(zhǎng)度為28.2mm</p><p>　　支承片：采用青銅材料</p><p>　　螺釘：采用M2和M3標(biāo)準(zhǔn)件</p><p>　　背面外殼：直徑56mm</p><p>　　墊片：使用2個(gè)塑膠墊片，厚度分別為0.8mm和1.

54、2mm</p><p>　　長(zhǎng)指針：長(zhǎng)度為27.8mm</p><p>　　短指針：長(zhǎng)度為8mm</p><p><b>　　四、百分表裝配設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、表體部分的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　第一個(gè)部件是表體部分。在表體的上端壓配上套筒，

55、下端壓配下套筒。測(cè)桿可在銅套中上下滑動(dòng)。擋帽用螺紋裝在測(cè)桿的上端，起限位作用，也可在測(cè)量時(shí)用來提起測(cè)桿。測(cè)量頭用螺紋裝在測(cè)桿的下端。擋塊用螺釘固定在測(cè)桿上，用來限制測(cè)桿的行程。導(dǎo)桿用來導(dǎo)向和防止測(cè)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，它的一端以螺紋和測(cè)桿相連，另一端在導(dǎo)槽塊的槽中滑動(dòng)。拉力彈簧拉測(cè)桿向下產(chǎn)生測(cè)力，它的兩端分別掛在導(dǎo)桿和螺釘上。</p><p><b>　　2、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p>

56、<p>　　第二個(gè)部件是傳動(dòng)系統(tǒng)。軸承座用螺釘和銷釘固定在圓座板上，軸承板用三只螺釘固定在圓座板上的立柱上。齒輪裝在圓座板和軸承座之間。游絲一端用銷子固定在齒輪的軸上，另一端用銷子固定在圓座板的立柱上。小刻度盤用兩只銷子固定在圓座板上，短指針固定在齒輪的軸上。長(zhǎng)指針與指針套壓配，指針套裝在齒輪的軸上。</p><p>　　3、讀數(shù)裝置部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　第三個(gè)部件是讀

57、數(shù)裝置部分，表盤用彈簧固定在表圈中，刻度盤嵌在表圈內(nèi)。</p><p>　　裝配第一個(gè)部件和第二個(gè)部件時(shí)，先將測(cè)桿上的齒條與齒輪嚙合好，然后用三只螺釘將這兩個(gè)部件固緊。第三個(gè)部件是利用圓座板上的兩只片狀銷子插入表圈的環(huán)形槽中，從而使第二、第三兩個(gè)部件結(jié)合在一起。片狀銷子用螺釘固定在座板上。刻度盤與圓座板之間有一個(gè)環(huán)形片簧，用以避免表圈晃動(dòng)，并使刻度盤與表緊密貼合，在表圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)刻度盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，以便調(diào)整百分表零位

58、。百分表后蓋是用三只螺釘固定在表體上。與游絲配合使用的齒輪叫做補(bǔ)償齒輪。百分表的齒輪一般是壓力角為20°的漸開線齒形。</p><p><b>　　五、百分表誤差分析</b></p><p>　　從百分表的設(shè)計(jì)原理分析，百分表是沒有原理誤差的，所以影響示值誤差的主要是運(yùn)動(dòng)件的原始誤差，例如制造誤差、安裝誤差以及運(yùn)動(dòng)副的間隙等。</p><

59、p>　　如果我們把齒條與軸齒輪2定位a環(huán)，把齒輪A與中心齒輪B定位b環(huán)；把指針C與表盤D定位C環(huán)，并用Δa，Δa，Δa表示這3個(gè)傳動(dòng)環(huán)節(jié)的誤差，則百分表在傳動(dòng)系統(tǒng)中的總誤差為ΔL∑，</p><p>　　式中Ka2——軸齒輪2到大齒輪A的傳動(dòng)放大比： \* MERGEFORMAT </p><p>　　如果對(duì)三個(gè)傳動(dòng)環(huán)節(jié)按等誤差分配，即Δa=Δb=Δc=1</p>&

60、lt;p>　　那么三者對(duì)百分表總誤差的影響分別為1、1/6、1/154，課件影響最大的是齒條齒輪這一環(huán)節(jié)。</p><p>　　下面對(duì)造成Δa、Δb、Δc三個(gè)環(huán)節(jié)的主要因素進(jìn)行定性分析。</p><p><b>　　1、造成Δa的因素</b></p><p>　　齒條中線與測(cè)桿線平行度誤差δ1以及測(cè)桿與導(dǎo)套配合間隙X1的影響。</p

61、><p>　　平行度誤差δ1及間隙x1都會(huì)改變軸齒輪2（圖3—34）的節(jié)圓半徑d，從而使傳動(dòng)比（即放大比）發(fā)生改變。δ1和X1都是各自獨(dú)立的隨機(jī)變量，所以它們應(yīng)按方和根法進(jìn)行合成，并將合成結(jié)果換算到齒條齒輪的嚙合線（即壓力線）上去。即</p><p>　　式中，a為齒輪的壓力角。</p><p>　　軸齒輪2的軸頸誤差對(duì)Δa的影響</p><p>

62、;　　軸頸的幾何形狀誤差，會(huì)使齒輪2的回轉(zhuǎn)中心發(fā)生變動(dòng)，當(dāng)此變動(dòng)方向與齒條齒輪的嚙合線方向一致時(shí)，造成的示值誤差最大，即</p><p>　　設(shè)軸頸的公差的下限為-8μm，上限為-2μm，則 \* MERGEFORMAT </p><p>　　同理，軸承孔的形狀誤差以及與軸的配合間隙將以同樣方式影響示值誤差。所以應(yīng)嚴(yán)格控制配合間隙，一旦發(fā)現(xiàn)軸孔磨損后，應(yīng)立即進(jìn)行縮孔或更換。</p&

63、gt;<p>　　齒條的節(jié)距累積誤差Δt∑1和齒形誤差Δf1以及軸齒輪2的周節(jié)累積誤差Δt∑2和齒形誤差Δf2對(duì)Δq的影響Δ3</p><p>　　一般說來，周節(jié)或節(jié)距的累積誤差在絕對(duì)測(cè)量時(shí)起作用，而齒形誤差Δf對(duì)示值的影響則在相對(duì)測(cè)量時(shí)顯得比較突出。</p><p>　　將以上幾項(xiàng)誤差合成，便得到Δa：</p><p><b>　　2、造成

64、Δb的因素</b></p><p>　　造成Δb的因素有齒輪A和齒輪B的周節(jié)累節(jié)誤差和齒形誤差以及齒輪A的裝配偏心誤差。分析方法同前。</p><p>　　式中，e為齒輪A的偏心量</p><p><b>　　3、造成Δc的因素</b></p><p>　　主要有指針回轉(zhuǎn) 中心相對(duì)刻度盤中心偏心造成的誤差Δe

65、和刻度盤的刻線間距誤差Δk，這兩項(xiàng)誤差均屬于系統(tǒng)誤差。但由于百分表在具體使用過程中，刻度盤并非固定在一個(gè)位置上，Δe和Δk的方向就難于把握住，所以在合成時(shí)仍按隨機(jī)誤差處理，即</p><p>　　一般照象復(fù)制法坐車的刻度盤，其分度誤差不會(huì)超過30′，所以相鄰刻度艱巨誤差不會(huì)超過Δk=30′×0.0003×R=0.009R，而偏心誤差餓得最大值為2e，故</p><p>

66、　　式中e——偏心量，R——刻度盤的刻線半徑</p><p>　　另外，影響百分表示值誤差的還有測(cè)力的變化和溫度的變化。</p><p>　　通過上述分析，我們了解到百分表的誤差來源，其目的不是去搞百分表的設(shè)計(jì)而進(jìn)行誤差分配，而是讓同學(xué)對(duì)百分表的誤差來源有一個(gè)定性的認(rèn)識(shí)，從而分析出對(duì)示值影響最大的環(huán)節(jié)，以便對(duì)百分表的檢定、使用、維修等做到知其所以然。比如，百分表示值超差的修理，首先應(yīng)該從傳

67、動(dòng)鏈的測(cè)量鏈（第一級(jí)傳動(dòng)鏈）下手檢查，在齒條齒輪的嚙合部位上下工夫，設(shè)法避開磨損嚴(yán)重的齒；也可將游絲反向安裝，使磨損的齒廓變?yōu)榉枪ぷ髅妫玫某嗬優(yōu)楣ぷ髅?；或者更換新的齒條齒輪。對(duì)指示鏈的各零件一般不去修理或更換，因?yàn)樗鼘?duì)示值誤差的影響隨著放大比的增大而明顯減小了。</p><p>　　六、使用百分表的注意事項(xiàng)</p><p>　　1）使用前，應(yīng)檢查測(cè)量桿活動(dòng)的靈活性。即輕輕推動(dòng)測(cè)量桿時(shí)，

68、測(cè)量桿在套筒內(nèi)的移動(dòng)要靈活，每次手松開后，指針能回到原來的刻度位置。</p><p>　　2）使用時(shí)，必須把百分表固定在可靠的夾持架上。切不可貪圖省事，隨便夾在不穩(wěn)固的地方，否則容易造成測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，或摔壞百分表。</p><p>　　3）測(cè)量時(shí)，不要使測(cè)量桿的行程超過它的測(cè)量范圍，不要使表頭突然撞到工件上。</p><p>　　4）測(cè)量平面時(shí)，百分表的測(cè)量桿要與

69、平面垂直，測(cè)量圓柱形工件時(shí)，測(cè)量桿要與工件的中心線垂直，否則，將使測(cè)量桿活動(dòng)不靈或測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。</p><p>　　5）使用時(shí)，應(yīng)先對(duì)好“0”位，如果打指針“0”有偏差，可轉(zhuǎn)動(dòng)外圈進(jìn)行調(diào)整，否則要對(duì)測(cè)量讀數(shù)加以修改。</p><p>　　6）使用時(shí)，加緊百分表的力不能過猛，以免影響桿移動(dòng)的靈活性。</p><p>　　7）讀百分表時(shí)，眼睛要垂直地看著指針以免偏視

70、造成讀數(shù)誤差。</p><p><b>　　七、百分表科研進(jìn)展</b></p><p>　?。ㄒ韵聰?shù)據(jù)均來源于《中國知網(wǎng)》）</p><p>　　《巧用百分表在熱后車削中找正零件》 </p><p>　　熱后車削是齒輪整個(gè)加工過程中的最后一道工序,加工之前找正的速度直接關(guān)系到成品生產(chǎn)的快慢。制作一種簡(jiǎn)易百分表架裝在數(shù)控車

71、床刀盤的刀位上,通過編程在加工之前自動(dòng)找正,大大提高了工作效率。 更多還原</p><p>　　《百分表表蒙自動(dòng)安裝機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》</p><p>　　提出一種百分表表蒙自動(dòng)安裝機(jī)構(gòu),介紹了機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、工作原理及過程。用以安裝損壞后需更換的百分表表蒙。利用凹模和凸模,使放在凹模上的表蒙外徑尺寸彎曲變形到小于表圈凹槽的內(nèi)徑尺寸,表圈在彈簧力的作用下把表蒙壓入到表圈的凹槽中,凸模、凹模和表蒙接觸面

72、積大,表蒙不會(huì)被壓碎,同時(shí)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)了定位裝置和能調(diào)節(jié)壓力的自動(dòng)壓入機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)安裝,操作快捷方便,解決了百分表表蒙安裝困難的難題。 更多還原</p><p>　　《百分表自動(dòng)檢測(cè)裝置的研究與設(shè)計(jì)》</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步,檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)管理水平提高,檢測(cè)技術(shù)不斷向自動(dòng)化、集成化、智能化方向發(fā)展,一些傳統(tǒng)的手工檢測(cè)方式不斷被改變。百分表在測(cè)量等許多行業(yè)使用廣泛,百分表的標(biāo)定任務(wù)量大

73、。傳統(tǒng)的手工檢測(cè)方式重復(fù)勞動(dòng)多,檢測(cè)結(jié)果對(duì)操作人員水平依賴性強(qiáng),檢定裝置不確定度大,效率相對(duì)較低。設(shè)計(jì)一套能夠自動(dòng)檢測(cè)百分表的高精度檢測(cè)裝置對(duì)檢測(cè)有著應(yīng)用價(jià)值?？梢蕴岣邫z測(cè)水平和管理水平,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。本裝置采用現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù),設(shè)計(jì)了符合《JJG34-2009指示表(百分表和千分表)檢定規(guī)程》規(guī)定的百分表自動(dòng)檢測(cè)裝置。該裝置采用光電傳感器進(jìn)行位移檢測(cè),自動(dòng)采集位移數(shù)據(jù)；采用自行設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu),采用單片機(jī)實(shí)

74、現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)端采集和控制并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳；通過攝像部分采集百分表指針讀數(shù),按照標(biāo)準(zhǔn)要求編制計(jì)算機(jī)管理軟件,對(duì)每次檢定形成相應(yīng)的報(bào)告。經(jīng)過對(duì)檢測(cè)裝置的實(shí)際測(cè)量和分析,能夠達(dá)到檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求。 更多還原</p><p>　　《百分表自動(dòng)檢查儀的技術(shù)改進(jìn)》</p><p>　　針對(duì)4616型百分表自動(dòng)檢查儀存在的機(jī)械及電子故障,提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。</p><p>　　《組合式百

75、分表定位架研制與應(yīng)用》</p><p>　　在工礦企業(yè),使用臥式離心泵作為輸送液體的設(shè)備較為普遍,但離心泵聯(lián)軸器不同心的問題一直困擾著現(xiàn)場(chǎng)維修工人,主要原因是同心度的檢測(cè)設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不配套,現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集不全,或不準(zhǔn)確?！督M合式百分表定位架》成功解決了校對(duì)聯(lián)軸器時(shí)同心度數(shù)據(jù)的采集問題,現(xiàn)場(chǎng)維修工人將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整離心泵機(jī)組的軸向、徑向偏差,將聯(lián)軸器同心度控制在技術(shù)要求的范圍內(nèi)。使用《組合

76、式百分表定位架》校對(duì)離心泵同心度,同心度控制在技術(shù)要求的范圍內(nèi),從而消除了因機(jī)泵不同心造成的震動(dòng),減少了緩沖連接膠圈的更換量,延長(zhǎng)了機(jī)泵軸承的使用壽命,杜絕了機(jī)泵零部件的損壞。</p><p><b>　　八、個(gè)人總結(jié)</b></p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)，我們?cè)趯?shí)踐中應(yīng)用了很多學(xué)過的知識(shí)，比如說CAD制圖、精密機(jī)械設(shè)計(jì)、誤差的檢測(cè)與標(biāo)定等。</p>

77、;<p>　　考完后，我們?nèi)スW(xué)館借了一些關(guān)于課程設(shè)計(jì)的參考書，對(duì)大致的流程有了一定的了解。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，我們查閱了大量的資料。首先是工學(xué)館，這里面有很多關(guān)于機(jī)械方面的書籍，對(duì)我們幫助很大。尤其是工學(xué)館二樓閱覽廳，這里面的書大都是近幾年新出版的，有明顯的時(shí)代特色。其次就是互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)了，在設(shè)計(jì)過程中，我們也參考了大量的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站。有兩個(gè)網(wǎng)站給我們留下的印象比較深刻，他們分別是武漢理工大學(xué)的《機(jī)械制造工程實(shí)訓(xùn)》精品課程網(wǎng)

78、站以及鄭州中控計(jì)量有限公司的官網(wǎng)，這兩個(gè)網(wǎng)站對(duì)于百分表有著較為細(xì)致的講解。</p><p>　　參考了大量資料以后，我們就開始著手做課程設(shè)計(jì)。實(shí)際過程中，遇到了一定的困難。由于缺乏實(shí)際的訓(xùn)練，作圖過程進(jìn)展比較緩慢，跟想象中差距甚遠(yuǎn)。在零件的選擇及相關(guān)參數(shù)計(jì)算上，也經(jīng)歷了一些爭(zhēng)論。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏是課程設(shè)計(jì)進(jìn)展緩慢的主要原因，這也充分說明了實(shí)踐的重要性，工科的學(xué)習(xí)不能僅僅只停留在理論層次上。經(jīng)過復(fù)核和審查后，這次的課

79、程設(shè)計(jì)就完成了?？偠灾艺J(rèn)為課程設(shè)計(jì)的收獲是相當(dāng)大的。課程設(shè)計(jì)反映的是一個(gè)從理論到實(shí)際應(yīng)用的過程，但是更遠(yuǎn)一點(diǎn)可以聯(lián)系到以后畢業(yè)之后從學(xué)校轉(zhuǎn)到踏上社會(huì)的一個(gè)過程。小組人員的配合﹑相處，以及自身的努力，都是以后工作中需要的，而這些素養(yǎng)在大學(xué)中就應(yīng)該及時(shí)的進(jìn)行培養(yǎng)。</p><p><b>　　九、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】裘祖榮.精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).

80、北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.</p><p>　　【2】李航、高翔、張潤(rùn)花.AutoCAD2012從入門到精通.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.</p><p>　　【3】麓山文化.SolidWorks2012從入門到精通.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.</p><p>　　【4】王蘭美.機(jī)械制圖.北京：高等教育出版社，2010.</p><