精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-第十五章 儀器常用裝置

第十五章儀器常用裝置第一節(jié)概述

1、常用裝置

微動(dòng)裝置鎖緊裝置示數(shù)裝置隔振器

2、隔振措施可分為兩類

（1）積極隔振：隔離產(chǎn)生振動(dòng)的機(jī)械（即振動(dòng)源），使振動(dòng)源傳出的振動(dòng)減小（2）消極隔振：隔離不產(chǎn)生振動(dòng)的機(jī)械，使外界振動(dòng)源傳人的振動(dòng)減小第二節(jié)微動(dòng)裝置

一、基本要求

1、應(yīng)有足夠的靈敏度2、傳動(dòng)靈活、平穩(wěn)，無(wú)空回產(chǎn)生3、工作可靠調(diào)整好的位置應(yīng)保持穩(wěn)定4、微動(dòng)手輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與直線微動(dòng)的位移量成正比5、微動(dòng)手輪應(yīng)布置得當(dāng)，操作方便6、要有良好的工藝性

二、常用激動(dòng)裝置

（一）螺旋微動(dòng)裝置1、單副螺旋微動(dòng)裝置的最小微動(dòng)量為

式中——螺桿的螺距;——人手的靈敏度,即人手輕微旋轉(zhuǎn)手輪一下,手輪的最小轉(zhuǎn)角2、差動(dòng)螺旋微動(dòng)裝置若兩段螺紋旋向一致，則可移動(dòng)螺母的真正位移為式中——螺桿1的轉(zhuǎn)數(shù)（二）螺旋-斜面微動(dòng)裝置當(dāng)螺旋測(cè)微器移動(dòng)s距離時(shí)，被檢測(cè)微計(jì)2的測(cè)桿位移量為：

式中——斜面體的傾斜角（三）螺旋一杠桿微動(dòng)裝置螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)，擺動(dòng)桿將對(duì)原始位置偏轉(zhuǎn)角的正切

所以杠桿轉(zhuǎn)角（四）齒輪一杠桿微動(dòng)裝置

齒輪一杠桿微動(dòng)裝置用于顯微鏡工作臺(tái)的軸向微動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)高倍率物鏡的精確調(diào)焦

第三節(jié)鎖緊裝置

一、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足的基本要求1、鎖緊時(shí)被鎖部件的正確位置不被破壞2、鎖緊后的工作過(guò)程中，被鎖部件不會(huì)產(chǎn)生微動(dòng)走位現(xiàn)象3、鎖緊力應(yīng)均勻，大小可以調(diào)節(jié)4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，制造修理容易

二、常用鎖緊裝置

1、分類（一）徑向受力的鎖緊裝置頂緊式（圖15-6）夾緊式（圖15-7）三點(diǎn)自位均勻收縮薄壁套（圖15-8）（二）軸向受力鎖緊裝置在鎖緊裝置中，除了可以采用螺旋傳動(dòng)產(chǎn)生鎖緊力外，還可采用凸輪、模塊、彈簧、液壓和電磁等其它方法第四節(jié)示數(shù)裝置

一、基本要求和分類

1、基本要求（1）保證足夠的精度（2）讀數(shù)方便、迅速（3）保證零點(diǎn)位置準(zhǔn)確，并具有零位調(diào)整（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好2、分類：標(biāo)尺指針（指標(biāo)）示數(shù)裝置自動(dòng)記錄裝置計(jì)數(shù)裝置二、標(biāo)尺指針示數(shù)裝置

（一）標(biāo)尺1．標(biāo)尺的類型直標(biāo)尺圓盤標(biāo)尺鼓輪標(biāo)尺螺旋標(biāo)尺2．標(biāo)尺的基本參數(shù)及其選定

（1）標(biāo)尺的基本參數(shù)：示值下限：標(biāo)尺開始標(biāo)線所代表的被測(cè)量的最小值示值上限：標(biāo)尺最后標(biāo)線所代表的被測(cè)量的最大值示值范圍：標(biāo)尺上全部刻度所代表的被測(cè)量數(shù)值

標(biāo)度角：對(duì)應(yīng)于示值范圍的指針轉(zhuǎn)角標(biāo)度長(zhǎng)度：指針末端（或指標(biāo)）對(duì)應(yīng)示值范圍的線位移分度（刻度、分劃）：標(biāo)尺上相鄰兩標(biāo)線間的間隔分度值：每一分度所代表的被測(cè)量數(shù)值分度尺寸：相鄰兩標(biāo)線間的實(shí)際距離若所有分度尺寸相等（圖15－11a、b）若分度尺寸彼此不相等（圖15-11c）

（2）

等分分度和不等分分度

（3）基本參數(shù)的選定1）分度尺寸的選定分度尺寸小于1時(shí)，讀數(shù)誤差增大明顯，而過(guò)大會(huì)增加標(biāo)尺的長(zhǎng)度。一般情況下，取分度尺寸為1到2.5毫米，常取1毫米2）分度值的選定太小、太小均不合適，一般可取為儀器的允許誤差3）標(biāo)線尺寸的選定寬度（圖15-14）長(zhǎng)度三種二種當(dāng)分度值選定后，標(biāo)尺的總分度數(shù)標(biāo)度長(zhǎng)度標(biāo)度角式中：為標(biāo)度圓半徑4）標(biāo)度角或標(biāo)度長(zhǎng)度的確定3．標(biāo)尺的材料和精飾

1）常用的標(biāo)尺材料鋁合金、黃銅、青銅、鋅白銅、銀、結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼、玻璃、紙（二）指針

1.指針應(yīng)滿足的要求

1)具有明顯的端部

2)足夠的強(qiáng)度和剛度

3)指針對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小2.指針尺寸

指針的寬度一般指針（或指標(biāo)）末端與標(biāo)線同寬指針的長(zhǎng)度覆蓋最短標(biāo)線長(zhǎng)的指標(biāo)線長(zhǎng)度當(dāng)標(biāo)尺標(biāo)線只有一種長(zhǎng)度時(shí)，指標(biāo)線的長(zhǎng)度取為等于標(biāo)尺標(biāo)線長(zhǎng)度當(dāng)標(biāo)尺標(biāo)線有兩種長(zhǎng)度時(shí)取兩種標(biāo)線長(zhǎng)度的平均值當(dāng)標(biāo)尺標(biāo)線有三種長(zhǎng)度時(shí)取中等長(zhǎng)度標(biāo)線的長(zhǎng)度3.指針的形狀和固定

刀形（圖15－15a）：近精讀時(shí)矛形（圖15－15b）：0.5~1m讀數(shù)桿形（圖15－15C）：0.5~1m讀數(shù)指針斷面形狀（圖15－16）指針的固定：圓錐面配合或用緊定螺釘聯(lián)接”（圖15-17）（三）示數(shù)裝置的誤差及減小誤差的方法示數(shù)裝置誤差：

1）標(biāo)尺和指針等制造不準(zhǔn)確引起的誤差

2）讀數(shù)時(shí)產(chǎn)生的視差而引起的誤差1．度盤偏心所引起的誤差（圖15－18a）由正弦定理得：為減小偏心所引起的誤差可采取的方法：（1）減小偏心距和增大度盤半徑（2）采用雙邊讀數(shù)法（圖15-8b）

2.視差（1）視差由于讀數(shù)時(shí)視線不與標(biāo)尺垂直而引起的誤差式中——由于視差引起的讀數(shù)誤差——指針末端到標(biāo)尺平面的距離——視線與標(biāo)尺法線的夾角。（2）減小或消除視差常用方法

1）在設(shè)計(jì)示數(shù)裝置的結(jié)構(gòu)時(shí)，盡量使指針靠近標(biāo)尺（圖15－20ab）2）讀數(shù)時(shí)，盡可能使視線沿標(biāo)尺的法線方向（圖15-20c）第五節(jié)隔振器

一、帶有回振器系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性及其設(shè)計(jì)帶有嗝振器系統(tǒng)（即隔振系統(tǒng)）的示意圖式中——基座相對(duì)其原始位置的位移——基座振動(dòng)的振幅——基座振動(dòng)的角頻率——時(shí)間運(yùn)動(dòng)的微分方程為：式中——隔振器的阻尼系數(shù)——隔振器在位移方向上的動(dòng)剛度，亦即產(chǎn)生向單位變形所需的交變力隔振系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性：式中——由起給條件決定的常數(shù)

——系統(tǒng)的固有角頻率，

——系統(tǒng)的阻尼比，

——時(shí)間

——頻率比，

——相位差，如果精密機(jī)械所受到的僅為有一定周期的外界振動(dòng)作用，則固有振動(dòng)將逐漸衰減而消失。最后，振動(dòng)將為：不同頻率比和阻尼比，隔振系數(shù)的數(shù)值如圖15-22所示。從圖中看出：

1）頻率比對(duì)隔派系數(shù)影響顯著

2）阻尼比對(duì)隔振