第9章-仪器常用装置

第九章 仪器常用装置仪器常用装置 第第九九章章仪仪器器常常用用装装置置 9.1 概概 述述n 仪器常用装置包括有微动装置、锁紧装置、示数装置仪器常用装置包括有微动装置、锁紧装置、示数装置和隔振器等和隔振器等 微动装置一微动装置一般用于精确、微量般用于精确、微量地调节某一部件的地调节某一部件的相对位置相对位置 锁紧装置是利锁紧装置是利用摩擦力或其他方用摩擦力或其他方法，把精密机械上法，把精密机械上某一运动部件紧固某一运动部件紧固在所需位置的一种在所需位置的一种装置装置 第第九九章章仪仪器器常常用用装装置置 9.2 微微 动动 装装 置置n9.2.1、设计时应满足的基本要求、设计时应满足的基本要求 1)应有足够的灵敏度，使微动装置的最小位移量能应有足够的灵敏度，使微动装置的最小位移量能满足精密机械的使用要求。满足精密机械的使用要求。2)传动灵活、平稳，无空回产生。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。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。量成正比。5)微动手轮应布置得当，操作方便。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。要有良好的工艺性，并经久耐用。第第九九章章仪仪器器常常用用装装置置 9.2.2、常用微动装置、常用微动装置n1.螺旋微动装置螺旋微动装置图图9.1 万能工具显微镜微动装置万能工具显微镜微动装置 结构简单，制造较方便，应用广泛结构简单，制造较方便，应用广泛 最小微动量最小微动量Smin 人手的灵敏度，即人人手的灵敏度，即人手轻微旋转手轮一下，手轮手轻微旋转手轮一下，手轮的最小转角。在良好的工的最小转角。在良好的工作条件下，当手轮的直径为作条件下，当手轮的直径为1560mm时，时，为为11/4。手轮的直径大，灵敏度也高些。手轮的直径大，灵敏度也高些。9.2 微微 动动 装装 置置第第九九章章仪仪器器常常用用装装置置 提高灵敏度的微动装置提高灵敏度的微动装置n采用差动螺旋、螺旋采用差动螺旋、螺旋斜面或螺旋斜面或螺旋杠杆等传动，杠杆等传动，来提高微动装置的灵敏度来提高微动装置的灵敏度 移动螺母的移动螺母的真正位移真正位移:压力弹簧压力弹簧用来消除空用来消除空回回 9.2 微微 动动 装装 置置第第九九章章仪仪器器常常用用装装置置 差动螺旋传动差动螺旋传动1-螺杆；2-活动螺母；3-机架 1）差动螺旋(即两段螺纹旋向相同，假设右旋，按图示旋转)：当P1P2 时BA0，B向左运动；当P1P2 时BA0，B向右运动。（C相对于A向左移动）（C相对于B向左移动,B相对于C向右移动）假如：人手的灵敏度为1，P1=1.5mm，P2=1.25mm，则手轮旋转1时，最小移动量为多少？差动螺旋，螺杆上两螺纹旋向相同，用“-”增动螺旋，螺杆上两螺纹旋向相反，用“+”答案：6.944410-4mm第第九九章章仪仪器器常常用用装装置置 2）增动螺旋（即两端螺纹旋向相反，设右段螺纹右旋，按图示旋转）：当CA增大，BC减小，所以BA增大1-螺杆；2-活动螺母；3-机架（C相对于A向左移动）（C相对于B向右移动，即B相对于C向左移动）假如：人手的灵敏度为1，P1=1.5mm，P2=1.25mm，则手轮转动1时，BA（B相对于A的最小移动量）为多少？答案：7.638810-3mm第第九九章章仪仪器器常常用用装装置置 提高灵敏度的微动装置n减小轴向尺寸 9.2 微微 动动 装装 置置第第九九章章仪仪器器常常用用装装置置 2.螺旋斜面微动装置 n螺旋测微器移动距离时，被检测微计2的测杆位移量为S=精度要求较高精度要求较高 9.2 微微 动动 装装 置置若使若使tan=1/50，微分筒转动一格，微分筒转动一格，使测微螺杆轴向位移使测微螺杆轴向位移0.01mm 则：S=0.01mm1/50=0.0002 mm 要求要求S与与严格成正比例的关系，严格成正比例的关系，因此对因此对 和斜面精度要求高。和斜面精度要求高。第第九九章章仪仪器器常常用用装装置置 3.螺旋杠杆微动装置9.2 微微 动动 装装 置置第第九九章章仪仪器器常常用用装装置置 3.螺旋螺旋杠杆微动装置杠杆微动装置n设摆动杆臂长设摆动杆臂长L=102 mm，测微螺杆的螺距，测微螺杆的螺距 P=0.3 mm，试计算读数手轮的分度值。，试计算读数手轮的分度值。解：螺杆转动一圈时，沿轴向移动一个螺距解：螺杆转动一圈时，沿轴向移动一个螺距P=0.3 mm，则摆动杆，则摆动杆9对原始位置偏转对原始位置偏转角角10即读数套筒的分度值为即读数套筒的分度值为10 将读数手轮一周分为将读数手轮一周分为60格，由于读数手轮转动一格，由于读数手轮转动一圈时为圈时为10，因而在转动一格时将等于，因而在转动一格时将等于10。读数手轮。读数手轮的分度值就为的分度值就为10。微动装置的全读数，等于读数手轮的整转数加上读数手轮转微动装置的全读数，等于读数手轮的整转数加上读数手轮转动的分度值。动的分度值。9.2 微微 动动 装装 置置第第九九章章仪仪器器常常用用装装置置 4.齿轮杠杆微动装置 用于显微镜工作台的轴向微用于显微镜工作台的轴向微动，以实现高倍率物镜的精确调动，以实现高倍率物镜的精确调焦。原动部分是带有小齿轮（焦。原动部分是带有小齿轮（z1）的手柄轴）的手柄轴1，转动手柄时，通，转动手柄时，通过三级齿轮减速，带动扇形齿轮过三级齿轮减速，带动扇形齿轮（z6）的微小转动，再通过杠杆）的微小转动，再通过杠杆机构将扇形齿轮的微小转动，变机构将扇形齿轮的微小转动，变为工作台为工作台2的上下微动。工作台的上下微动。工作台内的压缩弹簧所产生的推力，可内的压缩弹簧所产生的推力，可用以消除齿轮副的间隙所产生的用以消除齿轮副的间隙所产生的空回误差空回误差。9.2 微微 动动 装装 置置例：如果三级齿轮每一级传动比都为1:5，杠杆支点到工作台轴线的距离为10mm，则齿轮1转动180，工作台升高或下降多少位移？0.2513第第九九章章仪仪器器常常用用装装置置 9.3 锁锁 紧紧 装装 置置n1、设计时应满足的基本要求、设计时应满足的基本要求 （1）锁紧时，被锁部件的正确位置不被破坏。）锁紧时，被锁部件的正确位置不被破坏。（2）锁紧后的工作过程中，被锁部件不会产生微动走位现象。）锁紧后的工作过程中，被锁部件不会产生微动走位现象。（3）锁紧力应均匀，大小可以调节。）锁紧力应均匀，大小可以调节。（4）结构简单，操作方便，制造修理容易。）结构简单，操作方便，制造修理容易。2、常用锁紧装置、常用锁紧装置径向受力径向受力锁紧装置：锁紧装置：顶紧式顶紧式 夹紧式夹紧式 三点自位均匀收缩式三点自位均匀收缩式轴向受力轴向受力锁紧装置锁紧装置：经纬仪横轴锁紧结构经纬仪横轴锁紧结构第第九九章章仪仪器器常常用用装装置置 1）径向受力的锁紧装置）径向受力的锁紧装置n原理：原理：拧紧锁紧螺钉拧紧锁紧螺钉1，通过垫，通过垫块块2压紧轴压紧轴3，从而把支架，从而把支架4锁紧锁紧在轴在轴3上。垫块上。垫块2的作用是为了的作用是为了避免锁紧螺钉损伤轴避免锁紧螺钉损伤轴3的表面。的表面。n优点：优点：结构简单，制造容易结构简单，制造容易 n缺点：缺点：被锁紧的零件单面受力。被锁紧的零件单面受力。被锁紧件的轴线会微量移动。被锁紧件的轴线会微量移动。n 当中间轴为薄壁筒时，易造当中间轴为薄壁筒时，易造成筒的变形。成筒的变形。n 不能用于要求锁紧定位精度不能用于要求锁紧定位精度较高的地方。较高的地方。顶紧式锁紧顶紧式锁紧 第第九九章章仪仪器器常常用用装装置置 1）径向受力的锁紧装置）径向受力的锁紧装置n原理：原理：当拧紧锁紧螺母当拧紧锁紧螺母1时，时，带有开口的支架带有开口的支架2夹紧轴夹紧轴3，实，实现锁紧的目的。现锁紧的目的。n优点：优点：结构简单，制造容易；结构简单，制造容易；锁紧力比较均匀地分布在整个锁紧力比较均匀地分布在整个圆周上，不会引起被锁紧件变圆周上，不会引起被锁紧件变形。形。n缺点缺点：存在间隙，锁紧时，被：存在间隙，锁紧时，被锁紧件会产生微动。锁紧件会产生微动。n不能用于要求锁紧定位精度较不能用于要求锁紧定位精度较高的地方。高的地方。夹紧式锁紧夹紧式锁紧 第第九九章章仪仪器器常常用用装装置置 1）径向受力的锁紧装置）径向受力的锁紧装置n原理：原理：旋紧锁紧手轮旋紧锁紧手轮5时，通过螺钉时，通过螺钉4顶紧锁块。由于锁紧环是浮动顶紧锁块。由于锁紧环是浮动的，因此当螺钉的，因此当螺钉4前进时，锁紧环在相反的方向上带动另外两块锁前进时，锁紧环在相反的方向上带动另外两块锁紧块同时压向薄壁套紧块同时压向薄壁套3，三个位置上的锁紧块均匀地压缩薄壁套，三个位置上的锁紧块均匀地压缩薄壁套，使它产生径向收缩，将主轴锁紧。使它产生径向收缩，将主轴锁紧。三点自位均匀收缩锁紧装置三点自位均匀收缩锁紧装置 优点：优点：锁紧摩擦力矩均匀地分锁紧摩擦力矩均匀地分布在主轴上，同时，三个夹紧布在主轴上，同时，三个夹紧点均匀自位、同步地向心收缩，点均匀自位、同步地向心收缩，因而能避免锁紧时的主轴微转因而能避免锁紧时的主轴微转现象和单面受力改变主轴回转现象和单面受力改变主轴回转轴线的现象。轴线的现象。应用：应用：这种锁紧装置性能稳定，这种锁紧装置性能稳定，能符合能符合1光学分度头的精度要光学分度头的精度要求。求。第第九九章章仪仪器器常常用用装装置置 轴向受力锁紧装置轴向受力锁紧装置 光学经纬仪上用来把横轴光学经纬仪上用来把横轴1和横轴固定板和横轴固定板5紧固在一起的轴紧固在一起的轴向受力锁紧装置。向受力锁紧装置。锁紧时，转动手柄锁紧时，转动手柄7，螺杆，螺杆8被旋入固定螺母被旋入固定螺母6，并用其末，并用其末端顶推横轴固定轴柄端顶推横轴固定轴柄4向左移动，向左移动，使轴柄使轴柄4压向摩擦板压向摩擦板3。同时，。同时，与螺母与螺母6联接在一起的固定微动联接在一起的固定微动板板5向右移动，从而推动涨圈向右移动，从而推动涨圈2也压向摩擦板也压向摩擦板3，这两个作用的，这两个作用的结果，把摩擦板结果，把摩擦板3和固定微动板和固定微动板5紧固在一起，从而实现锁紧横紧固在一起，从而实现锁紧横轴轴1的目的。的目的。在锁紧装置中，除在锁紧装置中，除采用螺旋产生锁紧力外，还可采采用螺旋产生锁紧力外，还可采用凸轮、锲块、弹簧、液压和电用凸轮、锲块、弹簧、液压和电磁等其它方法。磁等其它方法。