精密机械设计课程设计指导书

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1、精密机械设计课程设计指导书   光电信息与通信工程学院测控技术与仪器系2008．12题目一：百分表的设计 一设计目标设计钟表式百分表，具体技术要求如下：1百分表测量范围为0~5或0~10mm，分度值为0.01mm；2百分表的外形尺寸和配合尺寸应符合下图规定；（图1）3百分表的测力应在0.5N至1.5N之间，测力落差（同一点正反向测力之差）不大于0.4N，单向行程测力变化不大于0.5N；4示值误差：1)       对于测量范围0~10的表，示值总误差不大于0.018mm，对于测量范围0~5的表，不大于0.016mm；2)       任意一毫米内示值

2、误差不大于0.01mm；3)       回程误差不大于0.003mm；4)       示值变动性不大于0.003mm；5测杆应移动平衡、灵活、无卡住现象；6测杆处于自由状态时，指针应位于从零位开始逆时针方向30°~90°之间；7当转数指针指示整转数时，指针偏离整转数刻度不大于15°；8测杆行程应至少超出工作行程终点0.5mm；9指针尖端应盖过短刻线长度的30%~80%；10指针尖端与表盘之间距离不大于0.7mm；11表盘刻线宽度和指针尖端宽度应为0.15~0.25mm。二课程设计的目的、任务和要求1目的本次课程设计是《精密机械设计》课的重要组成部

3、分，是打好技术基础和进行技能训练的重要环节。其目的是：（1）巩固《精密机械设计》课程所学内容，综合运用所学课程的知识进行设计，培养分析和解决实际工程问题的能力；（2）学习仪器结构设计的一般方法和步骤，提高机械设计水平，树立正确的设计思想；（3）扩大知识范围，学会运用各类技术资料，包括技术标准、手册等。2任务设计一种钟式百分表，在分析样图和参考图的基础上，进行结构方案的比较和选择。包括示数装置、传动系统、消除空回装置、产生测力装置、导轨、支承、限动器和联接等。然后进行总体布局、设计计算，绘制草图和正式图，编写说明书。3要求工作量（1）设计装配图一张（1

4、#），按照装配图要求标出必要的尺寸要求和技术要求，列出零件的明细表；（2）零件图2张；（3）说明书一份（15~20页）。4时间安排1)       总学时数约８０学时，学时分配如下：2)       分析样图（样机），比较方案：２学时；3)       计算与绘制草图：3６学时；4)       绘制正式装配图：１６学时；5)       绘制零件图：８学时；6)       书写说明书及答辩准备：1０学时；7)       答辨：８学时； 参考资料：《机械学基础》，科学出版社，蒋秀珍主编；《精密机械零件》，机械工业出版社，庞振基主编；《精密机械零件

5、手册》，机械工业出版社，天津大学、北工大合编；《仪表结构设计图册》，机械工业出版社，陈文贤主编；相关各类国家标准和其它各类机械设计手册。 三样图的工作原理机械百分表是齿轮传动式测微量具，测量范围0~10（或0~5）。它不仅能作比较测量，也能做绝对测量。   将被测尺寸（或误差）引起的测杆微小直线移动经过齿轮传动和放大，变成指针在刻度盘上的转动，从而读出被测尺寸（或误差）的大小。由百分表的传动示意图看出，当测杆被工件抬高1mm时，齿轮上升1.6齿。由于齿轮Z2是16齿，所以齿条推动齿轮Z2转1/10转，与Z2同轴的大齿轮Z3是100齿，所以Z3转过10

6、齿，小齿轮Z1为10齿，经Z3带动Z1以及固定在其轴上的指针正好转过一周。刻度盘刻度为100等分，故当测杆移动1mm时，指针转过100个分度，由此而知，指针转过一个分度相当于测杆移动0.01mm。四设计步骤1分析样图，确定方案根据设计任务书、样图（样机）和参考图纸等有关资料，分析各部分结构，明确各个零件的作用和整机对它的要求，比较不同机构的优缺点，从而选择最佳结构方案。　　　　　　　　　　（图2）2设计与绘制草图这两步交叉进行。（1）      示数装置设计根据百分表外形尺寸限制，使用方便和易于装配的原则，确定示数装置的结构和尺寸。按照分度值大小，决

7、定标线尺寸，计算指针长度。（2）传统系统设计（参考图２）    a.确定齿轮、齿条模数和齿数　　　　百分表的传动系数：　　　　式子中：——相应于测杆最大位移的指针转角。　　　　　　　　——测杆的最大位移（示值范围）。　　　　　　　　——相应于的Ｚ轮转角。　　　　　　　　　Ｚ、Ｚ、Ｚ——齿轮的齿数。　　　　　　　　——齿轮和的传动比。　　　　　　　　　　——齿条（测杆）与齿轮Ｚ的传动系数。　　　因Ｚ齿轮的分度圆半径：故有　　所以　　例如，通常均取　，则对０——１０百分表有：　　　　　　　故　　                              

8、　　       若　取１６齿时　　ｍ＝0.199ｍｍ　　　　    取２０齿时　　ｍ＝0.15915ｍｍ