三坐标测量机的机械结构设计[毕业论文+CAD图纸]

机械设计毕业论文：三坐标测量机的机械结构设计含论文，CAD图纸，开题报告，任务书，翻译

三坐标测量机的机械结构设计[毕业论文+CAD图纸]

摘要：

从60年代初发明到现在，三坐标测量机（CMM）在制造业得到世界范围广泛应用，成为3D检测工业标准设备。三坐标测量技术得到迅速发展，而配套检测软件的发展，更是突飞猛进。最早的三坐标测量机只能显示XYZ坐标，而目前的各种检测软件几乎可以解决用户的绝大部分问题。软件日益成为影响用户使用好坏的关键所在。CMM测量软件发展趋势，对于传统的三坐标测量机检测来说，通常是设计部门提供二维图纸，检验部门根据图纸对工件进行尺寸及形位公差的检测。随着三维CAD软件的应用，越来越多的技术部门使用三维CAD建模技术进行设计。因此，各坐标机厂家纷纷推出了基于三维CAD技术的测量软件，直接将客户设计好的三维CAD模型导入测量软件进行检测。这样做的优点非常明显，不需要额外的图纸，理论值可以直接捕获，更可以进行测量仿真，测头干涉检查等，所以，受到用户的一致好评。基于CAD的测量成为目前三坐标测量软件的发展热点。

关键词:　三坐标测量机 传感器 三维 传动装置

Abstract

Invents from the beginning of the 60's to present, coordinate measuring machines (CMM) obtains the worldwide scale widespread application in the manufacturing industry, becomes the 3D examination industry standard equipment. Three coordinates survey technology obtains the rapid development, but the necessary examination software development, is progresses by leaps and bounds. The earliest coordinate measuring machines only can demonstrate the XYZ coordinates, but the present each kind of examination software may solve user's major part problem nearly. The software becomes the influence user use quality the key to be at day by day. The CMM survey software trend of development, regarding the traditional coordinate measuring machines examination, usually is designs the department to provide the two-dimensional blueprint, the inspection department carries on the size and the shape position common difference examination according to the blueprint to the work piece. Along with the three dimensional CAD software application, the more and more many technical department uses the three dimensional CAD modeling technology to carry on the design. Therefore, various coordinates machine factory has promoted in abundance based on the three dimensional CAD technology survey software, the three dimensional CAD model which designs the customer inducts directly surveys the software to carry on the examination. Does this the merit is extremely obvious, does not need the extra blueprint, the theoretical value may catch directly, may carry on the survey simulation, the gauge head interference inspection and so on, therefore, receives the user the consistent high praise. Survey the software based on the CAD survey into at present three coordinates the development hot spot.

目 录

摘要………………………………………………………………………………I
Abstract………………………………………………………………………II
1 绪论…………………………………………………………………………1
1.1 三坐标测量机的应用与发展…………………………………………1
1.2 三坐标测量机测量原理………………………………………………5
1.2.1 三坐标测量机的组成…………………………………………7
1.2.2 三坐标测量机的结构特点……………………………………7
1.3 设计要求………………………………………………………………8
2 三坐标测量机的总体设计方案……………………………………8
2.1 设计任务和内容………………………………………………………8
2.2 总体设计方案拟订……………………………………………………9
2.2.1 三坐标测量机机械部分设计…………………………………9
2.2.2 三坐标测量机电路部分设计………………………………10
2.3 参数的确定……………………………………………………………18
3 三坐标测量进给系统的设计计算………………………………19
3.1 动机的选择计算……………………………………………………19
3.1.1 调速电动机的容量的计算…………………………………19
3.1.2 步进电动机的概述…………………………………………19
3.1.3 步进电动机的容量的计算…………………………………20
3.2 轴概述 ………………………………………………………………20
3.2.1 轴的用途……………………………………………………20
3.2.2 轴的材料……………………………………………………21
3.2.3 轴的材料……………………………………………………21
3.3 轴的结构设计………………………………………………………21
3.3.1 拟定轴上零件的装配方案…………………………………22
3.3.2 轴上零件的定位 ……………………………………………22
3.3.3 轴的结构设计………………………………………………23
3.3.4 初步设计轴的最小直径.............................24
3.3.5 拟定轴上零件的装配方案…………………………………25
3.3.6 根据轴向定位的要求确定轴的个段直径和长度…………26
3.3.7 轴上零件的轴向定位………………………………………27
3.3.8 确定轴上圆角和倒角尺寸…………………………………27
3.4 丝杠螺母副的选用计算……………………………………………27
3.4.1 丝杠螺母的导程的确定……………………………………27
3.4.2 确定丝杠的等效转速………………………………………27
3.4.3 丝杠的等效负………………………………………………27
3.4.4 确定丝杠所受的最大动载荷Cax……………………………27
3.4.5 临界压缩负荷Fcr……………………………………………28
3.4.6 临界转速验算………………………………………………28
3.4.7 计算轴承动载荷……………………………………………29
3.4.8 丝杠拉压振动和扭转振动的固有频率验算………………30
3.5 丝杠的扭转刚度……………………………………………………30
3.6 传动精度计算………………………………………………………31
3.7 导轨的选型及计算…………………………………………………32
3.7.1 滚动导轨的结构及配………………………………………32
3.7.2 滚动导轨副的预紧…………………………………………33
3.7.3 滚动导轨副润滑防护………………………………………33
3.8 横向伺服进给系统的设计计算（同以上方法）……………………33
3.9 纵向、横向的移动工作台的装配图（见附图1）…………………33
4 夹具的初步设计………………………………………………………34
4.1 载要…………………………………………………………………34
4.2 机床夹具的基本要求………………………………………………34
4.3 机床夹具概述………………………………………………………35
4.3.1 机床夹具的分类……………………………………………35
4.3.2 夹具的作用…………………………………………………35
4.3.3 夹具的组成…………………………………………………36
4.4 螺旋夹紧装置………………………………………………………37
4.4.1 螺旋夹紧力计算……………………………………………37
4.4.2 螺旋夹紧的自锁性能和传力系数…………………………38
4.5 螺旋夹紧机构的特点………………………………………………39
4.6 横向伺服系统和立拄的设计计算…………………………………39
结论 …………………………………………………………………………40
致谢 …………………………………………………………………………41
参考文献 …………………………………………………………………42
附录 …………………………………………………………………………43

1 绪论

1.1三坐标测量机的应用与发展

随着现代科学技术的飞速发展和对测量方法的深入研究，在机电行业中人们对三维坐标测量技术的要求也越来越高。物体的三维轮廓以及形位测量已被广泛应用于机械制造、航海、航空航天、反求工程等领域。目前物体三维轮廓测量的主要方法有导轨式三坐标机的高精度接触测量、激光点扫描和激光线扫描式三坐标轮廓测量、激光散斑物体轮廓高精度显微全场测量。在这些诸多的测量方法中，激光散斑物体轮廓测量法测量精度最高，属非接触和全场测量，测量速度高，但其测量范围小。此外，三坐标机的测量精度高，已被广泛采用。但它只能进行接触测量，并且测量速度很慢。目前，三坐标机主要有两种:导轨式三坐标测量机和无导轨式三坐标仪，无导轨式三坐标测量仪在国内尚无同类产品问世。三坐标测量机的多功能测量台是一种高精度测量台。可同时装夹两只测量表或传感器对工件进行多参数测量。三坐标测量机广泛的应用于机械零件加工，模具制造等个方面。CLY系列单臂三为测量仪是一款具有较大测量范围的高精度测量设备，在设计时充分考虑了使用者对冲压件、仪表板件、塑料件、中型模具件的测量要求。由于采用开放式测量，从而保证了在现场、在模具制造和仿型、在部件检测和设计室里都可以方便的使用。特点： 1、 X轴移动方向的导轨采用天然花岗岩，并配备进口双直线导轨，三轴位移传感器采用进口金属反射光栅和读数头，结合空间误差修正技术，使用中处处体现高精度的3D测量。 2、 配件万向电子测头，并通过各种测头配件，既可以对远程和深孔进行数据采点，也能完成中、小型零部件的测量 3、 本测量仪具有方便的现场自校定功能，用户可根据实际情况进行精度校正，保证在不同环境温度下测量数据的真实可靠。
CLY系列单臂三为测量仪是一款具有较大测量范围的高精度测量设备，在设