精密機械設計基礎-第十五章 儀器常用裝置

第十五章儀器常用裝置第一節概述

1、常用裝置

微動裝置鎖緊裝置示數裝置隔振器

2、隔振措施可分為兩類

（1）積極隔振：隔離產生振動的機械（即振動源），使振動源傳出的振動減小（2）消極隔振：隔離不產生振動的機械，使外界振動源傳人的振動減小第二節微動裝置

一、基本要求

1、應有足夠的靈敏度2、傳動靈活、平穩，無空回產生3、工作可靠調整好的位置應保持穩定4、微動手輪的轉動角度與直線微動的位移量成正比5、微動手輪應布置得當，操作方便6、要有良好的工藝性

二、常用激動裝置

（一）螺旋微動裝置1、單副螺旋微動裝置的最小微動量為

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

式中——斜面體的傾斜角（三）螺旋一杠桿微動裝置螺桿轉動一圈時，擺動桿將對原始位置偏轉角的正切

所以杠桿轉角（四）齒輪一杠桿微動裝置

齒輪一杠桿微動裝置用于顯微鏡工作臺的軸向微動，以實現高倍率物鏡的精確調焦

第三節鎖緊裝置

一、設計時應滿足的基本要求1、鎖緊時被鎖部件的正確位置不被破壞2、鎖緊后的工作過程中，被鎖部件不會產生微動走位現象3、鎖緊力應均勻，大小可以調節4、結構簡單，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產生鎖緊力外，還可采用凸輪、模塊、彈簧、液壓和電磁等其它方法第四節示數裝置

一、基本要求和分類

1、基本要求（1）保證足夠的精度（2）讀數方便、迅速（3）保證零點位置準確，并具有零位調整（4）結構簡單、工藝性好2、分類：標尺指針（指標）示數裝置自動記錄裝置計數裝置二、標尺指針示數裝置

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

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

標度角：對應于示值范圍的指針轉角標度長度：指針末端（或指標）對應示值范圍的線位移分度（刻度、分劃）：標尺上相鄰兩標線間的間隔分度值：每一分度所代表的被測量數值分度尺寸：相鄰兩標線間的實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）基本參數的選定1）分度尺寸的選定分度尺寸小于1時，讀數誤差增大明顯，而過大會增加標尺的長度。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）標線尺寸的選定寬度（圖15-14）長度三種二種當分度值選定后，標尺的總分度數標度長度標度角式中：為標度圓半徑4）標度角或標度長度的確定3．標尺的材料和精飾

1）常用的標尺材料鋁合金、黃銅、青銅、鋅白銅、銀、結構鋼和不銹鋼、玻璃、紙（二）指針

1.指針應滿足的要求

1)具有明顯的端部

2)足夠的強度和剛度

3)指針對其轉動軸的轉動慣量應盡可能小2.指針尺寸

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

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

1）標尺和指針等制造不準確引起的誤差

2）讀數時產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）采用雙邊讀數法（圖15-8b）

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

1）在設計示數裝置的結構時，盡量使指針靠近標尺（圖15－20ab）2）讀數時，盡可能使視線沿標尺的法線方向（圖15-20c）第五節隔振器

一、帶有回振器系統的運動特性及其設計帶有嗝振器系統（即隔振系統）的示意圖式中——基座相對其原始位置的位移——基座振動的振幅——基座振動的角頻率——時間運動的微分方程為：式中——隔振器的阻尼系數——隔振器在位移方向上的動剛度，亦即產生向單位變形所需的交變力隔振系統的運動特性：式中——由起給條件決定的常數

——系統的固有角頻率，

——系統的阻尼比，

——時間

——頻率比，

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

1）頻率比對隔派系數影響顯著

2）阻尼比對隔振