高精度尺寸稳定性及回转部件反复拆装保证同轴精度的工艺方案探索研究

发布时间：2020-06-30 23:45

【摘要】：精密仪器广泛应用于生产制造的各个领域,在当代工业发展中起着重要作用。精密机械是精密仪器的重要组成部分。回转部件作为机械结构广泛应用于精密仪器中。回转部件作为各功能部件的载体或传动结构,其轴系精度及稳定性对精密仪器的精度及稳定性有着重要影响。影响回转部件轴系精度的原因有很多。其中零件高精度尺寸在加工满足设计要求后,在后期静置或使用一段时间尺寸会发生微小变化,对整个轴系的精度产生影响,严重时会导致轴系精度失效。精密仪器中的回转部件是由高精度尺寸零件装配而成,在实际应用过程中往往需要对回转部件进行拆装,拆装过程往往会对回转部件原有精度产生破坏。本文针对这两个问题,对产生的原因进行研究并提出合理的解决方法,以供其他人参考。本课题在研究中具体包括以下内容:(1)针对某精密设备对回转部件的技术要求,完成对回转结构的传动类型设计、驱动方案设计及驱动电机选型、结构尺寸设计、各零部件的强度校核,最终完成回转结构的设计并绘制三维模型。(2)对回转部件的轴系精度进行理论分析,确定影响回转体回转精度的关键因素,并以具体结构为例,对回转部件零件高精度尺寸产生变化的原因进行分析,并提出合理的工艺路线,通过验证,减小或消除产生尺寸变化的原因。(3)对如何在反复拆装过程中保证回转体同轴精度的工艺方案进行研究,开发一种可靠的、方便的装配方法,制定装配工艺,在方便反复拆装的同时能够保证两轴的同轴度符合要求;通过对影响回转部件精度的原因分析,设计合理的结构,改善反复拆装对回转部件精度影响。验证结构改善后,对回转部件精度的满足要求。通过本文的研究,提出对高精度尺寸影响的因素,以合理的工艺方法,消除或减少尺寸的变化,并且针对回转部件反复拆装的问题提出合理的解决方法。本文为类似零件提供了重要的设计参考。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH702
【图文】：

二维图,精密仪器,总体设计,回转体

逦第二章回转部件的总体设计逦逡逑第二章回转部件的总体设计逡逑本文以某精密仪器中对回转部件的使用要求，对回转部件进行总体设计。逡逑总体设计要求：逡逑（１）回转体部件安装空间为：３２０ｍｍｘ３５０ｍｍｘ４００ｍｍ。逡逑（２）回转体的工作转速为１２ｎ／ｍｉｎ，能够实现无极调速。逡逑（３）要求转动平稳、工作可靠，旋转后经向与轴向跳动控制在０．０２ｍｍ以内。逡逑（４）装配后回转部件质量控制在１１００±５０ｇ以内，整体质量控制在１００００±１００ｇ以内。逡逑根据设计要求，某精密仪器回转部件二维图如下（２－１）逡逑

分析图,受力分析,反向力

图２－４系统受力分析简图逡逑ＦＩＧ．邋２－４邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｆｏｒｃｅ邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑参照分析图２－４可知，电机提供驱动力，带动轮１与轮２的运动。电机启动时，逡逑轮丨与轮２将受到反向摩擦力＾和＾，同时受到元器件载体提供的反向力矩Ｍ｜（）逡逑设定轮１提供的反向力矩为Ｍａ：逡逑Ｍａ＝邋ｆｉｘｒｉ逦（２－１）逡逑设定轮２提供的反向力矩为Ｍｂ：逡逑Ｍｂ＝邋ｆ２ｘｒ２逦（２－２）逡逑轮１、轮２与元器件载体的反向力矩共同构成了电机启动的阻力矩，若电机想要逡逑带动轮１、轮２与元器件载体，电机的启动力矩必须大于或等于阻力矩，即：逡逑Ｍ0＞Ｍａ＋Ｍｂ＋Ｍｉ逦（２－３）逡逑否则会出现打滑或不动的现象。逡逑参照分析图２．３可知，电机提供动力转动起来后，同一根轴上的零件的角速度是逡逑一致的。根据传动比公式：逡逑ｉ＝邋Ｔ２逦（２＇４）逡逑可知，轮１与轮２的传动比为１。逡逑２．２电机的选择逡逑２．邋２．１电机的分类逡逑电机的种类繁多，分类方法也是多种多样。以下做简单介绍：逡逑１３逡逑

【参考文献】