丝杠螺母说明书.doc

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1、陕西理工学院课程设计书机械学院 测控 专业 班级 sky 第 1 组 姓名 moon学号 Grubby设计课题：台视显微镜的传动系统设计设计时间：自2012年11月26日至2012年12月28日设计地点：陕西理工学院（北区）序 言金相显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成的高科技产品，可以在计算机印。金相学主要指借助光学（金相）显微镜和体视显微镜等对材料显微组织、低倍组织和断口组织等进行分析研究和表征的材料学科分支，既包含材料显微组织的成像及其定性、定量表征，亦包含必要的样品制备、准备和取样方法。其主要反映和表征构成材料的相和组织组成物、晶粒（亦

2、包括可能存在的亚晶）、非金属夹杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、形貌、大小、分布、取向、空间排布状态等。因此，了解并掌握它的构造原理和调整方法，了解并掌握其放大率的概念和测量方法，不仅有助于加深理解透镜的成像原理，也有助于正确使用其他光学仪器。其原理和机构是集精密设计、工程光学于一体的仪器设备。一个完整的显微镜系统设计是十分复杂的，涉及到光学设计、机械设计、电路设计等多方面知识。设计一台显微镜一般要遵循以下步骤：第一步，要根据显微镜的使用要求来进行显微镜选型设计。显微镜已经有几百年的发展历史，它的形式也多种多样，根据不同的使用要求显微镜的各种参数有非常大的差异。第二步，选好形式之后，初步

3、选择它的外形尺寸和放大倍率、分辨率等主要参数。这一步在一般大学里的工程光学或者应用光学课程中都可以学到。根据消色差程度的不同分为消色差物镜、平场消色差物镜、平场半复消色差物镜和平场复消色差物镜等4种。显微目镜相对物镜的结构要简单很多，主要分为惠更斯目镜、平场目镜、广视场目镜、超广视场目镜等多种形式。第三步，详细设计物镜、目镜以及其它附属结构的光学系统。现代光学设计一般都使用各种光学设计软件，自动化程度大大提高，减轻了设计人员的劳动量。第四步，设计显微镜的机械结构。金相显微镜的工作原理是借助于物镜和目镜通过光学系统放大得像，其放大倍数是目镜与物镜放大倍数的乘积，故而可以“显微”，但要能够正确成像

4、，其物镜和目镜的物距和像距都有一定的要求，要满足这样的要求，其参数（如：物距或焦距或像距）需要可调，但对于普通金相显微镜来讲，调调节相聚和焦距比较困难，最好是调节物距，因此采用粗调和微调相结合的思路较好，故机械传动设计成为其中必不可少的一部分。设计时机械设计手册，和光学精密仪器设计手册等参考书是少不了的，尤其是目镜和物镜的机械装配问题，涉及到很精密的结构。第五步，进行调光、自动调焦、自动工作台和计算机控制等设计。第六步，软件设计。有些显微图像需要进行图像处理和专业软件，这些要与软件专业设计人员共同进行。目 录一、传动方案拟定 7 1.各种传动机构的比较 7 2.齿轮传动特点153. 方案确定1

5、8二、计算传动比及各齿轮参数181. 齿廓曲面的形成 182. 基本参数 19三、传动机构精度的评定指标231.误差产生的主要原因232.齿轮传动互换性的使用要求243.不同圆柱齿轮的传动精度要求264.传递准确性的评定指标285.精度选择34四、设计小结35五、致谢38六、参考资料目录40摘 要显微镜是一种精密的光学仪器，显微镜的传动系统设计主要包括：传动、支承、导轨等设计内容。因此，在用传统的方法进行机械设计的同时，应尽量采用现代的精密机械设计方法以提高系统的性能。显微镜的机械装置是显微镜的重要组成部分。其作用是固定与调节光学镜头，固定与移动标本等。主要有镜座、镜臂、载物台、镜筒、物镜转换

6、器、与调焦装置组成。齿轮传动就是利用主动轴、从动轴上的齿轮之间的啮合，来传递动力和运动的一种机械传动方式。齿轮传动具有结构紧凑、传动高效和使用寿命长久的特点，且在所有机械传动方式中，应用最广，是机械传动的主角。齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。齿轮直径可以从几毫米至二十多米。但是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生噪声。齿轮传动副成为在机械设计中目前使用最多的传动机构。关 键 词1、齿轮传动 2、圆柱直齿轮3、模数 4、传动比5、圆柱锥齿轮 6、丝杠螺母机构Key word 1、 gear drive 2、Spur Gear

7、 3、 modulus 4、 velocity ratio 5、Cylindrical bevel gear 6、Screw nut institutionsAbstractThe microscope transmission system design including: transmission, support, guide and other design elements, the microscope is a precision optical instrument, therefore, at the same time using the traditional meth

8、od of mechanical design should maximize the use of modern methods of precision mechanical design toimprove the performance of the system. The microscope of the mechanical means is an important part of the microscope. Its role is fixed and adjust the optical lens, fixed and mobile specimens. Main mir

9、ror base, mirror arm stage barrel nosepiece focusing device. The gear transmission is the use of the drive shaft, the driven shaft of the engagement between the gears, to pass a mechanical transmission of power and motion. The gear has a compact structure, efficient transmission and long service lif

10、e, and all mechanical transmission, the most widely used, is the protagonist of the mechanical drive. Gear characteristics: smooth gear transmission ratio accurate, reliable work, high efficiency, long life, the use of power, speed and size range. Gear diameter from a few millimeters from more than

11、ten meters. But need specialized equipment for the manufacture of gears meshing transmission will generate noise. The gear Vice mechanical design transmission mechanism.正 文一、拟定传动方案1、各种传动机构的比较（一）丝杠螺母机构丝杠螺母机构又称螺旋传动机构。它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。主要参数：公称直径d 导程p 螺距Ph 升角丝杠和螺母传动形式：(1)螺母固定、丝杠转动并移动，该传动形式因

12、螺母本身起着支承作用，消除了丝杠轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。但其轴向尺寸不宜太长，否则刚性较差。因此只适用于行程较小的场合。(2)丝杠转动、螺母移动，该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑，丝杠刚性较好。适用于工作行程较大的场合(3)螺母转动、丝杠移动，该传动形式需要限制螺母移动和丝杠的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，故应用较少。(4)丝杠固定、螺母转动并移动，该传动方式结构简单、紧凑，但在多数情况下使用极不方便，故很少应用。丝杠螺母机构有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构之分。滑动摩擦机构特点：1.摩擦阻力大，传动效率低（通常为30%-

13、60%） 2.结构简单，加工方便 3.易于自锁 4.运转平稳，但低速或微调时可能出现爬行 5.螺纹右侧向间隙，反时有空行程，定位精度和轴向刚度 丝杠螺母机构有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构之分丝 杠螺母机构有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构之分 6.磨损快滚动摩擦机构特点：1.摩擦阻力小，传动效率高 2.结构复杂，制造较难 3.具有传动可逆性，（可以把旋转运动变成直线运动，又 可以把直线运动变成旋转运动），为了避免旋转副受载 后逆转，应设置防逆转机构 4.运转平稳，起动时无颤动，低速时可爬行 5.螺母和螺杆经调整预紧，可得到很高的定位精度和重复 定位精度，并可以提高轴向刚度 6.工作寿命长，故障率低 7

14、.抗冲击性能较差 （二）齿轮传动机构 齿轮传动是一种啮合传动。 传动比： i=n2/n1=z1/z2 齿轮传动分类： 1、两轴平行的齿轮机构。 2、两轴不平行的齿轮机构。 主要优点：(1)传递运动可靠，瞬时传动比恒定;(2)适用的载荷和速度范围大。(3)使用效率高，寿命长，结构紧凑，外尺寸小;(4)可传递空间任意配置的两轴之间的运动。 主要缺点：(1)与螺旋传动、带传动相比，振动和噪声大，不可无级调速;(2)传动轴之间距离不可过大;(3)加工复杂，制造成本高。 轮系的分类： 1、定轴轮系。 2、周转轮系。 定轴轮系：轮系转动时，各齿轮轴线的位置都是固定不变的。 周转轮系：轮系运转时其中至少有一

15、个齿轮的几何轴线是绕另一齿轮的几何轴线转动的轮系。周转轮系又分为差动轮系和行星轮系。差动轮系是两个中心轮都转动。行星轮系是一个中心轮固定不转。 混合轮系即有定轴轮系又有周转轮系的齿轮传动。 轮系的功用：(1)可以实现大的传动比;(2)可以实现较远两轴传动;(3)从动轴可以获得几种不同传动比;(4)通过改变齿轮数可以得到从动轴不同转向;(5)实现运动的合成和分解。 （三）链传动机构 组成：主、从动链轮、链条。 功用：传递运动和动力。 传动比i=n2/n1=z1/z2。 由上式得出：链传动的传动比与和链轮齿数成反比。 与带传动、齿轮传动相比： 1、优点:(1)与带传动相比平均传动比准确，传动功率大

16、，轮廓尺寸小。(2)与齿轮传动相比，传动中心距大。(3)能在低速重在、高温环境恶略条件下工作。(4)效率高，最大可达0.99。 2、缺点:(1)不能保持恒定的瞬时传动比;(2)链单位长度重量大，引起噪声。急速反向性能差，不能由于高速。 （四）蜗杆传动机构 蜗杆传动机构是啮合传动，传递运动和动力。 主要参数：蜗杆线数k、轴向模数、轴向压力角;蜗轮齿数z、端面模数、端面压力角;旋向。 传动比i=n2/n1=k/z 蜗杆蜗轮正确啮合条件：蜗杆轴向模数、轴向压力角分别等于蜗轮端面模数和端面压力角。 主要特点：1、降速效果好。 2、传动平稳。 3、有自锁作用(在一定条件下)。4、效率低。一般为0.70.

17、8，有自锁时0.5。 （五）平面连杆机构 连杆机构是用铰链、滑道方式，将构件相互联接成的机构，用以实现运动变换和传递动力。 平面连杆机构中各构件都是杆状，所以统称为连杆机构。或四杆机构。破碎机破碎机构为曲柄摇杆机构。为方便起见，只画出能表达其运动特性的简图，称为机构运动简图。AB称为曲柄，CD称为摇杆，BC称为连杆，AD称为机架。 四杆机构分类：曲柄摇杆机构;双曲柄机构;双摇杆机构。 应用：牛头刨床进给机构简图。是曲柄为主动件。缝纫机的驱动机构，是摇杆作主动件。 当摇杆无限长时，C点作直线运动，就演变成曲柄滑块机构，滑块移动范围是两倍曲柄长度。 （6） 凸轮机构 凸轮机构功用：将凸轮的连续转动

18、转化为从动件的往复移动或摆动。 分类：1、平板凸轮。 2、移动凸轮。 3、圆柱凸轮。 特点：机构简单，紧凑;容易磨损，多用于传递动力不大的控制机构和调节机构。 （六）间歇运动机构 间歇运动机构是将主动件连续的运动转变为运作停止动作的机构。 分类：1、棘轮机构：连续的旋转运动变成棘轮的间歇运动。 2、槽轮机构：拨盘1连续的转动变成槽轮的间歇运动。应用如电影放映机。 （七）传动链的传动比及效率 各种传动副连接成为传递运动和动力的系统叫传动链。每条传动链有首端件和末端件。按一定规律组成就是传动比。 总传动比i总=i1*i2*i3*i4*i5 总传动效率是各个轴间的传动效率乘积。2. 齿轮传动的特点本

19、次设计根据实际需求。主要设计其机械传动部分，为此我们选用齿轮传动，是因为是在所有机械传动机构中齿轮使用的最多，相对于其他机械传动机构，齿轮传动具有以下特点：1、瞬时传动比恒定。2、传动比范围大，可用于减速或增速。3、速度（指节圆圆周速度）和传递功率的范围大，可用于高速（v40m/s）、中速和低速（v25m/s）的传动；功率可从小于1W到100000KW.4、传动效率高，一对高精度的渐开线圆柱齿轮，效率可达99%以上。5、结构紧凑，适用于近距离传动。6、制造成本高，某些特殊齿轮或精度很高的齿轮，其制造工艺复杂，成本高。7、精度不高的齿轮，传动时噪声、振动和冲击大，污染环境。8、无过载保护作用。由

20、上面的特点得预设计有2种传动方案均采用齿轮传动。2种方案：方案1：粗调采用圆柱直齿轮和圆柱斜齿轮加手轮调整 微调采用圆柱直齿轮和圆柱斜齿轮加旋钮调整方案2：粗调采用圆柱斜齿轮传动加手轮手动调整。微调采用圆柱直齿轮传动加手轮手动调整。两种方案的比较：方案1：圆柱直齿轮和圆柱斜齿轮加手轮调整用于平行轴间的传动，一般传动比单级可到8,最大20，两级可到45,最大60，三级可到200，最大300。传递功率可到10万千瓦,转速可到10万转分，圆周速度可到300米/秒。单级效率为0.960.99。直齿轮传动适用于中、低速传动。斜齿轮传动运转平稳，适用于中、高速传动。人字齿轮传动适用于传递大功率和大转矩的传

21、动。圆柱齿轮传动的啮合形式有3种:外啮合齿轮传动，由两个外齿轮相啮合，两轮的转向相反；内啮合齿轮传动，由一个内齿轮和一个小的外齿轮相啮合，两轮的转向相同；齿轮齿条传动，可将齿轮的转动变为齿条的直线移动，或者相反。渐开线圆柱齿轮传动的特点：传动的速度和功率范围很大；传动效率高，一对齿轮可达98%-99.5%，精度愈高；对中心距的敏感性小，装配和维修比较简便；可以进行变位切削及各种修形、修缘，以适应提高传动质量的要求；易于进行精确加工；重合度大，降低了每对齿轮的载荷，提高了齿轮的承载能力；不产生根切的最少齿数少；啮合性好，传动平稳、噪声小，其应用非常广泛。直齿圆锥齿轮特点：圆锥齿轮传动是用来传递两

22、相交轴之间的运动和动力的。通常采用两轴交角=90，工作时相当于用两齿轮的节圆锥做成的摩擦轮进行滚动。两节圆锥锥顶必须重合，才能保证两节圆锥传动比一致，这样就增加了制造、安装、的困难，并降低了圆锥齿轮传动的精度和承载能力，因此直齿圆锥齿轮传动一般应用于轻载、低速场合。方案2：圆柱斜齿轮加手轮手动调整用于平行轴间的传动，一般传动比单级可到8,最大20，两级可到45,最大60，三级可到200，最大300。传递功率可到10万千瓦,转速可到10万转分，圆周速度可到300米/秒。单级效率为0.960.99。直齿轮传动适用于中、低速传动。斜齿轮传动运转平稳，适用于中、高速传动。人字齿轮传动适用于传递大功率和

23、大转矩的传动。圆柱齿轮传动的啮合形式有3种:外啮合齿轮传动，由两个外齿轮相啮合，两轮的转向相反；内啮合齿轮传动，由一个内齿轮和一个小的外齿轮相啮合，两轮的转向相同；齿轮齿条传动，可将齿轮的转动变为齿条的直线移动，或者相反。方案确定：由以上两种方案的优缺点及制作工艺，我们可以得出以下结论：1. 考虑到圆柱齿轮的制作简单，精度高，装配和维修比较简单。2. 两种方案传动效率高，结构紧凑，适用于近距离传动。3. 两种方案的参数设计和计算都比较简单，有利于初学者设计和校核。4. 由于在粗微调传动装置中引进了丝杠螺母机构，所以应配套的使用锥齿轮。经过以上分析，本次课设选用圆柱直齿轮和圆柱斜齿轮加手轮调整。

24、2、 计算传动比和各齿轮参数1、齿阔面的形成（1）直齿圆柱齿轮的齿阔曲面是发生面s在基圆柱上做纯滚动时，其上任一与基圆柱母线NN平行的直线KK所展出的渐开线曲面。由此可知，一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合时，齿阔曲面的接触线是与轴平行的直线，这种齿轮的啮合情况是沿着整个齿宽突然同时进入啮合和退出啮合，从而齿轮上所受的力是突然地加上或卸掉的，故传动的平稳性差，冲击和噪声大。（2）锥齿轮齿廓的形成与圆柱齿轮相似，不同的只是用基圆锥代该平面上任意点B描绘出的轨迹为球面渐开线AB，所以锥齿轮的理论齿廓曲面就是以锥顶O为球心的球面渐开线。2.基本参数(1)粗调齿轮参数A.粗调第一级传动为直齿圆柱齿轮，两轮的端

25、面模数、齿数、分度圆直径分别为：Mt1= Mt2 =Mn /cos= 0.8 （Mn为标准值，可查阅标准值表MnMt0.8）Z1=15 Z2=45 d1=12mm d2=36mm螺旋角=10 压力角1=2=20粗调传动比： I12 =d2/d1 =3B.第二级传动为两个1:1的锥齿轮模数m=1 齿数Z=24 分度圆直径d=24mm 压力角=20螺杆参数：采用梯形螺纹，由于螺纹的大径和小径处有相等的径向间隙。牙根强度高，螺纹的工艺性好（可以用高生产率的方法制造）；内外螺纹以锥面贴合，对中性好，不易松动；采用剖分式螺母，可以调整和消除间隙；但其效率低。公称直径d=16mm 螺距P=4mm 中径d2

26、=14.00mm 大径d4=16.50mm 牙型角=30螺杆转一圈螺母上升P=4mm所以4/360=0.5/ =45粗调手轮设为n个小格：所以 n=360I12/=24所以手轮每转过一格螺母上升0.5mm即精度为0.5mm（2） 微调机构参数A. 第一级传动为两个直齿圆柱齿轮传动两轮的端面模数、齿数、分度圆直径分别为：Mt1= Mt2 =Mn /cos= 0.8 （Mn为标准值，可查阅标准值表MnMt0.8）Z1=15 Z2=52 d1=12mm d2=41.6mm螺旋角=10 压力角1=2=20传动比I12 =d2/d1=52/15B.第二级传动为直齿圆柱齿传动两轮的端面模数、齿数、分度圆直

27、径分别为：Mt1= Mt2 =Mn /cos= 0.8 （Mn为标准值，可查阅标准值表MnMt0.8）Z2=52 Z3=15 d2=41.6mm d3=12mm螺旋角=10 压力角1=2=20传动比为 I23 =d3/d2=15/52C.第三级传动为两个1:1的锥齿轮模数m=1 齿数Z=24 分度圆直径d=24mm 压力角=20总传动比为 I=1:1螺杆参数：采用三角形螺纹由于其自锁性好，用于小螺距的高强度调整螺旋如仪表机构公称直径d=12mm 螺距P=1.5mm 中径d2=11.026mm 小径d4=10.376mm 牙型角=60螺杆转一圈螺母上升P=1.5mm所以1.5/360=0.05/

28、 =12粗调手轮设为n个小格：所以 n=360I/=30所以手轮每转过一格螺母上升0.05mm即精度为0.05mm(3)粗、微调的外部结构特点 粗调齿条导轨长度为：L1 = 60 mm微调齿条导轨长度为：L2 = 4 mm即满足粗调范围：060 mm 微调范围：04 mm参考上面计算出的直齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮的各项参数，列于标准直齿圆柱齿轮和标准直齿锥齿轮传动的主要参数计算出其他参数。 标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式标准直齿锥齿轮传动的参数三、圆柱斜齿轮传动精度的评定指标（1）误差产生的主要原因制造和安装齿轮传动装置时，不可避免地会产生误差(如齿形误差、齿距误差、齿向误差、两轴线不平行等)

29、。误差对传动带来以下三方面的不利影响：1、相啮合的齿轮在一转范围内实际转角与理论转角不一致，即影响传递运动的准确性。2、瞬时传动比不能保持恒定不变，齿轮在一转范围内会出现多次重复的转速波动，将引起振动、冲动和噪声(高速传动中尤其严重)，即影响传动的平稳性。3、齿向误差使齿轮上的载荷分布不均匀，当传递较大转矩时，易引起早期损坏，即影响载荷分布的均匀性。国家标准GB10095-88对圆柱齿轮副规定了12个精度等级，其中1级的精度最高，12级的精度最低，常用的是69级精度。按照误差的特性及它们对传动性能的主要影响，国家标准将齿轮的各项公差分成三个组，分别反映传递运动的准确性、传动的平稳性和载荷分布的

30、均匀性。此外，考虑到齿轮制造误差以及工作时轮齿变形和受热膨胀，同时为了便于润滑，需要有一定的齿侧间隙，为此，国家标准中还规定了14种齿厚偏差。（2）齿轮传动互换性的使用要求：（三性一隙） 齿轮传动是机器及仪器中常用的一种机械传动形式，它广泛地用于传递运动和动力。齿轮传动的质量将影响到机器或仪器的工作性能、承载能力、使用寿命和工作精度。因此，现代工业中的各种机器和仪器对齿轮传动互换性的使用提出了多方面的要求，归纳起来主要有四个方面： 1、传递运动的准确性 齿轮传动理论上应按设计规定的传动比来传递运动，即主动轮转过一个角度时，从动轮应按传动比关系转过一个相应的角度。由于齿轮存在有加工误差和安装误差

31、，实际齿轮传动中要保持恒定的传动比是不可能的，因而使得从动轮的实际转角产生了转角误差。传递运动的准确性就是要求齿轮在转一周范围内，传动比的变化要小，其最大转角误差应限制在一定范围内，以保证一对齿轮z1和z2啮合时，满足齿廓啮合基本定律I=n1/n2=z2/z1=常量。机床的一些传动齿轮对传递运动准确性的精度较高。 2、传动的平稳性 齿轮任一瞬时传动比的变化，将会使从动轮转速在不断变化，从而产生瞬时加速度和惯性冲击力，引起齿轮传动中的冲击、振动和噪声。传动的平稳性就是要求齿轮在一转范围内，多次重复的瞬时传动比要小，一齿转角内的最大转角误差要限制在一定范围内。千分表、机床变速箱等对传动平稳性的要求

32、较高。 3、载荷分布的均匀性 载荷分布的均匀性是指为了使齿轮传动有较高的承载能力和较长的使用寿命，要求啮合齿面在齿宽与齿高方向上能较全面地接触，使齿面上的载荷分布均匀，避免载荷集中于齿面的一端而造成轮齿折断。重型机械的传动齿轮对此比较偏重。 4、传动侧隙 在齿轮传动中，为了贮存润滑油，补偿齿轮受力变形和热变形以及齿轮制造和安装误差，齿轮相啮合轮齿的非工作面应留有一定的齿侧间隙。否则齿轮传动过程中可能会出现卡死或烧伤的现象。但该侧隙也不能过大，尤其是对于经常需要正反转的传动齿轮，侧隙过大，会产生空程，引起换向冲击。因此应合理确定侧隙的数值。 为了保证齿轮传动具有较好的工作性能，对上述四个方面均要

33、有一定的要求。但用途和工作条件不同的齿轮，对上述四方面应有不同的侧重。 （1）运动精度：是指传递运动的准确性。为了保证齿轮传动的运动精度，应限制齿轮一转中最大转角误差i。 （2）运动平稳性精度：要求齿轮运转平稳，没有冲击、振动和噪声。要限制一齿距角范围内转角误差的最大值iR。 （3）接触精度：要求齿轮在接触过程中，载荷分布要均匀，接触良好，以免引起应力集中，造成局部磨损，影响齿轮的使用寿命。 齿侧间隙：在齿轮传动过程中，非接触面一定要有合理的间隙。一方面为了贮存润滑油，一方面为了补偿齿轮的制造和变形误差。根据齿轮精度要求，把齿轮的误差分成影响传递准确性误差、影响运动平稳性误差、影响载荷分布均匀

34、性误差和影响侧隙的误差。并相应提出精度评定指标。（3）不同圆柱齿轮的传动精度要求 上述4项要求，对于不同用途、不同工作条件的齿轮其侧重点也应有所不同。 如：对于分度机构，仪器仪表中读数机构的齿轮，齿轮一转中的转角误差不超过12，甚至是几秒，此时，传递运动准确性是主要的； 1、对于高速、大功率传动装置中用的齿轮，如汽轮机减速器上的齿轮，圆周速度高，传递功率大，其运动精度、工作平稳性精度及接触精度要求都很高，特别是瞬时传动比的变化要求小，以减少振动和噪声； 2、对于轧钢机、起重机、运输机、透平机等低速重载机械，传递动力大，但圆周速度不高，故齿轮接触精度要求较高，齿侧间隙也应足够大，而对其运动精度则

35、要求不高。 渐开线圆柱齿轮的制造误差 影响上述4项要求的误差因素，主要包括齿轮的加工误差和齿轮副的安装误差。 为了便于分析齿轮的各种制造误差对齿轮传动质量的影响，按误差相对于齿轮的方向特征，可分为径向误差、切向误差和轴向误差； 齿轮为圆周分度零件，其误差具有周期性，按误差在齿轮一转中是否多次出现，即在齿轮一转中出现的周期或频率，可分为以齿轮一转为周期的长周期误差，或低频误差，它主要影响传递运动的准确性；以齿轮一齿为周期短周期误差，或高频误差，它主要影响工作平稳性。 本次设计台视显微镜属于精密仪器，所以主要考虑其传动精确性和工作平稳性。（4）传递准确性的评定指标 （1）、切向综合偏差F iFi是

36、指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，在被测齿轮一转内，实际转角与公称转角之差的总幅度值。它以分度圆弧长计值。它是是几何偏心、运动偏心加工误差的综合反映，也就是对齿轮径向误差和切向误差的综合反映，因而是评定齿轮传递运动准确性的最佳综合评定指标。Fi是在单面啮合综合检查仪（简称单啮仪）上进行测量的，单啮仪结构复杂，价格昂贵，在生产车间很少使用。 （2）、齿距累积总偏差Fp及齿距累积偏差Fpk（书185页图10-11、10-12）Fp是指在分度圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值。Fpk是指在分度圆上，任意K个齿距间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值，K为从2到Z8的

37、整数（Z为被评定齿轮的齿数）。规定Fpk是为了把齿距累积总偏差限制在局部圆周上 。齿距累积总偏差Fp反映了一转内任意个齿距的最大变化，它直接反映齿轮的转角误差，是几何偏心和运动偏心的综合作用结果，也就是对齿轮径向误差和切向误差的综合反映。因而可以较为全面地反映齿轮的传递运动准确性，是一项综合性的评定项目。但因为只在分度圆上测量，故不如切向综合误差反映的全面。 （3）、齿圈径向跳动FrFr是指齿轮一转范围内，测头在齿槽内与齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴线的最大变动量。Fr主要反映由于齿坯偏心引起的齿轮径向长周期误差。可用齿圈径向跳动检查仪测量，测头可以用球形或锥形。 （4）、径向综合偏差Fi

38、Fi是指与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转内，双啮中心距的最大变动量。当被测齿轮的齿廓存在径向误差及一些短周期误差（如齿形误差、基节偏差等）时，若它与测量齿轮保持双面啮合转动,其中心距就会在转动过程中不断改变，因此径向综合偏差Fi主要反映由几何偏心引起的径向误差及一些短周期误差。被测齿轮由于双面啮合综合测量时的啮合情况与切齿时的啮合情况相似，能够反映齿轮坯和刀具安装调整误差，测量所用仪器远比单啮仪简单，操作方便，测量效率高，故在大批量生产中应用很普通。但它只能反映径向误差，且测量状况与齿轮实际工作状况不完全相符。 （5）、公法线长度变动Fw 在被测齿轮一周范围内，实际公法线长度的最

39、大值与最小值之差称为公法线长度变动Fw，Fw=WmaxWmin。公法线长度的变动说明齿廓沿基圆切线方向有误差，因此公法线长度变动可以反映滚齿时由运动偏心影响引起的切向误差。由于测量公法线长度与齿轮基准轴线无关，因此公法线长度变动可用公法线千分尺、公法线卡尺等测量。2、运动平稳性的评定指标（1）、一齿切向综合偏差f i f i是指实测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，在被测齿轮一齿距角内，实际转角与公称转角之差的最大幅度值 。f i主要反映由刀具和分度蜗杆的安装及制造误差所造成的，齿轮上齿形、齿距等各项短周期综合误差，是综合性指标。其测量仪器与测量F i相同，如上图，切向综合偏差曲线上的高频波

40、纹即为f i。（2）、一齿径向综合偏差f i f i是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一齿角内的最大变动量。 f i综合反映了由于刀具安装偏心及制造所产生的基节和齿形误差，属综合性项目。可在测量径向综合偏差时得出，即从记录曲线上量得高频波纹的最大幅度值。由于这种测量受左右齿面的共同影响，因而不如一齿切向综合偏差反映那么全面。不宜采用这种方法来验收高精度的齿轮，但因在双啮仪上测量简单，操作方便，故该项目适用于大批量生产的场合。 （3）、基节偏差f pb 基节偏差f pb是指实际基节与公称基节之差。一对齿轮正常啮合时，当第一个轮齿尚未脱离啮合时，第二个轮齿应进入啮合。当两齿轮基

41、节相等时，这种啮合过程将平稳地连续进行，若齿轮具有基节偏差，则这种啮合过程将被破坏，使瞬时速比发生变化，产生冲击、振动。 基节偏差可用基节仪和万能测齿仪进行测量。 （4）、齿形偏差f f齿形偏差是在端截面上，齿形工作部分内（齿顶部分除外），包容实际齿形且距离为最小的两条设计齿形间的法向距离。设计齿形可以根据工作条件对理论渐开线进行修正为凸齿形或修缘齿形。齿形偏差会造成齿廓面在啮合过程中使接触点偏离啮合线，引起瞬时传动比的变化，破坏了传动的平稳性。（5）、齿距偏差f pt齿距偏差是指在分度圆上，实际齿距与公称齿距之差 。齿距偏差f pt也将和基节偏差、齿形偏差一样，在每一次转齿和换齿的啮合过程中

42、产生转角误差。齿距偏差可在测量齿距累积总偏差时得到，所以比较简单。该项偏差主要由机床误差产生。（5）精度选择国际对齿轮及齿轮副规定了12个精度等级；第1级的精度最高，第12级的精度最低。齿轮副中的两个齿轮的精度等级可以相同，也允许不同。按照误差的特性及他们对传动性能的主要影响，将齿轮的各项公差分成三个组。公差组公差与极限偏差项目误差特性对传动性能的主要影响IFi、Fp、Fpk、F1i、Ft、Fw以齿轮一转为周期的误差传递运动的准确性IIfi、ft、+fp、f1i、ffb在齿轮一周内，多次周期的重复出现的误差传动的平稳性、噪声、振动IIIFB、Fb、+Fpt齿向线的误差载荷分布的均匀性根据使用要

43、求的不同，允许各公差组选用不同的等级，但在同一公差组内，各项公差和极限偏差应保持相应的精度等级。本次设计我们更具实际需要（粗调精度： 1mm,微调精度： 0.002mm），选用的精度等级为：6级。它的切齿方法：在精米机床上用展成法加工。齿面最后加工：磨齿、精密滚齿或者剃齿。它的工作条件及应用范围：读书装置中特别精密传动的齿轮。单级传动效率：不低于0.99（包括轴承不低于0.985）。4、 设计总结 本次课程设计是我第一次自己设计一个产品，由于自己理论知识不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，所以前两周都不知道从哪开始入手，后来问同学借来了才能考资料，和亲手拆解了显微镜才知

44、道，显微镜的内部结构，所以使得我在这后几周里真的是逼着，压着，强迫着才弄完，当然，完成后的喜悦那是没得说的，尽管这样的设计使我烦恼着、无奈着，但只要经过了过程，我就能得到自己所需的，所以还是能够尽心尽力的完成的，尽管那路途是那样的曲折！说实话，课程设计真的有点累，然而当我们看着自己的设计成果，漫漫回味这几周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消。虽然这是我们刚学会走完的第一步，也是人生的一点小胜利，然而它令我感到自己成熟了许多，通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须有耐心，细致。课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱，甚至弄错。但是一想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我们不禁时刻提示自己，一定要养成一种高度责任，认真对待的良好习惯。在这次课程设计过程中，我发现自己还有很多不足之处，在设计和计算过程中也出现了各种各样的错误，在同学和老师的帮助下也都尽量改正了，虽然还存在或多或少的问题，这也是我今后努力的方向，我会继续努力学习，来丰富自己的知识。我觉得作为一名大三学生，能