96106

Разработка кинематической схемы механизма тонкой наводки микроскопа

Курсовая

Физика

Разработка и вычерчивание кинематической схемы Вывод функции положения механизма Определение теоретической погрешности механизма Кинематический расчет механизма Расчет параметров механизма (кинематический расчет) Расчет цены деления шкалы маховика Расчет инструментальной погрешности механизма Определение числа делений шкалы...

Русский

2015-10-03

107.17 KB

1 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ»

(ФГБОУ ВПО «СГУГиТ»)

Институт оптики и оптических технологий

Кафедра оптотехники и нанотехнологий

Основы конструирования медицинских оптических приборов

КУРСОВАЯ РАБОТА

Разработка кинематической схемы механизма тонкой наводки микроскопа

Студент________________________________________

Группа_________________________________________

Руководитель___________________________________

Новосибирск 2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение _____________________________________________стр.3

1.Техническое задание__________________________________стр.4

2.Разработка и вычерчивание кинематической схемы________стр.4

3.Вывод функции положения механизма___________________стр.5

4.Определение теоретической погрешности механизма ______стр.6

5.Кинематический расчет механизма ______________________стр.6

5.1 Расчет параметров механизма (кинематический расчет)___стр.6

5.1.1 Расчет цены деления шкалы маховика ________________стр.6

5.1.2 Расчет инструментальной погрешности механизма _____стр.7

5.1.3 Определение числа делений шкалы___________________стр.8

5.1.4 Определение диаметра шкалы _______________________стр.8

5.1.5 Расчетные параметры шкалы ________________________стр.8

        5.2.Определение численного значения теоретической ошибки_стр.8

       Список литературы _____________________________________стр.9

ВВЕДЕНИЕ

Механизм тонкой (окончательной) наводки предназначен для прецизионного, линейного перемещения тубуса микроскопа, в одной степени свободы, для получения "резкого" (сфокусированного) изображения наблюдаемого объекта, после операции грубой (предварительной) настройки тубуса микроскопа.

Кинематическая схема (Рисунок 1) механизма тонкой наводки включает в себя: маховик со шкалой (1), винт (2), гайку винта (3), рычаг (4), тубус (5).

В соответствии с рис.1 действие механизма происходит следующим образом:

Принцип действия механизма основан на рычажной схеме углового вращения "Г-образного" рычага (4). Плавное вращение (±1) маховика (рукоятки) со шкалой (1) обеспечивает вращение продольного микрометренного винта (2). Установленная на винте (2) гайка (3) с подвижным шарниром в вертикальной плоскости, за счет линейного перемещения (S) в горизонтальной плоскости, обеспечивает поворот "Г-образного" рычага (4) относительно шарнирно-неподвижной опоры. Поворот (2) горизонтальной планки "Г-образного" рычага (4) приводит в движение в вертикальном направлении (в прямом и обратном направлении – h) тубус (5) микроскопа, тем самым обеспечивая точную фокусировку объекта.

1. Техническое задание

В соответствии с заданной кинематической схемой (Рисунок 1) спроектировать устройство тонкой наводки микроскопа, обеспечивающий погрешность функционирования 0,005 мм на длине перемещения h=0,1 мм с пределом перемещения  ±0,2 мм.

2. РАЗРАБОТКА И ВЫЧЕРЧИВАНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Рисунок 1 – Механизм тонкой наводки микроскопа

1 - маховик со шкалой;

2 - винт;

3 - гайка винта;

4 – рычаг;

5 -  тубус;

3. ВЫВОД ФУНКЦИИ ПОЛОЖЕНИЯ МЕХАНИЗМА

Вывод общей и частных функций положения механизма точного позиционирования (функции преобразования движения ФПД) выполняется в следующей последовательности:

В качестве выходной координаты принята функция преобразования движения механизма - h. Необходимо вывести функцию h().

При выводе ФПД используют таблицу 4.1 – Элементарные типовые механизмы([1] стр. 99 - 101).

2. Для рычажного механизма

,

где  a,b – длины рычага;

     

2. Для винтового механизма

 

где  k – число заходов;

      t – шаг резьбы;

       После подстановки в (1) получается

 

ФПД в окончательном виде:

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ МЕХАНИЗМА

        Теоретическая ошибка отсутствует, так как функция линейная.

5. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА

5.1 Расчет параметров механизма (кинематический расчет)

5.1.1 Расчет цены деления шкалы маховика

Выполним расчет шкалы маховика 1 (см. рис. 1). Необходимо определить:

1) цену деления шкалы;

2) число делений шкалы;

3) полный угол шкалы;

4) диаметр шкалы;

Расчетная формула для определения суммарного допуска на инструментальную ошибку устройства ([1] стр. 258):

выразим цену деления шкалы:

где δ0S – суммарный допуск на инструментальную ошибку;
       
kин – коэффициент относительного рассеивания инструментальной погрешности;
       
ky – коэффициент относительного рассеивания погрешности;
       
kсч – коэффициент относительного рассеивания погрешности считывания;
       δ
0у – величина погрешности;
       
– коэффициент, зависящий от метода снятия отсчета: без оценки долей делений шкалы m=1; половина деления шкалы m=0,5 и так далее;
       Δ
уц.д. – цена деления шкалы.

Для данного механизма принимаем следующие коэффициенты:

kин = ky = 1,4 (по [1] стр. 239, принимаем симметричное расположение поля допуска и класс точности Т);
       
kсч = 1,73 (по [1] стр. 255, принимаем распределение технологической ошибки по закону Гаусса с равномерной плотностью);
        δ
0у = 0,005 мм (по ТЗ);
       
m = 0,5 (учет половины деления шкалы при снятии отсчета).

Примем суммарный допуск на инструментальную ошибку равным 0 и найдем предельное значение цены деления шкалы:

Цена деления шкалы определяется из условий удобства работы с устройством и неравенства 

Окончательно принимаем = 0,01 мм.

5.1.2 Расчет инструментальной погрешности механизма

Определим инструментальную погрешность (с учетом п. 5.1.1):

Полученная погрешность меньше погрешности, заданной в ТЗ.

5.1.3 Определение числа делений шкалы

Определим число делений шкалы для диапазона  ±0,2 мм (по ТЗ) при цене деления шкалы = 0,01 мм:

делений

5.1.4 Определение диаметра шкалы

Принимаем однооборотную шкалу (360°), диаметр находим из длины окружности в зависимости от величины линейных интервалов (принимаем ) и числа делений шкалы:

5.1.5 Расчетные параметры шкалы

1) Цена деления

= 0,01 мм;

2) Число делений шкалы

n = 40;

3) Полный угол шкалы

360°;

4) Диаметр шкалы

D = 12,738 мм;

5) Расстояние между штрихами

= 1 мм (4,5);

5.2.Определение численного значения теоретической ошибки

Теоретическая ошибка отсутствует, так как функция положения механизма h является линейной.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кулагин В.В.

«Основы конструирования оптических приборов»: Учебное пособие для приборостроительных вузов. 1982г.

2.Пример курсовой работы по дисциплине «Специальные вопросы конструирования оптических приборов»

http://www.mi-kron.narod.ru/student/txt/spez_kop/kursovoi/index.htm


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21096. Культура України 30-х рр. XX ст. «Розстріляне відродження» 28.22 KB
  Українізацію було повністю згорнуто а найпомітніших діячів національної культури ніби на підтвердження пророчих слів одного з персонажів сатиричної комедії М. становлять собою не тільки одну з найтрагічніших сторінок української історії але й відвертий злочин проти традиційної селянської культури життя і господарювання на звязках з якою розвивалася вся попередня національна культурна традиція. Однак добре розвивалася лише технічна і природознавча діяльність тоді як гуманітарні науки викладалися вкрай тенденційно і обмежено що пізніше...
21097. Культура України в 40-80-х рр. XX ст 25.78 KB
  Культура України в 4080х рр. Всього за межі України було вивезено понад 40 тис. Брутальній критиці та обвинуваченням у перекрученнях буржуазнонаціоналістичного характеру були піддані роботи істориків України Короткий курс історії України Нарис історії України. Рильського за його доповідь Київ в історії України Річниця Шевченка поетичні твори Київські октави.
21098. Культура незалежної України 23.73 KB
  Культура незалежної України Проголошення незалежності України 24 серпня 1991 р. Верховна Рада України ухвалила Основи законодавства про культуру якими передбачені заходи подальшого розвитку української національної культури. Верховна Рада України провела слухання на тему Культурна політика в Україні: пріоритети принципи та шляхи реалізації. показав що українська мова є рідною для 675 населення України.
21099. Визначення поняття «культура», її структура та основні функції 19.29 KB
  Термін культура вперше зустрічається в одному з творів знаменитого римського оратора Цицерона 45 р. Як самостійна наукова категорія культура фіксується вперше у працях німецького юриста С. У подальшому слово культура отримало ще більш узагальнене значення яке охоплювало собою сукупність створених людськими спільнотами традиційних благ і цінностей.
21100. Перші паростки культури на українських землях у найдавніші часи 17.16 KB
  Перші паростки культури на українських землях у найдавніші часи. Виникнення культури нерозривно повязано з появою людини. Загальні закономірності розвитку культури у первісну добу на українських землях були такими самими як в інших регіонах земної кулі проте були й деякі особливості. З огляду на це питання про генетичні витоки української культури має сьогодні неабияке значення і викликає у своєму розвязанні доволі гострі зумовлені актуальними проблемами в житті нашого суспільства суперечки.
21101. Трипільська культура 18.72 KB
  Трипільська культура. Найбільшого розвитку в цей час в добу енеоліту досягла трипільська культура названа так від с. Потретє за своїм походженням трипільська культура хоч і була повязана з БалканоНижньодунайським регіоном але в процесі поширення на нові східні території включала в себе на різних етапах елементи місцевих неолітичних та енеолітичних культур. Почетверте трипільська культура відзначається розташуванням поселень певними зосередженими групами з проміжними менш заселеними територіями.
21102. Кімерійці, скіфи, сармати, їх культура та світогляд 19.74 KB
  Але історичні відомості про скіфів містяться в іноземних джерелах. Одним із перших про скіфів написав Геродот який присвятив їм окрему книгу своєї Історії і не лише яскраво змалював побут і звичаї тих народів які заселяли українські землі під назвою скіфів а й навів дані про їх релігійні погляди міфологію. У випадку скіфів такою ознакою послужила характерна форма півсферичних посудинчаш характерних для кочівників і більш позаднього часу. Поховання кочівницьких скіфів відрізняються від поховань осідлого населення.
21103. Давньогрецька культура на теренах України 15.24 KB
  Північне Причорноморя входило до сфери колонізації руху греків яких привертали сюди родючі землі велика кількість риби в гирлах річок можливість вести широку торгівлю з племенами північних причорноморських степів скіфами синдами меотами та ін. Античні міста Північного Причорноморя жили самостійним життям зберігаючи проте торгові та культурні звязки зі своїми метрополіями. Велику роль в їх економічному житті відігравала торгівля з містами Греції та Малої Азії а також з племенами причорноморських степів. В містах Північного...
21104. Язичницька культура давніх слов’ян 22.85 KB
  Язичницька культура давніх словян. Релігійні вірування давніх словян давно привертають пильну увагу дослідників. Однак жодну з сучасних реконструкцій світу давньословянських вірувань не можна вважати остаточно доведеною. А подруге кожне словянське племя імовірно визнавало своїх богів культ яких не поширювався на значні території.