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

0 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

2739. Компенсационный метод измерения электрических величин 83 KB
  Компенсационный метод измерения электрических величин Приборы и принадлежности. исследуемый гальванический элемент, нормальный элемент, источник рабочего тока, реохорд, гальванометр, двухполюсный переключатель, магазин сопротивлений...
2740. Зависимость мощности и КПД источника тока от нагрузки 146 KB
  Зависимость мощности и КПД источника тока от нагрузки Приборы и принадлежности. лабораторная панель, два аккумулятора, миллиамперметр, вольтметр, переменные резисторы. Введение. Наиболее широко распространенными источниками постоянного тока явл...
2741. Изучение температурной зависимости сопротивления металлов и полупроводников 88 KB
  Изучение температурной зависимости сопротивления металлов и полупроводников Приборы и принадлежности измеряемые образцы, масляная баня, источник постоянного тока к мешалке, универсальный вольтметр РВ7-32. Введение. Как показывает опыт...
2742. Изучение работы полупроводникового диода 106 KB
  Изучение работы полупроводникового диода Приборы и принадлежности: лабораторная панель Полупроводниковый диод, источник постоянного тока Б5-48, универсальный измерительный прибор В7-40, электронный осциллограф. Введение. Кристаллическим...
2743. Определение удельного заряда электрона из вольт-амперной характеристики вакуумного диода 161 KB
  Определение удельного заряда электрона из вольт-амперной характеристики вакуумного диода Приборы и принадлежности лабораторная панель Вакуумный диод, миллиамперметр постоянного тока, стабилизированные источники питания. Введение. Явление термоэле...
2744. Определение удельного заряда электрона методом магнетрона 175.5 KB
  Определение удельного заряда электрона методом магнетрона. Удельным зарядом электрона называется отношение заряда электрона к его массе – е/m. Эту величину можно определить различными экспериментальными методами, в том числе...
2745. Измерение сдвига фаз в цепях переменного тока 295.5 KB
  Измерение сдвига фаз в цепях переменного тока Приборы и принадлежности: лабораторная панель Переменный ток. Закон Ома с резистором, конденсатором и катушкой, источник переменного тока – генератор Г3-118, универсальный вольтметр В7-40...
2746. Закон Ома для цепей переменного тока 264 KB
  Закон Ома для цепей переменного тока Приборы и принадлежности: переменный резистор, катушка индуктивности, конденсатор, амперметр и вольтметр переменного тока. Введение. Закон Ома и правила Кирхгофа, установленные для постоянного тока, остаются спра...
2747. Медицинская конфликтология 361.51 KB
  Социальная роль медицины является предметом широкого общественного обсуждения в постреформенной России. Реализация Национального проекта Здоровье позволила решить некоторые насущные задачи, но породила и новые проблемы. Манифестацией конфликтогенных...