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

72873. Круговорот фосфора в природе 59.5 KB
  Фосфаты обладают растворимостью но не образуют газообразной формы т. фосфаты не летучи. Фосфаты потребляются растениями для синтеза органических веществ такие как аминокислоты и ферменты. При разложении растений и Животных организмов бактериями фосфаты возвращаются в почву и затем снова используются растениями и микробами.
72874. Круговорот азота в природе 61 KB
  Приблизительно 78 всего объема атмосферы приходится на долю азота. Растения усваивают ионы аммония NH4 и нитраты NO3 Для того чтобы N преобразовался в легкорастворимые соли необходимо участие азотфиксирующих бактерий или синезеленых водорослей цианобактерии.
72875. Круговорот углерода в природе 64.5 KB
  Каменный уголь содержит до 90 углерода. В форме доксида углерода он входит в состав земной атмосферы в которой на его долю приходится 0046 массы. Из углерода в биосфере создаются миллионы органических соединений.
72876. Пищевые цепи и сети 70.5 KB
  Пищевые цепи и сети. Таким образом пищевые цепи переплетаются образуя пищевые сети. Пищевые сети служат основой для построения экологических пирамид.
72877. Экологические системы. Понятия «биоценоз», «биотоп», «биогеоценоз», «экосистема». Гомеостаз экосистемы (устойчивость и стабильность) 61.5 KB
  Важнейшими показателями динамики экосистем являются устойчивость и стабильность. Иногда понятия устойчивость и стабильность рассматриваются как синонимы но тогда следует различать два вида устойчивости: резидентная устойчивость стабильность способность оставаться в устойчивом...
72878. Экология сообществ. Биоценоз. Видовая, пространственная и экологическая структуры биоценоза 61.5 KB
  Видовая пространственная и экологическая структуры биоценоза. Различают видовую пространственную и экологическую структуру биоценоза. Показателями значимости каждого отдельного вида в видовой структуре биоценоза являются: обилие вида т.
72879. Экология популяций. Ареал. Статические и динамические показатели популяции 62 KB
  Статические и динамические показатели популяции Популяция это элементарная группировка организмов определенного вида обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.
72880. Экологическая валентность (толерантность, устойчивость, пластичность). Лимитирующий фактор 66.5 KB
  Количественно выражается интенсивностью и диапазоном действия экологических факторов при которых вид сохраняет нормальную жизнедеятельность. Действия факторов характеризуются их дозировкой амплитудой размахом колебаний. при оптимальной интенсивности факторов.
72881. Экологические биотические факторы среды: антагонистические (хищничество, паразитизм, конкуренция), неантагонистические (симбиоз - сожительство, мутуализм – взаимный, комменсализм – сотрапезник) 64 KB
  Экологические биотические факторы среды: антагонистические хищничество паразитизм конкуренция неантагонистические симбиоз сожительство мутуализм – взаимный комменсализм – сотрапезник. Конкуренция это использование ресурсов пищи воды света пространства одним организмом который тем самым...