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

42278. СКЛЕИВАНИЕ ЛИНЗ 408.5 KB
  Если например между положительной линзой из стекла марки К8 и отрицательной линзой из стекла марки ТФ1 будет воздушный промежуток то количество света отражаемого свободными поверхностями составит 18. Приведя поверхности в соприкосновение или заполнив промежуток между ними средой с показателем преломления равным или близким показателю преломления одной из линз потери света на отражение уменьшаются примерно до 10. Линзы в большинстве случаев склеивают веществами бальзамин М ОК72Ф ОК50 и др.
42279. Настройка статических маршрутов 58.5 KB
  Щелкните ПК офиса филиала BOpc и перейдите по ссылкам Desktop Commnd Prompt . Запишите IPадрес ПК офиса филиала BOpc и адрес шлюза по умолчанию. Адрес шлюза по умолчанию это IPадрес интерфейса FstEthernet для Офиса филиала BrnchOffice.1 адрес шлюза по умолчанию для локальной сети Офиса филиала BrnchOffice в запросе команды в ПК офиса филиала BOpc.
42280. Исследование индуктивно-связанных цепей 288.5 KB
  Целью работы является экспериментальное определение параметров двух индуктивно связанных катушек и проверка основных соотношений индуктивно связанных цепей при различных соединениях катушек. Подготовка к работе Схема замещения двух индуктивно связанных катушек удовлетворительно учитывающая электромагнитные процессы в диапазоне низких и средних частот представлена на рис. 1 где L1 R1 и L2 R2 индуктивности и сопротивления соответственно первой и второй...
42281. ЗАКОНЫ СТОЛКНОВЕНИЙ 931 KB
  Обозначим массы шаров и скорости шаров до удара и а скорости после удара и рис. 5 Скорости шаров после удара получим умножив 5 на и вычтя результат из 3 а затем умножив 5 на и сложив результат с 3: . Рассмотрим неупругое столкновение двух шаров массами и скорости которых до удара и . Установка предназначена для измерения скорости двух подвижных...
42282. ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ ДИНАМИКИ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ВОКРУГ НЕПОДВИЖНОЙ ОСИ 981 KB
  Изучение динамики вращательного движения твердого тела. Исследование зависимости угла поворота твердого тела от времени, экспериментальная проверка основного уравнения динамики вращательного движения, определение момента инерции твердого тела как коэффициента пропорциональности в основном уравнении
42283. ИЗУЧЕНИЕ УПРУГИХ СВОЙСТВ ПРУЖИНЫ 2.68 MB
  Если пружина находится в равновесии то силы действующие на любую часть пружины уравновешены рис. По закону Гука сила упругости пропорциональна деформации пружины : 1 где проекция силы упругости на ось направленную вдоль оси пружины рис. Рис. Одной из упругих характеристик...
42284. ЦЕНТРОБЕЖНАЯ СИЛА 843 KB
  Исследование зависимости величины центробежной силы от массы тела угловой скорости и расстояния до оси вращения. Вместе с платформой вращается привязанная к оси вращения небольшая тележка. Рассмотрим небольшой груз массы m подобно тележке привязанный к оси вращения нерастяжимой невесомой нитью и вращающийся вместе с платформой.1 этот груз схематически изображён слева от оси вращения.
42285. ИЗУЧЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ СВЯЗАННЫХ МАЯТНИКОВ 1.67 MB
  Измерение собственных частот колебаний и частоты биений экспериментальная проверка соотношения между этими частотами. Теоретическая часть Биения Гармоническими колебаниями называются колебания которые описываются формулой 1 где координата колеблющейся точки амплитуда колебаний циклическая частота период колебаний начальная фаза. Амплитуда колебаний и начальная фаза определяются начальными условиями:...
42286. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА И ПРОВЕРКА ТЕОРЕМЫ ШТЕЙНЕРА 1.78 MB
  Теоретическая часть Момент инерции это величина зависящая от распределения масс в теле и являющаяся мерой инертности тела при вращательном движении. Момент инерции тела относительно оси вращения определяется выражением 1 где элементарные точечные массы на...