锁紧装置精密机械锁紧机构主要是利用机械力学上的死点、压力角以及结构间的摩擦角来阻止结构之间的相对位移来实现作用。的形式通常有以下几种利用螺纹进行机构、使用斜面进行、采用

 来源:易倍-emcbet体育官网-易倍emc官网 | 作者:易倍-emcbet体育官网-易倍emc官网 |   2020-02-07 22:04:20

  锁紧装置精密机械锁紧机构主要是利用机械力学上的死点、压力角以及结构间的摩擦角来阻止机械结构之间的相对位移来实现锁紧作用。锁紧的结构形式通常有以下几种利用螺纹进行机构间的锁紧、使用结构斜面进行锁紧、采用偏心轮进行锁紧以及四杆机构的锁紧方法四种形式。其中螺纹锁紧是最常用的锁紧方式 它的标志性结构产品很普

  锁紧装置精密机械锁紧机构主要是利用机械力学上的死点、压力角以及结构间的摩擦角来阻止机械结构之间的相对位移来实现锁紧作用。锁紧的结构形式通常有以下几种利用螺纹进行机构间的锁紧、使用结构斜面进行锁紧、采用偏心轮进行锁紧以及四杆机构的锁紧方法四种形式。其中螺纹锁紧是最常用的锁紧方式 它的标志性结构产品很普遍 实现很方便 因此已经被标准化生产 对于一般的机构锁紧情况 应该优先使用此种锁紧方法。在螺纹锁紧方式的使用过程中 螺纹长度与螺距应注意配合使用。对于一般的精密机械传动传动机构中 不能使用超过八个牙的螺纹配合。但如果低于三个牙时 结构的联接非常不稳固 不能实现结构的锁紧。此种锁紧方式的最大优点就是拥有较长的行程 能够平稳的在结构件进行传动 螺杆的整个行程都能够实现有效的锁紧 并且在螺杆的各个部分的增力都比较的均匀。这种锁紧方式也存在着一定的缺陷。当结构的工作行程相对比较长的时候 螺纹的锁紧方法实行起来比较复杂。而且在结构要求能快速换装的时候不能使用这种形式。在结构要求能快速换装的时候 可以使用偏心轮锁紧机构 但是这种锁紧机构的缺点在于结构的作用点较为固定 行程也比较小 对于机构自身的精度也有着一定的限制。在塑胶件的使用中 容易造成蠕变 使得锁紧效果不好。在锁紧点有小范围的变动情况的使用中 可采用偏心轮和螺纹锁紧形式进行配合使用的结构进行缩紧 。斜面锁紧增力较小 行程较小 但行程有一定的调节能力 一般以斜锲的方式使用。在实际设计中 常利用塑胶的弹性在较小的锁紧力情况下使用。斜面锁紧方式也常用在对零件间的间隙进行调整的场合。但是一般不能用于具有较大锁紧力的使用情况下。对于四杆机构的锁紧行程能够设计得比较大 结构的锁紧点也较为固定。在精度要求较高的机械结构中可以单独进行使用。除了机构的行程能够较大 它的别的使用功能与偏心轮的使用功能相似。经常与螺纹锁紧结构配合进行使用。四杆机构的结构比较复杂 在经常使用的快换机构中应用广泛。还有一种比较常用的具有自锁功能的机构 就是棘轮机构。这种机构虽然与其它锁紧机构不同 没有锁紧的作用 但是能够在机构的作用点周围进行自锁。此种机构常常会和锁紧的机械结构配合使用 优化锁紧结构的功能。此种机构的使用原理是利用压力角的作用。压力角具体说来就是在机械结构中不考虑运动元件的惯性产生的力以及忽略运动副的摩擦阻力 使得机械结构本身运动中的从动件受到的驱动作用的发作用线和驱动力的作用点处的绝对速度法线间的锐角。越大的压力角就会使得驱动更加困难。当压力角相对于摩擦角余角较大时 机械结构就会产生自锁的现象。自锁结构的设计过程中要注意对摩擦力要取机械结构在其可能使用的环境状况下的最小量。还应该注意使得自锁结构在合适的情况下方便解锁。自锁机构在和锁紧机构的配合使用过程中 能够先不锁紧 不存在锁紧作用时 能够通过改变力的驱动方向解除机构的锁紧作用。使用中要根据使用要求选择机构刚性 避免因应力变形造成的失效现象。本文设计的高精度可调折转光管所采用的锁紧方式为螺纹锁紧。主要有三种锁紧装置为顶丝、差动螺旋锁紧与压紧箍锁紧。结构下图所示 锁紧螺丝如图所示为利用锁紧螺丝对升降光管进行限位锁紧的装置。此种锁紧方法能够保证光管在移动到任意的位置时都能进行锁紧。图 差动螺旋锁紧方法如图 所示为采用差动螺旋锁紧对光管进行锁紧的结构 锁紧过程中光管径向无外加载荷 避免折转反射镜偏转。图 压紧箍锁紧方式如图 所示为光管压紧箍结构图 此装置用于高精度折转光管的高度调节锁紧。且锁紧箍表面刻有精密刻度 能够直观的反映出光管高度变化。折转光管的位置固定方式采用的是差动螺纹的锁紧方法 利用压紧箍与光管自身的螺纹螺距不一致 运动中具有差动配合 这种配合形式能够产生极小的位移变化 而且螺纹自身的导程不需要太小。与其他机构比较来说 这种传动机构的加工与实现比较容易。因这种机构的加入 实现了折转光管的位置固定和精密的位移变化。 系统整体结构除上述装置外 为了隔绝外界灰尘、湿气与其他污染物 精密光学系统中一个必不可少的部件是光窗。光窗通常为平行平板 作为一种透明界面把光学系统内部元件与外部元件隔离开 允许所希望的辐射光通过 并保证较好的成像质量和光强度。为了对相差进行校正 光窗的一个或两个表面要为非球面设计 但不会偏离标准平面或大曲率半径球面过多。综上所述 根据设计要求完成了高精度可调折转光管光路设计与结构设计。图 所示为机械结构的设计与装配图 高精度可调折转光管整体结构图折转光管主要包括光窗上端反射镜安装罩 上端接筒 上端滑移筒 压紧箍 升降螺母 升降调隙螺母 读数鼓轮 下端镜筒与下端反射镜安装罩。下将根据结构设计与三维建模结果 对折转光管工作状态下可能产生的形变进行有限元分析 计算形变对光束折转平行度的影响 从而验证光管结构的合理性。第三章系统三维建模与有限元分析 光管的三维建模根据设计出的二维光管结构 为了检验设计是否合理 是否存在光路干涉等不可行设计 需要对所设计光管结构进行三维建模 并对其工作状态下可能存在的影响因素进行有限元分析 从而验证设计的可行性。三维建模是设计阶段必不可少的一步 通过建模 不仅能形象直观的观察设计结构效果 更重要的是通过建模找出设计的不合理处 结构的干涉点 从而进一步改进设计 节约生产成本与论证时间 因此 本文的折转光管结构也需用此种方法校核 。如图所示为平面反射镜的装卡结构与安装基板的三维模型。图 反射镜安装调节基板通过建模验证此种四角压片固定方法对于平面反射镜的固定简单有效 且减少了对视场的干涉与反射镜形变。图 所示为折转光管的入射光窗出射光窗与平面反射镜安装基座的三维建模图。图 反射镜安装基座图 所示为光管主体部分 由上端接筒 上端滑移筒 压紧箍 升降螺母 升降调隙螺母和读数鼓轮其部分组成 各部分紧密配合 完成了折转光管的高精度长度变化 保证了同轴度一致。图 折转光管高度调节装置三维建模图图 所示为折转光管整体三维建模图形。两端反射镜安装结构一致 光窗方向相反 在结构安装时 需要先安装一端镜罩 假定为上端镜罩 此时调整折转光管与下端镜罩的相对位置 使得上下镜罩光窗面向相反位置 且反射镜安装调节板在空间位置上平行。只有保证在安装上下端镜罩时结构合理 位置平行 才能保证平面反射镜的平行性 确保高精度的入、反射光光轴平行性。图 高精度折转光管系统三维建模 结构的有限元分析根据高精度可调折转光管的三维建模 直观的反应了折转光管的立体结构 暂未发现结构干涉。但为检验使用状态下的光管变形是否会对折转精度造成影响 现需要对光管的强度与刚度进行有限元分析。因折转光管多用在光学调整平台上 震动影响小 可不考虑震动因素对光管造成的影响。对于自身谐振对光线传递造成的影响 由于通光口径较大 此处也可不考虑折转光管的模态分析。分析可知 折转光管的工作状态下需要担心的因素主要是水平工作状态下的光管变形量对反射镜平行度的影响。本文设计的高精度可调折转光管最经常的工作需要是对于高度方向的光线折转与水平状态下的光线折转。因此折转光管最经常处于的工作状态是垂直方向与水平方向。对于垂直方向工作时 无切向形变 仅仅会因为重力影响造成垂直方向上的光筒下垂变形。由于光线入射出射视窗较大 因此 微小下垂变形量对折转光线光轴平行度的影响不大 这里可以忽略。本文主要考虑光管处于水平工作状态下 由于光管刚度形变对于光轴平行度的影响。工作状态如图 所示 水平工作状态由于折转光管的长度可调最小长度为 最大长度为 相差 距离变化较大 有可能产生较大形变 在折转光管的轴向位置会产生一定的夹角 且反射镜安装端面变形引起的反射镜面型改变及转角会对光线平行度造成极大的影响。因此 要对水平工作状态下折转光管的最大形变量进行有限元分析。 模型简化处理由于折转光管主要为空心筒状结构 因此可简化为壳单元进行有限元分析。可以根据折转光管的外形尺寸 安装伸长长度 把模型简化为阶梯筒 可看做各部分刚性连接为一体 赋予物理特性与材料属性。对于螺纹孔、限位槽等特征相对于整体而言比重较小 对整体结构影响较少 只会增加有限元分析中划分网格的难度 因此可以忽略。对于简化好的光管结构 抽取中性层研究变形量大小。简化合理可行 能够准确的反应光管变形。图 简化后模型如图 所示 简化后的折转光管可看做是悬臂梁工作状态 一端以一定高度安装在工作台上 光管取极值长度 此时的变形量为最大状态 能反映出光管的极端变形值 为光管结构的进一步改进提供理论依据。 有限元分析有限元分析的算法概念在很久以前就已出现 但它的推广和使用则是随着科技的快速发展 计算机水平的提高而被人们广泛认知的。因其功能的强大性与实用性备受各个领域的科学研究人员的喜爱 为他们的设计研究提供了一定的可靠性 避免了人力物力资源以及时间上的浪费。相比传统算法而言 有限元分析方法更加的方便、反应状况更真实和有效。经过人类社会的高速发展 对有限元的发展也起到了极大地推动作用 使得有限元算法自单个结构工程上的强度分析发展成为多重科技发展领域 内容跟家的丰富 算法更加的可信赖。有限元分析算法的主要作用有以下几个方面 在功能较为完善的有限元分析计算软件与高性能的计算机运行软件对所设计的机械结构做较为详细的力学分析 从而获取尽可能贴近真实工况的结构受力变形信息 设计开始阶段应该对有可能产生的一系列问题对于结构的安全性能进行评判 并且对于结构的设计参数进行修改。开始时 有限元分析需要计算出复杂的不规则结构的位移、 应力、应变总共三部分的力学分析信息。有限元分析的更重要的功能是在力学分析准确进行的基础上 设计者可以根据索要设计的结构进行刚度、强度等各个方面的情况评判 根据判断结果 对于不合理的机械结构的设计参数进行优化改进 从而获取更加合理话的优化机械结构的设计方案。最后再次对已经修改过的结构方案进行进一步的有限元分析 并且进行最终的结构上的力学判断及力学校核 从而确定最终的结构设计方法。有限元分析的主要运算过程有以下几个必要阶段 对实际问题的求解区域进行定性和分析。 对需要求解的求解域进行离散化处理。根据结构的形状 要求等将求其解域可以近似划分为有着不同的有限大小以及有限元形状 并且能够彼此间相互连接的有限个结构单元所组成的离散域 通常我们把这种离散域称作是有限元分析阶段的结构网络划分。明显看出 结构单元的划分越小 即划分网格越精细 则对于结构形状的的近似程度就会越好 比较而言其有限元分析的计算结果也就会更加的精确可信。但是越精细的网格划分带来的数据计算量以及可能存在的误差都将会很大程度的增加。因此 首先要合理的选取划分网格的类型和大小。 根据边界条件和结构工况进行求解方程式的建立。其中包括的变量有需要解决的问题的状态变量和边界条件。通常将这个微分方程简化成泛函的求解方式。 对结构类型进行单元推导。给出结构单元的各状态变量的离散关系 从而确定出单元的矩阵 通常结构力学中把这个单元矩阵称作刚度矩阵或者柔度矩阵 。在这个过程中 要注意每个结构中单元的解题条件与添加约束的方法。 下面则要进行总装的求解过程。 最后一步是联立方程组求解以及对求解结果进行相关解释 可以使用直接运算法、迭代运算法以及随机法。方程组的解值为网格划分的节点位置的变形状态的近似值。根据求解值与设计准则给定的允许范围得分析比较确定是否还要重复分析计算。综上所述 有限元的分析的过程大致能够划分为三个处理阶段 也就是结构模型的前处理分析阶段、模型的处理阶段以及最终的数据运算后处理分析阶段。前处理阶段主要做的是对有限元分析模型进行建立以及简化处理 并完成模型结构中单元的网格划分 处理过程中要对模型的约束力以及受力条件进行分析 施加在合适的位置。后处理阶段就是通过采集对模型处理后的数据分析结果 让软件的使用者能够更加简便的提出数据的处理信息 并了解模型的计算结果 分析机械受力等状态 根据结构进行优化设计。在对上述有限元分析原理及方法进行学习后 针对本文的结构类型 结合已建立模型 对折转光管水平使用状态下可能产生的变形进行了有限元分析 并根据分析结果对结构进行优化改进。因光管结构为管状结构 口径较小 管体较长。为了减轻管体重量 较小变形值 因此选用铝作为折转光管管体制作材料。有限元分析前需给出以下参数 材料 弹性模量密度 泊松比 。使用软件对简化结构进行前处理 对结构进行合理的网格划分 赋予属性 加载约束和受力。 有限元网格划分模型前处理完成后的网格模型如上图所示。在光管一端施加约束模拟平行光管水平状态的受力工况进行分析 对前处理好的模型进行有限元分析 得到平行光管在重力作用下的变形云图如下所示 从变形云图可以得出光管水平工作状态下 最大变形值发生在平行光管项部 变形值大小为 。由于最大变行发生在顶部反射镜安装基板的位置 因此会弓起较大的基板变形 导致反射镜的偏转角度变化。 数据分析与结构优化将反射镜安装基板节点变形值进行提取。采用 对提取结果进行数值处理 可得到在此受力状态下的镜面变形 如下图所示。 坐标轴表示反射镜上各点的沿着镜面法线方向的变形量。图 平面反射镜的面型变化由图 可知 水平工作状态下 平面反射镜的 。计算得出平面反射镜的最大转角为可能引起的光轴平行度误差达到 一。此结果远远超出了技术要求 需要进行优化。最大变形量发生在离支点最远的前端镜座位置 因此 对于水平工作状态下的折转光管要求必须在前后两镜座位置都安装光管支架。这种方法简单有效的解决了水平状态下的折转光管变形问题。第四章折转光管装校技术研究与误差分析本章研究了折转光管的装校方法 并对装校过程中的误差产生原因与修正方法进行了详细论述。提出了一种用于高精度折转光管的装校方法。利用自准直仪 五棱镜 平面镜构成了准直光线检测系统 对折转光管进行装校 并给出了检测过程中的误差修正方法。通过实验证明 利用本文提出的方法及装置可使折转光管光轴平行度达到 。。折转光管经常在舰艇船舶以及车载的光学系统同中应用来探测目标等。折转光管经常作为独立的一个光线传递装置使用 光管本身因制造产生的误差经常会对折转的光线造成一定的传递误差。如果折转光管两块反射镜没有准确的进行调平 则出射光线会出现偏移 造成遮光现象 同时发生光能损失 使系统精度降低 。根据光电自准直应用中得到的光能损耗经验可知 当光束的能量损耗范围在 。因此为了消除折转光管的安装过程中产生的误差 需要具备一种合理可行的装调方法对这桩光管内部的反射镜组进行平行性装调 从而能够满足折转光管光轴平行性的高精度要求。以下我们将通过一种简单有效的原理对折转光管的装调方法进行详细的论述。并对该方法装校过程中可能引入的误差进行分析。最后使用折转光管平行性检测方法对装调完成的折转光管进行检验 进一步的验证了装校的可行性与合理性。本文设计的高精度可调折转光管相比其他长度不改变的折转光管或光学仪器而言 结构上可伸缩一定的长度 管体长度改变的同时也带入了许多的不确定因素 使得平面反射镜的装调更加的困难。且本文设计的折转光管的管体较长 普通的装调方法对本结构而言不适用 可能产生更多的误差 不能满足本文提出的光轴平行度设计要求。因此本文提出了一种高精度的可调折转光管的装校方法。 装校原理在折转光管的光轴平行度检测中 最常用到的方法是自准直法。也就是由一块大型的平面镜与自准直仪构成一个准直光学系统 再将折转光管置于自准直仪与平面镜之间 此时准直光学系统产生的偏差则是由折转光管的不平行度引起的 而对于折转距离较长的折转光管 则需较大口径且面型精度较高的平面镜进行光线准直 实现难度和成本较高。针对这种情况 本文提出了一种利用两块五棱镜组合进行光线准直的折转光管装校方法。根据五角棱镜的展开图形可知 五棱镜的自身结构相当于一个平行平板 就有很好的光线折转性能 使用它进行光线的传递过程中既不会出现转像也不会产生倒像现象 五棱镜的加入仅仅使得入射光束的光轴精确地折转了 。五棱镜还有着一个非常重要的光线传递特性 就是光线在五棱镜的反射面内会产生一个不变的角度偏离。因

  高精度可调折转光管设计及装校技术研究,可折转的光屏的作用,高精度kk轴承,高精度乘法,高精度加法,高精度除法,高精度,高精度减法,c语言高精度加法,pascal高精度乘法