设计描述：

文档包括:
说明书一份,57页,22000字左右.
任务书一份

CAD版本图纸，共13张:

题目名称 四维微调工作台机械结构设计
一、设计目的、意义
1.设计意义
由于四维微调工作台的运用非常的广泛，结构设计方案也多种多样，所以对四维微调工作台的研究设计将会高精密定位技术的发展，促使我们的技术能早日的赶上国外的发展水平。本课题是四维微调工作台的结构设计，对四维微调工作台的总体结构设计以及各个零部件的具体结构设计，达到满意的设计技术要求。当前由于四维微调工作台体积小、操作灵活方便、适应性强而被广泛的运用在社会的各个领域，所以四维微调工作台的结构设计可以极大的促进高精度精密定位技术的发展，使高精度精密定位技术更有效在社会的各个领域得以运用，促进社会的发展和进步。
2. 设计目的
1）理解四维微调工作台的工作原理，组成结构以及工作流程
2）完成一组四维微调工作台机械结构设计，通过本次设计，使学生理解并掌握一般航天机械的结构设计方法和设计过程掌握对航天机械关键零部件的尺寸计算和强度校核方法
二、设计内容、技术要求（研究方法）
1.设计内容
阐述课题背景，对国内外相关研究现状进行总结和分析；
根据主要技术指标，在分析国内外研究现状基础上制定总体设计方案，并阐明方案制定依据；
完成四维微调工作台运动设计、零部件的具体结构设计；
对所设计的结构进行精度和刚度校核。
得出设计结论
2.技术要求
四维微调工作台的结构设计合理完整，计算准确，按时完成全部设计内容，相关校验结果达到满意的设计技术指标。
三、设计完成后应提交的成果
（一）计算说明部分
1.设计说明书字数要求在1.5万字以上（设计说明书一式一份）。
（二）图纸部分
1.零号装配图图纸1张；
2.零件图图纸合计2张；
四、设计进度安排
1、2012.2.27-2012.3.20查阅资料，做好记录完成开题报告
2、2012.3.21-2012.4.17确定整体设计方案
3、2012.4.18-2012.5.14完善总体设计结构设计，完成装配图
4、2012.5.15-2012.6.5 由装配图拆画零件图
5、2012.6.6-2012.6.17撰写设计计算说明书，准备答辩

五、主要参考资料
[1] 徐灏.机械设计手册Ⅰ[S].北京:机械工业出版社，1991.9.
[2] 蒋秀珍.机械学基础综合训练图册[M].科学出版社，2002.1.
[3] 薛实福，李庆祥.精密仪器设计[M].北京：清华大学出版社，1991.5.
[4] 董申，刘海龙.微动工作台的研制及特性研究[J]. 哈尔滨工业大学学报，1998，18（6）：1－4.
[5] 巩娟，李玉和.新型三维微动台的设计与实验分析[J].现代制造工程，2005(2):115－117.
[6] 张晓峰，林彬.大行程精密工作台的发展方向[J].南京航空航天大学学报,1998,20(3):99-102.
[7] 王三民，诸文俊.机械原理与设计：机械工业出版社，2000.12.

摘    要

在当前的工程设计实验中，激光发射器和各种光学器件的调节定位，都需要一种高精度的定位测量仪器。正是在这种需求下，产生了一系列精密定位测量仪器，本文设计了精密定位测量仪器四维微调工作台。
本设计对四维微调工作台的精密定位原理及结构组成进行了研究。为了实现高精度的快速定位，在系统的机械结构设计上采用粗动台和微动台的组合结构进行控制，达到了满意的定位精度。四维微调工作台是一种高精密定位工作台，通过齿轮、齿条和螺旋的传动，实现X、Y、Z轴方向的调节，同时还可进行水平转角以及垂直仰角的调节。
实现X轴粗调范围：0~25mm 分辨率：0.001mm Y轴调节范围：±25mm分辨率：0.1mm Z轴调节范围：0~22mm 转角粗调范围：0~360° 角度精细调节范围：±5°的主要技术指标。

关键词：四维微调；调节定位；微调工作台；测量仪器；定位工作台。

ABSTRACT

This design studies the precision positioning principle and structure composition of 4D Micro motion stage. Which is a highly precision positioning instrument. It can realize three directions’ regulation, including X, Y and Z. by the motor driving of wheel gear, gear rack and threads. And it can also realize level angle and angle of elevation’s driving .It is mainly used in engineering experiment. As the poisoning control stent  it is used to poisoning control of various optical instrument. This devise can be installed on a long guide way to measure a long distance. To realize highly precision poisoning’s fast location, in this design I adopt the way of coarse adjustment trimming combine together. After finish the design I know more about the device’s system constitution and work principle and most important what I designed can satisfy the require precision. Realize the task target requirement that the coarse adjustment coverage of X is 0~25mm, resolution rate is 0.001 mm , the coverage of Y is ±25mm,  resolution rate is 0.1mm, the coverage of Z is 0~22mm , the coarse adjustment coverage of deflection angle is 0~360°, the trimming coverage is±5°   

Key words: 4D Micro motion; poisoning control; Micro motion stage; Measuring                                  instrument; location stage.

目  录

摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1课题背景及研究意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.2.1微调工作台的驱动方式 1
1.2.2国外研究现状 2
1.2.3我国的研究现状 3
1.3微调精密定位工作台的发展前景 3
1.4系统组成及工作原理 5
1.5本文的主要工作 6
第2章 四维微调工作台的总体方案设计 7
2.1微调工作台的结构设计及特点 7
2.1.1机身结构设计应满足下列要求 7
2.1.2四维微调工作台的设计特点 7
2.2微调工作台机体主要材料的选择 7
2.3微调工作台导轨设计形式的选择 8
2.4四维微调工作台的组成及工作原理 9
2.4.1 X方向粗调机构 9
2.4.2X方向微调机构 10
2.4.3 Y方向粗调机构 10
2.4.4 Z方向调节机构 11
2.4.5水平转角调节机构 12
2.4.6垂直仰角调节机构 12
2.5 本章小结 14
第3章 四维微调工作台的结构设计 15
3.1 微调工作台的传动设计计算 15
3.1.1X轴方向粗调结构设计 15
3.1.2Y轴方向的粗调机构设计 24
3.1.3Z轴方向的粗调机构设计 24
3.1.4X轴方向微调机构设计 26
3.1.5仰角调节机构设计 31
3.2导轨的设计 32
3.2.1作用力方向和作用点位置对导轨工作的影响分析 32
3.2.2导轨主要尺寸的确定 34
3.2.3导轨的误差分析 35
3.3弹簧的设计 35
3.3.1X轴方向微调机构的弹簧设计 35
3.3.2绕Z轴旋转微调机构的弹簧设计 38
3.3.3仰角调节机构的弹簧设计 39
3.4微调工作台的支撑和基座设计 39
3.4.1支承的设计 39
3.4.2基座的设计 40
3.5本章小结 41
第4章 示数装置的设计 42
4.1示数装置设计要求 42
4.2示数装置的分类 42
4.3X－Y轴方向粗调示数装置的设计 42
4.3.1类型的选择 42
4.3.2标尺与指针的选择 42
4.3.3分度尺寸的选择 43
4.4X轴微调示数装置的设计 43
4.4.1设计原理 43
4.4.2设计计算 43
4.5本章小结 44
结论 45
参考文献 46
致谢 48