機(jī)械表面粗糙度檢測儀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)ADDINCNKISM.UserStyle摘要金屬零部件是用于各種機(jī)械結(jié)構(gòu)中的重要部件，如今隨著設(shè)備要求的提高，對于零部件的要求也在提升，尤其是零件的尺寸精度及表面粗糙度，都有更高的要求。表面粗糙度是為零部件的加工表面的細(xì)小尺寸差距和不平，通常來說表面粗糙度越小，則表面加工精度越高。本次設(shè)計(jì)為機(jī)械表面粗糙度檢測儀是用于對機(jī)械零部件的表面粗糙度進(jìn)行測量，首先從方案擬定著手設(shè)計(jì)。其次對檢測儀測量頭采用電機(jī)的驅(qū)動方式進(jìn)行前后或者上下往復(fù)運(yùn)動檢測，主要包括對運(yùn)動參數(shù)進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算和電機(jī)型號的選取。以及對復(fù)寫裝置機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：復(fù)寫壓塊、同步帶、同步帶輪的設(shè)計(jì)和選??；以及傳動部分復(fù)寫絲杠和微調(diào)絲杠的計(jì)算和設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：粗糙度測量儀；驅(qū)動裝置；復(fù)寫裝置；同步帶；絲杠傳動；目錄第1章緒論 動力裝置計(jì)算與選型往復(fù)測量頭驅(qū)動計(jì)算3.1.1復(fù)寫電機(jī)的選型分析復(fù)寫機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，其中的復(fù)寫墊板對壓塊部分作用力表示為F，其正常工作條件中重量表示為G，分析復(fù)寫壓塊機(jī)構(gòu)受理，可做出如下REF_Ref14986\h圖3.1的受力圖：圖3.SEQ圖3.\*ARABIC1復(fù)寫壓塊受力分析根據(jù)受理平衡的原理分析（3-1）式中：——壓塊摩擦力；——復(fù)寫墊板對壓塊部分作用力；——壓塊對于機(jī)構(gòu)的壓力；——微調(diào)部件于復(fù)寫壓塊機(jī)構(gòu)壓力；其中驅(qū)動絲桿于復(fù)寫壓塊作用合力跟壓塊摩擦力，的數(shù)值跟數(shù)值一樣大，力的方向是相反的。（3-2）通過查詢以及借鑒類似機(jī)構(gòu)，可知微調(diào)部件于復(fù)寫壓塊機(jī)構(gòu)壓力。采取三維模型來預(yù)估壓塊重量是。其中復(fù)寫壓塊跟復(fù)寫板兩者摩擦系數(shù)可選取。因此能夠計(jì)算壓力數(shù)值（3-3）復(fù)寫板對復(fù)寫壓塊的摩擦力：（3-4）可計(jì)算絲桿驅(qū)動力數(shù)值F（3-5）關(guān)于復(fù)寫機(jī)構(gòu)的功率計(jì)算：（3-6）式中：——電機(jī)動力系數(shù)，，通常選取——運(yùn)行速度，單位。，本次取——結(jié)構(gòu)總傳動效率?！綆鲃有?。。此處取——絲杠機(jī)構(gòu)傳動效率。。本設(shè)計(jì)取——其他阻力需增大的功率，由公式（3-6）可以得出：（3-7）因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)預(yù)選的絲桿是梯形絲杠T8×1.5，螺距，可計(jì)算絲桿轉(zhuǎn)矩估算是：（3-8） 轉(zhuǎn)矩： （3-9）結(jié)合以上的計(jì)算數(shù)據(jù)，本次初步選取的是精研企業(yè)制造的YS系列的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)，此種電機(jī)的規(guī)格是90YS40GY38的齒輪軸，圓軸是90YS40DY38，頻率是，輸出功率為，三相的電壓，電流為，額定轉(zhuǎn)速為，啟動轉(zhuǎn)矩，額定轉(zhuǎn)矩為傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算公式為：（3-10）式中：——電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速；——電機(jī)軸到k軸傳動比。傳動比計(jì)算根據(jù)以上電機(jī)選型可以得出電機(jī)的輸出功率，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為，由（3-10）可以得出電機(jī)的傳動比計(jì)算為：選的減速機(jī)構(gòu)傳動比是，輸出轉(zhuǎn)速為，輸出轉(zhuǎn)矩為。各軸的輸入功率：（3-13）式中：——第k軸傳動功率；——電機(jī)輸出到第k軸總傳動效率；——電機(jī)實(shí)際輸出功率計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩：（3-14）式中：——電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。因此可知運(yùn)動參數(shù)如下REF_Ref5332\h表3.1：表3.SEQ表3.\*ARABIC1各軸運(yùn)動參數(shù)軸號功率P/W轉(zhuǎn)矩T/N.mm轉(zhuǎn)速n/r/min傳動比i傳動效率電動機(jī)軸40294130030.75大帶輪軸3066143310.8絲杠軸2452943311微調(diào)驅(qū)動的計(jì)算原始參數(shù)本機(jī)構(gòu)檢測儀中的微調(diào)驅(qū)動機(jī)構(gòu)采取的是電機(jī)的動力方式，本次機(jī)構(gòu)原始參數(shù)中，傳遞速度是，壓力為。電機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算分析可知本次的平臺升降的速度可跟此速度相等，因此設(shè)計(jì)：。在傳遞動作當(dāng)中，其中的傳動效率可根據(jù)整個設(shè)備的傳動效率做出計(jì)算，電機(jī)傳輸與最后的微調(diào)絲桿機(jī)構(gòu)，減速器部分傳動箱效率是，絲杠傳動部分傳動效率是，摩擦效率選取的是故能夠算出整體的總傳動效率數(shù)值：（3-15）則能夠算出電機(jī)輸出功率：（3-16）在結(jié)合計(jì)算所得功率以及轉(zhuǎn)速，分析本次擬機(jī)構(gòu)要求，可選取的是一般小感應(yīng)電機(jī)，通過查詢電機(jī)資料，本次選取的時代東力電機(jī)，單相IK型連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)馬達(dá)特性表參數(shù)要求。根據(jù)單相IK型連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)馬達(dá)特性表的各種電機(jī)規(guī)格，本次選定的為感應(yīng)電機(jī)，規(guī)格5IK90A-C系列感應(yīng)電機(jī)，此電機(jī)的功率是，轉(zhuǎn)速是。減速器的設(shè)計(jì)選型減速器是用那個與電機(jī)中對速度間隙調(diào)速，以及減速的需求，本次的電機(jī)需要通過減速器線連接，其中電機(jī)跟減速器是配套的，故而可以選定動力電機(jī)配套的減速器機(jī)構(gòu)，按照之前選取的電機(jī)規(guī)格90YS40GY38的齒輪軸，圓軸是90YS40DY38，頻率是，輸出功率為，三相的電壓，電流為，額定轉(zhuǎn)速為，啟動轉(zhuǎn)矩，額定轉(zhuǎn)矩為，與電機(jī)的減速比和功率，查閱電機(jī)資料中減速器部分的數(shù)值，有如REF_Ref15450\h表3.2下不同規(guī)格的減速器型號可做出選?。罕?.SEQ表3.\*ARABIC2減速器的選型列表輸出回?cái)?shù)rpm500300200100605030201510650Hz減速比57.5152530507510015025060HzReduclon36918303660901201803006w1.01.62.558.19.7162325252515w2.44.06.0121923395050505025w46.710203239658080808040w6.7111633546510010010010010060w10162448779315520020020020090w14233569110133200200200200200120w19304792147177200200200200200150w224568136200200200200200200200本檢測機(jī)構(gòu)中絲桿傳動設(shè)計(jì)的是滾珠絲桿，其有效直徑是，導(dǎo)程為根據(jù)公式如下（3-17）式中：——絲杠軸轉(zhuǎn)速r/min——升降的線速度——絲杠導(dǎo)程由公式（3-17）可以得出絲杠軸轉(zhuǎn)速為：可計(jì)算出傳動比是：，故而可選取減速器的傳動比。復(fù)寫裝置設(shè)計(jì)復(fù)寫壓塊的設(shè)計(jì)復(fù)寫壓塊在整個設(shè)計(jì)中占據(jù)較為重要的一部分，它是直接來判斷檢測結(jié)果的，為了防止壓塊材質(zhì)過硬導(dǎo)致劃傷復(fù)寫紙，在復(fù)習(xí)紙上留下過于厚重的顏色印記，所以要選用比較輕的木質(zhì)材料，便于攜帶，主要能夠抗壓、抗彎曲的功能，便是用矩形的形狀來，它不僅接觸的范圍比其它形狀的要寬廣，而且矩形的受力更加均勻，壓塊與復(fù)寫紙直接接觸的部位呈弧狀，這樣就能夠測量測粗糙度的結(jié)果，還能讓機(jī)械不被劃傷，造成測量誤差。復(fù)寫壓塊是矩形的立體結(jié)構(gòu)，下部分為弧狀圖形如REF_Ref15636\h圖4.1所示。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC1復(fù)寫壓塊結(jié)構(gòu)圖復(fù)寫絲杠傳動的設(shè)計(jì)絲桿傳動是通過帶動螺桿旋轉(zhuǎn)將螺桿的回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為螺母的直線運(yùn)動，剛性比較好，可以傳遞較大的扭矩，位置準(zhǔn)確，頻繁換向時容易產(chǎn)生沖擊振動，由于螺母內(nèi)部具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠的名稱很多，它主要由螺桿、螺母、鋼球、預(yù)壓片、反向器、防塵器組成ADDINCNKISM.Ref.{98CB83BADE764bf5AC5515AD1F2EDECE}[13]。滾珠絲杠是將滑動的方式變?yōu)闈L動傳動，它具有很小的摩擦阻力，是工具機(jī)和精密機(jī)械上最長使用的傳動元件。滾珠絲杠有外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種方式，當(dāng)滾珠在循環(huán)過程中有時與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)；始終與絲杠保持接觸的稱為內(nèi)循環(huán)，精密研磨級滾珠絲杠一般運(yùn)用于CNC機(jī)械，精密工具機(jī)，產(chǎn)業(yè)機(jī)械，電子機(jī)械，輸送機(jī)械，航天工業(yè)，其它天線使用的制動器、開關(guān)裝置等，尤其是微型絲杠副在國內(nèi)還有很大的發(fā)展空間，廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)的重型設(shè)備和精密儀器。絲桿螺母設(shè)計(jì)與校核絲桿的螺旋升角及誘導(dǎo)摩擦角（4-1）得。查，摩擦系數(shù)，所以絲桿：（4-2）以上，梯形螺紋牙型半角是軸向力的確定按照要求，復(fù)寫機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的推力是為：按照力合成基本原理，可算得絲桿：（4-3）耐磨性校核絲桿的校核：（4-4）此處，選梯形螺紋工作高度是。設(shè)計(jì)的是整體的螺母與，因此()；（4-5）查45許用壓強(qiáng)。顯然，有成立，合格。驅(qū)動力矩、傳動效率及自鎖性校核對于復(fù)寫傳動單線絲桿，。視螺旋副克服摩擦力的力矩為其驅(qū)動力矩，即（4-6）傳動效率：（4-7）剛度校核軸向載荷和轉(zhuǎn)矩作用而產(chǎn)生的螺距累計(jì)變化量：（4-8）查REF_Ref6962\h表4.1可知，，精度等級合格。表4.SEQ表4.\*ARABIC1精度等級表精度等級5678910153055110穩(wěn)定性校核絲桿>>>工作行程+旋合長度，也就是：（4-9）絲桿失穩(wěn)時刻臨界軸向載荷數(shù)值為：其中，支撐狀況選定為兩端固定（即軸向和徑向均存在載荷作用），取支撐系數(shù)：綜上，有（4-10）安全系數(shù)為83.6，標(biāo)準(zhǔn)的安全為，所以是合格。強(qiáng)度校核根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核絲桿強(qiáng)度，即桿所受應(yīng)力：（4-11）查表得45號鋼得許用應(yīng)力:（4-12）可知，，符合要求。根據(jù)以上計(jì)算和選型可以絲杠的設(shè)計(jì)REF_Ref23865\h圖4.2所示圖4.SEQ圖4.\*ARABIC2復(fù)寫絲杠上圖復(fù)寫絲杠是用來傳遞動力的，中間是呈現(xiàn)螺旋絲狀，復(fù)寫滑塊的的前后移動由復(fù)寫絲杠來傳動使得，復(fù)寫壓塊可以在復(fù)寫紙上前后移動，讓傳動更加靈活自動化，減輕行動阻力，運(yùn)行更為平緩，機(jī)械的傳動緊密服帖，材料用45號鋼，許用應(yīng)力為滿足標(biāo)準(zhǔn)的許用應(yīng)力準(zhǔn)則。復(fù)寫絲杠即受到橫向的拉力，又受到縱向的重力，較為容易受到折斷，所以既要計(jì)算的剛度準(zhǔn)則，強(qiáng)度準(zhǔn)則，還有穩(wěn)定性的要綜合考慮。同步帶的選型在非標(biāo)記場合中，常用同步帶和絲桿兩種傳動方式，來設(shè)計(jì)水平或豎直移載機(jī)構(gòu)，俗稱直線模組，兩者分別有自己的區(qū)別應(yīng)用區(qū)間。同步帶是一種介于皮帶和鏈條，且性能由于皮帶和鏈條的一種特殊齒形帶，它包含了皮帶、鏈條及齒輪的優(yōu)點(diǎn)，在輕載情況下，可以代替齒輪來進(jìn)行傳動，同步帶傳動具有準(zhǔn)確的傳動比，無滑差、可獲得恒定的速比，能夠吸震ADDINCNKISM.Ref.{98CB83BADE764bf5AC5515AD1F2EDECE}[14]。同步帶是傳動系統(tǒng)當(dāng)中的一種類型，主要是通過帶齒以及帶輪之間的嚙合傳動，來曼度動力的傳遞要求，增加同步帶齒與同步帶輪之間的摩擦系數(shù)，同步帶在運(yùn)行過程中與同步帶輪接觸范圍廣，不易打滑，傳動穩(wěn)定性比較好，傳動比恒定，同時結(jié)構(gòu)較為緊湊，工作噪音比較低，傳動污染小，且不會出現(xiàn)打滑的情況ADDINCNKISM.Ref.{98CB83BADE764bf5AC5515AD1F2EDECE}[15]。通常來說同步帶的傳動效率能夠高達(dá)98%，其中同步帶的傳動比為1:10，允許可達(dá)線速度能夠高達(dá)50m/s。如REF_Ref4530\hREF_Ref4530\h圖4.3同步帶傳動所示圖4.SEQ圖4.\*ARABIC3同步帶傳動同步帶的功率一般為可達(dá)到幾千瓦左右，傳遞效率高，一般可達(dá)到98%，結(jié)構(gòu)緊湊、適用于多軸傳動，不需潤滑，無污染，因此可在不允許有污染和工作環(huán)境為惡劣的場所下正常工作。且后期的維護(hù)和保養(yǎng)比較簡單，拆換比較方便，價格也較為優(yōu)惠，維護(hù)費(fèi)用低。對于一般前后的抗寒、抗熱、抗震的性能比較好，因此同步帶的使用范圍比較廣泛。目前被用在汽車，造紙，冶金以及礦山機(jī)械設(shè)備當(dāng)中。市場上也多數(shù)用同步帶來傳動動力，減少動力的消耗傳播，降低能量損失，提高生產(chǎn)效率ADDINCNKISM.Ref.{98CB83BADE764bf5AC5515AD1F2EDECE}[16]。在許多現(xiàn)場所產(chǎn)生的影響因素很多，要針對不同的情況來改善所需要的材料器件，同步帶的磨損消耗特別大，既要做到節(jié)能環(huán)保又要做到質(zhì)量優(yōu)秀，所以如何去設(shè)計(jì)同步帶考慮的方面需謹(jǐn)慎。同步帶做為傳動機(jī)構(gòu)的一部分，是為了更好的使物體在傳輸過程中更加快速、簡潔，用最小的力，最短的時間來傳遞物體，這才是同步帶的最大作用。在市場允許的范疇之內(nèi)，同步帶帶來的經(jīng)濟(jì)效益比其他傳送帶的效益要高，而且更加劃算，滿足大部分市場需求，國內(nèi)外都比較常用，需求量大，性能優(yōu)越，能夠大量生產(chǎn)，材料易得。本次的復(fù)寫機(jī)構(gòu)傳動部分也是采取的同步帶的機(jī)構(gòu)，能夠保證結(jié)構(gòu)更為緊湊，以及傳動效率更高，保證運(yùn)動的穩(wěn)定性需求，由于本設(shè)計(jì)功率比較小，查看如REF_Ref15907\h圖4.4所示同步帶的有很多種類型，所以選取XL型，也可以根據(jù)實(shí)際的工作需求合理的選取不同的類型。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC4同步帶選型圖橫坐標(biāo)為設(shè)計(jì)的動力，縱坐標(biāo)為小帶輪轉(zhuǎn)速，齒形是根據(jù)動力的大小來選擇的，動力越大，轉(zhuǎn)速就越高，類型也就不一樣。同步帶設(shè)計(jì)的主要參數(shù)同步帶的節(jié)線長度在同步帶的工作過程，其中的承載繩中心線的部分，長度在工作當(dāng)中是不會變動的，因此一般也把中心線稱作是同步帶節(jié)線。節(jié)線長度的設(shè)計(jì)在同步帶當(dāng)中是一個重要的數(shù)據(jù)參數(shù)。通常來說如果傳動中心距的尺寸選定好之后，節(jié)線的長度要合理的選取，不可以過大或者是過小，否則會影響到帶齒以及帶輪的工作性能，使得同步帶的產(chǎn)生較大的磨損，造成數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差，或者使得帶輪打滑，損壞工件器具。降低傳動效率，達(dá)不到理想狀態(tài)。然而目前同步帶的設(shè)計(jì)已經(jīng)具有標(biāo)準(zhǔn)化了，關(guān)于節(jié)線長度制定了相關(guān)的公差數(shù)值，同步帶的節(jié)線長度要在極限偏差的范圍之內(nèi)才是標(biāo)準(zhǔn)的選型。如REF_Ref16090\h表4.2為同步帶節(jié)線長度的各種類型。表4.SEQ表4.\*ARABIC2同步帶節(jié)線長度表帶長代號節(jié)線長節(jié)線長上的齒數(shù)基本尺寸極限偏差LHXH345876.3±0.6692--360914.4±0.66-72-367933.45±0.6698--390990.6±0.6610478-4201066.8±0.7611284-4501143.00±0.7612090-4801219.2±0.7612896-5071289.05±0.81--585101295.4±0.81136102-5401371.6±0.81144108-5601422.4±0.81--645701447.8±0.81-114-6001524.00±0.81160120-帶的節(jié)距如REF_Ref16413\h圖4.5示同步帶中兩個臨近遲對應(yīng)帶位置沿接線量度長尺寸叫做其節(jié)距尺寸，此數(shù)值關(guān)系到同步帶以及帶齒的尺寸數(shù)值，當(dāng)同步帶的節(jié)距越大時與之對應(yīng)的同步帶的尺寸結(jié)構(gòu)越大，因此需要合理確定節(jié)距的尺寸。其中梯形齒標(biāo)準(zhǔn)同步帶類型的齒形機(jī)構(gòu)尺寸如下REF_Ref8079\h表4.3.帶型①節(jié)距齒形角2β°齒根厚齒高帶高②齒根圓角半徑齒頂圓角半徑MXL2.032401.140.511.140.130.13XXL3.175501.730.161.520.200.30XL5.080502.571.272.30.380.38L9.525404.651.913.60.510.51H12.700406.122.294.31.021.02XH22.2254012.576.3511.21.571.19XXH31.7504019.059.5315.72.291.52表4.SEQ表4.\*ARABIC3帶的齒根寬度同步帶帶齒兩邊的齒根底部的連接點(diǎn)稱為同步帶的齒根寬度，同時是表示為s，齒根的寬度尺寸越大的話，那么能夠具備更好的抗剪切以及抗彎曲的強(qiáng)度，可承載的負(fù)載也比較大，相應(yīng)帶傳送的效率也就更高了，帶的齒根寬度決定了承載的負(fù)載，不是說明越寬越好，要有相應(yīng)的尺寸規(guī)定，還要選擇合社的材料，可以應(yīng)用到各種環(huán)境當(dāng)中，而圖形如REF_Ref16413\h圖4.5就是世界標(biāo)準(zhǔn)化的尺寸，有具體的寬度和高度。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC5表4.4。表4.SEQ表4.\*ARABIC4小帶輪齒數(shù)，大帶輪齒數(shù)。同步帶輪的設(shè)計(jì)尺寸圖4.SEQ圖4.\*ARABIC6同步帶輪尺寸圖同步帶輪設(shè)計(jì)的基本要求對于同步帶輪的設(shè)計(jì)，不僅要確保帶齒能夠順利進(jìn)行嚙入以及嚙出要求，速度也要達(dá)到一定的速度，也要使輪齒的齒廓線與比較大的接觸面積，可以提升其承載能力，傳動平穩(wěn)有序，以便能夠降低工作當(dāng)中嚙合變形的概率[5]。同時還要具備較好的加工性能，降低生產(chǎn)中刀具的磨損，提升制造效率，降低生產(chǎn)的成本。且還要具備合理齒形叫角，使得帶與輪之間緊密接觸，達(dá)到傳動效率的最大值，價格實(shí)惠耐用，能夠大規(guī)模生產(chǎn)，符合人機(jī)工程學(xué)原理。同步帶輪的設(shè)計(jì)結(jié)果同步帶輪采用直邊齒廓同步帶型，根據(jù)同步帶輪尺寸得其三維圖如REF_Ref16710\h圖4.7REF_Ref16710\h。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC7同步帶輪結(jié)構(gòu)微調(diào)絲杠傳動的設(shè)計(jì)確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程滾珠絲桿副是傳動機(jī)構(gòu)中精確度比較高的一類設(shè)備，使用的比較廣泛，此種機(jī)構(gòu)是通過絲桿跟螺母進(jìn)行配合運(yùn)動的設(shè)備。特性主要表現(xiàn)為精度高，可以滿足高精度的傳動需求，同時也滿足微進(jìn)給的運(yùn)動需求，啟動的力矩非常的小，因此在公布做當(dāng)中不會出現(xiàn)爬行互動的現(xiàn)象，能夠確保運(yùn)動進(jìn)給的微進(jìn)給的運(yùn)動要求，同時剛度比較好，不存在側(cè)隙。本次擬的微調(diào)機(jī)構(gòu)因此通過分析也是選取的滾珠絲桿機(jī)構(gòu)，可以保證微量調(diào)節(jié)的需求。結(jié)合工作需求，本次可選取的是感應(yīng)電機(jī)，此種電機(jī)的規(guī)格是5IK90A-C。電機(jī)的功率是，轉(zhuǎn)速為。則絲杠導(dǎo)程為：（5-1）實(shí)際取，可滿足速度要求。根據(jù)合成基本原理計(jì)算，可計(jì)算出絲桿：（5-2）設(shè)計(jì)的一共是四個絲桿來完成，因此就可以算出每個絲桿的軸向力數(shù)值：（5-3）滾珠絲杠副的載荷及轉(zhuǎn)速計(jì)算滾動導(dǎo)軌承重的過程其滑動摩擦系統(tǒng)值最大是0.004，其中的靜摩擦系數(shù)跟摩擦系數(shù)基本接近，因此可選取靜摩擦系數(shù)是0.006，可計(jì)算導(dǎo)軌的靜摩擦力數(shù)值：（5-4）式中：——工件與工作臺的質(zhì)量，計(jì)算工約為30kg。——導(dǎo)軌阻力，3個導(dǎo)軌阻力是10N。（5-5）因?yàn)楸敬蔚臋C(jī)構(gòu)是為檢測機(jī)構(gòu)，其中的絲桿在工作當(dāng)中沒有收到其他的切削力數(shù)值，因此運(yùn)動可看做是均勻運(yùn)動，阻力主要是為導(dǎo)軌跟滑塊部分的摩擦力數(shù)值，因此可計(jì)算：（5-6）滾珠絲杠副的當(dāng)量載荷：（5-7）滾珠絲杠副的當(dāng)量轉(zhuǎn)速：（5-8）滾珠絲杠副預(yù)期額定動載荷按滾珠絲杠副的預(yù)期工作時間計(jì)算（5-9）式中：——當(dāng)量轉(zhuǎn)速，——預(yù)期工作時間，測試機(jī)構(gòu)選取的15000小時——負(fù)荷系數(shù)，平穩(wěn)沒有沖擊，可選——精度系數(shù)，2級精度選擇——可靠性系數(shù)，通常為=1（5-10）按滾珠絲杠副的預(yù)期運(yùn)行距離計(jì)算（5-11）式中：——預(yù)期運(yùn)行距離，通常為（5-12）按滾珠絲杠副的預(yù)加最大軸向負(fù)載計(jì)算（5-13）式中：——預(yù)加負(fù)荷系數(shù)，輕預(yù)載時，選擇=6.7——絲杠副最大載荷由公式（5-13）可以計(jì)算出最大軸向負(fù)載為：估算滾珠絲杠的最大允許軸向變形量機(jī)構(gòu)的微調(diào)運(yùn)動中重復(fù)定位精度需求是，則估算滾珠絲杠副的螺紋底本次機(jī)構(gòu)微調(diào)運(yùn)動行程是，因此能夠算出2固定支撐最大距離：(5-14)根據(jù)絲桿是兩端固定安裝的方式，因此可知絲杠螺紋底：式中：——導(dǎo)軌靜摩擦力，——滾珠螺母至滾珠絲杠固定端支承的最大距離，，根據(jù)上述公式得出：導(dǎo)程精度的選擇根據(jù)微調(diào)運(yùn)動的定位精度要求達(dá)到，因此任意長度的導(dǎo)程精度是。確定滾珠絲杠副規(guī)格代號按照絲杠、、選擇上銀牌（HIWIN）滾珠絲桿，型號為8-1.5B1，精度等級2級。絲桿基本導(dǎo)程，絲杠底，外，公稱直，額定動載荷，額定靜載荷。電機(jī)選擇條件：電機(jī)選取的是伺服電機(jī)，可根據(jù)要求選取的是松下NASA4系列MDMA152P1V型大慣量電機(jī)，其功率：，額定轉(zhuǎn)矩：,電機(jī)慣量JM：0.00123Kg.m2，微調(diào)運(yùn)動工件及工作臺質(zhì)量估計(jì)最大值約。外部負(fù)荷的轉(zhuǎn)動慣量絲桿部分的轉(zhuǎn)動慣量：(5-15)外部負(fù)荷的負(fù)荷轉(zhuǎn)動慣量：則有：加在電機(jī)上的轉(zhuǎn)動慣量：外部負(fù)荷產(chǎn)生的摩擦扭矩(5-16)式中：——滾珠絲桿副的導(dǎo)程——未預(yù)緊的滾珠絲桿副的效率（2級精度=0.9）——外加軸向載荷，含導(dǎo)軌摩擦力由公式（5-16）可以計(jì)算出外部負(fù)荷產(chǎn)生的摩擦扭矩為：預(yù)緊力產(chǎn)生的摩擦扭矩(5-17)式中：——滾珠絲桿副間的預(yù)緊力，。由公式（5-16）計(jì)算出預(yù)緊力產(chǎn)生的摩擦扭矩為：支撐軸承產(chǎn)生的摩擦扭矩分析安裝和受力要求，可選取的是是推力軸承，規(guī)格是51100，查詢軸承的樣本資料可知其摩擦力矩。加速度產(chǎn)生的負(fù)荷扭矩按照本次機(jī)構(gòu)的工作要求，其中的微調(diào)運(yùn)動運(yùn)動速度為，對應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速，最大加速度為，則工作臺速度從0升至所需時間：(5-18)當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速從升至?xí)r，其負(fù)荷扭矩(5-19)電機(jī)總扭矩本次通過計(jì)算分析以后，選取的電機(jī)為感應(yīng)電機(jī)，規(guī)格是5IK90A-C系列感應(yīng)電機(jī)，電機(jī)的額定扭矩是7.15N.m，大于計(jì)算電機(jī)總扭矩3倍以上。因此本次選取的電機(jī)符合扭矩的要求。圖5.SEQ圖5.\*ARABIC1機(jī)械表面粗糙度檢測儀三維圖根據(jù)大量的相關(guān)零部件的計(jì)算與選型，可以得出機(jī)械表面粗糙度結(jié)構(gòu)簡單，便于設(shè)計(jì)，可以多用于在線測量，都是經(jīng)過反復(fù)推敲才得出的準(zhǔn)確結(jié)果。綜上所述設(shè)計(jì)結(jié)果和選型，本此設(shè)計(jì)的機(jī)械表面粗糙度檢測儀總體設(shè)計(jì)圖三維結(jié)構(gòu)圖如REF_Ref17341\h圖5.1所示。參考文獻(xiàn)[1]朱祥山.表面粗糙度測量技術(shù)與方法研究[J].中國設(shè)備工程,2019(23):216-217.[2]沈肇雨,方九金,牟塬,應(yīng)予釗,陳子寅,陳昌平,王正.表面粗糙度測量方法的研究進(jìn)展[J].木工機(jī)床,2019(01):4-7.[3]張?zhí)煳?表面粗糙度測量軟件設(shè)計(jì)[J].工具技術(shù),2018,52(12):141-144.[4]成大先.機(jī)