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摘 要

本课题针对螺杆型面检测方法与装置进行研究。为检测螺杆型面,提出了利用位移传感器在不同位置测量螺杆型面的方法，该方法将位移传感器通过直线轴向扫描正在旋转的螺杆。通过螺钉旋扭将将位移传感器安装固定在竖直方向滑块上，移动横向滑台在导轨上直线运动来进行测量，通过对螺杆的导程、直径和粗糙度进行测量，最后进行了多方面的误差分析。课题完成了直线电机丝杆滑块与普通直线导轨滑块相结合的动力装置，和位移传感器与导轨滑块配合的测量装置。通过多次测量和计算减少系统误差和配合误差。对螺杆面检测系统的测量精度进行了试验验证，试验结果表明测量装置和螺杆型面均满足要求。

关键词：螺杆型面；位移传感器；丝杆滑台；误差补偿。

Structure design of screw profile measuring device

Abstract

In this paper, the detection method and device of screw profile are studied. In order to detect the screw profile, a method of measuring the screw profile at different positions by using displacement sensor is proposed. The displacement sensor scans the rotating screw axially through a straight line. The displacement sensor is fixed on the vertical sliding block by screwing the screw, and the horizontal sliding table moves in a straight line on the guide rail to measure. Through the measurement of the lead, diameter and roughness of the screw, various error analysis is carried out at last. In this project, we have completed the power device of the combination of linear motor screw slider and common linear guide slider, and the measuring device of the combination of displacement sensor and guide slider. The system error and matching error can be reduced by multiple measurements and calculations. The measurement accuracy of the screw surface detection system is verified by experiments. The results show that the measurement device and the screw surface meet the requirements.

Key words: screw profile; displacement sensor; screw slide; error compensation。

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景和意义 1

1.1.1国内外研究动态 1

1.2课题研究内容 1

1.2.1螺杆建模及装配仿真 1

1.2.2螺杆型面检测 1

第二章 螺杆型面测量装置的结构设计与选择 2

2.1螺杆型面测试量台的总体考虑 2

2.1.1螺杆的固定机构选择 2

2.1.2测量机构的选择 2

2.1.3位移传感器的固定机构与选择 3

2.1.4水平直线导轨的固定 4

2.1.5直线导轨滑块型号的选择 5

2.1.6直线电机的选择 7

第三章 螺杆型面的检测 10

3.1螺旋型面的检测 10

3.1.1检测的基本概念 10

3.1.2测量数据的处理 10

3.2导程测量 11

3.2.1.测量原理 11

3.2.2.测量过程 12

第四章 螺杆型面测量装置的建模 14

4.1 SolidWorks 介绍 14

4.2草图的绘制 14

4.2.1绘制和编辑草图实体 14

4.3主要零件建模 14

4.3.1滑块的建模 14

4.3.2TSM位移传感器尖端弹簧的建模 17

4.4.3其他零件的建模 19

第五章 螺杆型面测量装置的装配体 20

5.1 装配体的作用 20

5.2装配体操作界面 20

5.2.1装配体工具栏 20

5.2.2装配体的配合方式 20

5.3装配设计的基本步骤 21

5.3其他零件的装配 23

5.4装配体的干涉检查 23

第六章 螺杆型面测量装置的工程图绘制 25

6.1利用 SolidWorks介绍工程图 25

6.2 SolidWorks工程图的绘制 25

6.2.1工程图的绘制 25

6.2.2工程图的尺寸标注 26

6.2.3尺寸公差 26

6.2.4技术要求和明细栏的填写 27

第七章 毕业设计课题总结与展望 28

7.1毕业设计课题总结 28

7.2毕业设计课题展望 28

致谢 29

参考文献（References） 30

第一章 绪论

1.1研究背景和意义

最近几年来看，中国的机械行业日渐辉煌，从一开始一些精密设备都要从国外进口到现在对外出口，国内机械的前景值得期待。精密的设备取自精密的零件，精密的零件取决于设计时的计算与校核，所以确定一个设备的合格尤其重要，对零件的测量要求极高。机械零件的测量种类繁多，过程也非常复杂。例如本次课程对螺杆型面的测量，就要设计一个测量装置台，这个测量计算量与设计量是繁重的。之所以要设计测量螺杆型面的装置，是因为螺杆在机械行业运用繁多，很多机械设备都离不开螺杆，比如螺杆泵、螺杆电机、车床、螺杆输送机等等各类螺旋机械产品^[1]。螺旋机械产品的关键零件便是螺杆装置，螺杆型面的精度直接影响螺旋机械产品的工作效率和使用寿命等重要技术指标。

1.1.1国内外研究动态

目前我国设计螺杆型面和测量校核螺杆型面上技术还是没有国外发达国家成熟，导致生产出的螺杆精度不够高质量不够世界先进水平。我国企业大多仍以人工测量为主，人工测量工作时间长，劳动强度大，测量结果的准确性较差，不能满足螺杆工业化大量生产和高精度螺旋曲面的质量要求^[2]。所以螺杆型面的测量在机械行业尤其重要，迫切需要创新和进步。这就是本次以螺杆型面装置的结构设计为课题的主要原因。

1.2课题研究内容

1.2.1螺杆建模及装配仿真

螺杆螺旋线的设计采用普通的多次计算的描点绘制法，绘制的准确性和精度直接影响着螺杆型面是否合格。由于是机械零件设计，则本次课题选用SolidWorks 三维建模软件对螺杆进行建模与装配仿真。

1.2.2螺杆型面检测

螺杆型面是关乎螺杆是否合格的重要标准，需要通过专业的测量装置来测量其型面，判断螺杆是否合格，并总结该螺杆装置是否满足工作要求。对于螺杆型面的测量分为：导程测量^[3]、直径测量和螺旋线测量等主要参数的测量，测量要运用到装夹装置、传动装置、测量装置等，需要设计一个测量台来完成。对其测量后对测量得到的数据进行处理和计算校核，把得到的实际数据和理论数据相比较来判断该螺杆型面是否合格。

第二章 螺杆型面测试台测量装置的结构设计与选择

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