们相对于质心的转动惯量可用天平测得内滑内缺内缺滑内滑内缺因上下销耳关于中心对称可得得图滑块内夹具质量分配后的受力简化模型由于初始设定的角度很小，可近似认为弹簧在线形范围内，受力可简化为绕质心所在位置的动力学方程为化简得其中为接触面积，近似为,见图令则其中根据初始条件，将时，代入得取得在滑块跟随内夹具旋转过程中，设拨针开始接触销耳为初始位置，销耳到达导轨最高点为末位置见图，可得以下几何关系在三角形中，运动关系受力关系拨针内销耳初始位置末位置图旋转过程始末位置的几何关系图将代入得由得由得将代入得代入数据至，其中因为，,可得用编程计算得接触压力等效刚度有油无油无油有油等效阻尼接触压力内夹具销耳与导槽之间的滑动摩擦系数地测定为测定接触面等效弹簧刚度和粘性阻尼系数，设定内夹具导轨实验模型如图，它由滑动导轨和内夹具组成。滑动导轨由制造，表面用平面磨床加工表面粗糙度，导槽用数控铣削得到槽宽，在长度范围内取个点用直线插补法进行数控编程加工。用电磁铁型号为加载，改变电磁铁线圈电流可获得不同的加载推力。接触表面介质分为有油和无油。接触表面法线方向上单位面积等效弹簧刚度粘性阻尼系数与接触压力的关系见图。图内夹具导轨实验模型随着接触推力的增加，等效刚度显著地增加，而阻尼缓缓地增加在同压力下，有油结合面的等效刚度比无油结合面的刚度大得多，阻尼也有同样的情况。因此，接触表面的油膜增加了接触表面的接触压力和阻尼。由于滑块本身在导轨上移动时也有定摩擦，故需对等效阻尼进行修正，根据实践经验，滑块加入系统后，阻尼系数接近未加入滑块时的。图接触表面等效弹簧刚度粘性阻尼系数与接触压力关系图销耳能够平顺通过转位最高点的可能性上导轨的轨迹方程为其中，拨针针尖的轨迹方程为将，带入上式得用编制程序作出图象来帮助我们直观理解，程序见附录，图象如图图模拟旋转过程销耳与拨针尖部相对位置图传动系统的平稳性分析在测量过程中系统运动部件运行要平稳，使振动对测量精度的影响降到最低。传动系统由以下部分组成步进电机整个运动系统的动力源减速器减速增扭同步带轮系统将转速和动力传送到外夹具，从而控制滑块夹具系统的运动内外夹具及滑块与导轨发生相对运动由于系统可靠度等于各分系统可靠度的算术积。可见，提高每个分系夹具长柄统的可靠度是提高整个系统可靠度的必要条件。现对部分分系统进行分析。外夹具长柄嵌入在同步齿形带齿槽中，外夹具之间紧密排列，且每七个齿便有个夹具。外夹具是随同步齿形带连续运动的，如果当中有个夹具跳出齿槽了，那么就有可能在压带轮部件位置被卡住。分析整个结构，最可能出现跳齿分别是滑块旋转部位和翻转部位。在滑块旋转部位，由于阻力存在使两侧受力不均，而带槽存在粗糙度，那么受挤压作用，其另测可能翘起，离开齿槽。在滑块保护罩的下半部分，夹具位于带下方，由于夹具与外滑块保护罩之间存在间隙使夹具自身重力作用下很可能脱离齿槽。对这两个部位作可靠性分析，采用应力强度理论进行分析，其分析原理如下由概率论和数理统计中的中心极限定理，应力和强度都是正态分布的即影响会产生热胀冷缩，因此检测平台要求在恒温条件下工作。在调试结束后，该滑块厚度综合检测平台运转基本正常。传动系统在定预紧力作用下，传动比较可靠各部分受力没有超过它的强度极限检测的精度基本符合了要求，工作效率比较高，并且实现了准确分类。由于设计原因，该检测平台存在些缺陷。比如，投料时工人师傅先得在投料槽口放入个滑块，以防止滑块竖立在投料槽中，影响了系统正常工作。还有装卸皮带相当困难，需要将角铁拆开，还要把工作台上的压带轮部件保护板支架投料槽支架拆开，这使得该设备的可用性大大降低，因此在正式生产前需要对这部分作些改进。在完成了本课题的设计任务后，我感觉在以下几个方面自己很有收获。通过检测平台的设计加工调试大体熟悉了机械设备设计的全过程，并且发现电器控制对机械产品结构简化起着非常重要的作用。初步学会了如何把实际问题简化为常见的力学模型，并将力学模型数学化。对大学所学的部分基础课内容作了进步巩固，并运用到本课题的研究中去。例如用概率统计中的极大似然估计法估计出同步带的齿槽深度方差用动力学方法计算出拨针放置的角度用强度分析法讨论了导轨的设计方案。熟练运用作二维三视图。自学，初步学会用解决些数学计算和函数图象问题。致谢本文是在老师全面悉心的指导下完成的。在这过程中，老师给予了我很多实践动手的机会，让我能够充分发挥自己的长处体现了能力更加的自信，并且学到了许多书本上没有的知识。这是我第篇规范正式的论文，老师为我认真检查论文，我内心非常感激。最后要非常感谢各位评审老师冒着酷暑，在百忙中抽出时间对论文进行审稿和参加答辩会，在此，向他们表示敬意。参考文献洪钟德编，郭重庆主审简明机械设计手册上海同济大学出版社，刘惟信编第版机械可靠性设计北京清华大学出版社，钱建平，袁人枢编弹性力学基础及有限元法南京南京理工大学出版社，刘品编可靠性工程基础北京中国计量出版社，郭成壁，陈全福主编第版有限元法及其在动力机械中的应用北京国防工业出版社，朱慈勉主编第版结构力学下册北京高等教育出版社，张增编第版专业装备机械基础北京北京工业大学出版社，廖伯瑜，周新民，尹志宏著第版现代机械动力学及其工程应用北京机械工业出版社，陆宁编第版语言即学即会北京机械工业出版社，刘荣忠，曹从咏编著第版机械系统动力学哈尔滨哈尔滨工程大学出版社，中国力学学会，中国科学院力学所主办力学与实践年第期中国力学学会，中国科学院力学所主办力学与实践年第期徐秉业主编身边的力学北京北京大学出版社，蒋仁言，左明健著第版可靠性模型与应用北京机械工业出版社，王华坤，范元勋主编机械设计基础北京兵器工业出版社，范钦珊主编工程力学教程第版北京高等教育出版社,尚久浩编自动机械设计北京中国轻工业出版社,彭美云主编概率论与数理统计第版武汉武汉大学出版社,附录测试内夹具能否通过最高点程序,可通过性模拟导轨轨迹,拨针尖端运动轨迹附录正态分布表附图实物照片正面观察侧面观察附图滑块厚度综合检测平台的总装图通过实验可算出应力和强度的均值和方差。令，由于和相互独立则,平台上外夹具与同步齿形带啮合的紧密程度在滑块旋转部位，外夹具长柄在侧受到挤压作用与同步带齿槽贴紧，由于带横截面是梯形的，而夹具是线切割得到的近似矩形。考虑最极限的情况如图，同步齿形带齿槽深,齿顶和齿槽处的倒角半径均为，夹具长柄中线宽约。在最极限情况下，夹具长柄右侧离齿槽距离倒角部分不可能和外夹具长柄完全贴合，故计算时各算半。图旋转过程内夹具长柄受挤压极限位置图要使外夹具不跳齿，必须有，根据经验估计下面用极大似然估计法对进行估计。所谓极大似然估计法，就是固定样本观察值，在取值范围内挑选使概率,达到最大的参数ˆ，作为的估计值，即取ˆ使得,ˆ,。本题中，似然函数ˆ令则所以有我们对所购的十条同步齿形带的齿槽深度进行测量，得到十组数据。即依次为代入，得到由，查正态分布表，见附录，保护板内外夹具与同步齿形带啮合地紧密程度翻转过程中，最可能导致夹具跳出齿槽可能有两个原因两个导轮之间是条公切线段，并非图纸上设计的理想圆弧，假设带与圆弧上最远距离为。滑块夹具经过下半圆弧时，夹具由于受自身重力作用，会与同步带齿槽脱离，掉下的距离记为见图。图滑块通过下半保护板夹具与齿槽脱离夹具与齿槽脱离距离根据经验由式，查正态分布表，见附录，由上述分析可见，在滑块旋转不跳出齿槽可能性只有，而在滑块进入滑块保护板的下半部分时，滑块几乎不可能不跳齿卡位，这需要我们在调试时作些改进。检测平台的系统联调及改进措施安装调试是机械设计的最后个环节，也是对机械产品设计地综合检测。在安装过程中，我们遇到了比较多的问题，有设计方面的原因还有加工方面的。我们作了些改进，使系统能够平稳地运行并准确地测量。外夹具导轮齿槽图同步带铆钉同步带的安装在设计过程中，我们认为同步带是可拆卸的，可是订购的同步带是条条整带且不可拆卸的，那么同步带的安装是个大问题了。我们认为有解决两种方案种是将带在个齿处断开，然后用铆钉联结见图另种是将框架用砂轮割断，将带放入，用角铁将割断的部位连接好见图。仔细分析下，用第种方案不好，因为在断开处很容易形成应力集中，从而极大降低了同步带的寿命。只能采用第二种方案。这也说明设计上存在问题，在以后的设计中应进行改进。图对同步带安装提出的两种方案图滑块旋转部分尽管在前述章节已将拨针放置的最佳角度设计并调好了，但正确旋转的可靠性仍不能达到。究其原因，是因为设计方法和加工技术不够先进。在导轨上长度范围选取个点用数控编程的方法加工的，并且由于设备的限制，加工精度也不够。现作以下改