精度设计课件

2.1精度设计中的主要原理与原则大多数机电一体化系统均有较高的精度要求，其基本特点是精度、效率和自动化程度要求高，结构比较复杂，其共同的基础为精密机械技术。精密机械技术与普通机械技术比较：在机械原理、功用和重要性方面无多大变化，主要区别在：精度、分辨率和灵敏度等性能指标上。2.1精度设计中的主要原理与原则在精度设计时，应遵循主要原理与原则为：一、阿贝误差原理其内容：长度测量时，被测尺寸与标准尺寸必须处在测量方向的同一直线上，或者两者彼此处在对方的延长线上。采用阿贝原理，能避免产生一阶误差，只有二阶误差（常不计）用游标卡尺测量轴的直径时，作为基准件的刻线尺与被测直径不在同一直线上，即不符合阿贝原则。当带有活动量爪的框架因主尺导引面的直线度误差或框架与主尺间的间隙而发生倾斜时，就会产生测量误差:△=L-L'=Stanφ=Sφ。

若s=30mm，φ=0.0003rad，则△=30×0.0003=0.009mm=9μm。二、运动学设计原理一个空间物体具有6个自由度，要是它定位，需要适当配置6个约束加以限制，这就是6点定位原理。要使物体相对固定的坐标运动，只能配置少于6个约束才能实现。

运动学设计原理应遵守下列条件：1）物体相对运动数等于自由度数减去约束书。2）要求约束条件为点接触，且该点应垂直于欲限制自由度方向。同时要求在同一平面或直线上的点接触距离尽可能大些，以免运动到端部造成不稳定。滚动导轨副理想臣的滚攻动导视轨副滤，符辽合运贯动学叔设计党原理侨，左弹边的V形导叶轨内恼两个戒钢球水提供4个约树束，笼右边超至少析一个精钢球易提供殖一个竭约束萌，使剪上滑浮板只列能沿V形导狭轨方款向移互动。理想蓄的点退接触食实际快上是贼不存绵在，宴为了奏克服正此缺均点就桌产生半运饿动学招的设扮计原酸理。以小租面积张接触斩或短莲线接群触代摔替点坦接触秩来约杰束运酒动方越向--恐--泳-半运捐动学念的设坟计原欧理。三、搁平均芒效应价原理采用司单点宵定位雀约束独自由煎度，蚂由于私定位荐点的欢误差量，其树定位问误差辉始终负低于键该定烈位点竟的精娃度，倍由于店单点敢定位板接触巷应力溉大，膀随着采时间母推移下，精炸度会浸逐渐装降低汗。因待而采托用多点黑定位眨原理，应赞用平吸均效苏应作藏用，睛使误负差得颂以均汗化，半，提进高机水构的深运动胡精度在精裁密机拢械设壁备中单，平逃均效从应原匹理的点应用表很广失，如客导轨虏副、喝密珠拥轴承度、光抗栅尺诵等应耗用初此原魂理。四、剖变形绩最小记原理精密衔机械驳设备乳的零泡部件滋受到梯自重石、外赛载、盒温度狼变化摆、工浊艺内兽应力悬以及降振动扶等因兵素的执作用研，都党会产成生变秀形误己差，松因此症，变魔形误参差原紧理就载是要益求上直述各止种变绩形误朴差最便小。五、怜基面秃统一剪原则零件疾设计犯时，挥注意努下面四个撞基面统一株原则迷，以露减少狸制造知误差亦和测启量误疲差。设计肤基面辛：零恶件图洒上标锦注尺终寸的恰基准来面工艺丛基面巨：加彩工时辞的定郊位基查面，伶以此蜡加工闷其他燃面测量朗基面棕：以傻它为屋测量禁基准裂，测炊量与程此有果关的耳尺寸装配察基面吧：以基它为泛基准赚，确倘定零异件间川的相伪互位足置六、拥误差巨缩小寇和放霸大原矛理（泽速比盟原理汤）七、蛾误差增配置锐原理一台违设备引和部胀件，学如果氧各部塞分的敌误差形配置糕得当蔑，就否可提斧高装肾配成仗品的样总精凶度。勤如机来床主彻轴系励统的厚两端扑轴承雅精度唱，如历果合淹理配躺置，税就可缩慧以减围少主水轴工谣作端点的径变向跳主动。2.守2精度颈设计缎中的则基本踏概念精度烟是误烧差的差反义塞词，樱误差格理论奸是精熔度设据计和辈精密奶测量缎的理蕉论基狸础。一、方误差定义槐：匀测量萌值与沟真值副之差养异称思为误头差帆。表示论方法妻：1、绝疤对误嫌差：两设某杨物理介量的票测量提值为x,它的编真值拢为a,则x－a=裳ε；由困此式凝所表誓示的淡误差ε和测光量值x具有聪相同脆的单挽位，都它反蛾映测刑量值颜偏离鸦真值皱的大级小，扣所以汇称为愁绝对革误差。2、相摔对误研差：涝它是览绝对除误差担与测惑量值照或多惧次测东量的廉平均冈值的菊比值鬼，即井或，珍并且析通常斥将其乞结果招表演烫示成询非分段数的纷形式截，所扶以也府叫百胡分误慕差。误差食分类浊：1、按进性质姿分：升随机卵误差抢、系睛统误浸差、饰粗大汁误差2、按稠被测军参数套的时弓间特刃性分求：静表态参刺数误继差和誓动态升参数叼误差3、按赞误差费之间干的关开系分渔：独尾立误担差、拘相关待误差4、按畏误差捉来源酱分类横：原茫理误吓差、美制造辨误差派、运暂行误畜差（们使用范误差好）二、城精度（一墨）精袄度的亿含义根据从误差堤的不痕同性筐质，代可将极精度益分为粒：1、准虾确度至：它届用系恋统误仿差大枣小来秒表示垦。准挎确度坐反映玩了系幅统的脂测量才值偏壮离真融值的场程度恰。2、精号密度送：它旁是用浆随机映误差葱大小早表示烛。精畏密度党反映湾了测绸量值岭与真贺值的鸟离散蔽程度峰。3、精咸确度谁：它猜是系己统误恒差和呀随即竭误差辰大小讲的综扬合反对映。（二）乐其它梯精度眯名称涉的含顿义1、机讨床加惩工精阵度：树是一携项综坟合性茫的精虏度指领标，漫即指架机床军在加催工工坝件时否所达忙到的下精确洞度。2、机工床精嘴度：册是机渔床在势未受啦外载缓的作纵用下按的原足始精号度，到以允纹差表惯示。蜘机床回精度赢包括秋几何被精度砌、传筝动精勺度、蛋定位岭精度经等各冬项指念标。3、几葡何精矮度：愧是指洽机床录、仪猴器在恼不运祸动时厚的精杆度。抄它规残定了疫决定老于加贱工或惰测量骡精度珠的各敏主要勾零部皇件以糕及这脾些零恐部件当的运粥动轨度迹的惰相对仁位置桃误差扬。4、定荒位精慌度：丑是指诊机床尖或仪规器主连要部搬件在盏运动汪终点解所能尸达到闭的实授际位松置精斩度。秧这是忘一个粒具有户综合兔性质涝的精置度指糊标。三、仙灵敏鞋度和幸分辨惊率1、灵蓬敏度议：系牺统的屠灵敏厉度是惭指当辆输入冰的变宗化值凤趋向误于0时，煌输出葛变化仙值均与尖输入慰变化粪值比盖值故的极债限，嫩即灵北敏度雄的定编义为太：灵敏维度的芝具体号数值址与系吩统的州静态胜特性鲁函数有关倘。此色外，俭也有晨系统钞参数基变化拔的灵摸敏度浅概念处。2、分脏辨率凡：它亿是指老精密际机械木设备扣能感懒受、岔识别职或检柏测到盾输入幸量的轨最小锅值。娘或者雕能产施生、错响应社得到仅输出评量的讽最小脾值。垒分辨爹率与掠精度借是有涨联系茧的，忙提高集设备乒的分君辨率蚕就能恼提高勺其工月作精友度。在数伞控机查床中,分辨盆率是社用定躬位机鼓构的父最小韵位置柳检测占量来头表示包的。磁它与热实际烦的定真位精疫度无葬直接讲联系矿，因晨此数素控机齐床的盐定位卖精度退用分寒辨率挥来表至示没止有太巨大的随意义籍。如XH孝K7坏56梁-2型卧刃式加泉工中浙心，捎其定尤位精妥度为重复书定位日精度袋为数控奋装置弦的脉烤冲当站量为0.辱00娇1m俗m/脉冲谦，即疏最小敢位置书检测管量为0.脂00忌1m壤m2.书3随机戚误差司和系挨统误回差一、毕随机责误差随机哭误差毁常用疑均方怜根误霜差、策算术浩平均竞误差杰和或滤然误赵差作绣为评僻定尺榜度。唇大多穗数国苦家用锄均方哈根误耕差表赛示。（一)均方枣根误脉差设重陡复测拿量某予值，夜可得柜随机洗误差张系列经，控其饥中，则定俱义该恰数列榜的均例方根雕误差班为：其方胜差D为：（二锈）极春限误统差误差锣的极码限范晶围称接为极雨限误晒差。基极限腰误差容用相秒对误烘差表核示时隔成为鬼相对诸极限芝误差数；用恶绝对照误差戚表示余时为显绝对皱极限羞误差蓬，也刷称为永最大骑误差阶。（三耳）标问准偏迹差的柳计算在均黎方根妇误差肝计算客中，肉由于静随机封误差亭的真茄值无向法求盯得，设常用嫂残余路误差唇来代围替，喂计算孤所得慢的结丑果称基为标演准偏品差，辱仍用焰表示缎。标准查偏差托的计瘦算方动法有盗贝塞荡尔公巡寿式、筋彼特昨斯公零式和笨极差茧法。二、如系统徒误差精密依设备先系统秧误差钥的数逝学特颤性表返现为拦一定膊值或秩按某励种函向数规音律变库化，窜它有裳可能斯消除叶。系多统误画差是散由原尝理误果差和箩制造幻玉误差魄两部将分组狭成的纱。系统需误差异按其念变化针规律块，可体分为冒定值严系统参误差买和变奇值系奋统误窑差。2.梳4误差辈的合雀成新产窃品设也计时斜，需岔对该乐产品由的总针精度睛进行犯分析晕和估塔计，祸即需惜对各咸个主箩要部睁件的节误差序进行岔分配惹和综熊合。误差苍的种起类不挣同，左其综瞎合方室法也姿各异途。对疲于随坦机误鼠差，摊采用坟方差盆运算车规律狐合成婶，对克于已员定系做统误裙差的复综合扎，采内用代显数和腰方法佩；对哀未定尺系统活，采税用绝型对和彼与方香和根碰方法企。一、敬随机塘误差蓬的合使成设有n个随袍机原社始标肤准偏茧差杠，盖根据烛方差朋运算因规则蛇，则痒其合宗成的梦总随叉机误斯差的盾标准旱偏差嘱为--千--蛇--母-第ij两个用相关勉随机劫误差扣间的惨相关本系数--识--惕--慕--表示渐两个徐相关誓随机她误差腹的标搏准偏辅差合成景后总随误差纲的极宪限误且差为t-废--虑--灿--垮--总误纽奉差分徒布的税对应还置信冒系数二、愈系统喊误差曲的合骂成（一羽）已什定系舞统误走差的狱合成由于旷已定酿系统家误差绕其数怖值大疤小和袋方向册是明珠确的算，其虾合成佳方法腿用代数溜法（二）扑未定席系统旨误差枕的合饰成两种夏方法桑：1、绝个对和摩法若各展单项构未定秃系统奶误差冈的不拳确定晶度为竞，则掩总误捉差的具不确辆定度浪按桃绝对肆值相笨加。2、方杜和根翁法设定m个未铃定的怕系统钥误差普，何则刘总误砍差的锣不确违定度园为2.叫5精密可机械颂设备斗的精捕度设称计和莫误差前分配精密庙机械绕设备句精度雨设计地的基条本任茎务就摧是精度土分配和误差惩补偿精度墨分配是根对据产狸品允挠许的牵总误京差，裂将其其经济员、合祖理地识分配桑到零登部件掏上，邻并制幸定各武零部昆件的纽奉公差捏和技榆术要敲求。误差崖补偿的目触的就膊是减改小或亲消除析部分君误差卖，从饥而达赢到总保精度田的要资求。一、朋产品砍精度柜分配榜依据谊和步润骤（一叙）精助度分拆配依艇据1）产偶品的告精度既指标产和总衡技术社指标耽，它榜们是搞由使冬用性割能要孙求和错有关壳精度义标准匆确定抱。2）产戚品的事工作捧原理酷、机翁械结曲构装贵配图私及有盘关零欠部件葛图。拆它们摄提供途了误好差源孙的总鹅数、访各误但差源性对产爽品误缩慧差的舒影响传，以尺及误赔差之吹间相荐互不填长的蜓可能撇性。3）产晌品制晒造厂堪的技去术水算平，昆产品恢的使垮用环键境等4）产救品的闭经济丢性要歌求5）国捕家、次部门怨、企朱业的条有关搂公差港技术革标准（二缺）精谱度分烤配步协骤1）明跪确总逆精度飞指标2）构世成产您品工版作原浑理和令总体兴方案亦，主烤要考珍虑理壮论误宿差和页方案戴误差3）设俘计珠总体客布局种、机币电光摔等系面统时魄，分替别考正虑其进原理泄误差4）完划成各指零部营件的膊结构类设计柳，找饼出全炸部误奸差源筛，写城出各下自的斧误差箭表达陈式，匹进行铜总精秩度计挎算。童然后别确定仓各零古部件皮公差土与技搬术要主求，挽确定激误差究补偿券方法5）将岗给定毛的公观差技且术条其件标冬注到串零件逗工作痕图上谱，编膨写技许术设执计书二、枕误差所分配缓方法产品强总误统差=总系旋统误蒙差+总随淋机误饭差由于亮误差欺性质炭不同每，其红分配篮方法继各异（一垃）总鼓系统滴误差一般物来说村，系气统误学差的及影响显较大认而数拨目较呼少。浆产品全设计姓时，足一般句要求协总系道统误羞差产品感允许豪误差谈。（二葡）随咳机误眯差随机烟误差腹的特睬点是排数量氧多，料一般膝按均捞方根童法来状综合罗。总脏随机甜误差总随筐机误亲差的届分配吊方法稍是：等作述用原专则和不等垮作用揪原则1、等乒作用弊原则若各挠零部绢件误拆差相友等地刃作用排于总纪随机醋误差圆，则野每个绍单项镰误差廊为：-肝--寨--陡--折--包括厅未定偶误差壳和随帖机误堂差，法且绵产品接允许藏的总渴误差（三密）公扯差调吧整调整苹公差忙时，算首先及要确甘定调塞整对神象。欠一般摸先调惹整系倡统误尝差、刊误差姨传递住系数栗较大啊和容牢易调批整的村误差躬项目慰。对背随即刊误差涨调整怪，一门般大吵多数灰采用经济孙公差足极限内，签少数部在生产篇公差滋极限内，尽个别势在技术戚公差贴极限内。巨对个木别的棚超出水技术梯公差斧极限思的，魄应采砖用不嘉补偿垒方法苏解决摊。经济介公差设极限--旁-在通涂用设普备上竿，采贵用最蔑经济筛的加怜工方躲法所严能达解到的比精度生产仿公差洲极限--葛-在通梅用设奖备上殃，采蛾用特笨殊工毁艺装说备，摘不考观虑效独率因留素进何行加财工所翠达到掀的精方度。技术槽公差学极限--喊-在特奖殊设松备（妇如高敏精度冷机床字）、吸良好肾的实义验室繁条件非下，趋进行削加工描和检编验时羞，所顾能达饭到的雷精度积。（四)误差讨补偿误差挨补偿手是调艳整公让差的轰一种袭有效挤手段抚。补番偿方牧法很昼多，融如工纳艺补忌偿方战法和旬设计遥补偿草法。工艺啄补偿桂法如早轴系层回转杨精度便的误稍差抵顽消、紫大件雕导轨抄精度环的综墨合修云研、慰坐标泪定位膛精度挡的综浓合修奴正等伞方法位。精度国设计胀时，拼采取森措施零减小损或缝消除起误差右的影望响是此一种佛有效猛的补心偿方静法。--设计般补偿抖。1、误奖差值泼补偿况直映接减哥少误石差源分级亏补偿--积-将补雾偿件苗的尺年寸分饿成几尾级连续洲补偿—如导透轨镶愈条，陶可用写来连疏续协调整腹间隙嚼、自动篮补偿--城-微机鞠自动闭补偿变装置讲，可登自动膀减少朱或消烦除系究统误惑差2、误蔑差传泛递系驻统补菊偿拴通勿过函捷数误取差来裤改变撑或选节择传底递系临统值烤、减摆少或行消除肤误差付的方尤法3、综牢合补分偿装利舞用机身械、侄电气侮和光据学等老技术蹄手段讨，使仰其产样生的辉误议差互慎相抵狸消。2.笔6数控船机床切的精联度分置析和法精度缝指标一、室数控阁机床多的误喉差源牵和精搞度分胳析数控馆机床症的误缠差源镜可分隐为三社类：（一乱）加蜓工前肉的误盛差源1、编胃程误搏差读它耽由程桐序控皇制原继理决木定的免误差赤，出提现在拨编程虾阶段渡。编蛋程阶言段是臂由圆卧整误伐差、刑近似疑计算买误差贱和过料去值埋计算华误差撇构成肺，这危是数局控机限床所冤固有压的2、机阶床调框整误速差：素它是录数控劲机床住调“吉零点酬”及勾“机管外”女调刀灯时产蔬生的毛。由劈燕于数鼓控机米床是击按封课闭的怕自动电循环堡工作析的，钓因此叶在机朱床按照程序优工作很的整芽个时竟间内至的加父工精劫度取山决于野调整沟精度屋。3、自生动换违刀误苦差故：取台决于浪许多饿因素奔，如垄换刀虹原理宋、换砍刀装倚置的蜓结构杜特点蹈等。（二）悟机床林本身协的误羊差1、机者床几赌何形康状误口差（镰几何益精度域）数控慢机床舞的几雅何精邀度是柔综合成反映券该机丢床关争键机呆械零缘瑞部件门和组招装后挥的几觉何误忧差。泊如加传工中久心：趁工作珍台面毕的平购面度郑等2、弹掉性变正形引姿起的填误差这是润机床奥刚度仔不够压造成底的（三拥）运抱行时康的误饰差1、定浮位误箱差哲主要家有机察电伺库服系勉统误桨差和蔬控制柄系统脊误差扶等2、各咸种运略行速缝度下厌的误梦差（四顺）结取论1）表屯面粗蒜糙度叫、形深状和置表面凉相互货位置挨