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毕业设计-三坐标测量机的机械结构设计及应用，共35页，20225字，附设计图纸、任务书、开题报告、外文翻译等
三坐标测量机Coordinate Measuring Machine, CMM是一类可获得被测物体各测点坐标
位置，并能根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体形状与位置的精密测量机械，
在工程上具有广泛的应用。本课题旨在设计移动桥架式CMM，其技术特性参数如下：
（1）CMM的工作台面尺寸 （长×宽×高）：1000×800×40；
（2）CMM的纵向工作行程、横向工作行程、垂直方向工作行程均为150mm。
（3）工进速度：1~1500mm/min，快进速度：12m/min；
（4）传动精度：0.1mm-0.5mm；
（5）测量工件最大体积：120mm×120mm×120mm，最小高度为：20mm；
（6）进给运动的总阻力。
（7）给定某飞行零件，利用CMM进行测量和建模。
目标：采用单臂实现三个方向的动作。
 研究内容： 单臂实现三维测量，其中涉及的各种器件的选择原则。
拟解决的关键问题： 传动方式、电动机、传感器的选择。
设计方案（须有文字和示意简图说明）
一、初步设定采用单臂完成三维空间的测量，采用接触式测量。
二、对电动机进行选择，完成三个坐标的动作需选用三个电动机实现 。
三、传动方式的确定。
四、传感器的选择应用。
题目的可行性分析：
现代技术发展的今天，对产品的质量和精度的要求越来越高，那么对检测装置的需求量越来越大，对其质量精度要求也非常高。零件的检测和误差分析都需要测量装置来完成。
本项目的创新之处
 进给系统采用气动，很大程度上减少了再进给过程中的摩擦阻力，提高了测量精度。
目标、主要特色及工作进度
坐标测量机是一种具有很强柔性的尺寸测量设备，CMM在工业界的应用开始于对棱柱零件的快速、精确测量。但随着CMM各方面技术的发展（如回转工作触发式测头的产生），特别是计算机的CMM的出现，目前，CMM已广泛应用于对各类零件的自动检测。与投影仪、轮廓测量仪、圆度测量仪、激光测量仪等比较，CMM具有适应性强，功能完善等特点。坐标测量机的出现，不仅提高了检测设备的水平，而且在自动化检测中也是一个生重要的突破。
CMM在自动化程度方面有很大的差别。计算机控制的CMM具有自动执行检测、分析检测数据和输出检测结果的功能，而一般的CMM仅有手动控制功能或手动控制加示教功能。目前，随着计算机硬件性能的提高和价格降低，绝大部分CMM均配有计算机，利用计算机可对测量所得的数据进行在线分析，以判别被控件是否合格。同时也可以使用统计技术来确定工艺能力是否满足，分析误差等来源。
除了再质量检测方面使用CMM外，CMM还可以用于对实物的仿物的信制加工中，即所谓逆向工程。在这种情况下，由CMM测量实际工件，并将测量所得的数据传到系统中，由CAD/CAM系统对这些数据进行加工处理，建立CAD模型，并进一步生成加工指令来指导加工。

摘要：从60年代初发明到现在，三坐标测量机（CMM）在制造业得到世界范围广泛应用，成为3D检测工业标准设备。三坐标测量技术得到迅速发展，而配套检测软件的发展，更是突飞猛进。最早的三坐标测量机只能显示XYZ坐标，而目前的各种检测软件几乎可以解决用户的绝大部分问题。软件日益成为影响用户使用好坏的关键所在。CMM测量软件发展趋势，对于传统的三坐标测量机检测来说，通常是设计部门提供二维图纸，检验部门根据图纸对工件进行尺寸及形位公差的检测。随着三维CAD软件的应用，越来越多的技术部门使用三维CAD建模技术进行设计。因此，各坐标机厂家纷纷推出了基于三维CAD技术的测量软件，直接将客户设计好的三维CAD模型导入测量软件进行检测。这样做的优点非常明显，不需要额外的图纸，理论值可以直接捕获，更可以进行测量仿真，测头干涉检查等，所以，受到用户的一致好评。基于CAD的测量成为目前三坐标测量软件的发展热点。
关键词:三坐标测量机 传感器 三维 传动装置

目 录
摘要……I
Abstract………II
1 绪论1
1.1 三坐标测量机的应用与发展1
1.2 三坐标测量机测量原理……5
1.2.1 三坐标测量机的组成7
1.2.2 三坐标测量机的结构特点……7
1.3 设计要求8
2 三坐标测量机的总体设计方案……8
2.1 设计任务和内容…8
2.2 总体设计方案拟订9
2.2.1 三坐标测量机机械部分设计…9
2.2.2 三坐标测量机电路部分设计10
2.3 参数的确定………18
3 三坐标测量进给系统的设计计算19
3.1 动机的选择计算19 3.1.1 调速电动机的容量的计算…19
3.1.2 步进电动机的概述19
 3.1.3 步进电动机的容量的计算…20
3.2 轴概述 20
3.2.1 轴的用途20
3.2.2 轴的材料21
3.2.3 轴的材料21
3.3 轴的结构设计…21
3.3.1 拟定轴上零件的装配方案…22
3.3.2 轴上零件的定位 …22
3.3.3 轴的结构设计……23
3.3.4 初步设计轴的最小直径...........24
3.3.5 拟定轴上零件的装配方案…25
3.3.6 根据轴向定位的要求确定轴的个段直径和长度26
3.3.7 轴上零件的轴向定位………27
3.3.8 确定轴上圆角和倒角尺寸…27
3.4 丝杠螺母副的选用计算…27
3.4.1 丝杠螺母的导程的确定……27
3.4.2 确定丝杠的等效转速………27
3.4.3 丝杠的等效负……27
3.4.4 确定丝杠所受的最大动载荷Cax………27
3.4.5 临界压缩负荷Fcr…28
3.4.6 临界转速验算……28
3.4.7 计算轴承动载荷…29
3.4.8 丝杠拉压振动和扭转振动的固有频率验算……30
3.5 丝杠的扭转刚度30
3.6 传动精度计算…31
3.7 导轨的选型及计算………32
3.7.1 滚动导轨的结构及配………32
3.7.2 滚动导轨副的预紧33
3.7.3 滚动导轨副润滑防护………33
3.8 横向伺服进给系统的设计计算（同以上方法）33
3.9 纵向、横向的移动工作台的装配图（见附图1）………33
4 夹具的初步设计…34
4.1 载要…34
4.2 机床夹具的基本要求……34
4.3 机床夹具概述…35
4.3.1 机床夹具的分类…35
4.3.2 夹具的作用………35
4.3.3 夹具的组成………36
4.4 螺旋夹紧装置…37
4.4.1 螺旋夹紧力计算…37
4.4.2 螺旋夹紧的自锁性能和传力系数……38
4.5 螺旋夹紧机构的特点……39
4.6 横向伺服系统和立拄的设计计算…39
结论 40
致谢 41
参考文献 …42
附录 43