2.Выбор и анализ существующих конструкций

Системы микроперемещений (СМП) миниатюрных объектов используются в приборостроении в течение многих десятилетий и связаны в основном с оп­тико-механическими приборами и часовыми механизмами. Наилучшими достижениями в этой области бы­ли переносные средства противовоздушной обороны типа «Игла» и «Стин­гер», миниатюрные часовые механизмы, механизмы минифотоаппаратов и магнитофонов для спецслужб, а также миниатюрные электромагнитные реле (например, поляризованное реле РЭС 45 объемом 250 мм³). Однако качествен­ного скачка в уменьшении размеров механических устройств при том уровне традиционного машиностроения и приборостроения не могло произойти - ме­ханика подходила к своему «физическому» пределу. Робототехнические ком­плексы, включавшие СМП для автоматической сборки миниатюрных изделий, были ненадежны, громоздки, требовали постоянного присутствия операторов и наладчиков. К 70 - 80 годам 20 века возникло явное противоречие между вы­сокоразвитым производством электронной техники и отсталым производством миниатюрных электромеханических систем, которое тормозилось традицион­ными технологиями точного машиностроения и приборостроения и низким уровнем автоматического управления. Возросшие требования военной и кос­мической техники, медицины, мониторинга окружающей среды и безопасно­сти атомных электростанций дали толчок к развитию миниатюрных и микро- электромеханических систем (МЭМС). Здесь нужно уточнить, что мы понима­ем под терминами «миниатюрные» и «микро-». К миниатюрным электромеха­ническим системам условно можно отнести устройства, размеры которых ле­жат в пределах от 10 х 10 х 10 мм до 50 х 50 х 50 мм, все, что имеет меньшие га­бариты можно отнести микросистемам. СМП включают в себя устройства, обеспечивающие движение выходного звена на расстояние до миллиметра с минимальным шагом до десятых долей микрометра. Кроме того, МЭМС могут быть элементами СМП, в частности рабочими органами.

Существуют СМП для движения на уровне микрометров с минимальным шагом до 0,15 ангстрем. Они используются для исследования микрорельефа поверхности при помощи сканирующих туннельных микроскопов и отно­сятся к области нанотехнологий. Создание СМП основы­вается не только на технологиях производства электронных компонентов, но и на традиционных технологиях точного машиностроения и приборостроения. Модули грубых перемещений этих систем, а также относительно крупногаба­ритные механические элементы экономически более выгодно изготавливать по традиционным технологиям. Анализируя патентные и литературные источники ,можно опре­делить основные перспективные направления развития СМП (рис.1).

Рис.1

3. Описание и принцип действия спроектированного механизма

Механизм микроперемещений состоит из реечной передачи(рейка-шток) и редуктора, в котором используется червячная передача.

Назначение механизма - обеспечить микроперемещение каретки на 0.5 мм при полном обороте входного вала с погрешностью перемещения не превышающей 5 мкм.

Валы в данном механизме воспринимают небольшие радиальную и осевую силы, поэтому они опираются на шариковые радиальные подшипники.

Элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и другие элементы размещаются в корпусе. При необходимости корпус может разбираться. Осевое смещение вала и подшипника предотвращают крышки.

Сборка и демонтаж соединений проводится в соответствии с чертежом. (Кинематическая схема механизма представлена в Приложении 1)