本次课程设计是关于环壁厚零件的检具设计，该检具属于综合检具，通过课程设计，可以提高我们对检具行业和检测技术的了解，掌握零件的设计，更熟练的使用制图软件，锻炼了我们理论联系实践的能力。
环壁厚零件的检具结构较为复杂，由机械系统部分和电气控制部分组成。机械系统部分采用了步进电机、滚珠丝杠及齿轮传动系统。电气控制部分采用单片机控制系统。
该检具加工方便，大部分零部件结构简单，便于加工，且使用方便、检验准确，可大幅度提高生产效率。
关键词检具；
检测；
单片机；
目录 摘要I 目录II 绪论1 1 研究背景及意义1 2 检具的设计原则6 3 总体设计8 第一章 机械传动设计10 1 选择电动机10 2 圆柱齿轮传动设计14 3 轴的设计17 第二章 电气控制系统设计19 1 选择单片机芯片19 2 硬件电路设计24 第三章 控制软件设计1 1 主程序设计1 2 检测及显示子程序1 总结3 参考文献4 致谢6 II 环壁厚检具设计 绪论 1 研究背景及意义 本次课程设计的题目是基于自动控制环壁厚检具的设计。机械量测试技术是现代实验科学非电量测量中的重要组成部分。它是根据各种物理效应的实验原理，采用相应的实验和测试手段，对所研究的机械进行机械量检测和分析的实验方法，它是解决机械工程实际问题的有效途径。所以本次设计题目能够提供现代化的测量技术，使机械和电子有机的结合起来达到预期想要达到的目的。
本设计题目来源于社会实际,本课题主要是 SC6311-2 综合检具设计，提高我们对 检具行业和检测技术的了解，掌握零件的设计，更熟练的使用制图软件，为便于 我在将来到岗位上尽快的投入工作状态。所以提前让我的对这方面知识有一些了 解。
检具是工业生产企业为控制产品的各种机械尺寸而特制的一种专用测量工具，适 用于大批量生产的产品，如汽车零部件等，以替代卡规、塞规、三坐标测量机等 测量工具。游标卡尺，深度尺属于量具，非检具。综合检具是用于对各种零件如 轴类零件、箱体类零件等多个尺寸的综合检测。
SC6311-2 综合检具应具有足够的测量精度，应具有足够的测量效率，结构应尽量 简单，应具有经济性。综合检具是组合检具，综合检具由定位装置、夹紧装置、 测量装置和辅助装置（包括导向装置、传动装置和测量零件的紧固装置）组成。
SC6311-2 综合检具是由一系列机械零部件组合而成的简易检具台设备， 主要由底 板、 检测座、 直角座、 导向座、 锁紧座、 定位座、 检测滑块和手柄杆组成。
SC6311-2 综合检具适用于检测轴类零件，检测轴类零件的孔和槽。SC6311-2 综合检具的底 板用于固定检测座、直角座、导向座、锁紧座、定位座等用于对被检测的轴承定 位零件。定位座、直角座、锁紧螺钉和量棒对被检测轴类定位，检测座、检测滑 块、手柄杆、球头和检测座盖板构成的机构对轴类零件的槽宽度进行检测。综合 检具采用钢骨架结构或板式结构， （底座在 400X600 以下用板式结构）凡重量在 20kg 以上的检具应在适当位置设置 4 个起吊钩，设置的位置须考虑起吊平稳、起 吊钩高度应保证钢丝绳不与检具构件发生干涉。检具放置时，基准面不应着地。
底座下面应有支撑。钢骨架结构的检具应设置滚轮。检测座装置采用可拆卸结构， 以便对检具进行校验。手动夹紧装置及检测滑块装置应设置在检具的合理位置， 操作灵活，锁紧稳定可靠，不与其它构件发生干涉，夹紧方向应与应与零面垂直。
1.3 研究该题的意义 随着现代科学技术的发展，检具作为检查产品的专用设备在工业、汽车、国防、 航天、科研以及零部件加工车间等使用日益普遍，现已成为机械制造业的各个领 域中不可缺少的通用机械产品。当前，检具生产行业正处于一个非常有利的发展 时机。这是因为一、国有经济持续稳定发展。国家为了发展制造业，固定资产 投资逐步扩大，推出了很多项对机械厂有利发展的措施，机械加工需要大量的检 具配套。二、随着 WTO 的加入，国际贸易门坎降低以及发达国家调整产品结构， 中国正逐渐成为世界上最大的加工厂这一趋势的显现，检具产品的加工制作面临 更大的发展空间。检具是工业生产企业为控制产品的各种机械尺寸而特制的一种 工具，适用于大批量生产的产品，如汽车零部件，以替代专业测量工具，如卡规、 塞规、位置度检具等。制造业的发展和需求，推动了检具工业的发展。近年来， 在满足检测控制的要求，对检具的构造、材料和生产工艺等方面，对如何做到更 好地提高性能、降低成本等也予以密切关注。本课题主要针对检具零件的结构、 检具的组装，结合国内外检具的运用现状和发展趋势，进行检具零件的设计、加 工工艺过程的设计以及夹具的设计等工作。在明确设计任务和设计要求，不要偏 离题目的前提下，仔细研究设计方案，理清设计思路，使设计过程清晰化、简洁、 准确。其中主要包括检具的三维成型和加工工艺规程的设计。一般情况下，一个零部件至少需要一个检具。当被测工件固定在专用检具上后，质量控制工程师使用手工工具如塞尺、量表等测量工件与检具之间的误差。这里，检具是所有测量的参考和基准。所以，这种专用检具的制造和装配精度决定了产品尺寸误差检测的可靠度。一旦检具本身有误差时，产品质量就可能出现严重问题。因此，专用检具的定期和不定期检定就非常重要，以确保检具不至于因为变形而不在可用状态。另外，传统检具通常是无法重复使用的，而柔性检具通过调整和重新标定，几乎全部可以重复使用，相比之下，柔性检具的经济性是显而易见的。从趋势上看，误差检测的自动化和系统的重复使用性是检具的发展方向。
夹紧装置设计是 SC6331-2 综合检具设计中的一个重要组成部分，是保证产品质 量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。在设计过程中应深人实际，进行调查 研究，吸取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案，再进行具体的设计。而 深入生产实际调查研究中，应当掌握下面的一些资料 1 工件图纸详细阅读工件的图纸，了解工件被加工表面是技术要求，该件在机 器中的位置和作用，以及装置中的特殊要求。
2 工艺文件了解工件的工艺过程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加 工面状况，基准面选择的情况，可用机床设备的主要规格，与夹具连接部分的尺 寸及切削用量等。
3 生产纲领夹具的结构形式应与工件的批量大小相适应，做到经济合理。
4 制造与使用夹具的情况，有无通用零部件可供选用。工厂有无压缩空气站；
制 造和使用夹具的工人的技术状况等。
综合检具开始设计前，应召开一个设计概念的预备会议。应参加的主要人员为 供应商检具工程师、检具设计及制造方的代表和 GM 的 SQE。还可以邀请GM 产品工程师、尺寸工程工程师、生产（译注总装）厂代表和 GM 采购代表。设 计概念应包括详细的检具的草图和书面描述，以便能依此进行检具设计。设计概 念不必详细得如一个完成的设计，但应包括下列信息被测零件与检具基座的位 置关系。
最好使用装车位置， 然而， 其它位置可能更适应被测零件/量具的使用 （即 第一使用位置） （译注见第 14 页术 语） 。如果相对装车位置有偏 离 ，应以 90 为增量进行偏转。定位基准方案应与几何尺寸及公差图纸（GDT）一致。支撑被 测零件的检具零件和装置。建议的夹紧技术。用于检测下列特性的检具零件和装 置。
设计概念应考虑操作者的人机工程学、 被测零件的装和拆的容易度、 三坐标 检 查和 SPC 的数据采集的可行性。当检具用于全球性的整车项目时，应考虑操作者 的习惯。GM 的 SQE 将审核和批准在产品表面上选取用于采集 SPC 数据来监测 KPC 特性 的 X、Y、Z 位置。如果可能，需考虑到相配零件的 KPC 位置，以获得 相互对应的数据结果。
综合检具的出现让我们能够更好的检测轴类零件是否合格，提高零件检测的工作 效率，减少了劳动力的消耗，充分发挥了检具的利用价值。
1.4 综合检具国内外现状和发展趋势 欧美作为机械制造业的发源地，也是经济最发达的地区，代表了检具设计与制造 的最高水平。几十年来，随着国外大型成套技术的发展，出现了一系列新型成套 设备与单机。与检具有关的新型成套设备发展的特点是测量精准全面、高效率和 简捷方便。随着各类成套设备、工艺流程和性能的改善，国外检具的系列品种还 在不断增加。近年来，世界主要工业国经济复苏，国际市场对精密测量仪器，尤 其是综合检具的需求出现了高速增长的势头。随着国外大型成套技术的发展，出 现了一系列新型成套设备与单机。与检具有关的新型成套设备发展的特点是测量 精准全面、高效率和简捷方便。随着各类成套设备、工艺流程和性能的改善，国 外检具的系列品种还在不断增加。近年来，世界主要工业国经济复苏，国际市场 对精密测量仪器，尤其是综合检具的需求出现了高速增长的势头。目前，国外发 达国家对检具已达到相当的要求，并且还在逐年提高。随着新技术的发展，综合 检具朝着使用方便，应用范围更广，成本更低方向发展。综合检具产业态势的变化会随着市场的变化而发展。技术工艺，是衡量一个企业是否具有先进性，是否 具备市场竞争力，是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。随着我国垂直度和 深度综合检具市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业 内企业关注的焦点。了解国内垂直度和深度综合检具生产核心技术的研发动向、 工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关 键。据中国机床工具工业年鉴的统计资料表明，近年来我国工具行业（包括刀具 和量具量仪制造）有了长足的发展。2001 年与 2000 年相比，工业总产值增长 11.8，销售产值增长约 11.5；
2002 年工业总产值同比增长 20.8，销售产值 增长 14.8；
2003 年工业总产值同比增长 16.1，销售产值增长 13.8；
2004 年上半年与 2003 年同期相比，工业总产值增加达 22.9，销售额增长达 29.4， 经济增速势头强劲。据我国数显行业分会统计和预测，“十一五”期间，综合检具的 需求量的年增长率将达到 20以上，到 2010 年，销售额将达到 8～10 亿元，发 展前景十分看好。随着世界机床工业继续快速发展以及中国机床工业迅速成长， 综合检具的市场需求将随之同步成长。在高端检具领域，由于受加工工艺、材料 等方面的制约，国产检具在质量上、产量上还与国际知名品牌存在着差距。国内 检具企业应抓住产业结构调整的良好机遇，走自己的路，要不断强化技术改造和 创新，缩小差距，把自己的品牌做大做强。2002 年以来，世界机床行业呈现快速 增长态势。中国进入 WTO 后，综合检具和量具产品的防水性能、可靠性等有了明 显提高、出口量有了大幅度增加的同时，国内市场的开拓推广也得到了发展，国 内销售量也有了大幅度的提高。但是，和国外先进综合检具产品和技术相比仍有 较大差距，特别是普通性能的检具、尤其是量大面广的柔性检具，行业内存在着 严重的低价销售、恶性竞争的局面。令人感到宽慰和欣喜的是，国内检具制造企 业，近年来在柔性检具的自主开发上加大了投资力度，柔性检具是具备可调、大 部分部件可以重复使用的专用尺寸误差检测工具。柔性检具可以通过适当调整完 成对不同型号或产品的检测，所以具备一对多、所占空间小、材料浪费少的特点。
同时，柔性检具通常是模块化结构，制造周期通常都比较短。综合检具在这方面 的优点尤为突出。
世界制造业的中心正逐步向