Файл: Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 221
Скачиваний: 3
тана Б. Я- Карасиком, А. А. Заостровским и автором книги с уча стием Р. С. Липковича и Н. А. Аникеевой. Прибор состоит из двух блоков одинаковой конструкции, установленных соответ ственно на входном и выходном валах контролируемого меха-' низма. К преимуществам И К П можно отнести: а) возможность установки измерительных лимбов непосредственно на валах кон тролируемого механизма; б) разгружение валов механизма от большей части веса измерительного блока (вал механизма нагру жен в основном весом измерительного лимба); в) исключение ошибок отсчета от эксцентричности установки лимбов на валах механизмов.
Непосредственная установка лимбов на валах механизма поз воляет отказаться от соединительных элементов в виде муфт, поводков и т. п. и исключить из результатов измерения погреш ности, вносимые соединительными элементами. Разгрузка валов контролируемого механизма от веса измерительного устройства позволяет уменьшить ошибки, вызываемые деформациями при измерении, и использовать ИКП для контроля кинематической погрешности редукторов с мелкомодульными зубчатыми пере дачами.
Конструкция измерительного блока представлена на рис. 4.7. В корпусе 1 из легкого сплава помещен измерительный лимб 4, жестко закрепленный на оправке 6. Корпус / измерительного блока соединяется с корпусом редуктора с помощью переходной детали (рис. 4.8). Базовыми поверхностями при этом служит ци линдрическая поверхность В с посадкой С и торцевая поверхность Б. При изготовлении нужно обеспечить перпендикулярность торцевой поверхности Б оси вращения лимба, так как в противном случае изображения диаметрально расположенных штрихов лимба будут видны с неодинаковой резкостью.
Крепление корпуса И К П к переходной детали производится с помощью трех винтов. Измерительный лимб соединяется с валом контролируемого механизма непосредственно либо с помощью переходной детали. Базовой поверхностью служит Г; сопряжение производится с посадкой С1 (рис. 4.8). Крепление лимба на валу редуктора осуществляется винтом 9 (рис. 4.7). Для исключения произвольных смещений лимба в нерабочем состоянии И К П пре дусмотрен сильфон 5, посредством которого достигаются грубая центровка лимба и легкое поджатие его оправки 6 к стенке кор пуса.
На рисунке изображены также: призмы 3, проекционная оборачивающая система 7, осветитель 2, микроскоп 8.
Оптическая схема прибора изображена на рис. 4.9. Лампа 1 освещает с помощью зеркала 2 и призмы 3 рабочий участок / лимба 4. С помощью проекционной оборачивающей системы, состоящей из объективов 6 и призм 5 и 7, строятся изображения штрихов диаметрального участка / лимба 4 на диаметральном участке / / . Штрихи участка / / и изображения штрихов участка /
рассматриваются с помощью призмы 8 через микроскоп, состоящий из объектива 9 и окуляра 10.
Принцип измерения. В И К П используются лимбы, применяе мые в теодолитах. На лимбе нанесены деления с шагом 20 угловых минут, цифры над делениями нанесены через Г ; ошибка деления не превышает 4" между двумя любыми штрихами. Лимб, устанав ливаемый на выходном валу контролируемого механизма, вы полнен с двойными штрихами, что повышает точность отсчета. При измерении кинематической погрешности выходному валу
Рис. 4.10
сообщают определенные углы поворота и затем измеряют углы поворота входного вала. Разность теоретического и измеренного значений углов поворота входного вала представит кинематиче скую погрешность контролируемого механизма, приведенную к входному валу механизма.
Особенность измерения кинематической погрешности прибо ром И К П заключается в том, что входному валу можно сообщать углы поворота, равные или кратные половине угла между двумя соседними штрихами лимба точных измерений. В этом можно
удостовериться, если обратиться к построениям рис. |
4.10. На |
рис. 4.10, а точки М и N с диаметральными штрихами (на рисунке |
|
с делениями 327 и 147°) находятся на общей вертикальной |
прямой. |
В поле зрения микроскопа (рис. 4.10, б) изображения |
штрихов |
с этими делениями совмещены; совмещены также изображения и других штрихов, проекции которых на прямую а—а совпадают.
Предполагается, что лимб на валу установлен эксцентрично (гео метрический центр Ог смещен относительно центра вращения О).
На рис. 4.10, в лимб изображен после поворота на угол ср, после чего геометрический центр занял положение Ог . Проекции точек М2 и Nx на прямую а—а совпадут в том случае, если ока жется, что
г sin (2у — ср) = г sin (у + ср).
Отсюда следует, что для совпадения проекций точек М 2 и Nx на прямую а—а необходимо, чтобы угол поворота ср = -у-, где у — угловой шаг делений лимба. При повороте на угол ср = ~ -
совпадут проекции и других |
штрихов на прямую а—с, а именно: |
|
проекции точек М и N', Мх |
и ./V и т. д. В поле зрения микроскопа |
|
отмеченные штрихи будут |
видны совмещенными |
(рис. 4.10, г). |
Полезно отметить, что после поворота на угол ср = |
у совмещаются |
проекции штрихов, расположенных на одном диаметре. Так, после поворота на угол у совпадут проекции на прямую а—а точек Мх и N' (рис. 4.10, а).
Из сказанного ясно, что если при поворотах выходного вала добиваться совмещения штрихов лимба в поле зрения микроскопа, это позволит осуществлять повороты выходного вала на углы,
кратные - | - ; у лимбов И К П у = 20 мин.
Штрихи лимба направлены к его геометрическому центру Ор . Поэтому изображения штрихов, не принадлежащих одному диа метру, в поле зрения микроскопа не совпадают по направлению. Так, изображения штрихов М2 и Nx (рис. 4.10, в) образуют между собой угол Зу. Для того чтобы исключить из поля зрения микроскопа изображения штрихов с большим перекосом, поле зрения нужно ограничить по величине.
Рассмотрим теперь как определяется измерением угол поворота входного вала. На рис. 4.11, а представлен лимб блока грубых отсчетов в начале измерения. Через D и D' обозначены диаме трально расположенные штрихи лимба; верхний штрих D со держит целое число AD градусов делений. На рис. 7.11, б пред ставлены изображения штрихов D и D' в поле зрения микроскопа. Предположим, что входному валу контролируемого механизма сообщен угол поворота ср и диаметр DD' лимба занял положение!)!)' (рис. 4.11, в). В поле зрения микроскопа видны штрихи С и С другой пары диаметрально расположенных штрихов; верхний
штрих С |
содержит |
число |
Ас |
градусов |
делений. |
Основываясь |
|||
на построениях рис. 4.11, а |
и 4.11, в, получим |
|
|||||||
|
|
Ф + |
= (Db£) |
+ ярс = |
Ас |
- AD |
+ грс, |
(4.22) |
|
где |
ярд = |
a resin {^г) |
(рис. |
4.11, |
а, |
б); |
грс = |
arcsi п (-57-) |
|
(рис. |
4.11, |
г). |
|
|
|
|
|
|
|
Из уравнения |
(4.22) |
следует: |
|
|
|
|
|
|
|
ср = Л с - Л 0 4 - г | і с - г Ь . |
|
|
(4.23) |
||
Учитывая |
малость |
углов % |
и i|)c , можно |
принять, |
что |
tyD ^ |
|
X |
|
X |
|
|
|
|
|
^~^г |
и я | 5 с ^ - ~ ; |
следовательно, i|)D и г|зс прямо |
пропорцио |
||||
нальны |
значениям xD и хс, |
определяющим |
расстояния |
между |
изображениями штрихов в поле зрения отсчетного микроскопа. Этот микроскоп снабжен подвижной сеткой с ценой деления 2 мин.
|
|
|
Рис. 4.11 |
|
Для определения углов tyD |
и грс при измерениях необходимо: |
|||
а) |
совместить начало |
сетки |
с верхним изображением |
штриха; |
б) |
определить, какому |
числу |
делений сетки соответствует |
нижнее |
изображение штриха. На рис. 4.12, а изображены проекции ниж него и верхнего штрихов при г|3й = 15', а на рис. 4.12, б при ^ = = —28' (k = D, С). Случаю, изображенному на рис. 4.12, б, соответствует отрицательное значение угла tyk, так как направле ние Xk противоположно принятому при выводе формулы (4.23).
Точность измерения. На точности измерения кинематической погрешности сказываются: а) точность нанесения штрихов на лимбе выходного блока; б) точность совмещения изображений штрихов в поле зрения микроскопа выходного блока; в) точность измерения угла поворота входного вала. Погрешность нанесения штрихов на лимбе не превышает 4". Точность совмещения изо бражений штрихов, как показывает опыт эксплуатации прибора,
по
составляет при отсутствии биения лимба 2". При цене деления сетки окулярного микрометра во входном блоке в 2' отсчет угла поворота входного вала может быть выполнен с точностью в Г .
Рис. 4.12
Ошибка измерения угла поворота выходного вала составит при
этом |
угловых |
секунд, где |
i l n — передаточное отношение от |
входного |
вала / к |
выходному |
валу п. |
4.4.КОНТРОЛЬ МЕРТВОГО Х О Д А
Исходные понятия. При перемене направления вращения ведущего колеса ведомое колесо механизма сначала останется неподвижным и будет приведено в движение лишь после поворота ведущего звена на некоторый угол. Это объясняется тем, что при перемене направления вращения ведущего звена в зацепление должны вступить профили другой стороны зубцов. При реверсе выбираются боковые зазоры между зубцами во всех зубчатых парах механизма, изменяется направление сил трения и направ ление большинства упругих деформаций, в частности изменяется направление скручивания валов механизма.
Количественной оценкой величины мертвого хода может слу жить угол поворота ведущего колеса, необходимый для приведе ния в движение ведомого колеса при перемене направления вра щения. Та часть мертвого хода, которая вызывается упругими деформациями звеньев, называется упругим мертвым ходом. Ве личина упругого мертвого хода зависит от приложенной нагрузки, и поэтому контроль мертвого хода производится при нагрузке, равной рабочей.
При контроле мертвого хода обнаруживается, что его величина изменяется в зависимости от положения ведущего колеса и свя занных с ним колес механизма. Иными словами, мертвый ход
Афі = / (Фі), |
(4-24 |
где фх — угол, определяющий положение ведущего колеса при контроле мертвого хода.
ш
Изменение величины мертвого хода Афх в зависимости от угла поворота <рх вызывается, главным образом тем, что вследствие эксцентриситета колес в процессе движения изменяется боковой зазор между зубцами колес. Непостоянство мертвого хода вызы вает необходимость его определения при различных положениях колес. Наиболее полную характеристику мертвого хода можно получить, определив его как разность кинематических погреш ностей А ф п р и А ф о б р , измеренных при двух направлениях вращения ведущего звена (рис. 4.13). Однако это требует применения кинематомеров, которыми располагают не все предприятия. По этой причине зачастую ограничиваются определением мертвого хода
только в нескольких, а
иногда даже в одном поло жении ведущего звена. Мертвый ход, приведен ный к валу ведомого ко леса механизма, опреде ляется зависимостью
(4.25)
где 11п — передаточное от ношение от колеса / к ко лесу п.
Иногда для непосредственного определения Аф п при контроле мертвого хода вращающий момент прикладывают не к ведущему, а к ведомому колесу. Тогда сначала будет приведено в движение ведомое колесо, и лишь после его поворота на угол Аф„ начнет вра щаться ведущее колесо. Такую схему контроля нельзя признать достаточно корректной, так как в зубчатом механизме при пере даче движения от большего колеса к меньшему изменяется ве
личина |
сил трения. Совершенно недопустима |
указанная |
выше |
|||
схема |
контроля при большом значении передаточного отноше |
|||||
ния ї1п, |
при котором передача даже с цилиндрическими |
колесами |
||||
становится самотормозящейся. |
|
|
|
|
||
В ряде случаев при контроле мертвого хода стопорят входной |
||||||
(выходной) вал и, вращая выходной |
(входной) вал в двух направ |
|||||
лениях, определяют угол |
поворота, |
который |
может |
совершить |
||
до стопорения приводимый |
в движение вал. Д л я того чтобы |
вос |
произвести при контроле упругий мертвый ход механизма, к при водимому в движение валу прикладывают при стопорений нагрузочный момент. По сравнению со схемами контроля, осно ванными на регистрации начала движения ведомого колеса, схемы со стопорением входного либо выходного вала менее предпочти тельны. При контроле со стопорением реальные условия работы механизма полностью не воспроизводятся, применение стопорных устройств приводит, как правило, к появлению дополнительных упругих деформаций.