Файл: Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов.pdf

ность штока 2 (поверхность выступов его резьбового цилиндра). Использование винтовых поверхностей резьбы штока 2 и гайки 1 в качестве направляющих недопустимо, так как зазор между этими поверхностями приводил бы к значительным по величине попереч-

ляющих закрытого типа с предохранением от проворачивания, спроектированные по схеме 4 табл. 14.1. Электроконтактный дат­ чик (рис. 14.3, а) используется при контроле для выявления дета-

По схеме 2 спроектированы направляющие полукинематиче­ ского типа, примененные по предложению И. М. Долинского в сто­ лике измерительного микроскопа (рис. 14.4). С кареткой / столика жестко соединены три цилиндра 6 из фторопласта, два из которых скользят по V-образным направляющим, а один — по плоской чугунной направляющей основания 5. Каретка перемещается при

Рис. 14.3

помощи микрометрического винта 3 через иглу 2. Постоянный кон­ такт каретки с микрометрическим винтом обеспечивается пружи­ нами 4. Преимущества направляющих такой конструкции — вы­ сокая точность прямолинейного движения и меньшие потери на трение. Сочетание таких материалов, как фторопласт и чугун, спо­ собствует достижению плавности перемещения; микронеровности на рабочих поверхностях чугунных призм врезаются в фторопла­ стовые цилиндры и воспроизводят на них при перемещении ка­ ретки борозды, ориентированные по направлению поступательного движения. Ограничениями для указанного сочетания материалов являются: температурные условия работы; незначительные удель-

ные давления, допускаемые фторопластом; опасность изменения свойств фторопласта с течением времени.

По схеме 5 спроектированы направляющие акселерометра (рис. 14.5). Датчик акселерометра смонтирован в жестком кор­ пусе /. При возникновении ускорения подвижная масса 3 переме­ щается по валикам 8 и 7, пока натяжение пружин 2 не окажется

ния в направляющих акселе­ рометра, масса 3 совершает поступательное движение по валикам 8 и 7, приводимым во вращение от электродвигателя через зубчатые колеса 9 и 10. Поступательное движение звена 3 по валикам является добавоч­ ным по отношению к основному

Рис. 14.5 движению — вращению валика; скорость добавочного движения перпендикулярна скорости основного движения. Такое сочетание

движений способствует уменьшению силы трения (см. п. 2.8). Демпфирование колебаний подвижной массы 3 достигается ре­ гулировкой силы прижатия графитовых сердечников 4 и 5 к ва­ лику 7. Для этого используется винт 6, поджимающий через пру­ жину сердечник 5. В результате увеличения силы трения несколько уменьшается чувствительность акселерометра, но зато обеспечи­

вается необходимая скорость затухания колебаний.

Призматические направляющие. Преимуществом призматиче­ ских направляющих является возможность восприятия значитель-

ных давлений; к недостаткам нужно отнести большие силы трения, трудность обеспечения плавности перемещения. Последнее объяс­ няется тем, что такие направляющие статически неопределимы. Перемещение подвижного звена сопровождается изменением числа и положения точек контакта направляющих поверхностей, вслед­ ствие чего меняется усилие сопротивления движению, возникают релаксационные колебания (см. п. 2.9). Среди призматических на­ правляющих с трением скольжения различаются: открытые на­ правляющие (схема 6, табл. 14.1); закрытые направляющие

3 А

Рис. 14.6

Т-образные, Н-образные и направляющие в виде ласточкина хвоста (схемы 7, 8 и 9). В открытых направляющих замыкание обеспечи­ вается силой веса. При проектировании переносных приборов ис­ пользуются закрытые направляющие.

На рис. 14.6 представлен пример конструкции призматических направляющих открытого типа, спроектированных по схеме 6. Каретка 4 стопорится поворотом рукоятки / с эксцентричным хво­ стовиком; при этом сообщается поступательное перемещение вверх ползуну 2 и планка 3 оказывается поджатой к плоскости А Т-об­ разного паза.

На рис. 14.7 изображен узел счетно-решающего прибора с приз­ матическими Т-образными направляющими. Каретка 1 несет рейку, сцепляющуюся с шестерней 3. Перемещение каретки относительно корпуса 2 осуществляется вращением шестерни 3. Точное сопря­ жение каретки / с планками 4 по поверхностям Г и Д достигается регулировкой установки планок при сборке. Устранение люфта, возникшего вследствие износа, требует перештифтовки одной из планок. От этого недостатка свободны призматические направляю­ щие типа ласточкина хвоста (схема 7, табл. 14.1).

Рис. 14.7

Рис. 14.8

Конструкция таких направляющих, используемых для переме­ щения тубуса 5 измерительного микроскопа, представлена на рис. 14.8. Регулировка зазора в направляющих достигается поджатием планки / к корпусу с помощью винтов 2 (разрез Б—Б). Такая регулировка может производиться не только при сборке прибора, но и при его ремонте, что позволяет устранить зазор, появившийся вследствие износа. Каретка перемещается с помощью шестерни 3, перекатывающейся по неподвижной рейке 4. Стопорение каретки достигается поджатием планки / маховичком 6 (разрез В—В).

Шариковые направляющие с трением качения. Такие напра­ вляющие применяются в случае необходимости значительного уменьшения сил трения и увеличения плавности движения. Сила трения в них на порядок меньше, чем в направляющих с трением скольжения, поэтому они весьма широко распространены в прибо­ ростроении, несмотря на^достаточно сложную конструкцию, вы­ зывающую увеличение габаритов и веса.

На рис. 14.9 представлены направляющие открытого типа с трением качения на шариках (табл. 14.1, схема 10). Они исполь­ зуются для перемещения каретки контактной пневматической го­ ловки. Принцип измерения такой головкой—относительный. При изменении размеров контролируемой детали изменяется зазор между соплом 1 и выступом 2 каретки, что регистрируется пневма­ тическим измерительным устройством. Замыкание направляющих каретки осуществляется с помощью пружины. При небольшой ве­ личине перемещения каретки сила натяжения пружины практи­ чески не изменяется.

В качестве открытых направляющих с трением качения приме­ няются и такие, в которых шарики перекатываются по проволоч­ ным стержням (схема 11). Материалом для проволочных стержней служит калиброванная проволока (ГОСТ 9389—60). Преимущество такой схемы в том, что отпадает необходимость в изготовлении сложных по форме V-образных направляющих, их термической обработки и шлифования.

Призматические направляющие 3 закрытого типа с трением ка­ чения изображены нарис. 14.10 (см. схему 12). Они использованы для перемещения каретки координатного устройства (рис. 14.10, а). Каретка 4 установлена на четырех шариках, каждый из которых опирается на насыпной шарикоподшипник (рис. 14.10, б). Регули­ ровка зазора при сборке производится за счет изменения расстоя­ ния между планками / и 2. После регулировки винты затягиваются и планки штифтуются. На рис. 14.10, в показан вариант установки шарика на стандартном шарикоподшипнике.

Отличие направляющих с трением качения на шариках в при­ мерах, приведенных на рис. 14.9 и 14.10, состоит в том, что в пер­ вом случае шарики перекатываются по неподвижному основанию

прибора, а во втором не перемещаются относительно него, а только вращаются в своих гнездах. От того или иного вида установки шариков зависит соотношение размеров основания и каретки, а также точность направляющих. При установке шариков во вра­ щающихся гнездах исключается влияние погрешностей форм ниж­ них призм, поэтому такие направляющие при прочих равных усло­ виях могут быть точнее.

jte. На рис. 14.11 дана сравнительная схема размеров направляю­ щих с различной установкой шариков. Теоретическая длина ка­ ретки и основания в случае применения перекатывающихся шари-

длина каретки и основания делаются немного больше, чтобы пред­ отвратить выкатывание шариков). У направляющих с шариками, установленными в гнездах (рис. 14.11, б), теоретическая длина основания определяется размером L , а каретки — размером L + s. Приведенные соотношения длин каретки и основания распростра­ няются и на направляющие поступательного движения с роликами (см. ниже). При проектировании приборов с большим ходом ка­ ретки более целесообразна такая конструкция, при которой ролики (шарики) перемещаются вместе с подвижной кареткой. Это позво­ ляет уменьшить длину каретки.

Сепараторы направляющих с трением качения служат для разъ­ единения шариков, предотвращения выкатывания шариков из направляющих; в некоторых случаях сепараторами ограничивается перемещение подвижной части направляющих. Свободно переме­ щающиеся сепараторы изображены на рис. 14.12, а и 14.13, а, сепараторы с принудительным движением — на рис. 14.12, б, в. В направляющих открытого типа скорость перемещения центров