Расчет погрешности передаточных устройств

 

В контрольных приспособлениях измерительные наконечники стержней индикаторов и других измерительных средств часто не соприкасаются с поверхностями контролируемых деталей, так как не всегда можно подвести стержень индикатора непосредственно к детали. В этих случаях между ними используются передаточные устройства в виде рычажной или прямой передачи. Передачи играют роль буферов, предохраняя механизмы индикаторов от быстрого износа и резких толчков при работе.

В контрольных приспособлениях разнообразие рычажных и прямых передач обусловлено конструктивной необходимостью, а также рядом других причин:

– необходимостью обеспечения в передачах удовлетворительного порога чувствительности;

– стремлением уменьшить погрешность передаточных звеньев и предельную погрешность передачи;

– повышением износостойкости передачи.

Вследствие неточности линейных и угловых размеров рычагов могут возникать погрешности в запроектированном передаточном отношении рычажных передач. Такие погрешности связаны с допусками на выполнение длин плеч и на их угловое расположение. Погрешности в передачах возникают также вследствие непропорциональности между линейным перемещением измерительного стержня индикатора и угловым перемещением рычага.

В общем случае погрешность передаточных устройств контрольного приспособления состоит из погрешности ε_ип, вызванной неточностью изготовления передаточных элементов, и погрешности ε_зп, возникающей по причине зазоров между осями рычагов.

Погрешность, вызванная неточностью изготовления передаточных элементов (рычагов) равна сумме составляющих погрешностей

где

∆_рд – погрешность от неточности изготовления длин плеч рычагов;

∆_ру – погрешность от неточности изготовления угла плеч рычагов;

∆_рн – погрешность от непропорциональности перемещения рычагов;

∆_рк – погрешность от смещения точки контакта рычагов;

∆_рп – погрешность в прямых передачах (при их наличии).

 

Погрешность от неточности изготовления длин плеч рычагов

 

Погрешность ∆_рд возникает из-за того, что длины плеч рычагов выполняют с определенными погрешностями, в результате чего перемещения концов плеч рычагов будут различными, то есть один конец плеча перемещается на величину a2 (в соответствии с величиной контролируемого параметра), а другой – на а1 (в позиции индикатора) (рис. 3.21).

 

Рис. 3.21. Схема перемещения прямых (а) и угловых (б) рычагов при неточном изготовлении длины их плеч

 

Тогда погрешность ∆_рд, в соответствии с рис. 3.7 будет определяться

Очевидно, что наибольшая погрешность будет при изготовлении одного плеча по наибольшему размеру, а другого по наименьшему

 

Погрешность от неточности изготовления угла плеч рычагов

 

В ряде случаев имеет место погрешность углового расположения плеч рычагов ∆ру на величину γ (рис. 3.22).

Рис. 3.22. Схема перемещения прямых (а) и угловых (б) рычагов при неточном угловом расположении их плеч между собой

 

 

Погрешность передачи ∆ру в этом случае определяется следующим образом

 

В случае равенства длин рычагов (l1 = l2 = l) и c учетом малости углов β (0,2 – 1º) и γ (1 – 2º) получим следующую расчетную формулу для определения погрешности вследствие неточности углового расположения

 

 

Погрешность от непропорциональности перемещений рычагов

 

Погрешность непропорциональности перемещения рычагов ∆рн возникает в передачах контрольных приспособлений в том случае, когда плечо рычага передает движение измерительному стержню индикатора, который перемещается линейно, в то время как плечо рычага имеет угловое перемещение (рис. 3.23).

Рис. 3.23. Схема непропорционального перемещения плеча рычага и измерительного стержня индикатора

Погрешность передачи ∆рн будет определяться

 

Погрешность от перемещения точки контакта

рычагов

 

Рабочие концы плеч рычагов выполняют обычно таким образом, чтобы обеспечивался точечный контакт с поверхностью измеряемой детали и концом стержня измерительного прибора. Для этой цели один, а иногда и оба конца плеч у рычагов выполняют в виде сферы с радиусом r = 2 – 3 мм или плоскими, контактирующими со сферическими поверхностями. При таких схемах рычажных передач неизбежна погрешность, так как при повороте рычага точка контакта перемещается (рис. 3.24). Концы обоих плеч рычага плоские и имеют контакт со сферическими поверхностями с радиусом закругления r.

Рис. 3.24. Схема контакта плоских концов рычага со сферическими наконечниками

 

При этих условиях в передаточном отношении возникает погрешность ∆рк для равноплечих рычагов её можно определить следующим образом

 

Погрешность в прямых передачах

 

Прямые передачи являются промежуточным звеном между индикатором и поверхностью контролируемой детали. Их наличие вносит в измерения незначительные погрешности, что объясняется рядом причин. Диаметры стержня и втулки в передаче, выполняются по посадке H7/g6 (при диаметре 4 – 5 мм), их притирают совместно, вследствие чего максимальный зазор в сопряжении не превышает 0,01 мм, и перекос стержня будет минимальным, а его влияние на результат измерения будет еще меньше. Более значимое, хотя и небольшое, влияние будет оказывать смещение оси измерительного стержня индикатора относительно оси стержня или штифта прямого передаточного устройства в горизонтальной плоскости и поворот последнего во втулке на определенный угол в пределах зазора. Тогда погрешность ∆рп можно определить по формуле

где

e – величина смещения оси стержня индикатора (e = 0,2 – 0,3 мм);

s – зазор между втулкой и стержнем в передаче (s = 0,02 – 0,03 мм);

h – длина направляющей части втулки под подвижный стержень.

 

 

Расчетами установлено, что величина погрешности ∆рп обычно не превышает 0,001 – 0,003 мм, что при определении точности работы пере-дачи можно не учитывать.

 

Погрешность от зазоров между осями рычагов

Большинство контрольных приспособлений имеют рычажные передачи, которые могут поворачиваться вокруг осей. Для обеспечения на-дежного контакта с контролируемой деталью рычаги передач подпираются пружинами. Давление пружин должно быть тщательно подобрано и отрегулировано с учетом давления измерительных средств контрольного приспособления.

 

Оси могут быть цилиндрическими (рис. 3.25), коническими (рис. 3.27) или реализованными в виде пластинчатых пружин (рис. 3.26). В соединении рычага с осью всегда имеется зазор, который приводит к погрешности ∆зп являющейся величиной случайной и зависящей от колебания зазора в соединении рычага с осью и силы, создаваемой пружиной.

Рис. 3.25. Установка рычага на цилиндрической оси

Рис. 3.26. Установка углового рычага на пластинчатых пружинах

 

Рис. 3.27. Установка рычага в центрах

 

Величину погрешности ∆зп можно определить на основе справочных данных по табл. 3.6.

 

Таблица 3.6

Предельные значения погрешности ∆зп

Тип передачи	Погрешность ∆зп, мм
С рычагом на цилиндрической оси	0,006 – 0,010
Прямая передача в сочетании с рычажной	0,004 – 0,006
С рычагом в центрах	0,006 – 0,008
С рычагом на пластинчатых пружинах	0,003 – 0,005
Сложная передача с рычагами на осях	0,010 – 0,030

 

При отсутствии в конструкции контрольно-измерительного приспособления передаточных устройств, составляющие ∆ип и ∆зп из расчетной формулы (3.1) исключаются.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: