книги из ГПНТБ / Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов

где пБ — число оборотов диска Б в минуту; DB — диаметр диска Б в мм.

МГ-А

ж -

Рис. 4.5

Неравенства (4.17), (4.20) и (4.21) позволяют для каждого конкретного случая измерения кинематической погрешности опре­ делить наиболее благоприятные сочетания значений тБ, DB и пБ. После этого, используя выражение (4.1), можно найти число

импульсов тА, которое нужно разместить на диске А. Эти нера­ венства можно распространить и на разностный способ контроля. В этом случае размах разностной функции определяется не только ожидаемым значением кинематической погрешности, но и вели­ чиной угла смещения срл" (см. рис. 4.4, а). В наихудшем случае,

Рис. 4.6

ного усилителя. Нагружение выходного вала механизма осуще­ ствляется с помощью электротормоза. Это позволяет измерить ки­ нематическую погрешность механизма, имитируя при измерении эксплуатационные условия. На ведущем и ведомом валах меха­ низма установлены соответственно диски А и Б. Сигналы, считы­ ваемые головками МГ-А и МГ-Б, поступают на вход усилителя. Эти сигналы формируются в прямоугольные, а затем в остроконеч­ ные импульсы отрицательной полярности. При наличии кинема­ тической погрешности — нелинейной зависимости между углами поворота контролируемого механизма — сигналы оказываются сдвинутыми по фазе; величина сдвига является функцией от угла q*A поворота ведущего диска. Величина сдвига (точнее, среднее зна­ чение сдвига для некоторого конечного числа сдвигов) регистри­ руется самопишущим прибором. Образец такой записи представ­ лен на рис. 4.6. Магнитоэлектрический кинематомер снабжен электронным осциллографом, позволяющим наблюдать форму сигналов. Питание электронно-измерительного устройства осу­ ществляется от стабилизированного выпрямителя, также встроен­ ного в прибор.

4.3.ИЗМЕРИТЕЛЬ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ

ПО Г Р Е Ш Н О С Т И (ИКП)

Прибор И К П предназначается для дискретного измерения ки­ нематической погрешности; он может быть также использован для определения мертвого хода. Конструкция прибора разрабо-

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

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 = ~ -

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

изображениями штрихов в поле зрения отсчетного микроскопа. Этот микроскоп снабжен подвижной сеткой с ценой деления 2 мин.

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

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

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

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.