Проектирование и расчёт микронного многооборотного микроиндикатора

Теоретическая часть

Описание задания

Техническое задание. Спроектировать по предложенной схеме микронный многооборотный микроиндикатор

Таблица исходных данных

Исходные данные

Обозначение

Единица изме

рения

Вариант

№ 5.2.

Пределы измерения

l

мм

0 .1

Цена деления шкалы

С

мкм

1

Диаметр шкалы

D

мм

40

Расстояние между соседними штрихами

Х

мм

1,1

Допускаемая погрешность измерения

d

мкм

1

Максимальное измерительное усилие

Р

Н

1,5

Максимальный перепад усилий

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

Н

0,6

Интервал рабочих

Т

°С

20 ± 5

Габариты прибора

L * B * H

мм

100 * 65 * 30

Схема микронного многооборотного микроиндикатора

Краткое описание устройства

Микронный многооборотный индикатор состоит из:

1. Стержень (шпиндель);

1-2. Синусный механизм;

2’-3. Кулисный механизм (с ведущим кривошипом);

4. Стрелка точного отсчёта;

5. Стрелка грубого отсчёта;

6. Натяжной волосок;

7. Корпус;

8. Толкатель;

9. Силовая пружина;

10. Арретир;

а также зубчатых колёс Z1 Z2 Z3 Z4 Z5

Описание работы устройства

Многооборотный индикатор служит для измерения с высокой точностью перемещения стержня (шпинделя) 1 ( см. схема стр.4). Передача движения от измерительного стержня 1 к стрелке 4 осуществляется посредством последовательного соединения синусного механизма 1—2, кулисного механизма (с ведущим кривошипом) 2'—3 и зубчатых передач Z1Z2 и Z3Z4. Отсчёт числа полных оборотов стрелки 4 производится с помощью вспомогательной шкалы, стрелка 5 которой насажана на ось зубчатого колеса Z5, находящегося в зацеплении с трибом Z4. Силовое замыкание кинематической цепи осуществляется натяжным волоском 6. Измерительное усилие создаёт силовая пружина 9. Механизм смонтирован на плате в корпусе 7. Юстировка механизма производится при помощи эксцентриковой пятки, изменяющей длину рычага 2 синусного механизма, и накладки, изменяющей угловое положение рычага 3 кулисного механизма (на схеме не показаны). Отвод шпинделя 1 вверх осуществляется арретиром 10 через толкатель 8.

Расчёт микронного микроиндикатора

1. Синусный механизм

Синусный механизм с низшими парами (рис.1, а ) — разновидность четырёхзвенного кулисного механизма. В приборных устройствах обычно кулисный камень 2, входящий в две низшие пары, отсутствует, а его заменяет высшая пара (рис.1, б). Это повышает точность механизма и уменьшает трение. Наиболее рационально применение высшей пары с точечным контактом (сфера — плоскость), в этом случае число избыточных связей q = 0 — механизм статически определимый.

Функция положения механизма, изображённого на рис. 1(б) при ведущем рычаге 2 (зависимость линейного перемещения l ведомого звена 1 от угла поворота j ведущего) выражается формулой :

l = r * sin j (1)

Передаточная функция механизма в виде отношения линейной скорости кулисы и угловой скорости рычага

(2)

При малых значениях угла j, , следовательно, в этом случае механизм приближённо даёт линейную зависимость между l и j

Рис.1(а, б).

Погрешность схемы (теоретическая ошибка) при осуществлении заданной линейной зависимости между входным и выходным перемещениями найдётся из выражения :

(3)

Заменив (4)

получим: (5)

Для определения искомой длины r рычага (при заданном максимальном перемещении lmax и коэффициенте пропорциональности к) применим полином Чебышева Р3 (х), наименее уклоняющийся от нуля в промежутке [ 0 £ x £ 1 ]; узлы интерполяции соответствуют значениям корней полинома х=0; х=0,4641, х=0,9282. Задача сводится к решению относительно r уравнения , или в развернутом виде :

(6)

Решая это уравнение, получаем r = 5(мм); при .

отсюда

Передаточная функция механизма в виде отношения линейной скорости кулисы и угловой скорости рычага:

Для синусного механизма

1. Погрешность в длине рычага dr .

Коэффициент влияния этой ошибки:

2. Перекос плоскости кулисы (измерительного стержня) на угол db1

Коэффициент влияния этой ошибки

3. Погрешность начального положения рычага dy.

Коэффициент влияния определяется по формуле :

2. Кулисный механизм

Эти механизмы могут быть четырёхзвенными с низшими парами (рис.2а) или трехзвенными с высшими кинематическими парами (рис.2б); последний вариант механизма для приборов предпочтительнее — он проще, точнее, обладает меньшим трением. Наиболее рационально применение высшей пары с точечным контактом (сфере — плоскость), в этом случае число избыточных связей q = 0 — механизм статически определимый.

Страница:  1  2  3 


Другие рефераты на тему «Коммуникации, связь и радиоэлектроника»:

Поиск рефератов

Последние рефераты раздела

Copyright © 2010-2019 - www.refsru.com - рефераты, курсовые и дипломные работы