Спроектувати механізм важільного мікрометра, перетворюючого по лінійному закону переміщення вимірювального стержня в переміщення стрілки.

Вихідні дані:

Діапазон вимірювання××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

Ціна поділки с, мм××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××× 0,002

Довжини конструктивних елементів:

r=2 мм, R=63 мм, L=40 мм

Границя основної допустимої похибки всієї шкали ,мм ×××××

 

Розрахунок виконуємо по залежності (8), враховуючи, що коефіцієнт k у відповідності з формулою (9) рівний:

, (Для зручності приймемо довжину ділення шкали b=1 мм).

Похибка схеми по виразу (8) залежить від змінної величини S_вх. Щоб отримати її розрахункове значення, необхідно знати місце максимуму цієї функції S₀, яке визначаємо по (18):

мм.

Так як величина S₀, виходить за межі діапазону D, то проведемо розрахунок по краю діапазону: мм

Для зручності приймемо, що , тоді

мм

Знак “-” означає, то покази мікрометра по даній схемі будуть відставати від значень ідеальної функції перетворення. Отриманий результат показує, що похибка схеми в кінці шкали відлікового пристрою при вибраних конструктивних параметрах занадто висока, так як вона більше довжини ділення шкали. По характеристиці приладу видно, що навіть сумарна похибка, з врахуванням неточності виготовлення і зборки приладу не повинна перевищувати одну поділку шкали (що фактично відповідає величині по входу), тому необхідно зменшити S_сх. Для цього обчислимо значення S_сх при змыны одного з конструктивних параметрів, наприклад довжини важеля а. (В даному випадку він стоїть під arcsin, а отже вносить похибку нелінійності у функцію перетворення). Задамось діапазоном зміни довжини важеля а в межах і побудуємо графік залежності S_сх від зміни а (рисунок 4).

Рисунок 4 - Зміна похибки схеми важільного мікрометра в залежності від довжини синусного важеля.

Бачимо, що, наприклад, при а = 5.4 мм - S_сх, становить всього 0,13 мм.

В зв'язку з цим, в конструкції мікрометра передбачено регулюючі елементи для довжини важеля а. Один з елементів регулюючого

пристрою показано на рисунку 5.

Рисунок 5 — Вузол регулювання довжини важеля, синусного механізму

1 - зубчатий сектор,

2 - регулювальна планка,

3 - вісь обертання сектора,

4 - опорна кулька,

5 - п'ятка мікрометра,

6 - регулюючі гвинти.

Перелік посилань

1. Иванов А.Г. "Измерительные приборы в машиностроении", Изд.стандартов, 1981 г.

2. Якушенков Ю.Г. "Высокоточные измерения углов", М.: Машиностроение, 1987 г.

3. Галшис В.А. и др."Координатные измерительные машины и их применение",
М.: Машиностроение, 1988 г.

4. Городецкий Ю.Г. "Конструкции, расчет и эксплуатация измерительных инструментов и приборов", М.: Машиностроение. 1972 г.

5. Богуславский М.Г.: Цейтлин Я.М. "Приборы и методы точных измерений длин и углов", Изд.стандартов, 1976 г.

6. Коломийцев Ю.В. и др. "Оптические приборы для измерения дойн и углов" М. Машиностроение, 1968 г.

7. Конюхов Н.Е. "Оптоэлектронные контрольно-измерительные устройства",
М.:МашиностроениеД985 г.

8. Ионак В.Ф. "Приборы кинематического контроля", М. Машиностроение, 1981 г.

9. Линейные и угловые измерения/Под ред. Г.Д. Бурдуна_ - М.: Издательство.

 

Завдання для контрольних робіт

Контрольна робота №1

Задача 1

Розрахувати шкалу ноніусу для наступних даних (таблиця 1.1), зробити ескіз.

Таблиця 1.1

 

№ варіанту за останньою цифрою залікової книжки	Ціна поділки с, мм	Модуль ноніуса у
	0.1
	0.1
	0.1
	0.05
	0.05
	0.05
	0.02
	0.02
9,0	0.02

 

Задача 2

Розрахувати шкалу відлікового пристрою приладу по наступних даних (таблиця 1.2), зробити ескіз.

Таблиця 1.2

№ варіанту за останньою цифрою залікової книжки	Xmax	Xmin	ΔХ	Тип шкали
			0.0125	Дугова
			0.5	Лінійна
			0.5	Кругова
			0.5	Спіральна
			0.0005	Гвинтова
			0.0005	Кругова
			0.0025	Гвинтова
			0.00125	Спіральна
	-10		0.025	Лінійна
			0.5	Дугова

Контрольна робота № 2

Для приведеної схеми механізму (додаток 2):

1) Зробити топологічний аналіз механізму. Визначити матричним методом
аналітичний вираз залежності вихідної величини р від вхідної а:

- проставити глобальну і локальну системи координат;

- записати матричне рівняння;

- записати матриці переходу;

- розв'язати матричне рівняння.

2) Протабулювати отриману залежність і побудувати графік:

- задатись початковими значеннями довжин конструктивних елементів;

- задатись діапазоном зміни кута а.

3) Провести параметричну оптимізацію:

- записати аналітичний вираз рівняння ідеальної функції перетворення;

- записати рівняння похибки схеми;

- задатись діапазонами зміни довжин конструктивних елементів;

- провести параметричну оптимізацію з умови мінімізації похибки схеми;

- протабулювати функцію перетворення для знайдених оптимальних довжин
конструктивних елементів і побудувати графік;

4) Визначити аналітичний вираз рівняння кінематичної похибки,
протабулювати його і побудувати графік в діапазоні зміни кута α.

Контрольна робота №3

Рисунок 3.1- Схема механізму важільного мікрометра

Спроектувати механізм важільного мікрометра (рисунок 1.1), перетворюючого по лінійному закону переміщення вимірювального стержня в переміщення стрілки. Розрахувати найбільшу похибку відлікового пристрою і встановити раціональну точність виготовлення елементів механізму приладу.