Проектирование и расчет параметров измерительной головки часового типа ИЧ-10

Федеральное Государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический  университет»

Кафедра «Транспорта и хранения нефти и газа, стандартизации и  сертификации»

Специальность 200503 «Стандартизация и сертификация»

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

по дисциплине: «Методы и средства измерений, испытаний и контроля»

Тема: «Проектирование и расчет параметров измерительной головки  часового типа ИЧ-10»

 

Пояснительная записка

 

Шифр работы  КР – 2068998 – 08 – 26 - ПЗ

Студент группы ЗСК-418

 

 

                                                                               Руководитель работы

                                                                                 канд. техн. наук, доцент 

                                                                                        Ломов С.М.

                                                                                ___________________

                                                                                                          (подпись, дата)

 

 

 

 

Омск  2012

АННОТАЦИЯ

 

В курсовом проекте разработано  сравнительно простое и не дорогое измерительное устройство индикатор часового типа ИЧ-10, предназначенное для измерения линейных размеров, определения величины отклонений от заданной геометрической формы и взаимного расположения поверхностей.

Была также разработана  методика измерения. В процессе контроля требуется высокая квалификация контролера, однако это не умаляет  достоинств разработки…

     Курсовая работа состоит из 3 разделов. Первый раздел - анализ существующих методов и средств измерения линейных размеров. 

Второй раздел - Проектирование и расчет параметров измерительной головки ИЧ-10

Третий раздел - Расчет погрешности измерительной головки ИЧ-10 Пояснительная записка состоит из 33 листов, в том числе, таблиц -1,рисунков - 9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ 5

1 Обзорная часть 6

1.1 Анализ существующих методов и средств измерения 6

1.2  Описание индикатора часового типа ИЧ-10 7

2 Проектирование и расчет параметров измерительной головки ИЧ-10 8

2.1 Описание и обоснование принципиальной схемы 8

    2.2 Исходные данные для проектирования и расчета параметров измерительной головки ИЧ-10…………………………………………………   9

   2.3 Назначение, устройство и работа механизмов индикатора ……………. 10

   2.4 Расчет конструктивных параметров измеритерьной головки………… 12

2.4.1 Расчет передаточного отношения…………………………………12

2.4.2 Расчет опоры скольжения………………………………………….14

2.4.3 Расчет контактного напряжения…………………………………...15

2.4.4 Расчет параметров опор скольжения на незаклинивание ……….16

2.4.5 Расчет пружин сжатия, растяжения и спиральных пружин……..18

2.4.6 Расчет пружины  на кручение……………………………………...19

3. Расчет погрешности зубчатого зацепления рейки с зубчатым                                                       колесом индикатора ИЧ-10……………………………………………………..21

3.1  Расчет погрешности измерительной головки ИЧ-10…………………...22

3.2 Расчет погрешности разработанного измерительного

                    устройства………………………………………………………….25

 ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………...34

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………...35

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В практической жизни  человек всюду имеет дело с  измерениями. На каждом пути встречаются  измерения таких величин как  длина, объем, вес, время и др.

Измерения являются одним  из важнейших путей познания природы  человека. Они дают количественную характеристику окружающего мира.

Все отрасли техники  не могли бы существовать без развернутой  системы измерений, определяющих как  все технологические процессы, контроль и управление ими, так и свойство, и качество выпускаемой продукции.

Под техническими измерениями  обычно принято понимать измерение  линейных и угловых размеров. Измерение  данных размеров той или иной величины невозможно без измерительных приборов и инструментов.

Измерительным прибором называют средство измерения, предназначенное  для выработки измерительной  информации. Другими словами, прибор должен выдавать информацию о значении измеряемого размера. Это может  быть шкала, стрелка, цифровое отчетное устройство и т.д. 

Под измерительной техникой, в широком смысле этого слова, понимают как все технические  средства, с помощью которых выполняют  измерения, так и технику проведения измерения.

Совершенствование методов средств  и измерений происходит непрерывно. Их успешное освоение и использование на производстве требует глубоких знаний основ технических измерений, знакомства с современными образцами измерительных приборов и инструментов.

 

 

 

 

 

1 ОБЗОРНАЯ  ЧАСТЬ

1.1 Анализ существующих методов и средств измерения.

Условно контрольно-измерительные средства разделяются на измерительные инструменты и измерительные приборы. Наиболее часто к инструментам относят простейшие средства (линейки, калибры, штангенциркули), а к приборам — более сложные (профилометры, микрокаторы и т. д.). В государственных стандартах принято укрупнённое разделение контрольно-измерительных средств на меры и измерительные приборы. К мерам относят контрольно-измерительные средства, предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера (например, концевые меры, калибры). К измерительным приборам относят средства измерения, выдающие сигнал измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем (оператором). Например, в аналоговых приборах показания, т. е. значения измеряемых величин, определяют по отсчётному устройству. В регистрирующих приборах предусмотрена регистрация показаний самописцем и печатающим устройством. По принципу действия различают механические, оптические, электрические и пневматические измерительные приборы или комбинированные — оптико-механические, пневмо-электрические, пневмо-оптические и т. д. Принцип действия прибора часто отражается в его названии, например электроиндуктивный профилометр, пневматический прибор для измерения внутренних размеров и т. д. В зависимости от принципа действия измерительные приборы имеют различные преобразовательные элементы. Основными метрологическими показателями, определяющими эксплуатационные характеристики прибора, являются: цена деления шкалы, диапазон измерений, предел и погрешность измерений.

Существует условное разделение на универсальные и специальные. К универсальным средствам измерения относятся те, с помощью которых измеряют и контролируют линейные величины (диаметры и длины) независимо от конфигурации контролируемой детали (штанген-инструмент, микрометры, скобы, оптиметры и др.). Специальные контрольно-измерительные средства предназначаются для измерения либо деталей определенной конструктивной формы (например, зубоизмерительные приборы, резьбоизмерительный инструмент и т. д.), либо определённого параметра изделия (шероховатости, плоскостности, прямолинейности и т. д.). По расположению относительно детали различают К.-и. с. накладные, станковые и приставные. Накладные средства измерения располагаются на детали, в станковых средствах деталь располагается при измерении на приборе, приставные средства координируются вместе с деталью относительно одной базовой поверхности. По характеру взаимодействия с деталями контрольно-измерительные средства разделяют на контактные, чувствительный элемент которых имеет механический контакт с поверхностью детали, и бесконтактные, в которых контакт отсутствует (например, оптические и пневматические приборы). По степени участия оператора в процессе измерения контрольно-измерительные средства разделяют на ручные, механизированные, полуавтоматические и автоматические.

 

Индикатор рычажно-зубчатый тип    ИРБ, ИРТ

 

Индикатор боковой предназначен для абсолютных и относительных измерений линейных размеров и для контроля отклонений от заданной геометрической формы, а также взаимного расположения поверхностей. Шкала расположена параллельно оси измерительного рычага в его среднем положении и перпендикулярно к плоскости его поворота. Положение измерительного рычага может меняться относительно корпуса индикатора. Индикатор имеет малые габариты и незначительное измерительное усилие, что позволяет применять его при измерениях в труднодоступных местах, а также в случаях, требующих малого измерительного усилия. Индикатор состоит из корпуса  коробчатой формы, закрытого крышкой, на котором смонтирован переключатель и связанное с ним устройство для изменения направления измерительного усилия. Внутри корпуса размещен рычажно-зубчатый механизм, с помощью которого перемещения измерительного рычага передаются на стрелку. Индикатор комплектуется державкой для удобства измерений в труднодоступных местах, переходной втулкой с наружным диаметром 8мм для крепления индикатора в стойках, штативах...

Индикатор часового типа тип    ИТ

Индикатор с перемещением измерительного стержня перпендикулярно  шкале предназначен для относительных  и абсолютных измерений линейных размеров, контроля отклонений от заданной геометрической формы, а также взаимного расположения поверхностей. Перемещения измерительного стержня через двуплечий рычаг и передаточный механизм, аналогичный механизму индикатора ИЧ-2 (ГОСТ 577-68), передаются на стрелку. Ободок служит для совмещения стрелки с любым делением шкалы. Индикаторы выпускаются двух классов точности: 0 и 1.

 

Индикатор часового типа типы    1ИЧТ,  2ИЧТ

 

 
Индикаторы типов 1ИЧТ и 2ИЧТ применяются  соответственно с приборами ТК и  ТК-2 и предназначены для измерения  разности глубин отпечатков, произведенных  вдавливанием алмазного конуса в испытываемый материал при предварительной и основной нагрузках. 

Индикатор часового типа тип ЗИЧТ

Индикатором типа ЗИЧТ комплектуется  прибор ТКС-1, служащий для измерения  твердости тонких поверхностных  слоев металлов, образующихся при  азотировании, цементировании, цианировании, поверхностной закалке и т. п. Индикатор имеет две шкалы: неподвижную с нанесенной на ней точкой, при совмещении с которой малой стрелки фиксируется момент наложения предварительной нагрузки, и подвижную основную, па которой при помощи большой стрелки производится отсчет разности глубин отпечатков при наложении основной нагрузки вдавливания.

 

Головка измерительная  рычажно-зубчатая тип  ИГ (1ИГ, 2ИГ)

 
Головка предназначена для точных относительных измерений линейных размеров и может применяться как в измерительной стойке, так и в различного рода контрольных и измерительных приборах и приспособлениях. Кинематическая цепь головки состоит из двух неравноплечих рычажных пар и одной зубчатой пары. Оси механизма установлены в корундовых подшипниках. Кинематическое замыкание механизма обеспечивается моментной пружиной-волоском. Измерительный стержень выполнен из нержавеющей стали, имеет глубокое арретирование - его перемещение на 2мм превышает пределы измерения. Точная установка головки на нуль обеспечивается специальным винтом с, пределами регулирования не менее 10 делений шкалы, при этом погрешность показаний головки не меняется, так как точная установка осуществляется за счет поворота всего механизма головки относительно корпуса. Головка имеет высокую износоустойчивость благодаря армированию контактных поверхностей механизма твердым сплавом и разгрузки механизма от измерительного усилия. Малое колебание измерительного усилия позволяет применять головки в нежестких стойках и кронштейнах. Головка снабжена арретиром и переставными указателями пределов поля допуска. Сферическая измерительная поверхность наконечника выполнена из корунда. По заказу могут поставляться наконечники с плоской измерительной поверхностью диаметром 3 мм. Крепление головки производится с помощью втулки диаметром 8 мм или за ушко с задней стороны корпуса (головки с ушком изготовляются по заказу).

Индикатор многооборотный тип МИГ (1 МИГ, 2МИГ)

 

 
Индикатор предназначен для высокоточных абсолютных и относительных измерений линейных размеров и может применяться как в измерительной стойке, так и в различного рода контрольных и измерительных приборах и приспособлениях. Индикатор данного типа является самым точным из группы многооборотных приборов благодаря использованию двухрычажного механизма, имеющего малую теоретическую ошибку. Оси механизма установлены в корундовых подшипниках. Кинематическое замыкание механизма обеспечивается моментной пружинкой-волоском. Измерительный стержень выполнен из нержавеющей стали, имеет глубокое арретирование - его перемещение на 1мм превышает пределы измерения по шкале. Высокая износоустойчивость индикатора обеспечивается армированием контактных поверхностей механизма твердым сплавом и разгрузкой механизма от измерительного усилия. Индикатор имеет арретир и винт установки на нуль с пределами регулирования не  менее 20 делений шкалы. Сферическая измерительная поверхность наконечника выполнена из корунда. По заказу могут поставляться наконечники с плоской измерительной поверхностью. Крепление индикатора производится с помощью втулки диаметром 8мм. По заказу изготовляются индикаторы с ушком на задней стороне корпуса.