Проектирование и расчет параметров измерительной головки часового типа ИЧ-10

Силовые деформации деталей. Причинам этих деформаций являются силы тяжести деталей, внешние силы, силы трения, усилия, возникающие в сборке при статически неопределимой конструкции. Наибольшее влияние на точность механизмов оказывают обычно деформации от внешних сил. Однако в машинах, имеющих массивные конструкции, имеют большое значение и деформации от сил тяжести деталей.

Деформации могут быть следующих видов:

- Объемные- растяжения , сжатия, сдвига, изгиба, кручения;

- Контактные;

- Деформации  в слоях смазки.

Погрешность от действия сил при измерении возникает в результате упругих деформаций звеньев размерной цепи схемы измерения.

Первая составляющая силовой погрешности возникает  в результате упругих деформаций детали под действием измерительного усилия

2.0 H:

Вторая составляющая вызывается контактными деформациями измерительного  и опорного наконечников под действием перепада измерительного усилия :

=0,93 +

=0,93 +0,93 =0,0015мм

Принимаем эту погрешность  центрированную случайную с равномерным  распределением:

=±1,5мкм

Третья составляющая вызвана контактными деформациями опорного наконечника из-за разности усилий =1,1Н при настройке и измерении:

=0,93 = 0,93 =0,7мкм

Эта погрешность является систематической и положительной:

= ± 0,7мкм

Таким образом, в сумме  силовая погрешность составит:

∆ с. =

∆ с. =(+1,5±0,7)мкм

 

 Погрешность  настройки

 

Погрешность настройки – это погрешность передачи размера эталона измерительному прибору.

Погрешность настройки  складывается из следующих составляющих:

Погрешность изготовления размера эталона

мкм

Это случайная погрешность  с нормальным распределением.

Случайная погрешность  измерительной головки

,

Где =0.3 - допускаемый размах показаний.

Следовательно: мкм

Погрешность базирования  из-за нарушения принципа единства баз при настройке. При допуске перпендикулярности TPR=0,04мм имеем:

* D/ ,

 

мкм

Этой погрешностью пренебрегаем, как имеющей  третий порядок малости. Погрешность настройки из-за шероховатости  эталона :

Погрешность существенно  положительная, значит мкм

Порог чувствительности измерительной головки составляет 0,9 мкм. Погрешность является случайной  мкм

Суммарная погрешность настройки составит:

=- ± = 

= 0,183±0,65± =(0,118±2,21) мкм

 

 Субъектная  погрешность

 

Субъектная погрешность  – это разность результата измерения  и действительного значения измеряемой величины у разных операторов, выполняющих измерения.

Субъектная погрешность  зависит от знаний, свойств зрения и навыков оператора и складывается из погрешности от параллакса, погрешности  совмещению указателя со штрихом  и погрешности отсчитывания десятых долей деления.

Субъективная погрешность  стоит из следующих составляющих:

Погрешность от параллакса

=0,13* ,

где h=0,3мкм расстояние от указателя до шкалы,

S – чувствительность измерительного преобразователя.

S= =1 íì/0,03=33;

а=1 мкм – длина деления,

с=0,03 – цена деления.

=0,13 1,17 мкм

Погрешность отсчитывания долей  деления  для  лабораторных  условий

=0,5*ň=0,5*0,03=15 мкм,

=±15 мкм,

Суммарная объективная  погрешность:

=(1,17±15) мкм,

 

 Смещения  настройки

 

Смещение настройки  происходит в процессе эксплуатации прибора между его  поднастройками. Смещение настройки зависит от износа измерительных наконечников и темпа  сбоя настройки.

Износ измерительного наконечника

=u*p*L*k,

где u=0,2* /ïàì – для закаленной стали;

ð – давление в стыке наконечника с деталью: ð=F/S,

F=2,0H – нормальная сила в стыке;

S=6,28* * – площадь стыка в,  
=0,93* – контактные деформации,

=0,93* =0,4 .

S=6,28*0,0004*2,5=0,006 íì

p = =3,5* ïà.

L= *n

L – длина пути трения,

= =0,116 мкм

n = 100 – число деталей между поднастройками.

L= 100=11,6 мкм

Коэффициент k= * , где =0,3 – для чистой зоны измерения,

= 0,05* = 0,05*5 = 0,25;

= 0,02*HRC= 0,02*50 = 1;

k=0,3*0,25*1=0,08.

Окончательно износ  измерительного наконечника

=0,2* *3,5* *11,6*0,08 = 0,65мкм.

Расчет дает завышенный результат для износа новых наконечников, так как не учитывает значительное изменение давления на стыке по мере износа наконечника из-за увеличения площади стыка.

Например, при износе наконечника на 1мкм давление на стыке уменьшается в 2 раза. Поэтому, если расчет произвести по среднему давлению p=3* ïà, то износ нового наконечника составит:

=0,2* *3,0* *11,6*0,08 = 0,56 мкм.

Это систематическая  погрешность со знаком минус:

= - D = -0,3мкм.

Аналогичным образом  находится износ опорного наконечника:

= - D = -0,3мкм.

Сбой настройки

= n* =100*0,002=0,2мкм.

где - темп сбоя настройки,

n = 100 – число измеряемых между поднастройками деталей.

Эта погрешность является случайной центрированной:

=±0,2 мкм.

Окончательно смещение настройки составит:

= + + = [(-0,3-0,3) ±0,2] = (-0,6±0,2)

=(-0,6±0,2)мкм.

 

Таким образом рассчитаем теперь погрешность прибора:

 

∆ прибора=∆ сх.изм+∆  баз.+ ∆ тем.+ ∆ с∆ настр.+ ∆ суб+∆см. настр.+ ∆инстр. 

 

 ∆ прибора=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

     При работе  над курсовым проектом было  разработано недорогое и сравнительно  простое измерительное устройство  – индикатор часового типа.

    В процессе  работы использовалось несколько источников, а именно: ГОСТы, стандарты, справочная литература, методические пособия, учебники и научные труды. 

   При работе  над проектом я изучила, какие  бывают измерительные головки,  их устройство, принцип работы. Особое  внимание уделено проектированию и расчету параметров измерительной головки:

1.Расчет передаточного  отношения в соответствии с  данными заданиями.

2. Расчет опоры скольжения.

3. Расчет контактного  напряжения.

4. Расчет параметров  опоры скольжения на незаклинивание.

5.Расчет пружин сжатия, растяжения и спиральных пружин.

6.Расчет пружины на  кручение.

Одним из главных моментов в проектирование индикатора часового типа является  расчет погрешности зубчатого зацепления рейки с зубчатым колесом, а так же погрешности измерительной головки ИЧ-10.

Главной целью этой работы являлось- научится работать со справочной литературой, привить навыки расчетов различных видов погрешности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Стандарты СТСЭВ  144-86, СТСЭВ 145-86, СТСЭВ 302-86. Допуски  и посадки гладких цилиндрических поверхностей. Допуски на отклонение формы и расположения поверхностей.

2. ГОСТ 2.103-68. Стадии разработки. ЕСКД. Государственный комитет по  стандартам. – М.: 1983.

3. ГОСТ 16263-70. Метрология. Термины и определения. Госкомитет СССР по стандартам.

4. ГОСТ 25346-82. Общие положения системы допусков и посадок.

5. ГОСТ 3.1105-84. Формы и правила оформления документов общего назначения. Изд-во стандартов.

6. ГОСТ 8.417-81. Государственная система обеспечения единства измерений / ГСН /. Единицы физических величин.

7. Глухов В.И. Разработка и аттестация методик выполнения измерений: учеб. пособие. Омск: ОмПИ, 1983. – 88 с.

8. Допуски и посадки  / Под. ред. В.Д. Мягкова. –  Т 1 и 2. – Л.: Машиностроение, 1982, 1983. – 543 с., – 448 с.

9. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: учеб. пособие для ВУЗов. – М.: Высшая школа, 1985. – 416 с.

10. Кондашевский В.В. Приборы для измерения геометрических размеров деталей в машиностроении. – Омск: изд-во ОмПИ, 1987. – 442 с.

11. Конструирование приборов / Пер. с нем.: Под. ред. В. Краузе. – М.: Машиностроение, 1987. Т.1 и 2. – 384 с., 376 с.

12. Коротков В.П., Тайц Б.А. Основы метрологии и теории точности измерительных устройств. – М.: Изд-во стандартов, 1978. – 352 с.

13. Ломов С.М. Расчет и проектирование технологических контрольных приспособлений: учеб. пособие. Омск, 1977. – 96 с.

14. Ломов С.М. Конструирование приборов и систем. метод. указания. Омск, 2004. – 34 с.

15. Милосердин Ю.В., Лакин Ю.Г. Расчет и конструирование механизмов приборов и установок. – М.: Машиностроение, 1978. – 320 с.

16. Орлов П.И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие. – М.: Машиностроение, 1977. – 623 с.

17. Точность и производственный контроль в машиностроении / Под. ред. 
А.К. Кутая. – Л.: Машиностроение, 1983. – 368 с.

18. Элементы приборных устройств: Курсовое проектирование в 2-х частях / Под. ред. О.Ф. Тищенко. М.: Высш. шк., 1978. – 328 с., 232 с.

19. Явленский. Справочник конструктора точного приборостроения. – М.: 1989.

20. Якушев А.И., Воронцов Л.Н., Федотов Н.М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. – М.: Машиностроение, 1986. – 352 с.