45038

Розрахунок на точність важільного мікрометра

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Зовнішній вигляд важільного мікрометра Механізм відліку рисунок 2 складається з синусного механізму з довжиною важеля а виконаного у вигляді вилки 3 з сталевою кулькою який впирається в стінку паза рухомої пятки 2 і зубчатого сектора 4 встановленого на одній осі О з синусним важелем і входячим в зачеплення з центральним колесом 5. Рисунок 2 Схема механізму відлікового пристрою важільного мікрометра Похибка схеми мікрометра обумовлена використанням в ній синусного механізму який має нелінійну функцію перетворення. Знайдемо...

Украинкский

2013-11-15

1.09 MB

8 чел.

Мiнiстерство освiти, науки, молоді та спорту України

Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя

Кафедра «Приладобудування»

Контрольна робота №3

з МіЗВМВ

Виконав:

студент групи РП-41

Стельмах Ігор

Перевірив:

Дубиняк Т. С.

Тернопіль, 2011

КОНТРОЛЬНА РОБОТА №2

Розрахунок на точність важільного мікрометра

Важільний мікрометр типу МР (рисунок 1) є механічним приладом, що широко використовується для вимірювання лінійних розмірів. Він складається з мікрометричного гвинта і відлікового пристрою 4, вбудованого в корпус 1. При вимірюванні деталі на мікрометричній головці 3 встановлюють покази, то дорівнюють номінальному розміру деталі. П'ятку 2 відводять вліво; між вимірювальними поверхнями п'ятки і мікрометричного гвинта вводять деталь і виконують вимірювання. Вимірювання можуть бути як абсолютні, якщо враховувати суму показів барабана і шкали, і відносними, якщо враховувати відхилення від номінала по шкалі відлікового пристрою 4.

Рисунок 1 - Зовнішній вигляд важільного мікрометра

Механізм відліку (рисунок 2) складається з синусного механізму з довжиною важеля а, виконаного у вигляді вилки 3 з сталевою кулькою, який впирається в стінку паза рухомої п’ятки 2, і зубчатого сектора 4, встановленого на одній осі О з синусним важелем і входячим в зачеплення з центральним колесом 5. Довжину важеля 3 можна регулювати. Для створення вимірювального зусилля в механізмі передбачена пружина 1.

Рисунок 2 - Схема механізму відлікового пристрою важільного мікрометра

Похибка схеми мікрометра обумовлена використанням в ній синусного механізму, який має нелінійну функцію перетворення. Знайдемо функцію перетворення механізму важільного мікрометра.

Для синусного механізму:

,   (1)

звідки:

,  (2)

Передаточне відношення від веденого механізму - стрілки приладу - до синусного:

 ,   (3)

де R, г - радіуси основних кіл зубчатого сектора і колеса.

Кутова величина переміщення стрілки

,  (4)

Для знаходження переміщення кінця стрілки отримане значення необхідно помножити на довжину стрілки L, тобто

, (5)

Функція перетворення буде мати вигляд;

, (6)

Ідеальне переміщення кінця стрілки при рівномірній шкалі відлікового пристрою повинно бути пропорційне переміщенню п'ятки:

, (7)

Похибка схеми:

, (8)

Величина k є фактично чутливістю механізму приладу. Її можна визначити як відношення одиничного переміщення по виходу (переміщення кінця стрілки на одну поділку) до викликаного його одиничного переміщення по входу (фактично на величину, що відповідає величині поділки):

,   (9)

де b - відстань між двома сусідніми штрихами по шкалі,

с - ціна поділки.

В свою чергу:

, (10)

Де - довжина шкали

, (11)

кількість поділок на шкалі

D- діапазон вимірювання.

Звідси:

, (12)

а отже

, (13)

Розклавши в ряд , отримаємо:

,  (14)

Необхідно знайти максимум цієї функції , і точку максимуму S0.

Для синусного механізму (рисунок 3),

, (15)

Рисунок 3 - Схема синусного механізму

Прирівнюємо , тобто

,  (16)

Розв'язуємо рівняння (16) відносно S отримаємо:

, (17)

В точці S0 похибка схеми синусного механізму буде приймати най-

більше значення.

Для механізму важільного мікрометра

 ,   (18)

де ,   (19)

,  (20)


Задача

Спроектувати механізм важільного мікрометра (рисунок 4), перетворюючого по лінійному закону переміщення вимірювального стержня в переміщення стрілки. Розрахувати найбільшу похибку відлікового пристрою і встановити раціональну точність виготовлення елементів механізму приладу.

Рисунок 4- Схема механізму важільного мікрометра

Вихідні дані:

Діапазон вимірювання

Ціна поділки с, мм0,002

Довжини конструктивних елементів:

r=2 мм, R=63 мм, L=50 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 Sвх. Щоб отримати її розрахункове значення, необхідно знати місце максимуму цієї функції S0, яке визначаємо по (18):

мм.

7

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 Sсх. Для цього обчислимо значення Sсх 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 залежностіSсх 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 -Sсх, 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.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

6081. Внутренние силы. Метод сечений 52.5 KB
  Внутренние силы. Метод сечений Внешние силы, действующие на реальный объект, чаще всего известны. Обычно необходимо определить внутренние силы (результат взаимодействия между отдельными частями данного тела) которые неизвестны по величине и направле...
6082. Изгиб. Определение перемещении. Дифференциальное уравнение изогнутой оси балки 52.5 KB
  Изгиб. Определение перемещении Дифференциальное уравнение изогнутой оси балки Под действием нагрузки балка искривляется. Сечения, балки перемещаются перпендикулярно первоначально прямой оси балки и одновременно поворачиваются. Перемещение центра...
6083. Цели и задачи курса Сопротивление материалов. Понятие о прочностной надежности 45 KB
  Цели и задачи курса Сопротивление материалов. Понятие о прочностной надежности При проектировании инженерных сооружений и машин вопрос о выборе размеров отдельных частей с позиции прочности играет весьма важную роль. Для решения этой задачи ...
6084. Изгиб. Понятие об изгибе 33.5 KB
  Изгиб. Понятие об изгибе Весьма часто стержни подвергаются действию поперечной нагрузки или внешних пар. При этом в поперечных сечениях стержня возникают изгибающие моменты, т. е. внутренние моменты, плоскость действия которых перпендикулярна плоско...
6085. Растяжение и сжатие. Продольные силы в поперечных сечениях 66.5 KB
  Растяжение и сжатие. Продольные силы в поперечных сечениях Растяжением или сжатием называется такой вид нагружения, при котором в поперечных сечениях стержня возникает только один внутренний силовой фактор - продольная сила N. Продольная сила, ...
6086. Расчет балок на прочность 63.5 KB
  Расчет балок на прочность. Внешняя нагрузка обычно задана, поэтому для нахождения всех действующих на балку сил необходимо вычислить реакции опор. Напомним, что наименьшее число связей, обеспечивающее неподвижность балки по отношению к основанию в о...
6087. Определение напряжений и деформаций при кручении вала круглого сечения 38.5 KB
  Определение напряжений и деформаций при кручении вала круглого сечения При анализе деформаций кручения будем основываться на следующих гипотезах: При кручении круглого вала поперечные сечения, плоские до деформации вала, остаются плоскими и пе...
6088. Инвестиционная политика государства 32.45 KB
  Введение На современном этапе развития российской экономики многие экономисты ставят вопросы о продуманной экономической политике государства. Правильная экономическая политика государства является залогом успешного развития страны в целом, немалова...
6089. Стандартизация и взаимозаменяемость деталей машин 40 KB
  Стандартизация и взаимозаменяемость деталей машин Стандартизацией называется процесс установления в применения стандартов - документов, содержащих обязательные нормы, правила и требования, относящиеся к различным сторонам человеческой деятельно...