Ошибки устройств от смещения в зазорах

Кинематические пары подвижных систем всегда имеют зазоры в соединениях. Например: валы в отверстиях, зубчатые передачи, винтовые механизмы. Процесс определения ошибок распадается на две части:

1–определяется направление сил, действующих на подвижные элементы пары ,и определяется направление смещения этого элемента в зазоре.

2–определение ошибки с помощью формул.

Пример: Процесс смещения цилиндрической пары в зазоре.

Рисунок 57 – Смещение вала в зазоре вращательной пары: а) при постоянно направленной силе, б) при изменении направления силы, в) при учете трения.

В варианте (а) смещение осей

В варианте (б) смещение осей

_{В варианте (в) смещение осей}

где- смещение цапфы;

с мещение между центрами цапфы и подшипника;

F-линия действия силы;

-угол трения;

R - реакция опоры.

Компенсация ошибок

1.Методические меры

• Устранение источников ошибок до начала измерений (устранение радиоэлектронного излучения)

• Устранение инструментальных погрешностей за счёт настройки и юстировки.

• Исключение погрешностей в процессе измерения (метод замещения) (измеряемый объёкт замещают эталоном). Полученную ошибку вычитают из результатов измерения Способ компенсации погрешности по знаку - измерения производят дважды, так что бы погрешность входила в результаты измерения с противоположным знаком.

(36)

2.Технологические меры

Притирка и доводка деталей при сборке.

Методы наименее желательны т.к. дороги и менее эффективны.

3.Конструктивные меры

Основаны на использовании различных регулировочных узлов, применяемых в процессе сборки, их недостаток - нестабильность и усложнение процесса сборки. При этом используется ступенчатое и плавное регулирование и силовое замыкание.

Ступенчатое регулирование основано на использовании прокладок разной толщины и подрезки детали, что позволяет компенсировать зазор в соединении (рис.58 ).

Рисунок58 - Ступенчатая компенсация зазоров а) с помощью прокладки, б) подрезкой торца.

_{Величина компенсированного зазора определяется по формуле:}

₍₃₇₎

где-t – толщина прокладки(0.60.05)мм;

-угол зацепления.

Порог чувствительности определяется толщиной прокладки.

Плавная регулировка осуществляется с помощью винтовых механизмов.

Рисунок59 - а) Регулировка зазора в конической паре, б) регулировка зазора в призматической поступательной паре.

Регулировка зазора в призматической поступательной паре осуществляется смещением направляющей планки перед ее закреплением при сборке.

Силовое замыкание осуществляется за счет пружинных элементов (рис.60)

_{Рисунок 60 - а) компенсация зазора хомутом, б) компенсация зазора в цанговом патроне.}

Компенсация влияния температуры на оптические системы

При изменении температуры окружающей среды изменяются параметры линзы: радиусы кривизны, показатель преломления, толщина линзы, что приводит к изменению фокусного расстояния линзы. Одновременно меняется расстояние между линзой и фотоприёмником, что может привезти к расфокусировке пучка и возникновению в линзе механических напряжений из-за разности температурного расширения линзы и оправы.

Рассмотрим , как изменяется фокусное расстояние линзы при изменении температуры на примере фотоприемного узла. На рис.61обозначено

L - Расстояние между линзой и фотоприёмником, f-фокусное расстояние, l₁ и l₂-длина распорных втулок.

Рассмотрим фокусное расстояние тонкой линзы и определим погрешности, влияющие на него.

Для нахождения погрешностей применим метод дифференцирования.

(38)

Рисунок61 - Конструкция фотоприемного узла

где

- термооптический коэффициент;

коэффициент линейного расширения материала;

коэффициент изменения показателя преломления.

Для представленного на рис.61объектива склейки эквивалентная оптическая сила линзы имеет вид:

Выбирая линзы с разными термооптическими постоянными, можно компенсировать влияние температуры на фокусное расстояние линзы. Однако расфокусировка всё равно будет иметь место из-за изменения расстояния, то есть длины корпуса.

Отсюда можно найти l₁ и l_2.

Компенсаторы зазоров в оправах объективов

Для компенсации зазоров между линзой и оправой вводятся компенсаторы (рис.62)

Рисунок 62-Компенсация зазора между линзой и оправой

где l_к - ширина компенсатора;

_л,_о,_к - коэффициенты линейного расширения линзы, оправы и компенсатора;

D_л и D_о - диаметры линзы и оправы.

D_о = D_л + 2*l_к

Отсюда находим l_.к.