5.2 Кинематический расчёт.

Так как торсион имеет поворот в т.е. на 0,03рад за 2 сек или 0,015рад в сек., то

об/мин.

5.3 Расчёт упругого элемента.

В качестве примера прочностного расчёта приведём расчёт торсиона (Рисунок 5.3).

Рисунок 5.3 – Расчётная схема.

Максимальное напряжение сдвига (на периферийных волокнах сечения):

, где

М = 600 Н∙м – действующий на торсион момент;

d – диаметр рабочего участка торсиона;

l – рабочая длинна торсиона.

Для стали 65Г примем максимальное напряжение сдвига τ = 310 МПа:

;

Принимая рабочую длину торсиона l равной 53 мм , получим угол закручивания торсиона:

, где

- модуль сдвига для стали 65Г.

Таким образом угол закручивания торсиона:

.

5.4Расчёт на точность.

Погрешность измерения в общем случае состоит из:

1). Погрешность торсиона;

2). Погрешность схемы;

3). Погрешность индуктивного датчика и электрической схемы его включения;

4). Температурная погрешность;

5). Погрешность измерительного усилия;

6). Погрешность положения датчика;

7). Погрешность от смещения точки приложения силы.

Погрешность торсиона связана с наличием упругого гистерезиса, который изначально учитывается при его градуировке.

Погрешность схемы возникает из-за нелинейности преобразования вращательного движения в поступательное. Для преобразования вращательного движения втулки в поступательное перемещение наконечника индуктивного преобразователя применён тангенсный механизм (рисунок 5.4.1).

Рисунок 5.4.1 – Схема тангенсного механизма.

Ведущим звеном является рычаг 2. Функция преобразования данного механизма имеет вид:

, где

а – расстояние между осью А и направлением движения толкателя.

Идеальная функция преобразования:

, где

k – коэффициент пропорциональности.

Погрешность схемы равна:

.

Предел перемещения наконечника индуктивного преобразователя:

Согласно паспорту преобразователя предел погрешности индуктивного датчика модели 75501 нулевого класса точности при диапазоне измерений ±1000 мкм и шаге дискретности 1 мкм составляет 4 мкм.

Для устранения температурной погрешности регулируемый моментный ключ выдерживают некоторое время в лабораторных условиях при температуре 20±2ºС.

Влияние погрешности измерительного усилия пренебрежимо мало (0,7Н) и расчёте суммарной погрешности не учитывается.

Для определения влияния погрешности положения датчика в осевом направлении обратимся к рисунку 5.4.2 иллюстрирующим действие этой погрешности.

Рисунок 5.4.2 – Схема для расчёта погрешности.

Минимальное перемещение винта Δ равно:

, где

- шаг винта;

- минимальный угол на который человек, использующий отвёртку, может повернуть винт.

.

.

S – предел измерения;

Действие Δ на перемещение наконечника преобразователя (рисунок 5.4.3).

Рисунок 5.4.3 – Схема для расчёта погрешности.

Действие погрешности неперпендикулярности оси преобразователя и оси торсиона (рисунок 5.4.4).

Рисунок 5.4.4 – Схема для расчёта погрешности.

, где

- допуск перпендикулярности;

Схема действия погрешности показана на рисунке 5.4.5.

Рисунок 5.4.5 – Схема для расчёта погрешности

, где

- предел измерения.

По данным исследований проведенных в «Уральском научно-исследовательском институте метрологии» (исследования проводились при подготовке проекта стандарта «Ключи моментные. Общие технические условия» ГОСТ Р 51254-99) погрешность от смещения точки приложения силы в режиме работы по сравнению с режимом калибровки (поверки) для ключей с упругими телами кручения может не учитываться при соблюдении требований показанных на рисунках 5.4.6 и 5.4.7.

Рисунок 5.4.6 – Ось ключа горизонтальна.

Рисунок 5.4.7 – Ось ключа вертикальна.

Таким образом суммарная ожидаемая погрешность:

,

6мкм.

Приведённая погрешность прибора:

, где

- абсолютная погрешность,

= 600 Нм - нормирующее значение.

Нм.

Класс точности прибора:

Спроектированный в данном курсовом проекте прибор удовлетворяет заданному классу точности 2.