Принципы ограничения вылетов рабочих элементов

Как уже было сказано выше в процессе компоновки элементов ЗКЦ и узлов решаются задачи ориентирования РЭц относительно БЭц, т.е. выбирается место базирования на МО. На рис. 3.12, а изображения схема, иллюстрирующая указанное ориентирование; координаты Н и L называют поперечным и продольным вылетами рабочего элемента соответственно. При некоторых условиях эти вылеты оказывают существенное влияние на точность ЗКЦ или узла.

а)	б)
Рис. 3.12 влияние поперечного Н и продольного L вылетов рабочего элемента на функциональную точность ЗКЦ

Пусть имеется некоторая ЗКЦ, контуры которой условно представлены на рис. 3.12, б прямоугольником. Цепь содержит РЭц обозначенный на рисунке точкой М, и базируется на с помощью поперечных связей 1, 2 и 3.

Допустим, что в точечной опоре 2 есть погрешность (это может быть погрешность формы базирующей поверхности цепи, контактная деформация и т.д.). очевидно она вызовет поворот контура, т.е. цепи, на некоторый угол, что приведет к смещению точки М (РЭц). Это смещение и поворот цепи будут ничем иным, как ошибками положения цепи ее РЭц, измеренными в системе отсчета, связанной с системой базирования.

Определим эти ошибки

Угол поворота обратнопропорционально базовому размеру , а чтобы найти смещение, необходимо знать положение мгновенного центра поворота контура (цепи). В данном случае центр лежит на пересечении опор 1 и 3 (точка С). Отсчитывать будем скалярные составляющие смещение точки М в системе координат НL, начало координат которой связали с точкой С, а оси ориентируем по направлениям ограничений.

Соединив точку М с центром поворота радиусом СМ и повернув последний на угол, находим новое положение точки М () ее смещениеи скалярные составляющие этого смещенияиесли начальное положение точкиM определяется координатами и, то находим следующие зависимости, выражающие два фундаментальных принципа конструирования:

1. Принцип ограничения поперечного вылета Н;

2. Принципы ограничения продольного вылета L.

Из формул следует, что при цепь становится нечувствительной к поворотам ее в продольном направлении (), а при- то же имеет место в поперечном направлении ().

Установим в общем виде условия зависимости между видами объектов и влиянием вылетов Н и L на точность положения РЭц (знаком «+» отмечено влияние вылета на точность, знаком «-» - отсутствие влияния).

Виды объекта
Точка	+	+
Линия, параллельная оси СL	+	-
Линия, параллельная оси СH	-	+
Линия, перепендикулярная плоскости СН	+	+

Иллюстрацией рассмотренных принципов применительно к реальным конструкциям служат примеры, приведенные на рис. 3.14. В них встречаются либо поперечным, либо продольный вылеты, либо оба вместе.

а)		б)
в)	г)		д)
Рис. 3.14 Примеры конструкций с поперечным и продольным вылетами рабочих элементов: а – валик на двух опорах, несущий рабочие элементы и ; б – центровая опора валика; в – кулачковый механизм; г – коническое ЗК; д – цилиндрическое ЗК с увеличенным вылетом зубчатого венца

Поскольку в общем случае вылеты следует рассматривать в трех измерениях , то из них всегда один будет продольный и два поперечных; продольный ориетирован везде по направлению осей тел вращения, осей симметрии, оптических осей и т.д.

Анализируя конструкцию, необходимо определить систему отсчета вылетов (точечные системы базирования встречаются редко).

В подвижных базирующих соединениях (рис. 3.14, а), где при наличии осевого момента поворот подвижного элементапроисходит за счет зазоров, определение центра поворота не составляет труда: он лежит на оси симметрии стержня (валика, ползунка) посередине длины направляющих.

В неподвижных базирующих соединениях повороты происходят по различным причинам: часто за счет неточности баз.

Рис. 3.15 Схемы для определения положения центра поворота С при базирования ЗКЦ: а – на плоскость.

Для определения положения центра поворота при базировании по плоскости следует считать, что контактирование неточных поверхностей при замыкании силой означает сложное смещение базируемого элемента: перемещение по оси с Н () и поворот () вокруг центра, лежащего по середине базового размера В.

Рис. 3.14 иллюстрирует вредное действие консольного расположения РЭ, т.к. вылет зубчатого венца (рис. 3.14, г и д) приведет к дополнительному биению колес.

В тех случаях, когда продольный вылет неизбежен, приходится ужесточать требования к точности изготовления элементов конструкции.

На рис. 3.14, г, д видна зависимость между действием вылета и видом РЭ: поперечный вылет Н для цилиндрического прямозубого колеса не влияет на точность, так как смещение происходит вдоль образующих зубьев колеса. Но то же смещение становится действующим для косозубого цилиндрического и, особенного, конических колес заметим, что продольный вылетL опасен для всех видов ЗК, так как смещение создает дополнительное радиальное биение колес.

Следует помнить, что вылеты начинают «действовать» при столь малых поворотах , что должны отпасть всякие сомнения в их существовании; например, для образование смещения (мкм на вылете Н=20 мм достаточно поворота всего на).

Поля допусков для соединения круглых оптических деталей с оправами

Точность центрирования			Поля допусков				Примеры применения
Характеристика	Допуск на центрировку, мм	На диаметры оптических деталей			На внутренний диаметр оправы
Повышенная	до 0,02	h8		d9	H9	Линзы микрообъективов
		g6		d11	H7	Линзы светосильных фотообъетивов
		f7				Тонкая оптика: линзы, сетки, шкалы
Средняя	Свыше 0,02 до 0,05	h8		d9	H9	Линзы окуляров
		e9		c11	H8	Оптика телескопических приборов, сетки, шкалы
		f9			H9
		e8
Пониженная	Свыше 0,05	d11			Н11	Конденсорные линзы, светофильтры, плоские зеркала, защитные стекла

Для защитных стекол, к которым предъявляются требования по герметизации, рекомендуется применять поле допуска е9.

Ключникова Л.В., Ключников В.В. «Проектирование оптико-механических приборов» Н., Санкт-Петербург, 1995

Плотников В.С. и др. «Расчет и конструирование оптико-механических приборов»,Машиностроение, 1972