Передаточные устройства

Точность передачи отклонения проверяемого размера от дета­ли к измерительному устройству имеет решающее значение для работы контрольных приспособлений.

Как правило, стержень измерительного устройства предохра­няется от непосредственного соприкосновения с проверяемыми по­верхностями деталей путем введения промежуточных подвижных элементов. Так, точные и сравнительно дорогие измерительные устройства предохраняются от повреждений и преждевременного износа. Кроме того, часто появляется необходимость по тем или иным конструктивным соображениям расположить измеритель­ный наконечник на некотором расстоянии или в стороне от прове­ряемой детали. В ряде случаев возникает потребность использова­ния промежуточных передач с передаточными отношениями больше или меньше единицы, чтобы обеспечить качественное и полное ис­пользование шкалы выбранного измерителя.

Таким образом, возникает необходимость включения в кон­струкции контрольных приспособлений передаточных устройств, со­стоящих из одного, а часто и из нескольких звеньев. Вполне оче­видно, что погрешности подобных устройств ограничивают точность работы приспособлений в целом.

Различаются передачи для прямолинейных и угловых переме­щений.

Передачи с прямолинейным перемещением осуществляются на цилиндрических, призматических и прямоугольных направляю­щих, с трением скольжения или трением качения — на шариках и направляющими на плоских пружинах.

Наиболее простым видом передачи являются цилиндрические короткие стержни, перемещающиеся во втулке (рис. 6.1, а) или длинные стержни, перемещающиеся в двух соосно расположенных втулках (рис. 6.1, б). В последнем случае оба направляющих уча­стка втулок должны быть разнесены, возможно дальше друг от дру­га, что снижает погрешность за счет зазоров между ними, а на­правляющие участки втулок должны быть возможно более
корот­кими — это уменьшает влияние имеющейся несоосности втулок.

На точность работы описанных передаточных устройств влияет их износ. Этого недостатка совершенно лишены передачи на плос­ких пружинах (рис.6.2).

Подвижная планка закрепляется на двух или четырех парал­лельных плоских пружинах. На рис.6.2 приведены два типа кон­структивного оформления передачи, конструкция которых понятна из чертежа.

Преимуществом передач на плоских пружинах является высокая чувствительность их при полном отсутствии износа и трения. Внутренними трениями вследствие внутренних напряжений метал­ла в данном случае пренебрегают.

Необходимое измерительное усилие обеспечивается изменением толщины, ширины или длины пружин. В передачах на плоских пружинах исключается перекос под­вижной планки с измерительным наконечником и не требуется ни­каких дополнительных устройств для предотвращения ее поворо­тов или поперечных перемещений.

Следует иметь в виду, что передачи на плоских пружинах ограничивают прямолинейные перемещения (примерно до 1 мм).

Плоские пружины изготовляются из пружинной стальной ленты толщиной 0,3 мм. Ширина их определяется конструктивными соображениями и, как правило, принимается в пределах от 8 до 12 мм, а длина — от 40 до 80 мм.

Благодаря исключительным их достоинствам, передачи на плос­ких пружинах получают все более широкое распространение в кон­струкциях различных контрольных приспособлений. Применяются они и в конструкциях измерительных устройств, как, например, в пружинных измерительных головках и пружинно-оптических приборах.

Вместе с тем, следует учитывать необходимость качественного изготовления любых передач на плоских пружинах. При небрежном изготовлении плоских пружин, использовании для этой цели нека­чественной стальной ленты, при коррозии плоских пружин и дру­гих подобных дефектах теряются все преимущества этих передач, они приводят к значительным погрешностям измерения и быстро ломаются.

Передачи для угловых перемещений осуществляются всевоз­можными рычагами, качающимися на цилиндрических, сфериче­ских и конических цапфах, на шарикоподшипниках и плоских пру­жинах.

Рычажные передачи служат для преобразования линейных пе­ремещений в угловые, для перемены направления линейного пере­мещения (рис.6.3, а и б), а также для увеличения передаточного от­ношения.

Рычажные передачи применяются с передаточным отношением 1:1 (когда требуется лишь изменить направление перемещения), с повышающими передаточными отношениями до 5:1 и с понижаю­щими передаточными отношениями до 1:5.

Повышающие передаточные отношения применяются при необ­ходимости увеличения измерительного импульса (т. е. отклонения проверяемого размера детали) с тем, чтобы полностью уловить его измерителем, установленным на контрольном приспособлении. Так,
если при проверке на приспособлении индикатором с ценой деле­ния 0,01 мм детали, имеющей линейный допуск 0,02 мм, была ис­пользована повышающая рычажная передача с передаточным от­ношением 5:1, то проверяемый допуск детали соответствовал уже , не двум, а десяти делениям по шкале.

Понижающие передаточные отношения применяются при необ­ходимости уменьшения измерительного импульса с тем, чтобы пра­вильнее и в более полной мере использовать возможно­сти соответствующего измерителя. Так, при использовании в приспособлении инди­катора часового тина с ценой деления 0,01 мм необхо­димо избрать такое переда­точное отношение, чтобы возможные отклонения стрелки индикатора не превышали 1/2 оборота по шкале, т. е. были меньше 0,5 мм.

Контактные поверхности рычагов должны быть твер­дыми и шлифованными. Кон­струкция рычагов должна быть такой, чтобы предель­но снизить вероятность по­грешностей измерения за счет износа контактных по­верхностей и нарушения пе­редаточного отношения. Для этого необходимо обеспе­чить точечный контакт кон­цов рычага с поверхностями предыдущего и последующего передаточных звеньев; точечный контакт обеспечивается сопряжением сферы и плоскости. Кроме того, для этого необходимо предельно снизить проскальзывание в местах контакта по концам рычага.

Резкое сокращение проскальзывания достигается размещением обеих контактных поверхностей рычага на оси его качания. Сохранение передаточного отношения достигается равенством плеч рычага в пределах нескольких десятых миллиметра. При конструктивной невозможности размещения точек контакта линии, проходящей через ось качания рычага, они должны быть внесены с нее на одинаковую для обеих точек контакта угловую величину.

Рычажные передачи должны обеспечивать высокую чувствительность к малым отклонениям проверяемых размеров. Это требует, помимо правильной формы и размеров, беззазорной подвески рычага относительно оси его качания.

Наибольшие возможности образования погрешностей за счет износа и возникновения зазоров имеет подвеска рычагов на ци­линдрических цапфах (рис.6.3,б). Цилиндрические цапфы наи­более просты в изготовлении, но в них полностью отсутствует воз­можность компенсации и регулирования зазоров, получающихся при износе. Несколько сложнее в изготовлении подвеска рычагов на кони­ческих (рис.6.3,в) и шариковых (рис.6.3,г) цапфах. Однако значительным преимуществом этих цапф является лег­кость компенсации и регулирования как первоначальных зазоров так и зазоров, возникающих при износе передачи.

Той же цели устранения погрешностей за счет возникновения зазоров служат подвески рычагов на шариковых подшипниках, ко­торые не получили распространения в конструкциях контрольных приспособлений, несмотря на высокую их чувствительность к ма­лым угловым перемещениям, что подтверждается успешным их применением в подшипниковой промышленности.

Наилучшие результаты с точки зрения исключения зазоров, вызывающих погрешности в подвеске и качании рычагов, дают плос­кие пружины, которые по своей форме, размерам (кроме длины) и способам крепления сходны с пружинами направляющих систем для прямолинейных передач.

Подвеска рычага на двух парах крестообразно расположенных плоских пружин (рис.6.3,д) требует некоторого увеличения габаритов передачи, но в то же время является наиболее надеж­ной и точной в работе.

Рычаги изготовляют обычно из стали У7А, У10 и подвергают термической обработки до твердости HRC 52…56.

Если рычаги монтируют на осях, то отверстие выполняют по шестому квалитету точности и притирают с осями. Концы рычагов обычно шлифуют и притирают. На длины плеч рычагов, имеющих сферические концы, обычно устанавливают допуски в пределах ± 0,05; ±0,10 мм.