Передаточные устройства, их виды

Передаточные устройства контрольных приспособлений и изме­рительных приборов служат для передачи отклонений контроли­руемых размеров от проверяемых деталей к средствам измерения.

Применение передаточных устройств вызывается следующими причинами:
а) необходимостью предохранения измерительного наконечника средства измерения от непосредственного контакта с деталью в це­лях уменьшения износа, предупреждения поломок и т. п.;

б) необходимостью передачи отклонений проверяемых величин на определенное расстояние или в другом направлении в целях более удобного расположения измерительного устройства в конструк­ции приспособления;

в) необходимостью получения увеличивающего или уменьшаю­щего передаточного отношения с целью обеспечения оптимальных показаний по шкалам измерительных средств.

Как пример широкого применения всевозможных передающих устройств можно привести приспособление для проверки ступицы колеса автомобиля (см. фиг. 13).

Попытка построить данное приспособление без передаточных устройств привела бы к исключительно неудобному расположению индикаторов, что затруднило бы пользование приспособлением, сведя к минимуму преимущества одновременного контроля большого количества элементов детали на одном многомерном приспособлении. Кроме того, в момент установки тяжелой детали для проверки на приспособлении индикаторы воспринимали бы непосредственные удары и быстро выходили из строя.

Более того, проверить биение внутреннего торца верхней рассточки без промежуточной передачи вообще невозможно из-за малой ширины внутреннего буртика.

Передаточные устройства можно разделить на два основных типа: прямые и рычажные.

Прямые служат для передачи отклонений проверяемых величин на некоторое расстояние без изменения направления.

Рычажные передачи служат:
а) для углового изменения направления передаваемых действи­тельных величин;
б) для передачи величин в направлении, параллельном первона­чальному, но не находящемся с ним на общей оси;
в) для преобразования (увеличения или уменьшения) переда­ваемой действительной величины.

Прямые и рычажные передачи можно применять как в отдель­ности, так и совместно в узлах, состоящих из нескольких звеньев. Передачи с несколькими звеньями приме­няют в тех случаях, когда конструкция при­способления или прибора требует переноса отклонений на значительные расстояния с одновременным изменением направления или преобразованием передаточных отно­шений.

Возможны случаи применения передач, состоящих из нескольких звеньев только одного типа: прямых или рычажных. На фиг. 210 показан механизм индикаторного нутромера, в котором передача состоит из пяти звеньев, в том числе четыре пря­мых и одно рычажное. Промежуточная игла, сопрягающаяся с двумя штифтами в данной конструкции, компенсирует возможную не­соосность удаленных одна от другой напра­вляющих втулок, обеспечивая легкость пе­ремещения всего механизма.

Как прямые, так и рычажные переда­точные устройства вносят погрешности в измерение, причем погрешности прямых пе­редал меньше, чем погрешности рычажных. Следовательно, чем меньше звеньев в мно­гозвенной передаче, тем легче обеспечить требуемую точность измерения.

1. Прямые передачи. Широкое применение прямых передаточ­ных устройств позволяет оформлять их в виде нормальных узлов, непосредственно устанавливаемых на приспособлениях или приборах.

На фиг. 211, а показана передача, в которой предусмотрено и крепление индикатора. Стержень 1 соприкасается непосредственно с проверяемой деталью. Стержень перемещается в резьбовой втулке 2, которая фиксируется винтом 3. Индикатор закрепляется винтом 4 в разрезной втулке 5. Передачу рекомендуется применять в тех слу­чаях, когда контактирующая с измерительным наконечником по­верхность детали перемещается относительно индикатора (например, при проверке биения), так как промежуточный стержень 1 в случае износа может быть легко заменен новым.

Регулированием резьбовой втулки 2 можно создать необходимый рабочий натяг стержня / (порядка 0,3—0,5 мм), обеспечивая тем самым малые перемещения измерительного стержня индикатора при установке и снятии проверяемой детали с приспособления. Вместе с тем индикатор может быть установлен в описываемой передаче с любым собственным натягом.

Таким образом, индикатор может быть установлен для работы на любом участке его шкалы. Это значительно увеличивает срок службы индикатора, уменьшая износ его механизма за счет сокраще­ния холостых ходов.

При необходимости отвода измерительного стержня для установки детали можно применять аналогичную передачу с отводкой, выпол­ненной в виде углового вильчатого рычага (фиг. 211, б). Передачу с отводкой применяют в тех случаях, когда поверхность проверяемой детали может быть легко повреждена (например, мягкая поверхность слоя баббита с высокой чистотой обработки).

Передача в цилиндрическом корпусе (фиг. 212, а) отличается лишь тем, что ее монтируют не на плоскость плиты приспособления, а в отверстии, в котором закрепляют винтом. Эта передача удобна своей компактностью и простотой. Несколько отличается от описан­ных удлиненная передача (фиг. 212, б). Передача может иметь рабо­чую длину до 220 мм. Цилиндрический корпус передачи монтируют или непосредственно на приспособление, или на универсальной под­вижной стойке (см. фиг. 260). Передача включает длинный измеритель­ный стержень, направляемый двумя втулками: регулируемой резь­бовой и гладкой неподвижной.

Промежуточный передающий штифт, контактирующий с измери­тельным стержнем индикатора, должен иметь закаленную поверх­ность с чистотой не ниже 8-го класса.

Измерительные торцы стержней делают сферическими, острыми (с малым радиусом при вершине), плоскими или ножеобразными (фиг. 213).

Наиболее широко применяют измерительные стержни со сфери­ческими торцами (фиг. 213, а). Ввиду повышенного износа заострен­ного стержня (фиг. 213, б) с малым радиусом на конце, применения его следует избегать. Стержень с плоским торцом (фиг. 213, в) реко­мендуется применять при контроле деталей со сферическими поверх­ностями, особенно в тех случаях, когда большая величина несовпа­дения оси штифта и центра сферы проверяемой детали может внести погрешность в измерение. Ножеобразный стержень (фиг. 213, г) применяют при измерении цилиндрических поверхностей.

Применение прямых передач большой длины требует конструк­тивного их выполнения с двумя направлениями по концам. В то же время обеспечение соосности взаимно разнесенных направляющих втулок бывает затруднительным. Кроме того, в ряде случаев одну или обе втулки приходится делать с посадкой по наружной резьбе, ухудшающей соосность отверстий. Для улучшения работы пере­даточного штифта и уменьшения влияния возможного его перекоса во втулках оставляются очень узкие направляющие пояски, компен­сирующие их несоосность (фиг. 212, б).

Возможен вариант выполнения передачи с составным промежу­точным штифтом. Передний конец штифта направляется узким пояском втулки, а задний конический конец вхо­дит в гнездо второго штифта, перемещающегося в собственной направляющей. Обе контактирую­щие поверхности (штифта и гнезда) должны быть чисто обработаны (не ниже 10-го класса чи­стоты). Штифт имеет угол конуса меньше, а радиус закругления больше, чем сопряженное с ним гнездо (фиг. 214). Этим создается контакт сферической по­верхности штифта с кони­ческой поверхностью гнез­да, легко выполнимый технологически и обеспе­чивающий точность, до­статочную для контроль­ных приспособлений и цеховых измерительных приборов.

Аналогичную передачу можно выполнить с двумя направляю­щими штифтами и промежуточной иглой.

Практически длина передач с иглой ограничивается лишь же­сткостью самой иглы.

При условии изготовления иглы достаточной поперечной же­сткости (например, в виде трубки с наконечниками) передача может иметь длину более метра.

Для уменьшения трения и, соответственно, повышения чувстви­тельности передающий штифт может перемещаться во втулке с тре­нием качения, а не скольжения. Для этого между штифтом и втулкой в несколько рядов помещают шарики, разделяемые сепаратором (фиг. 215). Недостатком подобной конструкции является трудность устранения в ней зазоров, которые появляются (особенно при износе) в виде продольных канавок во втулках и на штифте.

За последние годы неуклонно расширяется применение передач на упругих пластинах, ранее применявшихся только в лабораторных приборах. Основным преимуществом этих передач является то, что они не имеют трущихся частей, подверженных износу. Трение скольжения или качения для упругих пластин заменяется внутримолекулярным трением, возникающим вследствие внутренних на­пряжений металла пластин при изгибе. Поэтому передачи на пласти­нах практически не изнашиваемы и в то же время свободны от боковой качки, вызываемой в большинстве других конструкций нали­чием зазоров.

Недостатком этой конструкции является лишь то, что ее движущиеся части, укрепленные на упругих- пластинах, имеют небольшой ход, иногда ограничивающий их применение. Как видно из фиг. 216, передача представляет собой параллелограмм, двумя сторонами которого служат упругие пластины, третьей стороной (неподвижной) — корпус приспособления или укрепленная на нем планка, а четвертой (подвижной) стороной является передающий элемент. При продольном перемещении верхней подвижной планки упругие пластины несколько изгибаются около мест крепления и ,планка отходит в направлении, параллельном ее первоначальному положению.

При этом происходит одновременно и вертикальное перемещение планки (опускание), но при малой величине продоль­ного перемещения и относительно большой длине упругих пластин, величина вертикального перемеще­ния будет настолько мала, что ею практически можно пренебречь.

Величина вертикального пере­мещения А примерно определяется формулой

, (57)

где С – величина продольного перемещения передачи;

L – величина свободного пролета упругих пластин между прихватами.

Для повышения точности ра­боты передачи и приближения ее к правильному параллелограмму возможно применение накладок в средней части пластин, вслед­ствие чего изгиб сосредоточивается около прихватов, как это, напри­мер, сделано в «светофорном» при­способлении, приведенном выше на фиг. 11.

Необходимым условием хорошей, без перекосов, работы пере­дачи на пластинах является обеспечение параллельности всех сто­рон параллелограмма в пределах 0,04—0,06 мм на всей длине.

Упругие пластины следует изготовлять из стальной ленты (сталь 65Г и др.) с закалкой и отпуском до твердости Rс = 40…45. В зависимости от конструктивных условий, в которых они рабо­тают (величина свободного пролета, вес подвижных деталей, же­сткость узла и т. п.), упругие пластины должны иметь размеры:

по толщине от 0,1 до 0,3 мм;

по ширине от 8 до 12 мм;

по длине от 40 до 100 мм

Область применения передач на упругих пластинах широка и разнообразна.

На фиг. 217, а показано крепление стержня микрометра пру­жинного, причем верхний конец укреплен на пластине прямоугольной формы, а нижний на круглой с вырезами, напоминающей по форме мембрану.

В миниметре завода «Калибр» (фиг. 217, б) измерительный стер­жень установлен на пластинах в виде колец с внутренними языч­ками, что создает удобство монтажа в трубке миниметра.

Ввиду того что крепление пластин в приспособлениях обычно располагается односторонне, а не центрично, передачи можно применять не только для проверки наружных (фиг. 216, а), но и внутрен­них поверхностей (фиг. 216, б). Передача, показанная на фиг. 216, 6, имеет возможность «обходить» выступы проверяемой детали или частей самого приспособления, что при другой конструкции передачи потребовало бы применения нескольких передающих звеньев. В ка­честве примера рассмотрим два однотипных приспособления для проверки перпендикулярности отверстия к плоскости. На фиг. 218 показано приспособление, оснащенное прямой передачей на упругих пластинах 2.

Подвижная планка 1 передачи «обходит» фланец детали и опор­ную плиту 3 приспособления. В то же время расположение индика­тора 4 обеспечивает удобный обзор его шкалы контролером.

Применение для аналогич­ной проверки рычажной пере­дачи (фиг. 23) заставило кон­структора, чтобы не делать многозвенной передачи, опу­стить миниметр и тем значи­тельно снизило удобство наб­людения за его шкалой.

Передачи на пластинах наряду с высокой чувствительностью обладают и значительной поперечной жесткостью.

В результате этого даже в тех случаях, когда точки контакта передаточной планки с проверяемой деталью и той же планки с изме­рительным устройством не располагаются на одной линии, переда­точное отношение все же сохраняется без изменения. Подобный слу­чай показан на фиг. 219.

Скоба с индикатором, предназначенная для проверки размера эвольвентных шлицев, имеет верхний неподвижный и нижний подвижный измерительные наконечники. Подвижный на­конечник выполнен в виде прямой передачи на двух упругих пласти­нах с «обходом» самого проверяемого вала. Индикатор расположен не на линии измерения, а снесен несколько в сторону, от чего практи­чески точность не снизилась. Применение подобной передачи и мало­габаритного индикатора ИЧ-2 позволило сделать конструкцию скобы компактной и легкой.

Передачи на упругих пластинах позволяют построить нормаль­ный узел, который можно монтировать на различные контрольные приспособления.

Нормальная передача (фиг. 220), включающая четыре пластины 1 вместо двух, обладает значительно большей поперечной жесткостью, хотя и имеет несколько большие габариты. Вынесенная в сторону консольно выступающая часть колодки 2 позволяет сместить индикатор с оси измерения. Как было сказано выше, снос точки контакта с индикатором с оси измерения не вносит по­грешности, так как все точки колодки 2 перемещаются па­раллельно стрелкам А.

В случае необходимости про­изводить измерения в двух близко расположенных точках, можно установить рядом две передачи — одну с правым, а другую с левым расположением монтажных угольников 3. При этом точки контакта наконечников 4 с деталью у обеих передач окажутся рядом, а инди­каторы будут разнесены на расстояние, достаточное для их уста­новки.

Угольник 3 можно изготовлять как с внутренним расположением крепежной лапки, так и с наружным (показано тонкой линией).

Измерительный наконечник 4 установлен в регулирующую планку 5, перемещаемую в пазу колодки 2.

Подобная конструкция широко применяется американской фирмой «Federal» в многомерных контрольных приспособлениях.

Для обеспечения большей надежности передачи на упругих пла­стинах она должна иметь достаточную поперечную жесткость, ко­торая будет противостоять случайным боковым ударам, сдвигаю­щему усилию в случае поперечного скольжения поверхности проверяемой детали по наконечнику в процессе измерения и т. д.

Крепление пластины одним винтом на каждом конце не может обеспечить поперечной жесткости узла.

Поэтому пластины предохраняют от поворота вокруг оси кре­пежных винтов прямоугольными прихватами, имеющими посадку на выступ корпуса или планки (фиг. 221, а) или входящими в соот­ветствующий паз корпуса или планки (фиг. 221, б).

Упругая пластина и прихват, равно как и корпус (или планка), должны иметь шлифованные посадочные плоскости, а по ширине — плотную посадку по 2-му классу точности.

Во избежание образования радиусов в углах посадочного паза должны иметься подрезки, которые делаются в плоскость паза, не захватывая его боковых сторон. Подрезки в боковые стенки пол­ностью нарушают посадку пластины, учитывая, что ее толщина не превышает 0,3 мм, ликвидировав все преимущество подобного кре­пления.

2. Рычажные передачи. Рычажные передачи, применяемые в контрольных приспособле­ниях и приборах, имеют рабочий контакт или непосредственно с де­талью, или же с другими элементами самого приспособления пере­даточными штифтами, измерительными наконечниками и т. п.

Концы плеч рычагов должны обеспечивать точечный контакт с поверхностью проверяемой детали или следующего передающего звена приспособления. Для этого поверхности концов плеч рыча­гов выполняют трех типов:

а) сферическая поверхность — контактирует с плоской или боль­шого радиуса поверхностью;

б) плоская поверхность — контактирует со сферической поверх­ностью;

в) ножеобразная поверхность — контактирует с цилиндрической поверхностью.

Наиболее широко применяют в рычажных передачах сочета­ние сферы с плоскостью, особенно при сопряжении различных звеньев приспособления.

Основным требованием, предъявляемым к рычажным передачам, является сохранение постоянства передаточного отношения при поворотах рычага. Этому условию отвечает [7] конструкция рычага, имеющего на концах две сферические поверхности, центры которых лежат на прямой, проходящей через точку качания рычага (фиг. 222, а), При этом величины радиусов сфер и их соотно­шение не имеют значения, — радиусы могут быть как одной вели­чины, так и различные. Менее целесообразна конструкция рычага, имеющего на концах плоские поверхности, проходящие через ось качания (фиг. 222, б).

Плоские поверхности рычага соприкасаются со сферическими поверхностями смежных звеньев приспособления. При повороте рычага на некоторый угол ср произойдет уменьшение правого и увеличение левого плеча, чем нарушится передаточное отношение.

Как видно из приведенной схемы, и согласно исследованиям канд. техн. наук И. Е. Дворецкого [7]:

(58)

Кроме того,

(59)

или

. (59а)

Погрешность ведомого звена ΔS₂ является разностью между действительным перемещением S₂ и перемещением, соответствующим номинальному передаточному отношению

. (60)

Решая данное уравнение совместно с предыдущими уравне­ниями (58) и (59), получаем

(61)

При точечном контакте, т. е. при радиусах r₁ и r₂, равных нулю, погрешность ΔS₂ также будет равна нулю. Следовательно, независимо от величины угла φ передаточное отношение будет оставаться по­стоянным.

При расположении сферических наконечников передаточных штифтов с противоположных сторон рычага (фиг. 222, в) постоян­ство передаточного отношения сохраняется [7] и погрешность ΔS₂ не возникает, если будет обеспечено соотношение радиусов сфер:

.

Учитывая, что при малых перемещениях рычагов контрольных приспособлений и относительно больших плечах рычагов погреш­ность ΔS₂ будет также очень мала, ею практически можно пренеб­речь.

Для дополнительного уменьшения величины ΔS₂ контактирую­щий радиус r должен быть выполнен возможно меньшим.

В производственной практике иногда условно считают, что рычаги имеют со смежным передаточными звеньями точечный кон­такт. Погрешностью из­мерения при этом или пренебрегают, или учи­тывают ее при аттеста­ции приспособления.

Форма передающего рычага (фиг. 223) опре­деляется его назначе­нием и конструкцией всего приспособления.

Рычаги могут быть угловые (фиг. 223, а, б, г, д, е, ж, з), прямые (фиг. 223, в, и), увели­чивающие или умень­шающие (фиг. 223,з, и).

Во избежание про­скальзывания , и повы­шенного износа поверх­ности контакта с про­веряемой деталью или узлами приспособления необходимо, чтобы кон­тактная плоскость ры­чага была перпендику­лярна к направлению измерения и проходила через ось рычага.

Однако в ряде слу­чаев для упрощения конструкции приходит­ся смещать точку кон­такта с нормальной плоскости. В резуль­тате этого линия, со­единяющая контактную точку рычага и ось его качания, оказывается неперпендикулярна направлению передачи отклонения прове­ряемого размера.

Такая, конструкция, кроме ускоренного износа, ведет к возник­новению дополнительных погрешностей за счет нарушения передаточ­ного отношения рычагов.

На фиг. 224 приведены основные устройства рычагов, контактные поверхности которых расположены не в нормальной плоскости.

Первый случай (фиг. 224, а) соответствует рычагу, у которого кон­тактные точки снесены с нормальной плоскости в противоположные стороны, но на равные угловые величины.

Проследим, чему равно перемещение левого ведущего плеча рычага:

тогда угол поворота ведущего плеча

(62)

Правое ведомое плечо будет перемещаться на величину:

По построению получаем

(63)

Если принять т = m₁ и Р = Р₁, то получатся S = S₁.

Второй случай (фиг. 224, б) соответствует рычагу, у которого контактная точка ведущего плеча снесена с нормальной плоскости на величину Р, а контактная точка ведомого плеча расположена на нормальной плоскости рычага.

Перемещение левого ведущего плеча выражается теми же соот­ношениями, что и в предыдущем случае.

Перемещение правого ведомого плеча равно

S₂ = C₂К₂ = ОС₂ ·sinφ = m₂·sinφ. (64)

Третий случай (фиг. 224, в) соответствует рычагу с двумя кон­тактными точками, снесенными на одинаковую угловую величину в одну сторону от нормальной плоскости рычага. Перемещение левого ведущего плеча рычага 5 остается прежним.

Определяем перемещение ведомого плеча S₃

A₃D₃ = 2K₃D₃;

(65)

Для того чтобы лучше выявить порядок величин получаемых погрешностей, проследим за ними на конкретном примере.

Так, если принять для равноплечих рычагов: m = 30; Р = 5 и S = 0,5, то подставляя эти данные в приведенные уравнения, получим:

S₁ = S = 0,5; S₂ = 0,506 и S₃ = 0,507.

Следовательно, относительная погрешность передаточного ры­чага составит немногим более 1%.

Как видим, погрешности подобных рычагов невелики, а при конструктивном оформлении рычага со сносом обеих контактных точек на равные угловые величины, но в противоположные стороны относительно оси качания, погрешность ΔS вообще не возникает.

Передаточные отношения рычагов, применяемые для увеличения передаваемых величин, рекомендуется принимать равными 1,5 : 1; 2 : 1; 3 : 1 и реже 5 : 1.

Применения в контрольных приспособлениях более высоких передаточных отношений следует избегать, так как увеличение пока­заний измерительного устройства сопровождается при этом возник­новением больших погрешностей в передаче. Попытки сократить эти погрешности связаны с конструктивными усложнениями, которые ликвидируют все преимущества увеличивающего рычага. В подоб­ных случаях целесообразнее применять измерительные устройства более высокой точности, например, заменить индикатор с ценой де­ления 0,01 мм на индикатор с ценой деления 0,002 мм.

Для обеспечения точности передаточного отношения рычажных передач размеры плеч рычагов следует задавать на чертежах с допу­сками порядка 0,1 мм (для рычагов с величиной плеча 15—40 мм).

При большей длине плеча соответственно может быть расширен и допуск на его изготовление. Если рычаг имеет на рабочем конце сферу, то допуском ограничивается расстояние от оси качания до центра сферы. Если рычаг имеет на рабочем конце плоскость, то допуск назначается на соответствующий размер в корпусе приспо­собления (например, на размер от оси качания рычага до оси гнезда крепления индикатора).

Рычаги изготовляют из высокоуглеродистой стали с закалкой до твердости Rс = 60…64, причем эту твердость должен иметь не только конец, контактирующий с деталью, но и конец, контакти­рующий с наконечником измерительного устройства. Даже при незна­чительном измерительном усилии индикатора на плоскости передаю­щего рычага, не имеющего достаточной твердости, вырабатывается лунка, которая может внести в измерение дополнительные погреш­ности.

Возможность подобной выработки возрастает при наличии за­метного проскальзывания поверхности рычага относительно нако­нечника измерительного устройства.

Одним из основных факторов, влияющих на точность работы приспособления, является величина зазора и качки рычага на оси. Чем выше точность проверяемого размера, тем тщательнее должен быть выполнен шарнир, на котором качается рычаг.

Шарниры рычагов можно разделить на три типа:
а) шарниры с небольшим зазором, увеличивающимся по мере износа;
б) шарниры с регулируемым зазором;
в) шарниры без зазора.

Шарнир с зазором, увеличивающимся по мере износа, имеет широкое применение в конструкциях контрольных приспособлений. Наибольшее распространение имеет шарнир в виде штифта, на ко­тором качается рычаг. Подобная конструкция надежна и весьма удобна в изготовлении. Благодаря ее компактности рычаг на штифте легко помещается в наиболее тесные места конструкций контроль­ных приспособлений.

Качание штифта может осуществляться двумя методами — ры­чаг качается на неподвижном штифте или рычаг с запрессованным в него штифтом качается в отверстиях корпуса.

Первый метод (фиг. 225, а) имеет то преимущество, что обе тру­щиеся поверхности (штифта и отверстия рычага) могут быть кале­ными, чем повышается износоустойчивость шарнира. Поэтому та­кой метод выполнения шарнира находит широкое применение в кон­струкциях контрольных приспособлений.

Второй метод (фиг. 225, б) применяют только в тех случаях, когда имеется каленый корпус или в него запрессованы каленые втулки. Преимуществом этого метода является то, что опорная база рычага разнесена на большую ширину, чем уменьшается возможность боковой качки рычага. Поэтому подобную конструк­цию рекомендуется применять при рычагах, имеющих большую длину плеч.

Посадка рычага в корпусе по боковым сторонам и отверстию рекомендуется скользящая по 2-му классу точности.

Повышения точности шарнира можно достигать индивидуальной притиркой отверстия по штифту с обеспечением минимального за­зора (порядка 2—3 лис).

По мере износа шарнира появляются увеличенные зазоры между штифтом и отверстием, влияющие на увеличение погрешности пере­дачи. Ремонт и восстановление шарнира легко осуществляются путем изготовления нового штифта увеличенного размера.

Значительно большей износоустойчивостью обладают шарниры, в которых ось качается на шарикоподшипниках. Одновременно повышается легкость .качания рычага, т. е. его чувствительность. Так как угол поворота рычага в процессе измерения очень мал, то биение шарикоподшипника не оказывает влияния на точность передачи. Для уменьшения погрешности, вызываемой наличием бо­кового зазора в шарикоподшипниках, можно применять болты, обжимающие наружное кольцо (фиг. 226).

При отсутствии обжимающих болтов посадка подшипника в кор­пус должна обеспечивать необходимый натяг.

Удобны для применения в контрольных приспособлениях шари­коподшипники, изготовленные с небольшим предварительным на­тягом. На фиг. 227 показан прибор для проверки отверстия детали на станке в процессе шлифования. Рычаг прибора качается на серий­ном подшипнике, имеющем два ряда шариков, разнесенных на значительное расстояние (порядка 20 мм) и собранных с преднатягом от 0 до 0,015 мм. Прибор наряду с высокой чувствительностью и лег­костью хода обладает и большой жесткостью, которая обеспечивает, несмотря на наличие постоянного бокового усилия, долговечность работы без износа и появления боковой качки рычага.

Недостатком конструкции шарнира с применением шарикопод­шипников является громоздкость, которая ограничивает его приме­нение.

Подобные шарниры широко используются в цеховых измеритель­ных приборах шарикоподшипниковой промышленности.

Шарниры с регулируемым зазором применяют для уменьшения величин зазоров и повышения точности передачи. Наибольшее распространение имеет шарнир с осью рычага, качающейся в центрах (фиг. 228). Эту конструкцию, обладающую высокой чувствитель­ностью, применяют на приборах и приспособлениях, предназначен­ных для измерений повышенной точности. За счет регулирования резьбовых центров достигается легкая, практически беззазорная посадка рычага.

По мере износа центры подтягивают, в результате чего значительно увеличивается срок службы между ремонтами. Посадки рычага на центры следует избегать в тех случаях, когда возможны удары по нему при установке проверяемой детали на при­способление или непосредственно при измерении. Для обеспечения правильной работы узла должно быть создано качественное спря­жение конуса центра с центровым отверстием оси рычага. Оно до­стигается тем, что центры, кроме посадки по резьбе, имеют допол­нительное направление по цилиндрическому пояску.

В корпусе должна быть выдержана соосность направляющих отверстий под центры, а сами центры не должны иметь биения конуса к посадочному цилиндру более 0,01 мм. Для плавности регулирования центров сле­дует применять 1-ю или 2-ю мелкие метрические резьбы. После регу­лирования центров они должны быть зафиксированы контргай­ками.

Конструкцию регулируемого шарнира на центрах можно выпол­нять с двумя регулируемыми центрами или же с одним регулируе­мым и другим неподвижным центром. Практически достаточно ре­гулировать только один центр. Применение неподвижного центра удобно и в тех случаях, когда к нему по конструкции приспособле­ния нет удобного подхода.

Центры и центровые отверстия шарнира следует выполнять из высокоуглеродистой закаленной стали с чистотой поверхности порядка 9-го или 10-го класса. Центры изготовляют с более высокой твердостью, чем центровые отверстия; это обеспечивает хорошую притираемость деталей шарнира в процессе эксплуатации и умень­шает возможность появления выработок на конусах центров.

Рычаг, качающийся на шариках (фиг. 229), по характеру своей работы аналогичен рычагу, качающемуся на центрах. За счет умень­шения поверхности касания шарнир этой конструкции более чув­ствителен, но и более подвержен износу и требует сравнительно частого регулирования для устранения качки. Поэтому рычаг на шариках не рекомендуется применять в цеховых приспособлениях, хотя он и находит широкое применение в лабораторных измеритель­ных приборах.

Шарики компенсируют возможные перекосы и несоосность винтов, в результате чего винты могут иметь посадку только по резьбе без цилиндрического направления. Для облегчения регу­лирования рекомендуется применять винты с мелкой резьбой. Центровые отверстия под шарики должны иметь угол 60 или 90°, чистоту поверхности не ниже 10-го класса и твердость R_с = 60…64.

Шарниры на центрах и шариках могут иметь вместо регулиро­вания одну сторону с пружинным поджимом (фиг. 230).

При этом зазоры, образующиеся в процессе износа, устраняются пружинным плунжером. К недостаткам подобной конструкции надо отнести ее чувствительность к ударам и боковым усилиям, а также то, что зазор, имеющийся в посадке самого плунжера, вносит допол­нительные погрешности в работу передачи.

Для повышения жесткости этого шарнира подвижный плунжер можно фиксировать винтом, расположенным в корпусе. При этом теряется способность шарнира автоматически выбирать зазоры, но упрощается сравнительно с резьбовым центром его регулирова­ние.

Другим методом построения шарнира с автоматическим устране­нием зазора является применение цапф, которые лежат на призмах и прижимаются к ним одной или двумя пружинами (фиг. 231). При­жим цапф рычага к призмам может происходить при помощи нагру­женной пружинной планки (фиг. 231, а) или плоскими пружинами (фиг. 231, б).

Ввиду большей жесткости конструкции описанный шарнир сказывается несколько надежнее предыдущего, но обладает мень­шей чувствительностью.

На фиг. 232 показана конструкция измерительного прибора для контроля огранки цилиндрических деталей путем вращения их в призме.

Передающий рычаг 3, опирающийся призмой на цилиндрический штифт 2, прижат к нему сверху пружиной 4. Туда же направлены усилия, приложенные к обоим концам рычага 3, и повышающие надежность опоры призмы рычага на штифт 2.

Поперечное смещение рычага 3 ограничивается боковыми сторо­нами паза корпуса 1.

Подобные конструкции имеют сходство с шарнирами, в которых рычаги опираются ножами на призмы, однако они технологичнее в изготовлении и менее подвержены износу. По этой причине шарниры на ножах, широко распространенные в приборостроении, не находят применения в цеховых контрольных приспособлениях и приборах.

Шарниры без зазора, основанные на применении упругих пла­стин и напоминающие прямые передачи на пластинах, работают без трения и износа, чем определяется их надежность.

Передающие рычаги могут крепиться на одной, двух, трех и четырех пластинах.

Применение рычагов, закрепленных на одной пластине, позволяет создавать весьма компактные приборы и датчики высокой чувстви­тельности (фиг. 233).

Недостатком установки рычага на одной пластине является неопределенность оси его поворота. Эта неопределенность тем больше, чем больше длина свободного вылета пластины между местами креп­ления. Кроме того, одна пластина не гарантирует шарнир от скру­чивания в случае возникновения боковых усилий. Поэтому в кон­трольных приспособлениях однопластинчатый шарнир применяют редко.