Теоретический раздел. При большом числе звеньев размерной цепи и малом допуске замыкающего звена (зазора или натяга) необходимая для полной взаимозаменяемости точность изготовления

При большом числе звеньев размерной цепи и малом допуске замыкающего звена (зазора или натяга) необходимая для полной взаимозаменяемости точность изготовления деталей может в значительной степени усложнить производство и далеко выйти за пределы экономически целесообразной точности. В таких случаях приходится отказываться от полной взаимозаменяемости, допуская пригонку деталей по месту, или вводить в конструкцию механизма тот или другой вид компенсатора, позволяющего регулировать в определенных пределах один из размеров. Метод позволяет получить высокую точность замыкающего звена независимо от числа звеньев и поддерживать ее при эксплуатации, вследствие чего этот метод широко используется в машиностроении. Недостаток этого метода заключается в необходимости увеличения номенклатуры изготовляемых деталей. Конструкции подвижных компенсаторов различны. Наиболее применимы в станках подвижные компенсаторы с промежуточными элементами типов «планка» и «клин». Перемещая клин вдоль направляющих винтами, установленными на обоих концах клина, и поджимая его, можно получить необходимый зазор или вообще (при необходимости) заклинить сопрягаемые детали.

При расчете подвижных компенсаторов необходимо исходить из конструктивно-технологических особенностей каждого компенсатора и прежде всего из способа компенсации погрешностей (ступенчатый или непрерывный). Рассмотрим типовые примеры расчета подвижных компенсаторов.

Пример расчета 1. Рассчитаем необходимое число зубьев в зубчатой муфте для компенсации угловых погрешностей с точностью Т_рег = 0,25°. Передаточное отношение компенсатора c_к = 0,2. Поскольку погрешности компенсируются путем относительного поворота полумуфт зубчатой муфты, точность регулировки зависит от угла γ_z° между ее соседними зубьями:

Т_рег = с_к γ_z°, (1)

где γ_z° = 360°/z. Необходимое число зубьев z в муфте для компенсации погрешностей с заданной точностью определяется выражением

Подставив в него исходные данные, получим

Для уменьшения числа зубьев возьмем дифференциальную зубчатую муфту, на одной стороне которой расположено z₁ зубьев, а на другой — z₂. Обычно принимают

z₁ —z₂=1 (2)

В такой муфте точность регулирования определяется разностью углов поворота валов при смещении обеих полумуфт в одну сторону на один зуб. При этом угол относительного смещения валов

(3)

Из формул (1) и (3) получим

Решая это уравнение, определяют величины z₁ и z₂. Для упрощения решения можно использовать приближенное выражение

Тогда в соответствии с зависимостями (2) и (3) найдем

; z₁ = z₂+1=18.

Так как величина z₂ получена приближенно, то вычислим достижимую точность регулирования:

Ввиду того что T'_рег < T_рег = 0,25°, точность регулирования приемлема.

Пример расчета 2. Определим параметры винтового устройства для компенсации отклонений в пределах от 0,5 до 5 мм (наибольшая расчетная компенсация δ_К = 4,5 мм), если шаг резьбы Р_р = 0,75 мм. В интервале между фиксированными положениями резьбовой детали компенсация должна осуществляться с точностью Т_рег =0,15 мм. Передаточное отклонение компенсатора с_к = 0,8.

Винтовые устройства компенсируют погрешности бесступенчато. Необходимое число оборотов винта (или гайки) для перемещения на расстояние, равное наибольшей расчетной компенсации, определяется по формуле

(4)

Если в конструкции механизма предусмотрено фиксированное положение винта или гайки, то компенсация выполняется ступенчато. Тогда угол γ_k° между двумя соседними фиксированными положениями (например, между двумя пазами в корончатой гайке) определяется из равенства

(5)