Thiết kế các dụng cụ chính xác (quang học). Svyatoslav Latyev: Thiết kế dụng cụ chính xác (quang học). Hướng dẫn

Latyev Svyatoslav Mikhailovich

Hướng dẫnđược dành riêng cho những điều cơ bản của thiết kế hiện đại các công cụ chính xác, đại diện tiêu biểu trong số đó là Dụng cụ quang học, bao gồm cơ khí, điện tử và quang học thiết bị chức năng và các phần tử. Điểm đặc biệt của thiết kế các thiết bị như vậy là các chỉ số chất lượng của chúng, và trước hết là các chỉ số về độ chính xác, khả năng chế tạo và độ tin cậy, phần lớn phụ thuộc vào việc thực hiện một số phương pháp, quy tắc và nguyên tắc thiết kế, phương pháp và phương pháp tổng hợp tham số và độ chính xác của cấu trúc, kiến thức về cách thức và nguyên tắc để tăng mục tiêu chất lượng trong thiết kế. Cuốn sách này dành cho sinh viên, sinh viên đại học, nghiên cứu sinh và giáo viên giáo dục đại học. cơ sở giáo dục hồ sơ chế tạo nhạc cụ, cũng như công nhân kỹ thuật, kỹ thuật trong công nghiệp.

Tệp sẽ được gửi đến địa chỉ email đã chọn. Có thể mất tới 1-5 phút trước khi bạn nhận được nó.

Tệp sẽ được gửi đến tài khoản Kindle của bạn. Có thể mất tới 1-5 phút trước khi bạn nhận được nó.
Xin lưu ý rằng bạn đã thêm email của chúng tôi [email được bảo vệ] tới các địa chỉ email đã được phê duyệt. Đọc thêm.

Bạn có thể viết một bài phê bình cuốn sách và chia sẻ kinh nghiệm của bạn. Những độc giả khác sẽ luôn quan tâm đến quan điểm của bạn về những cuốn sách bạn đã đọc. Dù bạn có yêu thích cuốn sách đó hay không, nếu bạn đưa ra những suy nghĩ trung thực và chi tiết thì mọi người sẽ tìm thấy những cuốn sách mới phù hợp với họ.

SỔ TAY GIẢNG DẠY ĐẠI HỌC m p. M. Latyev THIẾT KẾ DỤNG CỤ CHÍNH XÁC (Quang học) [ Lь ] POAYLTECHNIKA "11 NHÀ XUẤT BẢN St. Petersburg 2007 UDC 681.7 VVK 22.34 L27 Ấn phẩm được xuất bản với sự hỗ trợ của: Ủy ban In ấn và Tương tác với Truyền thông Đại chúng St. Petersburg Latyev S. M . L27 Thiết kế các dụng cụ chính xác (quang học): Sách giáo khoa. St. Petersburg: Politekhnika, 2007. 579 tr.: ill. các thiết bị và phần tử chức năng. Spezi<})и:ка конструирования таких приборов закл]очается в том, что их показатели:качества, и в первую очередь показатели точности, технолоrич ности и надежности, в существенной степени зависят от выполнения опреде лепных методов, правил и принципов I\онструирования, способов и методов параметричеСhоrо и точностноrо синтеза конструкций, знаний путей и при емов повышения целевых показателей каче(тва при проеhтировании. Учебное п()собие предназначено для студентов, маrиетрантов, аспиран ТОВ и преподавателей высших учебных заведений приборостроительноrо про ilya, cũng như công việc kỹ thuật và kỹ thuật trong ngành. UDC 681.7 BBK 22.34 ISBN 5 7325..0563..6 @ Politekhnika Publishing House, 2007 Lời tựa Việc tạo ra công nghệ mới, dựa trên kết quả nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, chứa đựng một đặc tính đặc biệt của hoạt động tinh thần, bao gồm việc phát triển một kỹ thuật dự án cho một sản phẩm trong tương lai. Mục tiêu của giai đoạn này là: xác định nhu cầu của xã hội đối với một sản phẩm kỹ thuật cụ thể (có tính đến các đặc tính kỹ thuật và kinh tế, mức tiêu thụ tài nguyên thiên nhiên, tác động đến môi trường, v.v.); tìm kiếm ý tưởng, phương pháp giải pháp kỹ thuật; phát triển một thiết kế sản phẩm cụ thể với việc phát hành các tài liệu kỹ thuật cần thiết. Công việc này được gọi là thiết kế và (hoặc) thiết kế KOH của sản phẩm. Thiết kế và xây dựng có mối liên hệ với nhau, bổ sung cho nhau, theo quy luật, được thực hiện bởi các chuyên gia cùng ngành...........kỹ sư thiết kế, có cùng mục tiêu cuối cùng là phát triển HOBOR từ sản phẩm và do đó toàn bộ quá trình thường được gọi là thiết kế hoặc xây dựng. Tuy nhiên, trong thực tế và trong tài liệu, có một quan điểm khác, theo đó các khái niệm này được phân biệt. Người ta tin rằng thiết kế đi trước việc xây dựng và bao gồm việc xác định nhu cầu của xã hội đối với một sản phẩm, tìm kiếm ý tưởng, (l) tác dụng vật lý, phương pháp thiết thực và nguyên tắc hành động, tổng hợp (l) cấu trúc chức năng của các lựa chọn khả thi theo thiết kế. ý của chúng tôi là phát triển các sản phẩm tùy chọn ro KOHKpeTHO dựa trên kết quả thiết kế, trong đó thiết kế ero được tạo ra: cấu trúc, thành phần, sự sắp xếp tương đối của các bộ phận và thành phần, phương pháp kết nối và tương tác của chúng, có tính đến vật liệu được sử dụng, sản xuất công nghệ, v.v. Trong quá trình thiết kế, các bản vẽ của các bộ phận và bộ phận lắp ráp được tạo ra, sơ đồ, tính toán dung sai về độ chính xác và công nghệ sản xuất và lắp ráp các bộ phận, thiết lập các thông số kỹ thuật cho thiết bị, lập bản mô tả kỹ thuật, xây dựng các tài liệu KOHCTPYKTOP khác cần thiết cho việc sản xuất và vận hành sản phẩm 3 Có hai ý kiến về sự phụ thuộc lẫn nhau của các khái niệm thiết kế và xây dựng. Theo một trong số họ, thiết kế là một quá trình lặp đi lặp lại trong việc chuyển đổi thông tin để có được các hệ thống kỹ thuật đáp ứng nhu cầu nhất định của con người và thiết kế là một phần của thiết kế, bao gồm việc chuyển đổi thông tin để có được các mô hình phân tích của hệ thống kỹ thuật. Theo một ý kiến khác, thiết kế bao gồm ... thiết kế (chứ không phải ngược lại, như trong trường hợp đầu tiên), vì nhà thiết kế tiến hành xây dựng, tạo ra một đối tượng kỹ thuật và dưới nhà thiết kế chỉ có sự phát triển của khái niệm, tìm kiếm ý tưởng, tầm nhìn xa, v.v. Cần lưu ý rằng, mặc dù có sự khác biệt hiện có giữa các khái niệm thiết kế và xây dựng, nhưng không thể tìm ra ranh giới rõ ràng giữa các quy trình thiết kế và hoạt động xây dựng này ở giai đoạn thiết kế. , có các yếu tố thiết kế (ví dụ: phát triển. bố trí để kiểm tra các nguyên tắc vận hành vật lý, lựa chọn và tính toán một số bộ phận của hệ thống), và ở giai đoạn thiết kế, người ta không thể thực hiện nếu không có quy trình thiết kế (tìm kiếm các phương án cho chức năng đã sử dụng thiết bị, cấu trúc, phát triển và cải tiến mạch, nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về các đặc điểm .. của một số giải pháp kỹ thuật). Cuốn sách giáo khoa này được dành cho những kiến thức cơ bản về thiết kế các dụng cụ chính xác, đại diện điển hình của chúng hiện nay là các dụng cụ quang học chứa các thiết bị và bộ phận chức năng cơ, điện tử và quang học. Tính đặc thù của thiết kế các thiết bị như vậy nằm ở chỗ các chỉ số chất lượng của chúng, trước hết là độ chính xác, độ tin cậy và khả năng sản xuất, phụ thuộc phần lớn vào việc thực hiện các quy tắc và nguyên tắc nhất định về thiết kế, phương pháp và phương pháp của c) , tổng hợp tham số và độ chính xác của các cấu trúc, kiến thức về các cách cải thiện chất lượng của thiết bị trong quá trình thiết kế. Mặc dù thực tế là các vấn đề đang được xem xét chủ yếu được minh họa trên thiết kế của dụng cụ quang học nhưng chúng hoàn toàn áp dụng cho việc thiết kế các loại dụng cụ và máy móc chính xác khác. Hiện nay đã có đủ các ấn phẩm của MHoro về hoạt động thiết kế và kỹ thuật. Đồng thời, cần lưu ý rằng về các vấn đề ứng dụng của công tác thiết kế KOH trong lĩnh vực thiết bị quang học có tài liệu HeMHoro. Dễ tiếp cận nhất là sổ tay dành cho người thiết kế các thiết bị cơ quang, sách giáo khoa và đồ dùng dạy học về thiết kế các thiết bị quang và quang điện tử. Đương nhiên là không thể xem xét tất cả các khía cạnh lý thuyết và thực tiễn của việc thiết kế các dụng cụ quang học trong một cuốn sách, ngay cả khi tính đến thực tế là sinh viên và những độc giả khác đã quen thuộc với các nguyên tắc cơ bản và các phần cần thiết của việc thiết kế các thiết bị và máy móc như “Dung sai và phù hợp. , “Sức bền của vật liệu.”, “Các bộ phận của thiết bị.”, “Khoa học và công nghệ vật liệu của vật liệu kết cấu KOH,” “Lý thuyết về máy móc và cơ chế,” “Cơ học lý thuyết,” “Công nghệ quang học,” “Quang học ứng dụng. v.v. Do đó, tác giả, dựa trên tài liệu được trình bày trong sách giáo khoa và đồ dùng dạy học nói trên, đã cố gắng phát triển và bổ sung nó bằng cách xem xét các vấn đề thiết kế chủ yếu liên quan đến các chỉ số chính xác của thiết bị và các bộ phận của chúng. Hướng dẫn bao gồm bốn phần. Phần đầu tiên thảo luận các vấn đề chung và nguyên tắc thiết kế các dụng cụ chính xác và các bộ phận của chúng. Phần thứ hai dành cho việc tổng hợp và phân tích tính chính xác của các công cụ, khái niệm và phương pháp để đạt được độ tin cậy của chúng. Phần thứ ba nghiên cứu các phương pháp nhằm nâng cao và đảm bảo “chất lượng của thiết bị trong quá trình thiết kế” của các phần tử của thiết bị quang học được phản ánh trong phần thứ tư. Cuốn sách hướng dẫn này được viết trên cơ sở một chuyên ngành học thuật được tác giả đọc cho sinh viên chuyên ngành quang học của Đại học Công nghệ Thông tin, Cơ học và QPtics (ITMO) bang St. Petersburg, được giảng dạy tại trường đại học hơn 50 năm trước bởi các nhà thiết kế nổi tiếng của cơ chế và dụng cụ chính xác S. T. Tsukkerman và V. V. Kularin, những người có sách chứa đựng nền tảng lý thuyết và thực tiễn về đào tạo thiết kế cho sinh viên trong lĩnh vực chế tạo dụng cụ chính xác trước đây. Tác giả bày tỏ lòng biết ơn và biết ơn đến phó giáo sư bộ môn “Tin học hóa và thiết kế các thiết bị quang học”. ITMO và. N. Timoshchuk tôi r. V. EuropoBY đã cung cấp tài liệu và hỗ trợ chuẩn bị SỔ TAY. 5 Phần 1 Nguyên tắc THIẾT KẾ CÁC DỤNG CỤ CHÍNH XÁC VÀ CÁC THÀNH PHẦN CỦA CHÚNG Giới thiệu Có một số lượng lớn các loại và chủng loại dụng cụ chính xác khác nhau. Ví dụ, chỉ các thiết bị quang học được phân loại thành rheodesic, quang phổ, đo lường, quân sự, không gian, q), video, điều khiển, điều chỉnh, viễn thông, y tế, v.v. Phạm vi của các thiết bị như vậy lên tới vài nghìn mặt hàng. Danh pháp của các thiết bị và bộ phận chức năng được ra mắt công nghiệp được sử dụng trong chế tạo dụng cụ chính xác lên tới hàng chục nghìn mặt hàng. Người thiết kế khi thiết kế kỹ thuật này phải tính đến các chi tiết cụ thể của đối tượng thiết kế cụ thể. Tuy nhiên, việc đào tạo các chuyên gia trong hoạt động thiết kế và kỹ thuật không thể và không nên mang tính chất công thức và dựa trên việc nghiên cứu các chi tiết cụ thể để tạo ra sản phẩm Toro hoặc KOHKPETHoro khác hoặc một loại sản phẩm tương tự. Vì vậy, có vẻ không hợp lý khi đào tạo các nhà thiết kế, chẳng hạn như chỉ về các dụng cụ lý thuyết, kính hiển vi, hoặc kỹ thuật con quay hồi chuyển. Cần phải nghiên cứu các phương pháp, quy tắc và nguyên tắc chung về thiết kế và xây dựng được sử dụng để tạo ra tất cả các sản phẩm kỹ thuật cũng như các loại và chủng loại khác nhau của chúng, thống nhất bởi các đặc điểm mục tiêu chung. Điều này sẽ giúp đào tạo các nhà thiết kế hồ sơ mi và pOKoro, những người sau này sẽ có thể nắm vững chuyên môn thiết kế các loại sản phẩm cụ thể “trong công việc”. Phương pháp thiết kế và xây dựng mô tả các cách thức và phương tiện có thể tìm kiếm ý tưởng và giải pháp kỹ thuật cho các vấn đề thiết kế (theo quy định, không phụ thuộc vào loại thiết bị được tạo ra). Các quy tắc thiết kế chung được hiểu là các khuyến nghị để giải quyết các vấn đề thiết kế nhất định nhằm đáp ứng yêu cầu cho cả o tất cả các sản phẩm kỹ thuật (ví dụ: thống nhất, tái chế) và giải quyết một số vấn đề xác định loại công nghệ được tạo ra (ví dụ: bố cục, cấu trúc của nó). Nguyên tắc thiết kế là những quy tắc và quyết định thiết kế giúp đạt được các chức năng mục tiêu cần thiết của sản phẩm (các chỉ số chính về chất lượng sản phẩm). Đối với tất cả các dụng cụ đo chính xác, các chỉ số chất lượng như vậy là các chỉ số về độ chính xác, chất lượng và tính kỹ thuật, do đó, phần này của sách giáo khoa chủ yếu nêu ra các nguyên tắc thiết kế ảnh hưởng đến các chỉ số này. Người ta ít chú ý đến các phương pháp và quy tắc chung về thiết kế và xây dựng vì chúng được thảo luận trong nhiều tài liệu về thiết kế thiết bị và các nguyên tắc cơ bản của sáng tạo kỹ thuật. Chương 1 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CÁC PHẦN MỀM VÀ THIẾT BỊ CHỨC NĂNG CỦA THIẾT BỊ QUANG HỌC 1.1. NGUYÊN TẮC CHUNG VỀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ QUANG HỌC 1.1.1. CÁC GIAI ĐOẠN THIẾT KẾ CÔNG VIỆC THIẾT KẾ Theo ROCT 2.103 68 giai đoạn của công việc thiết kế và các giai đoạn phát triển thiết kế DOKY Thông số kỹ thuật Đề xuất kỹ thuật "OHsp py". 1.1. Các giai đoạn của công việc “Xây dựng Pl, nhưng” thứ ba được thực hiện theo trình tự như trong Hình 2. 1.1. Chúng ta hãy xem xét ngắn gọn nội dung của các giai đoạn và bộ tài liệu thiết kế (CD) đã phát triển liên quan đến thiết bị quang học (OD). Thông số kỹ thuật (TOR) là một tài liệu, với KOToporo, quá trình phát triển của bất kỳ OP nào đều bắt đầu bằng việc thiết lập mục đích dự kiến, phạm vi áp dụng, các chỉ số chất lượng kỹ thuật và kinh tế kỹ thuật, thành phần, điều kiện và phương thức vận hành, các giai đoạn và thời gian làm việc. Thông số kỹ thuật được tổ chức khách hàng soạn thảo với sự tham gia và phối hợp có thể có của tổ chức nhà thầu. Các yêu cầu chính đối với thông số kỹ thuật được nêu trong ROCT 15.001 73. Đề xuất kỹ thuật là một bộ tài liệu thiết kế được phát triển để xác định những khả năng có thể. các phương án cho giải pháp kỹ thuật và làm rõ các thông số kỹ thuật, bao gồm: nghiên cứu kỹ thuật và tính khả thi về tính khả thi của việc phát triển tài liệu OP dựa trên phân tích các thông số kỹ thuật và các phương án khác nhau để đánh giá so sánh các giải pháp có tính đến các tính năng thiết kế và vận hành; về các OP hiện có đã phát triển và tương tự, cũng như các xu hướng và triển vọng phát triển của chúng; kết quả kiểm tra các phương án về khả năng cấp bằng sáng chế, độ tinh khiết và khả năng cạnh tranh của bằng sáng chế; đánh giá sơ bộ về hiệu quả công nghệ của các phương án thiết kế, sự tuân thủ của chúng với các yêu cầu về tiêu chuẩn hóa, thống nhất, an toàn, v.v. Ở giai đoạn này, các tính toán được thực hiện để xác nhận hiệu suất của Toro hoặc giải pháp khác. Một số giải pháp được kiểm chứng thông qua nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình. Tài liệu thiết kế được ban hành ở giai đoạn này bao gồm (l) sơ đồ chức năng của các giải pháp OP có thể có, các bản vẽ chung được đơn giản hóa, bản trình bày về đề xuất kỹ thuật, mẫu bằng sáng chế và phần giải thích. Phạm vi công việc ở giai đoạn này được phản ánh trong ROCT 2.118 73. Thiết kế dự thảo là một bộ tài liệu thiết kế được phát triển nhằm đạt được các giải pháp thiết kế cơ bản cho phương án thiết kế đã chọn. Nó đưa ra ý tưởng chung về nguyên lý hoạt động và cấu trúc của thiết bị cũng như các đặc điểm chính của nó. Ở giai đoạn này, tất cả các tính toán OP cần thiết được thực hiện: tham số, quang học, CBeTOTexical, độ chính xác, v.v. 8 Đĩa CD được sản xuất chứa: các mạch OP cơ bản (quang học<> , động học, điện); bản vẽ tổng thể (có thể đơn giản hóa) và các bộ phận lắp ráp quan trọng nhất, đưa ra ý tưởng về cách bố trí của thiết bị và sự tương tác của các bộ phận của nó; một bản giải thích kèm theo kết quả tính toán, thông tin về đặc tính kinh tế kỹ thuật của dự án, kết quả nghiên cứu bổ sung về bằng sáng chế, v.v. Phạm vi công việc ở giai đoạn này được phản ánh trong ROCT 2.119 73. Dự án kỹ thuật là một bộ tài liệu thiết kế chứa giải pháp kỹ thuật cuối cùng giúp hiểu biết đầy đủ về thiết kế của thiết bị. Ở giai đoạn này: phát triển chi tiết hơn về thiết kế của thiết bị và các thành phần của nó; kích thước lắp đặt và kết nối được phối hợp; thiết bị công nghệ được xác định; các thiết bị cần thiết được phát triển; bản vẽ của tất cả các sơ đồ, danh sách... sản phẩm đã mua, mẫu bằng sáng chế, ghi chú giải thích, v.v. Phạm vi công việc ở giai đoạn này được phản ánh trong ROCT 2.120 73. Công nhân tạo ra một bộ tài liệu thiết kế hoàn chỉnh để sản xuất và vận hành op. Ở giai đoạn này: thực hiện bản vẽ tất cả các chi tiết của thiết kế thiết bị; xây dựng các yêu cầu và phương pháp lắp ráp, điều chỉnh và thử nghiệm; ... biên soạn mô tả kỹ thuật và hướng dẫn vận hành cho thiết bị, biểu mẫu ero và hộ chiếu kỹ thuật (nó chứa thông tin về các đặc tính của OP, kết quả thử nghiệm ero, thành phần của bộ sản phẩm, bảo hành, v.v.); phát triển các quy trình công nghệ để sản xuất các bộ phận phức tạp và quan trọng; xây dựng các thông số kỹ thuật có chứa các yêu cầu không có trong bản vẽ nhưng cần thiết cho việc sản xuất và gỡ lỗi thiết bị; , phụ kiện, v.v. Phụ trách. Trong các trường hợp, để xác định các lỗi có thể xảy ra trong bản vẽ làm việc của các bộ phận, cái gọi là “bộ phận điều khiển” được tạo ra, bản vẽ lắp ráp của thiết bị Bcero 9 hoặc các bộ phận chính của ero, được thực hiện theo đối với các kích thước cụ thể được đọc từ bản vẽ làm việc của các bộ phận ghép nối. Sau khi chuẩn bị và phê duyệt, công việc thiết kế sẽ tiến hành sản xuất, thử nghiệm và thử nghiệm thiết bị được thiết kế. nguyên mẫu hoặc một lô thiết bị thí điểm được sản xuất. Các thử nghiệm toàn diện đối với các mẫu được sản xuất giúp đưa ra kết luận về sự tuân thủ của thiết bị với các thông số kỹ thuật, xác định các lỗi thiết kế có thể xảy ra và loại bỏ chúng bằng cách điều chỉnh hoặc hoàn thiện tài liệu thiết kế. Cần lưu ý rằng không phải tất cả các giai đoạn được liệt kê đều phải được thực hiện độc lập; ví dụ, có thể loại trừ thiết kế sơ bộ hoặc có thể kết hợp thiết kế kỹ thuật và thiết kế chi tiết. Danh sách chi tiết hơn về công việc được thực hiện ở các giai đoạn thiết kế khác nhau được trình bày trong rOCTax tương ứng và trong công việc. 1.1.2. CÁC CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG ĐƯỢC CUNG CẤP TRONG THIẾT KẾ THIẾT BỊ QUANG HỌC Ở tất cả các giai đoạn thiết kế một thiết bị quang học, người thiết kế phải tìm các giải pháp kỹ thuật để đảm bảo rằng thiết bị được tạo ra đáp ứng các yêu cầu không chỉ về thông số kỹ thuật mà còn cả các yêu cầu không được phản ánh trong thông số kỹ thuật, nhưng việc thực hiện chúng là cần thiết trong bất kỳ dự án kỹ thuật nào. Chúng ta đang nói về các yêu cầu đảm bảo tạo ra một thiết bị chất lượng cao hoặc bất kỳ đối tượng thiết kế nào khác. Theo ROCT 22851 77, ROCT 15467 79, chất lượng của một thiết bị (sản phẩm) là tập hợp các đặc tính của thiết bị xác định sự phù hợp của thiết bị nhằm đáp ứng các nhu cầu nhất định theo mục đích đã định của nó. Để đánh giá khách quan chất lượng của một thiết bị, các đặc tính của nó được đặc trưng một cách định lượng bằng các chỉ số chất lượng. Các chỉ số chất lượng đặc trưng cho các tính năng kỹ thuật và kinh tế của thiết bị và được phân thành các nhóm chính sau. Các chỉ số thiết kế đặc trưng cho mục đích, phạm vi, hiệu suất; độ chính xác, cường độ ánh sáng, khả năng phân giải, phạm vi, kích thước tổng thể, trọng lượng, v.v. nhóm chỉ số chất lượng sản phẩm nhiều nhất Đối với OP, có cả chỉ báo chung cho ... giá trị (chỉ báo về độ chính xác vận hành, chất lượng hình ảnh được tạo ra bởi hệ thống quang học) và chỉ báo cụ thể (chỉ báo), đặc trưng cho tính song song của. trục ngắm của thiết bị hai mắt, độ phóng đại của kính hiển vi, tỷ lệ khẩu độ của thiết bị chụp ảnh, công suất bức xạ của thiết bị laser, v.v.). ĐỘ TIN CẬY CỦA CHỈ SỐ được đặc trưng bởi độ tin cậy (đặc tính của thiết bị là duy trì hoạt động trong thời gian HeKoToporo hoặc thời gian hoạt động mà không bị ngắt cưỡng bức), độ bền (đặc tính của thiết bị để hoạt động lâu dài với những khoảng thời gian nghỉ cần thiết để bảo trì và sửa chữa kỹ thuật), peM01ltOppUZOa1l0Cmb (khả năng thích ứng của thiết bị để ngăn ngừa, phát hiện và loại bỏ lỗi thông qua bảo trì và sửa chữa) và khả năng bảo quản (thuộc tính của thiết bị là lưu trữ các chỉ số cụ thể trong và sau thời gian bảo quản và vận chuyển). Các chỉ số về chất lượng công nghệ đặc trưng cho sự tuân thủ của thiết bị và các bộ phận của nó với các điều kiện tối ưu của sản xuất hiện đại, ví dụ, các chỉ số công nghệ quan trọng nhất về chất lượng của thiết bị là - hệ số lắp ráp (BLOCKIl0st), hệ số sử dụng. vật liệu hợp lý, cường độ lao động cụ thể của một người theo quan điểm về sự thuận tiện, an toàn trong công việc, an toàn lao động được chia thành các chỉ số vật lý (mức tiếng ồn, biên độ và tần số rung, mức bức xạ, nhiệt độ, mức độ ô nhiễm,. độc tính, v.v.), nhân trắc học (kích thước và vị trí). màn hình, chỉ báo, tay cầm, thị kính, băng đô, ghế ngồi, v.v.), tâm sinh lý (phạm vi lực tác dụng lên tay cầm, tốc độ di chuyển, mức độ chiếu sáng, màu sắc và độ sáng của tín hiệu ánh sáng, âm sắc và cường độ của tín hiệu âm thanh, v.v.), v.v.), tâm lý (âm lượng và cường độ của luồng thông tin, số lượng và tần số hoạt động được thực hiện, số lượng và vị trí điều khiển, tín hiệu, các phần tử được điều khiển, v.v.). Các chỉ số thẩm mỹ đặc trưng cho vẻ ngoài của thiết bị, sự phù hợp với phong cách hiện đại, sự kết hợp hài hòa giữa các yếu tố riêng lẻ của thiết bị với nhau, sự phù hợp của thiết kế của thiết bị với mục đích đã định, chất lượng và sự hoàn hảo của các yếu tố hoàn thiện bên ngoài, bề mặt và bao bì, tính biểu cảm và chất lượng của chữ khắc, bảng hiệu, tài liệu kỹ thuật (tài liệu quảng cáo, danh mục, hướng dẫn, hộ chiếu). Các chỉ số về tiêu chuẩn hóa và thống nhất C và đặc trưng mức độ sử dụng và ứng dụng của các bộ phận và bộ phận được tiêu chuẩn hóa, thống nhất và mượn trong một thiết bị nhất định. Càng có nhiều yếu tố như vậy trong thiết bị được thiết kế thì chi phí cho thiết kế và chuẩn bị công nghệ sản xuất càng thấp, theo quy luật, độ tin cậy vận hành càng cao và việc tổ chức bảo trì và sửa chữa càng dễ dàng hơn. CÁC CHỈ SỐ PHÁP LÝ BẰNG SÁNG CHẾ mô tả mức độ mới lạ của các giải pháp kỹ thuật trong thiết bị và được xác định bằng khả năng được cấp bằng sáng chế và độ tinh khiết của bằng sáng chế. Giải pháp có thể được cấp bằng sáng chế là giải pháp có thể được công nhận là phát minh ở một hoặc nhiều quốc gia. Độ tinh khiết của bằng sáng chế được cấp cho các giải pháp không thuộc phạm vi (không vi phạm quyền) của các bằng sáng chế khác. Các chỉ số kinh tế điện tử đặc trưng cho mức chi phí cho việc sản xuất và vận hành hoạt động. Trong số đó, tổng chi phí và chuỗi bán buôn của thiết bị được phân biệt. Các chỉ số an toàn mô tả mức độ bảo vệ con người và động vật khỏi tác động nguy hiểm của thiết bị (bảo vệ khỏi điện giật, điện từ trường, hiệu ứng nhiệt, bức xạ, bức xạ quang học, tiếng ồn, khí thải độc hại và một lần, rung động, v.v.), cũng như bản thân các thiết bị khỏi các ảnh hưởng của khí hậu, cơ học, sinh học và các tác động khác lên chúng. Ví dụ, các chỉ số như vậy là loại và loại hiệu suất và hoạt động. Các chỉ số môi trường đặc trưng cho mức độ ảnh hưởng có hại đến môi trường và ô nhiễm của nó trong quá trình sản xuất, vận hành và thải bỏ thiết bị. Cần lưu ý rằng chính trong quá trình thiết kế và xây dựng OP (chứ không phải trong quá trình sản xuất, vận hành ero) mà các khả năng tiềm tàng của thiết bị trong tương lai sẽ nảy sinh cơ hội để tăng hiệu quả nhất tất cả 12 chỉ số chất lượng ero; so sánh với các giải pháp kỹ thuật hiện có (nguyên mẫu). Ví dụ, chi phí tiêu dùng của các thiết bị, tính kinh tế của việc sản xuất và vận hành chúng, như nghiên cứu đã chỉ ra, ở mức 75 O/o được xác định trong quá trình chuẩn bị thiết kế sản xuất. 1.1.3. CẤU TRÚC CỦA THIẾT BỊ QUANG HỌC Một thiết bị quang học hồng ngoại được thiết kế để chuyển đổi thông tin từ một đối tượng quan sát (phát hiện), đo lường hoặc điều khiển. Trong bộ lễ phục. Hình 1.2 trình bày sơ đồ tổng quát về q)hoạt động của op. Trong các thiết bị quang học, xảy ra sự biến đổi dạng y == f(x, Qi)" rе f (chức năng chuyển đổi; qi KOHCTPYK thông số hoạt động của thiết bị xảy ra. Tín hiệu đầu vào được chuyển đổi bởi các thiết bị chức năng (FU), dưới dạng một quy tắc, có các nguyên tắc vật lý khác nhau. Trên Hình 1.3 cho thấy thành phần của COBpeMeHHoro OP, oHoBanHoro trên cầu chì quang, cơ và điện tử (điện) và sự kết hợp của chúng. Từ quan điểm hệ thống, fu là một hệ thống con hoạt động tự chủ. , nhưng được kết nối với các hệ thống con khác theo những cách nhất định (ví dụ: để truyền tải thông tin, năng lượng, vật chất). đối tượng; 2 OP; người quan sát V; tham số thông tin X của đối tượng; tín hiệu thông số BXodHOZO; Thông số thông tin là đầu ra tín hiệu HOZO. 13 mechan.u chesk./Oppl.pl.E"lekpl,RO cơ khí"opn/"o cơ khí el.e"plron.n.yle và điện"opn/"o ko elekplron.n.ble Hình 1.3. của các thiết bị chức năng chỉ trong OP (không giống như FU) cùng với các thành phần khác. Trong CU (Hình 1.4), có thể phân biệt các đơn vị lắp ráp cơ bản của bộ phận kết nối (CD), bao gồm hai hoặc nhiều bộ phận tiếp xúc vật lý trực tiếp với nhau. Các phần tử chính của SD, và do đó là OP của các đối tượng thiết kế đơn giản nhất, là các phần tử cấu trúc bộ phận (D) được làm từ vật liệu đồng nhất (do quá trình xử lý ero) mà không kết nối với các phần tử cấu trúc khác (không sử dụng cụm lắp ráp). Do đó, cấu trúc của OP nói chung có thể được biểu diễn dưới dạng cấp độ phân cấp của các thành phần (hệ thống con) nêu trên được kết nối với các mối quan hệ (kết nối) cụ thể khác (Hình 1.4 I op KB Hình 1.4). . “Loại thiết bị Phương pháp và nguyên tắc thiết kế phần tử OP” ở mức độ phức tạp riêng lẻ có sự khác biệt đáng kể nên việc nghiên cứu của họ thường bắt đầu bằng các chi tiết, đi từ đơn giản đến phức tạp hơn và kết thúc bằng FU 14 1.2. CHI TIẾT Trong tiểu mục này, chỉ một số vấn đề chung cũng như cụ thể của các bộ phận thiết kế được thảo luận ngắn gọn, vì sinh viên (và những độc giả khác) thường quen thuộc với chúng ở một mức độ nhất định từ các khóa học và ấn phẩm giáo dục khác. Như đã nói, các bộ phận là đối tượng thiết kế đơn giản nhất. Chúng là những vật thể đồng nhất không thể phân chia, bao gồm các phần tử (hình dạng (hình học bề mặt của vật thể) và vật chất. Trong mỗi phần, các phần tử cấu trúc (bề mặt) sau đây được phân biệt: làm việc (hoạt động), cơ bản, kết nối (tự do) và công nghệ. Các phần tử làm việc (RE) (chúng còn được gọi là bề mặt hoạt động hoặc bề mặt dẫn động) trực tiếp thực hiện các chức năng được chỉ định của bộ phận. Ví dụ, RE là: (các bề mặt hình học của thấu kính (Hình 1.5, a); bề mặt không liên quan của bánh răng-. bánh xe (Hình 1.5, b); bề mặt phẳng và hình trụ của khung ống kính (Hình 1. 5, c). Các bề mặt này, theo quy luật, được xử lý cẩn thận và đặt ra yêu cầu cao: độ chính xác của vị trí, độ chính xác của q) hình dạng, độ sạch bề mặt, kích thước, v.v. Các phần tử Vase (BE) cung cấp sự phối hợp của bộ phận (tức là. e. sự phối hợp RE của nó với các bộ phận khác và thể hiện các bề mặt mà bộ phận đó được kết nối (được kết nối) với phần đế (Hình 1.5). Những bề mặt này cũng được chuẩn bị rất cẩn thận. Các phần tử kết nối (CE) (chúng thường được gọi là miễn phí) dùng để cung cấp kết nối vật liệu giữa các phần tử làm việc và phần đế (Hình 1.5). SE không phải chịu các yêu cầu cao về tính kỹ lưỡng và độ chính xác của quá trình sản xuất (ngoại trừ các yêu cầu về độ sạch của bề mặt, khi điều này là do các chỉ số thẩm mỹ về chất lượng của bộ phận). Các yếu tố công nghệ (TE) nhằm đảm bảo quy trình công nghệ sản xuất và lắp ráp một bộ phận sau đó (ví dụ: vát mép, phi lê, hốc, lỗ tâm trên con lăn, v.v.). Đối với thấu kính (Hình 1.5, a) 15 a) BE b) RE c) BE RE TZ RE SE SE Fig. 1.5. Phần tử Cp py"typHЪLe (, các bộ phận TZ được vát cạnh, giúp loại bỏ phoi xuất hiện trên các cạnh trong quá trình mài; đối với bánh răng (Hình 1.5, b) TE là lỗ ren cho vít khóa để cố định bánh răng vào trục khi paCCBep đổ một lỗ DƯỚI chốt; trong khung thấu kính (Hình 1.5, c) TE là ren (và rãnh để thoát ren) để cố định khung (với thấu kính) trong hộp định tâm cho hiệu quả xử lý các bề mặt cơ sở của nó theo kích thước (xem Hình 1.42). Cần lưu ý rằng các bề mặt giống nhau (các bộ phận của bề mặt) MorYT đóng vai trò RE, BE và SE. Lựa chọn thuận lợi nhất là khi có thể kết hợp RE. và BE trong thiết kế; thiết kế của bộ phận bao gồm việc lựa chọn vật liệu, kích thước bề mặt của nó và xác định kích thước của nó, ngoài ra, người thiết kế phải chỉ ra những sai lệch cho phép của các đặc tính vật liệu, dung sai chế tạo của nó. kích thước và hình dạng, loại lớp phủ, loại xử lý, điều kiện và yêu cầu kỹ thuật và công nghệ (ví dụ: thấm nitơ, chống phản xạ, lão hóa, v.v.). Việc lựa chọn vật liệu được thực hiện dựa trên mục đích chức năng của bộ phận, điều kiện vận hành, công nghệ sản xuất hợp lý, chi phí và mật độ của vật liệu, các yêu cầu về công thái học và thẩm mỹ. Người thiết kế được hướng dẫn bởi danh pháp, phạm vi và tính chất cơ lý của vật liệu kết cấu KOH (Bảng 1.1). 16 Bảng 1.1 Các tính chất cơ, cơ và kỹ thuật của vật liệu Tính chất Đặc điểm Hằng số điện từ Phân cực quang phổ Mật độ Độ đàn hồi Độ cứng Độ bền mài mòn Độ bền p oi"octb Nguy hiểm tinh tế Khả năng chống bức xạ Khả năng chống ăn mòn Không thấm nước (chống ẩm) Điện trở suất Lực cưỡng bức Độ thấm từ tính Cường độ xuyên thấu Ma sát trượt hệ số Hệ số ma sát lăn Hệ số bám dính Độ dẻo Tính hàn Tính linh hoạt Khả năng nén Độ bền được xử lý, "U Quang Cơ Nhiệt Hóa chất, ăn mòn . Công nghệ ma sát Ví dụ, nếu một thấu kính được thiết kế thì vật liệu của nó phải trong suốt trong phạm vi hoạt động của các bước sóng ánh sáng. Nếu ống kính sẽ được sử dụng trong điều kiện dã ngoại TPO hoặc thảm MopcKoro, cần phải chọn chất liệu MaTe có khả năng chống ẩm, nấm, muối và các yếu tố gây hại khác. Dựa trên điều kiện giảm thiểu khối lượng và khả năng chế tạo thấu kính bằng cách đúc, nó có thể được làm bằng thủy tinh hữu cơ (nếu điều này không ảnh hưởng đến các chỉ tiêu chất lượng khác của bộ phận). Đương nhiên, các đặc tính của vật liệu được sử dụng phải đảm bảo độ chính xác cần thiết về kích thước, hình dạng và độ nhám (độ sạch) của bề mặt của bộ phận trong quá trình sản xuất, cũng như duy trì chúng ổn định trong quá trình hoạt động lâu dài dưới tác động của các yếu tố khác nhau. 17 Vật liệu công nghệ là những vật liệu có thể dễ dàng xử lý bằng cách cắt, chà nhám, dập, ép, hàn, thiêu kết và có đặc tính đúc tốt. Xu hướng chung hiện đại là sử dụng các vật liệu mà từ đó các bộ phận có thể được sản xuất bằng các phương pháp sản xuất (ví dụ. , ép phun, dập, ép), cũng như việc sử dụng rộng rãi chất dẻo. Khi chọn vật liệu của các bộ phận tương tác với con người, cả trực tiếp và gián tiếp, các chỉ số công thái học đều được tính đến: logic, nhân trắc học và tâm lý học (mức độ tiếng ồn, biên độ và tần số rung động, nhiệt độ, khả năng thu được tối ưu q)hình thành, nỗ lực, độ tương phản, loại hiệu suất, mức độ sử dụng, v.v.). Ví dụ, một vật liệu đầy hứa hẹn để sản xuất gương không gian như berili, có một số đặc tính rất tốt cho việc này, lại rất độc hại trong quá trình sản xuất. xử lý, điều này hạn chế việc sử dụng nó. Đặc tính của vật liệu cũng quyết định việc đạt được sự phù hợp q) của các bộ phận bên ngoài với mục đích, chất lượng... I \ chất lượng và sự hoàn thiện của việc hoàn thiện, khả năng áp dụng lớp phủ trang trí và các chỉ số thẩm mỹ khác. trường hợp chung Giải pháp cho vấn đề lựa chọn vật liệu LV của một bộ phận là đa biến, vì các yêu cầu về độ chính xác, độ tin cậy, trọng lượng, độ bền, độ cứng, tính kinh tế, tính thẩm mỹ, v.v. mâu thuẫn với nhau, điều này phải được khắc phục bằng cách tối ưu hóa việc lựa chọn vật liệu bằng cách xếp hạng tầm quan trọng theo .. các chỉ số về chất lượng của bộ phận và tính chất của vật liệu Rất thường xuyên, việc lựa chọn vật liệu được thực hiện bằng cách tính toán các giá trị yêu cầu của các đặc tính HE theo các chỉ số chất lượng được yêu cầu. (ví dụ: cấp và hằng số quang học của kính theo sai lệch cho phép của hệ, mô đun đàn hồi của vật liệu con lăn theo biến dạng cho phép, hệ số (tỷ lệ giãn nở tuyến tính của vật liệu theo những thay đổi cho phép về kích thước của vật liệu). bộ phận khi nhiệt độ thay đổi, v.v.). Người thiết kế phải liên tục theo dõi sự xuất hiện của vật liệu mới, đồng thời cố gắng sử dụng những vật liệu phi truyền thống (đối với các bộ phận quan trọng), do đặc tính MorYT của chúng, làm tăng các chỉ số chất lượng của thiết kế. sản phẩm. 18 Ví dụ, việc sản xuất các bộ phận của cặp máy kinh vĩ không phải từ thép mà từ hợp kim nhôm V95T (khi được làm cứng và anod hóa cứng, gần bằng thép cứng về độ bền và độ cứng, được gia công tốt, ổn định theo thời gian, và có hệ số ma sát thấp (p" q ) trong một cặp động học với cùng một vật liệu và giữ lại chất bôi trơn tốt) giúp giảm trọng lượng của các bộ phận và đơn giản hóa việc sản xuất và lắp ráp các bộ phận với nhau. Việc sử dụng hợp kim titan VT ..1 trong sản xuất khung cho một số thiết bị quang học " tời cho phép tránh biến dạng nhiệt của chúng do sự bằng nhau (gần) của hệ số giãn nở tuyến tính của titan và nhiều nhãn hiệu kính quang học. Việc sản xuất các thanh dẫn hướng của máy đo ba tọa độ từ đá granit hoặc gốm sứ giúp tăng khả năng sản xuất của chúng và một số đặc tính tiêu dùng so với tùy chọn khi các thanh dẫn hướng được làm bằng thép hoặc gang. Ví dụ điển hình nhất về việc sử dụng các vật liệu mới và phi truyền thống trong thiết kế các bộ phận là gương của kính thiên văn không gian, hiện được làm từ các vật liệu như gốm thủy tinh, cacbua silic, borosicate và vật liệu tổng hợp. Các yếu tố (l) quan trọng cần được tính đến khi lựa chọn vật liệu là các loại vật liệu có sẵn và điều kiện phân phối (thanh, dải, ống, tấm, kênh, tấm, khối, khối, khối, kích thước có thể của chúng, khối lượng phôi lớn nhất, vân vân.). v.v.), vì việc sử dụng các chủng loại và phôi tương tự nhau về (l)opMe và kích thước của bộ phận được thiết kế cho phép giảm đáng kể cường độ lao động trong quá trình sản xuất. Phải đặc biệt chú ý đến các điều kiện cung cấp vật liệu quang học, vì đối với nhiều loại và danh pháp, có những hạn chế đáng kể về phạm vi và trọng lượng của phôi được cung cấp, có thể không cho phép sản xuất các bộ phận có kích thước và (dạng) yêu cầu. ) từ chúng hoặc dẫn đến chi phí đáng kể cho việc sản xuất chúng. bộ phận quang học và một số đặc điểm cũng như chỉ số chất lượng của chúng sẽ được thảo luận thêm trong Chương 7. Việc lựa chọn hình dạng của các bề mặt giới hạn bộ phận được thực hiện dựa trên cấu trúc (mục đích chức năng), khả năng sản xuất, yêu cầu thẩm mỹ và công thái học, tính khả thi về mặt xây dựng của chúng. Hình dạng của các bộ phận làm việc của các bộ phận tiêu chuẩn thường khá rõ ràng. Ví dụ về MorYT bao gồm bề mặt hình cầu của thấu kính, bề mặt phẳng của bề mặt khúc xạ và phản xạ của lăng kính, bề mặt không liên quan của răng bánh răng, mặt cắt xoắn ốc của cam, v.v. Các bộ phận làm việc của các bộ phận nguyên bản được chế tạo ở dạng bề mặt đặc biệt, ví dụ: ví dụ parabol, elip, toric, v.v. Hình dạng của các phần tử cơ bản, tự do và công nghệ thường đại diện cho các bề mặt tiêu chuẩn: mặt phẳng, hình trụ, hình nón, cq)epy đối với các bề mặt quang học có công nghệ tiên tiến hơn là các bề mặt tiêu chuẩn thu được khi xử lý các bộ phận trên thiết bị phổ thông. với một công cụ tiêu chuẩn. Các dạng bề mặt q) đặc biệt thu được bằng cách sử dụng công cụ hình q), thiết bị, quy trình công nghệ và điều khiển chuyên dụng, làm giảm đáng kể khả năng chế tạo của chúng so với các bề mặt tiêu chuẩn. một phần, mà còn cả các sản phẩm Bcero, khi tạo ra thiết kế thấu kính gương không gian cho q) chụp ảnh hạt nhân của sao chổi Alley (dự án quốc tế “Bera”, 1986) từ hai phương án đã phát triển (một phương án được phát triển bởi q). ) Phòng thí nghiệm Thiên văn học Không gian của Pháp ở R. Marseille, một công ty khác ở ITMO), cung cấp chất lượng hình ảnh tương tự, thiết kế ITMO đã được chọn và sản xuất vì nó dựa trên gương cầu và thiết kế thấu kính của Pháp dựa trên bề mặt gương asq)eric. Cần nhớ rằng độ chính xác của dạng q) của bề mặt giảm khi tăng chiều dài của nó, với quá trình xử lý bề mặt (theo vùng) rời rạc so với liên tục, với sự gia tăng số lượng tham số cần được duy trì trong quá trình xử lý. Hình dạng bề mặt của một bộ phận ảnh hưởng đến các chỉ số sai sót, xác định hình thức bên ngoài của chúng, tính biểu cảm của các phần tử và thành phần, đồng thời gắn liền với chất lượng và độ hoàn thiện của quá trình hoàn thiện. Ví dụ, độ nhạy chuyển động của nó, lực phát triển tối đa và tốc độ của các thao tác điều khiển phụ thuộc vào hình dạng của tay cầm điều khiển truyền động của thiết bị. Các tham số của dạng MorYT có thể được lấy theo phương pháp heuristic, bằng tính toán, dựa trên các điều kiện tiêu chuẩn hóa và thống nhất, khả năng công nghệ sản xuất, v.v. (ví dụ: bán kính cong của các bề mặt hình cầu của thấu kính được xác định từ tính toán quang sai và rOCTOB trên chúng, loại hình nón của bề mặt hình nón hoặc hình vòm của lỗ trung tâm của một bộ phận được chỉ định dựa trên loại bộ phận, khối lượng của nó, các yêu cầu về độ chính xác xử lý và rOCT 14034 74). Việc xác định kích thước của các bộ phận được thực hiện có tính đến một số lượng lớn các yếu tố, trong đó cần nhấn mạnh độ chính xác về chức năng, độ tin cậy tham số, độ cứng, độ nhỏ gọn, tính thẩm mỹ và công thái học, khả năng sản xuất, các yêu cầu về tiêu chuẩn hóa và thống nhất, trọng lượng và phạm vi vật liệu được sử dụng, người thiết kế, được hướng dẫn bởi các yếu tố trên, lựa chọn hoặc tính toán các kích thước cần thiết của các bộ phận cấu trúc của bộ phận. Trong những trường hợp quan trọng nhất, các bộ phận phải được xử lý cẩn thận. tính toán (và đôi khi là nghiên cứu thực nghiệm). mô hình toán học, kết nối kích thước của nó (và các tham số biểu mẫu) với các chỉ số chất lượng, bố cục, điều kiện vận hành, sản xuất và các hạn chế khác cần thiết. Theo quy định, đây là những bộ phận quyết định độ chính xác của hoạt động, chất lượng của hình ảnh được tạo ra và chịu tải tĩnh, động và nhiệt đáng kể (ví dụ: các bộ phận của dụng cụ thiên văn, quân sự, không gian). các phép tính tương tự (ví dụ: quang sai kích thước) xác định kích thước và vị trí của các phần tử làm việc. Chúng ta hãy xem xét, sử dụng một ví dụ đơn giản, quá trình tính toán chiều dài và đường kính của con lăn của bộ chuyển đổi quang điện (cảm biến) của chuyển vị góc (Hình 1.6). Dưới tác dụng của mômen xoắn M, trục và với nó. raster đo, xoay (trục BoKpyr X), điều chỉnh quang thông, đi qua các khe của raster "KaTopHoro độc lập, tạo ra một biến trên bộ tách sóng quang điện áp, được chuyển thành xung điện đếm, là thước đo góc quay. , . 21 3 4 5 6 7 8 1 Đo x x x x L t Le Hình. 1.6. Sơ đồ đơn giản bộ chuyển đổi 1SONSPl,RU1ScuiP1.el: 1 trục; 2 Ularikovy gật đầuUlinllIK; Trong máy thu quang; 4 raster chỉ báo; 5 thấu kính; 6 Raster đo; 7 bình ngưng; 8 nguồn sáng Chiều dài của con lăn L B được xác định chủ yếu bởi mối quan hệ giữa ổ trục L và kích thước đầu làm việc của con lăn t: thường được quy định trong thông số kỹ thuật: L B == L + t. Khoảng cách giữa các ổ trục quyết định góc quay của raster BO Kpyr của các trục Z, Y(ADdr) và do đó, độ đảo cuối cùng DHdr của đường làm việc của raster, gây ra bởi các đường đảo hướng tâm vòng trong vòng bi Dr: DHdr RDUL\r 2Rdr1L, rde R bán kính đường làm việc của raster. Sự hết điểm cuối của raster có thể dẫn đến làm mất nét hình ảnh của các nét ero và mất độ chính xác của công việc của bộ tạo hình trước, do đó trong kịch bản hay nhất nó không được vượt quá độ sâu trường ảnh nhiễu xạ của thấu kính chiếu T d: 2 XDp< Т д == л/(2А), rде л рабочая длина волны; А апертура объектива. Следовательно, расстояние между подшипниками и ис комая длина Bcero валика зависят от класса точности при" 22 меняемых ПОДШИПНИКОВ И характеристик проекционноrо объектива: L == 4RA2 p/A. Определим диаметр d в-алика. Он может быть найден из условия, что под действием моментов вращения и сопротив лени я Мс валик закрyt.Iивается на уrол OPM, kích thước và vị trí tương đối của các bề mặt của nó để lắp ráp (đặc biệt là lắp ráp tự động, sẽ được thảo luận trong đoạn 1.3.9). Các vấn đề về khả năng chế tạo của thiết kế sản phẩm "< OT работка конструкций на технолоrичность) с оrлас но rOCT 14.201 73, rOCT 14.205 83 должны рассматриваться на всех этапах проектно конструкторской работы и изучают" ся в литературе по технолоrии машиностроения и приборо строения, сборке и юстировке приборов , а также по методам уменьшения издержек при создании и конструи ровании продукции . При конструировании деталей конструктор должен опре делить способ термообработки, тип покрытий и смазочный материал, которые оказывают существенное влияние на по казатели их назначения и особенно надежности. Блarодаря термообработке (закалке, отжиrу, старению) улучшаются, например, характеристики прочности и TBep дости, износостойкости, снижаются остаточные напряжения (вызывающие их деформацию во времени), появляется воз можность получения более точных поверхностей в деталях. П окрытия деталей позволяют защитить их от коррозии (налетоопасности, пятнаемости), улучшить их внешний вид, уменьшить износостойкость, изменить некоторые xapaкTe ристики (например, теплопроводность, электрическое со.. противление, коэффициент отражения). Особенно широко приментотся покрытия оптических дe талей: просветляющие, зеркальные, поляризующие, токопро водящие, покрытия"фильтры, защитные и т. д. (см. п. 8.1.1). Смазочные материалы (замазки) предназначены для уменьшения трения и износа подвижных деталей, защитыI от коррозии, борьбы с «осыпкой, rерметизации и влarо.. и пылезащиты. Вопросы термообработки, покрытий, смазки деталей точ" ных приборов изложены в справочниках , rOCTax и специальной литературе. 1.2.2. ПРИНЦИП СОВМЕСТНОЙ ОБРАБОТКИ РАБОЧИХ И БАЗОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕТАЛИ Этот принцип заключается в предпочтительности кон" струкции детали, пОЗ80ляющей осуществлять совместную 25 а) БЭ БЭ РЭ 1 "- ,J. , " :"/ 1 I , " " РЭ 2: "/ / б) РЭ 1 РЭ 2 Рис. 1.8. Конструкции оправы технолоzuческую обработку (за одну установку) ее рабочих и базовых элементов, так как в этом случае точность их вза имноrо расположения будет выше. На рис. 1.8 изображены варианты упрощенной KOHCTl1>Các YK của khung ống kính, trong đó một trong số đó phải xử lý cả hai phần tử làm việc (RE 1, RE 2) không phải MorYT cùng với yếu tố cơ bản (Hình 1.8, a), và ở những nơi khác có khả năng như vậy (Hình 1.8, b). Trong trường hợp đầu tiên, độ chính xác về vị trí của RE 2 so với RE] và BE sẽ lớn hơn, và do đó, độ chính xác của thấu kính và độ chính xác trong việc duy trì khe hở không khí sẽ kém hơn trong tùy chọn thứ hai. Điều này là do thực tế là trong quá trình sắp xếp lại (di dời công nghệ). các khung trong mâm cặp máy phát sinh từ vị trí tương đối của RE và BE của nó, gây ra bởi những thay đổi về cơ sở công nghệ và đo lường. (Hình 1.9 cho thấy các thiết kế cũ và hiện đại hóa (Hình 1.9, b) của ống kính Relios 44. Khung 8 và 5 của các thành phần quang học của ống kính (Hình 1.9, a) không đáp ứng nguyên tắc thiết kế đang được xem xét, do đó độ phân tán lẫn nhau của các thành phần 1 và 2, 3 và 4 lớn hơn so với thiết kế hiện đại hóa, đồng thời để bù đắp cho sai sót về khe hở không khí của phiên bản Horo ở Hình 1.9, a, cần có vòng bù 6 Tuy nhiên, trong thiết kế ở Hình 1.9, b, nguyên tắc 26 a) 5 b) Hình. 1.9. Chất lượng thấu kính xử lý khớp RE và BE không được hài lòng bởi phần thân 7, điều này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng căn chỉnh của các thành phần 1, 2 với 3, 4. 1.2.3. NGUYÊN TẮC CÔNG NGHỆ CHÍNH XÁC CỦA CÁC BỘ PHẬN Nguyên tắc này bao gồm việc tính đến các yếu tố môi trường khi ấn định dung sai cho các đặc tính của vật liệu của một bộ phận và độ chính xác của quá trình chế tạo nó. Người thiết kế phải nhớ rằng chi phí của bộ phận phần lớn phụ thuộc vào dung sai. Vì vậy, chất lượng của vật liệu được sử dụng càng cao thì càng đắt tiền. Ví dụ, giá thành của kính quang học loại thứ nhất, loại A, xét về chỉ số khúc xạ và độ phân tán trung bình, cao hơn vài lần so với kính cùng nhãn hiệu của lý thuyết Ka thứ năm, loại R, và chi phí, có tính đến tính đến tất cả các chỉ số chất lượng, có thể khác nhau theo một mức độ lớn. Trong bộ lễ phục. Hình 1.10 cho thấy biểu đồ về mối quan hệ giữa dung sai 8q đối với độ chính xác khi chế tạo của bộ phận và chi phí thực hiện ZBq của nó. Biểu đồ hiển thị một đường cong được hình thành bởi các phần của hyperbol đều 1 4, mô tả chi phí để được phê duyệt khi xử lý một bộ phận trên các thiết bị khác nhau bằng nhiều công cụ, thiết bị khác nhau, v.v. Các điểm nút E, P, T, được hình thành bởi giao điểm của các đường tương ứng các đường cong, là ranh giới của các vùng đặc trưng cho chi phí thấp, trung bình và cao và hợp tác. 1.10. 3tùy theo giá thành của m.OCn1 và On1 - mức độ chính xác tương ứng với iseOnl, vượt quá giới hạn denl, hoặc độ chính xác thấp, trung bình và cao của các quy trình công nghệ, gọi là kinh tế. II, sản xuất và kỹ thuật. Mức độ chính xác (EL) kinh tế (giảm) của các quy trình công nghệ (dung sai được biểu thị bằng 8q tương ứng với độ chính xác đạt được trong sản xuất hàng loạt khi chế tạo các bộ phận trên thiết bị tự động và phổ thông bằng cách sử dụng các công cụ, thiết bị và thiết bị tiêu chuẩn. Việc kiểm soát được thực hiện bởi phương tiện đặt tại nơi làm việc (micromet, thước đo, cỡ nòng, kính tiêu chuẩn). Đối với các nhà máy công nghiệp quang học, mức kinh tế trung bình bắt đầu bằng 9 mức độ chính xác 1 O'ro. (PUT) tương ứng với độ chính xác 8q, đạt được trong sản xuất nối tiếp. khi sản xuất các bộ phận cũng tự động và thiết bị phổ thông, nhưng với việc sử dụng các công cụ, thiết bị và quy trình công nghệ đặc biệt (ví dụ: trong sản xuất các bộ phận: trên máy mài; sử dụng máy cắt kim cương; mũi doa; đồ gá lắp.. dây dẫn; thiết bị định tâm phôi; với số lượng ngày càng tăng của những chu kỳ lặp đi lặp lại"< выхаживанием) обработки поверхностей детали и т. п.). Контроль произво" дится средствами, находящимися как на рабочем месте, так и в отделе техническоrо контроля (ОТК) цеха. Производствен" 4 3 о Д бq т бq п бq э 28 ному уровню соответствуют в среднем допуски по 6 8 MY квалитетам точности. Техническому (высокому) уровню точности (Т"У"Т) COOT ветствует предельно высокая точность 8q , которая может т быть достиrнута с помощью специальных (прецизионных) оборудования, инструмента, технолоrических процессов и условий производства. Например, для достижения точности нанесения делений на штриховых лимбах (диаметром око.. ло 100 мм) с поrрешностью 1 2" используют прецизионные делительные машины, производят стабилизацию темпера" туры (до COTЫ долей rpaдyca), давления и влажности в рабо \ чем помещении, осуществляют защиту от вибраций и друrие мероприятия. Контроль деталей выполняют с привлечением лабораторных средств (автоколлиматоров, микроскопов, ин Tepq>epoMeTpoB). Trình độ kỹ thuật tương ứng với trình độ 4 5 MY. Hơn độ chính xác cao Việc sản xuất một bộ phận (vùng D) có thể đạt được bằng cách hoàn thiện nó, thực hiện trên máy móc hoặc bằng cách gia công kim loại thủ công (cạo, mài, doa, cán, v.v.), theo quy định, trong quá trình lắp ráp bộ phận đó thành một đơn vị (thông thường quá trình này được gọi là bù công nghệ cho các lỗi bộ phận) đi qua các điểm nút E, P, t và mô tả mối quan hệ giữa dung sai và chi phí thực hiện: t ZBq 2t + Z05q, 8q (1.1) số mũ (thường được coi là t == 0,5 -7 1); ZOBq chi phí sản xuất (một phần tử) của một bộ phận theo dung sai tự do. Do đó, khi ấn định dung sai cao (chặt chẽ) cho độ chính xác chế tạo của các bộ phận, người thiết kế phải lưu ý đến rằng điều này sẽ dẫn đến chi phí của họ tăng đáng kể, do đó, dung sai như vậy phải được chứng minh bằng các yếu tố khác liên quan, chẳng hạn như chi phí 29 Zoq \ , \ \ \ \ \ \ \ \ \ , "".. .. .... ...-... ......- 3 I ,/,/,//" 1 lắp ráp, độ chính xác q)hoạt động của thiết bị Bcero, v.v. Chi phí lắp ráp các bộ phận, như được biết đến, phụ thuộc vào độ chính xác của chúng khi sản xuất (Hình 2). 1.11, đường cong 2) và có thể được đặc trưng bởi sự phụ thuộc: Z8q == R8 q 2r + R 08q , (1.2) bq r de R coeq (riêng để biểu thị dung sai theo đơn vị chi phí; r> O số mũ ; R 08q chi phí của lắp ráp trong trường hợp không có sự không hoàn hảo. Sự phụ thuộc này là do chi phí lắp ráp tăng lên khi độ chính xác sản xuất của các bộ phận ngày càng tăng, vì các bộ phận lớn thường yêu cầu điều chỉnh, phụ kiện và điều chỉnh bổ sung trong quá trình lắp ráp (công suất của chúng lớn hơn nhiều), và cũng làm cho khó sử dụng vốn lắp ráp tự động . Nhìn chung, người thiết kế khi ấn định dung sai phải tính đến chi phí sản xuất và lắp ráp các bộ phận (Hình 1.11, đường cong 3), nếu có thể, ấn định dung sai tương ứng với mức độ kinh tế về độ chính xác, chế tạo và lắp ráp. Trong tương lai, chúng ta sẽ xem xét một số vấn đề liên quan đến việc nghiên cứu các phụ thuộc 1 và 2 và có tính đến các yếu tố kinh tế khi tính toán dung sai. Hình 1.11. Độ chính xác của việc xây dựng chúng 1.3. ý nghĩa thiết kế (như một phần tử cấu trúc) là thiết kế của một đơn vị lắp ráp cơ bản, bao gồm hai hoặc nhiều bộ phận tiếp xúc trực tiếp với nhau. Các bộ phận được kết nối tạo thành các cặp tiếp xúc, được phân loại là: di động và cố định. ;kết nối lKết nối các bộ phận theo nghĩa công nghệ (như một thao tác lắp ráp) là việc nối các bộ phận bằng cách nối, bắt vít, loe, hàn, v.v. 30 a) 1 b) r .... " / " ;B l l / ; / ;" A 71 L t 2 le; fVT 1 3 la SV Ci"l BESU d,/ RE 2 BES I ll, AB i B l L .! BES RES "RE 1 Hình 1.12. Các phần tử, khớp nối của den/, được xác định bằng q)hình dạng, lực và sự buộc chặt; ghép (sao chép.. kéo) dọc theo bề mặt, dọc theo đường thẳng và tại điểm. Trong mối nối, có là một phần cơ bản và đang hoạt động (đính kèm "chính), cũng như các phần tử (bề mặt) cơ bản (UES) và hoạt động (RES) của kết nối. Trong bộ lễ phục. Hình 1.12, và thể hiện sự kết nối của mặt số 1 với trục 2. Phần đế ở đây là trục, còn mặt số làm việc là phần tử cơ bản kết nối chốt trục cho vòng bi, phần tử làm việc là bề mặt của mặt số , trên đó đặt các phần phân chia của nét ero. Trong Hình 1.12, b hiển thị kết nối của thấu kính (phần 1 được gắn làm việc) với khung 2 (phần cơ sở) bằng cách sử dụng vòng ren 3, là phần phụ trong kết nối. buộc ống kính vào bề mặt lắp cuối của khung. Các chỉ số về chất lượng của kết nối được chia thành: hoạt động (độ chính xác, độ tin cậy, khả năng chống mài mòn, khả năng chịu tải, v.v.); v.v.); đặc tính kỹ thuật của các kết nối lắp ráp, điều chỉnh và điều khiển, trước hết, chúng cố gắng đạt được độ chính xác (đặc trưng bởi độ chính xác của vị trí của RES so với BES, Hình 1.12), độ tin cậy và khả năng sản xuất. Chúng ta hãy xem xét các nguyên tắc thiết kế kết nối để có thể đảm bảo các chỉ số này, dựa trên 31 quy tắc và luật chung về việc áp đặt các kết nối vật chất của các bộ phận với nhau. 1.3.1. NGUYÊN TẮC KẾT HỢP CÁC BỘ PHẬN LÀM VIỆC TRONG MỐI LIÊN Khi thiết kế các mối nối, thiết kế được ưu tiên là thiết kế cho phép hành trình KOH của các bộ phận tiếp giáp được thực hiện dọc theo các bộ phận làm việc của chúng. Trong trường hợp này, các phần tử làm việc và phần đế của phần được nối được kết hợp lại, chuỗi chiều giảm đi và độ chính xác về vị trí của RES so với BES được tăng lên. Ví dụ, trong trường hợp vị trí của các hành trình quay số trên bề mặt r (xem Hình 1.12, a), nguyên tắc sẽ không được đáp ứng, vì phần tử làm việc (bề mặt D) của phần đế (con lăn) không được đáp ứng. kết hợp với phần tử làm việc của phần đính kèm. Trong trường hợp vị trí của các nét của mặt số trên bề mặt B, dọc theo đó l:i:mba tiếp xúc với bề mặt D của con lăn, nguyên tắc được tuân thủ và có thể lập luận rằng độ chính xác của vị trí của RES so với BES (tacq) của con lăn) sẽ cao hơn trong trường hợp đầu tiên. Phần 1 sẽ có công nghệ tiên tiến hơn vì không cần phải duy trì dung sai nghiêm ngặt đối với hình dạng nêm của nó so với phương án đầu tiên. a) b) 1 2 2 1 BE 1 BES (BE 2) "" BES (BE 2) Hình. 1.13. Kết nối gương với khung 32 Trong Hình. Hình 1.13 thể hiện thiết kế kết nối giữa gương 1 và giá đỡ 2. Thiết kế như hình 1. 1.13, b, giúp định hướng chính xác hơn bề mặt phản chiếu của gương (RES) so với đế của KpOH matte (BES) và không yêu cầu dung sai nghiêm ngặt đối với hình dạng nêm của gương so với thiết kế được hiển thị trong bộ lễ phục. 1.13, A. 1.3.2. nguyên tắc KHÔNG CÓ TẦNG THIẾU TRONG KẾT NỐI CÁC BỘ PHẬN (SỰ XÁC ĐỊNH TĨNH CỦA I KẾT NỐI) Tạo cho vật thể một vị trí xác định, cố định trong không gian gọi là đế. Khi căn cứ, bậc tự do vượt quá của phần được gắn vào so với phần đế trong liên kết của chúng sẽ bị loại bỏ. Cơ sở được gọi là dư thừa khi bậc tự do bổ sung của phần đính kèm bị lấy đi nhiều lần, tức là khi có nhiều hơn một kết nối được thực hiện để lấy đi bậc tự do bổ sung Ha. Mối quan hệ giữa bậc tự do còn lại n và số lượng liên kết xếp chồng m phải là n + m == 6. Để xác định các liên kết thừa (hoặc không đủ) trong một liên kết, hãy sử dụng công thức q) Ddtf [""1,3) ""1 k==5 q == n + "LPkK 6, k==l (1.3) rde P k là lớp của một cặp tiếp điểm cơ bản, xác định số bậc tự do mà cặp tiếp điểm đó lấy đi ( ví dụ, với tiếp điểm tại điểm P 1 == 1; với tiếp điểm tại các đường р 2 == 2; đối với tiếp xúc dọc theo mặt phẳng Р 3 == 3; đối với tiếp xúc dọc theo bề mặt hình trụ Р 4 == 4; nus, vít Р 5 == 5, trong bảng. 1.2 chỉ ra các lớp của một số cặp tiếp điểm cơ bản); K là số cặp của một lớp nhất định. Nếu q bằng 0 thì vị trí trong kết nối là chính xác; nếu q nhỏ hơn 0 thì phần OCTa đính kèm có bậc tự do quá mức; nếu q lớn hơn 0, điều này có nghĩa là có sự dư thừa trong kết nối. 33 Sự tiếp xúc của các bề mặt tiếp xúc của các bộ phận Dọc theo một điểm Dọc theo một đường thẳng; hai điểm; đường vành Lớp Cặp (số bậc tự do bị trừ) P...-, 1 P2 2 KL,assy" el,ementarny"x xontaxtnbl"x cặp Kết hợp<рорм поверхностей де1"алей в соединениях т аблu ца 1.2 Сфера цилиндр Сфера сфера "z Сфера плоскость Цилиндр цилиндр Z. 7 Цилиндр пло Сфера призма скость Сфера цилиндр Цилиндр цилиндр P2(Z, <ру) Z х.. Р 2 (У, Z) Р 2 (У, Z) По плоскости; Рз Плоскость пло.. Сфера конус Плоскость кольцевой ли.. скость три сферы нии; cqJepe; трем.Z Z" точкам,У, r · ... Х " Р З (Zt Đế quá mức có thể dẫn đến sự không chắc chắn về vị trí của các phần tử làm việc của kết nối so với các phần tử cơ bản, xuất hiện biến dạng của các bộ phận và độ phức tạp của việc lắp ráp chúng (nghĩa là mối quan hệ như vậy sẽ không chính xác, đáng tin cậy và công nghệ) Ví dụ: để nối thanh trượt 1 ( Hình 1.14, a), di chuyển dọc theo trục bằng các thanh dẫn hướng hình trụ 2 và 3, ta thu được q == 1 +4 2 6 == 3. Thiết kế này có đế dư thừa ( . ba trong số... các kết nối dự phòng), do lỗi trong quá trình chế tạo các bộ phận (độ chính xác về khoảng cách giữa các trục, các lỗ trên con trượt và trục trục không song song), sự biến dạng của con trượt và kẹt trong quá trình di chuyển có thể xảy ra, đặc biệt trong trường hợp dao động nhiệt độ. Điều này có thể tránh được bằng những khoảng trống lớn trên các thanh dẫn hướng, dẫn đến mất độ chính xác hoặc bằng cách điều chỉnh cẩn thận các xi lanh, điều này sẽ làm tăng đáng kể cường độ lao động khi lắp ráp mối nối. Thiết kế của thanh trượt, thể hiện trong hình. 1.14, b, không có những thiếu sót sau: q == 1 + 4. 1 + 1 . 1 6 == o. trong một số trường hợp, có thể nhận thấy sự vi phạm nguyên tắc bằng mắt thường bằng cách sao chép giao diện của các bộ phận (các phần tử cơ bản), lấy đi các mức độ giống nhau. 1.14. Kết nối thanh trượt với các thanh dẫn hướng 36 a) 2 không có sự tự do ở phần được gắn so với phần đế (Hình 1.15, a, c). Sự không chắc chắn của đế có thể được loại bỏ bằng cách thay đổi thiết kế của các bộ phận tiếp giáp (Hình 1.15, b) hoặc bằng cách tiến hành xử lý COOT công nghệ chung đối với các bề mặt liên quan của các bộ phận tiếp giáp (kích thước n khung1 và đế 2, Hình .1,15, c). Trong các thiết kế kết nối trong đó việc ghép các bộ phận được thực hiện đồng thời dọc theo hai bề mặt (Hình 1.16), có thể tránh được độ không đảm bảo về mặt lý thuyết của đế trong một kết cấu thực bằng cách kiểm soát các kích thước tương ứng của các bề mặt ghép hoặc dung sai về độ chính xác của chúng. Trong bộ lễ phục. 1.16, a thể hiện thiết kế kết nối giữa khung thấu kính và ống có đai định tâm c) Double in Z,<Рх, <ру б) Рис.l.15.ДуБЛl.lрование в сопряжении деnl,алей а) б) t , ! J L«D Дубль по Х, У, <Рх, <ру " v , Дубль по <рх,<ру Рис. 1.16. Сопряжение деталей в соединении по двум nоверхностям. 37 и резьбу для фокусировки объектива. Чтобы не возникало избыточности базирования в этих сопряжениях, необходи" мо посадку резьбы ПрОИ3БОДИТЬ с r"арантированно большим зазором по сравнению с зазором посадки цилиндричеСRоrо пояска. На рис. 1.16, б представлено соединение вала с подшип" ником, в котором наклоны вала BOKpyr осей Х, У отняты сопряжением ero с подшипником и ПО плоской, и по цилин" дрической поверхностям. Реальное дублирование может возникнуть здесь из..за равенства соответствующих баз (D, L) поверхностей, оrраничивающих повороты (см. п. 1.3.6). Для устранения реальноrо избыточноrо базирования в подобном соединении следует ero конструкцию изменить так, чтобы одна из баз была бы MHoro меньше друrой (рис. 1.16, в, z). в ряде случаев проверка соединения на избыточность ба" зирования требует тщательноrо анализа, поскольку ero ре" зультат не так очевиден, как в рассмотренных примерах. На рис. 1.17 показана типовая конструкция соединения (крепления) плоско"выпуклой линзы с оправой с помощью резьбовоrо кольца. Если q)ормально подойти к определению \ класса элементарных пар контакта в этом соединении, мы должны записать, что: контакт сq)ерической поверхности линзы с буртиком оправы (рис. 1.17, а) является парой тре" тьеrо класса (Р 3) и отнимает смещение линзы по осям Х, У, z; посадка линзы в оправу по цилиндрической поверхности является парой четвертоrо класса (Р 4) и отнимает у линзы Р2 (Х, У) Р 4 (Х, У, <Рх, <ру) Р3 (Z, <Рх, <ру) а) Рз(Z,Х, У) Р 4(Х" У, <Рх,<Ру) Р2(<РХ,<РУ) б) D п Рис. 1.17. Крепление линзы в оправе реаьбовым "ольцом 38 смещения по осям Х, у и повороты BOKpyr этих осей <Рх, <ру; резьбовое кольцо, замыкающее линзу на буртик о-правы (по оси Z), воздействуя на плоскую поверхность линзы, отнима ет у нее повороты BOKpyr двух осей <Рх, <ру. Поворот линзы BOKpyr оси Z(2р (ma sát р yrol), tức là xấp xỉ ШIО: D D 2R > 2/! ::::: 0,3, (1.4) rde R là bán kính của thấu kính; Jl là hệ số ma sát trượt của vật liệu làm khung và thấu kính. Khi mối quan hệ này không BY Completed, trong cách chia động từ otni FD l t F tr Fig. 1.18. CaMoceNtrirov "thấu kính" ở khung 39 chịu sự dịch chuyển dọc theo trục Z và các phép quay BOKpyr của trục X, y (<Рх, <ру). Рассмотрим сопряжение линзы по посадочному цилин дру диаметром D л с отверстием оправы. Как известно, эта посадка должна быть с rарантированным зазором. Поэто МУ при выполнении условия (1.4) линза не контактирует с оправой (рис. 1.18) по цилиндрической поверхности диа" метром D л, и это сопряжение не должно учитываться при определении избыточности базирования в соединении. Co пряжение цлоской поверхности линзы с резьбовым коль.. цом, как было сказано, оrраничивает повороты линзы (во" Kpyr центра кривизны сферической поверхности) по осям Х, У. Следовательно, данное соединение является статически определенным: q == 1 +3 . 1 + 2 . 1 6 == о. Коrда условие (1.4) не выполняется, смещения линзы вдоль осей Х, у оrраничиваются ее сопряжением с оправой по посадочному цилиндру, а смещение вдоль оси Z торце" вой кромкой оправы. Сложнее обстоит дело с анализом оrраничения поворо" тов. Повороты BOKpyr осей Х, у оrраничиваются и торцевой кромкой оправы, и цилиндрической поверхностью поса.. дочноrо отверстия и, вроде бы, резьбовым кольцом. Одна" ко из..за Toro, что база торцевой кромки, оrраничивающая повороты, MHoro больше соответствующей базы (длины) I цилиндрическои поверхности линзы, а также вследствие Toro, что усилия, развиваемые резьбовым кольцом, не при" водят к развороту линзы, следует считать, что в реальной конструкции именно торцевая кромка будет определять уrловое положение линзы. Таким образом, при невыполнении условия (1.4) соедине ние не будет иметь избыточноrо базирования, однако роль поверхностей оправы в оrраничении подвижности линзы будет иной. "Указанное обстоятельство приводит к тому, что требования (допуски) к параметрам оправы линзы, резьбово" му кольцу и линзе соединения на рис. 1.1 7 будут раз н ы м и в зависимости от условия (1.4). Например, при выполнении условия (1.4) в соединении, показанном на рис. 1.17, а, отверстие оправы диаметром D должно быть соосно С базовой осью Br оправы, а в соедине" нии, показанном на рис. 1.17, б, этой соосности не требуется, 40 а) б) Цш Наllра ленuя 1."350 llере.меll енuя резца Рис. 1.19. Требования 11: оправе при выnолн-ении условия са.моцен-пtрuров"u ЛUН-ЗЪ/. но зато требуется соосность резьбовоrо отверстия М. Допуск на центрировку самой линзы может быть более широким (свободным) по сравнению со случаем, коrда условие (1.4) не выполняется. Перпендикулярность торцевой по"верхности резьбовоrо кольца к ero резьбовой поверхности будет иметь жесткий допуск в случае выполнения условия (1.4) и широ" кий в случае ero невыполнения. Анализ данноrо соединения на избыточность базирова" ния заставляет конструктора обратить внимание на такие «мелочи, которые часто выпадают из ero поля зрения. Так, опорная кромка буртика оправы не должна иметь rpaTa и за.. усениц, поэтому направления движения резца,."tолжны быть от кромки в «тело детали (рис. 1.19, а, б) при ее обраб,отке. В случае, коrда для уменьшения де(l)ормации кромки апра" вы и линзы при закреплении последней кромку выполняют под уrлом 1350 либо под уrлом, касательным к сq)ерической поверхности линзы (рис. 1.19, б, в), необходимо обеспечить расположение вершины конической поверхности кромки на базовой оси оправы. . . 1.3.3. ПРИНЦИП rЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПРЕДЕЛЕННОСТИ КОНТАКТА ПАР В СОЕДИНЕНИИ Этот принцип заключается в определенностu положенuя и формы контакта сопряzаемых поверхностей деталей. Реальные поверхности деталей имеют макро" и микропо" rрешности формы поверхностей. В результате детали кон.. 41 а) 3)) \ / \ I б) F Рис. 1.20. Сопряжение.зер"ала с оправой тактируют друr с друrом не по линиям и поверхностям, а по пятнам (площадкам) неопределенной (рормы, размеры и по ложения которых в сопряжении также неопределенны. Эта неопределенность снижает точность расположения присоединяемой детали и несущую способность базовой дe тали. Наибольшее влияние на точность оказывает не9преде ленность расположения пятен контакта. На рис. 1.20, а изображено соединение зеркала 1 с опра вой 2 с помощью трех уrольников. Из за поrрешностей фор" мы сопряrаемых поверхностей зеркала и оправы их контакт будет происходить не по плоскости, а по трем площадкам 3, расположение и форма которых MorYT быть произвольными в пределах сопряrаемых поверхностей. В результате возни z б) у а) Х. у в дС z z х в) Х у I C C Рис. 1.21. Соnряженu.е осей с nодшипни"ами 42 кает объемная деформация зеркала под F действием сил F со стороны уrольников и...... реакции R со стороны оправы, приводя щая к порче качества изображения. Соединение, изображеIПIоенарис.1.20, б, обладает определенностью расположения площадок контакта блarодаря специаль ным выборкам (либо прокладкам) на опра ве. Здесь возникает только контактная деформация зеркала в пределах контакти рующих зон,.. не приводящая к ухудшению качества изображения. Неопределенность расположения и фор мы контакта цилиндрической оси Bpa Рис. 1.22. Сопряжение щения с подшипником (рис. 1.21, а) не менис"а с оnрав.ой позволяет определить базу В между элементами поверхно сти, оrраничивающими ее наклоны BOKpyr координатных осей Х, У, требует тщательной обработки всей поверхности и отсутствия бочкообразности. Выборка на поверхности оси (рис. 1.21, б, 8) приводит К соблюдению рассматриваемо ro принципа и позволяет избежать упомянутые HeДOCTaT ки конструкции соединения." По этим причинам осущест вляют также выборки на протяженных поверхностях ползунов или направляющих поступа тельноrо движения (см. рис. 1.26). Выборки на торцевой опорной поверхности оправы под линзу (рис. 1.22) позволяют соблюсти также принцип силовоrо замыкания этоrо соединения, изложен ный в следующем парarра(l> đ.1 1.3.4. NGUYÊN TẮC ĐÓNG LỰC Việc đóng lực các kết nối phải được thực hiện sao cho đường tác dụng của lực đóng đi qua vùng tiếp xúc (nền) của các bề mặt tiếp xúc. Khi đó lực và phản lực sinh ra không tạo thành mô men xoắn tác dụng lên phần gắn và phần đế. Các ví dụ về nguyên lý MorYT này là việc lắp gương được xem xét (xem Hình 1.20, b), cũng như phương pháp nổi tiếng để gắn một thấu kính mỏng, nằm trên ba phần nhô ra của khung bằng một vòng có ren và đàn hồi, có ba phần nhô ra được đặt 43 so với phần nhô ra của khung (xem Hình 1.22), sử dụng phím dẫn hướng (vít) 1. Khi một kết nối truyền lực (giá đỡ, cặp bánh răng và ma sát, ly hợp, v.v.) hoặc cần phân phối lực (dỡ gương, đỡ quay, v.v.), người ta phải được hướng dẫn theo nguyên tắc truyền lực (Mozo thẳng và Đường dẫn KopotKozo, biến dạng phối hợp НIlЪLХ, N;OMpeH F F F Hình 1.23. Phân bố khối lượng của bộ phận trên các điểm đỡ Ar 1A Hình 1.24. Raaeruz "a, M, gương cho 18 gối đỡ: 1 gối đỡ ; 2 dỡ tải bệ; 3 bản lề hình cầu 44 phân bổ lực, được xác định bởi MI trong công việc. Ví dụ, Hình 1.23 thể hiện các sơ đồ giảm thiểu độ biến dạng của một bộ phận dưới tác dụng của lực F (ví dụ: khối lượng) khi lắp đặt nó. trên một số điểm đỡ. Hình 1.24 cho thấy thiết kế của gương kính thiên văn, cho phép giảm thiểu sự biến dạng của gương do sự phân bố khối lượng đồng đều trên 18 giá đỡ e: Các bộ phận của tôi so với đế phải được đặt vuông góc. theo hướng dịch chuyển bằng không. Trong trường hợp này, vị trí của các phần tử làm việc của kết nối so với phần đế được đảm bảo chính xác hơn, chế độ nguồn trong kết nối sẽ thuận lợi hơn (liên quan đến biến dạng của các bộ phận, độ mòn của chúng) và các bộ phận sẽ công nghệ tiên tiến hơn. Trong bộ lễ phục. Hình 1.25 cho thấy hai phương án để hạn chế chuyển động CMe của thanh 1 dọc theo trục Y theo phần 2. Trong Hình. 1.25, và bề mặt của phần 2, dùng để hạn chế chuyển vị của thanh, pac được đặt vuông góc, và trong Hình. 1.25, b nghiêng một góc 900 a so với trục Y Do đó, đối với phương án thứ nhất, kích thước của vị trí thanh dọc theo trục Y do kích thước dq (ví dụ độ nhám) của phần 2 sẽ bằng nhau. đến chính chiều: dU dq dq; và trong tùy chọn thứ hai, nó sẽ lớn hơn: АУдq dq/cosa. a) 2 b) l 1 2 1 "* 1"""" "1 o s l" , " , " " "1 Hình 1.25. TỔNG HỢP CÁC CHUYỂN ĐỔI THÀNH"a 45 C C Z y b // B B Fig. 1.26. Hướng dẫn nhỏ của chuyển động tiến bộ Phản lực R từ phía của phần 2 đến lực đóng 8 trong phiên bản đầu tiên bằng (không tính đến lực ma sát) với bản thân lực: R 8; và trong tùy chọn thứ hai, nó lớn hơn: R 8 jcos a (tức là các bộ phận sẽ bị mài mòn nhiều hơn). Ngoài ra, một lực thành phần T == 8 tg a xuất hiện, có thể dẫn đến uốn cong và quay (so với trục X) của thanh trong khe dẫn hướng. Khi sản xuất ở phương án thứ nhất cần đảm bảo tham số l, còn ở trường hợp thứ hai cung cấp tham số l và a. Do đó, sử dụng ví dụ cơ bản này, người ta có thể tin chắc rằng việc tuân thủ nguyên tắc hạn chế chuyển động của các bộ phận trong các kết nối giúp tăng độ chính xác, độ tin cậy và khả năng sản xuất của thiết kế. Do đó, dẫn hướng hình trụ Bpa chuyển động cẩn thận được ưu tiên hơn so với dẫn hướng hình nón (xem Hình 1.21, c), và dẫn hướng chuyển động tịnh tiến loại hình chữ T tốt hơn dẫn hướng loại XBOCT đuôi én (Hình 1.26). Độ chính xác của cơ cấu cam 1 với góc ép 1 nhỏ hơn sẽ cao hơn cơ cấu cam 2 với góc ép 2 lớn hơn (Hình 1.27). Độ chính xác của việc truyền chuyển động bằng cơ cấu vít có ren góc nhọn lớn hơn so với ren hình thang 2 1 C " . " / 1 1 ]! j / / / / / / / / / / / / Hình. 1.27. Flat "ulch" và 46 a) c) b) 300 Hình 1.28. Cơ cấu vít. Ren và băng (Hình 1.28, a c), hoặc khi vít được chế tạo bằng ren hình thang và đai ốc bằng băng thẳng chính xác. (Hình 1.28, z). Trong Hình 1.29, một phần của thiết kế thấu kính được hiển thị, khe hở không khí d giữa các thấu kính KOToporo được duy trì bằng cách sử dụng vòng trung gian có kích thước l. , độ chính xác của khe hở không khí d sẽ không chỉ bị ảnh hưởng bởi độ chính xác của kích thước vòng l mà còn độ chính xác của đường kính vòng D 1 và D 2. Ví dụ: D 1 (1 1) !J.d6. bán kính của các bề mặt thấu kính vuông>eric. Ngoài ra, kết nối này có thể rất quan trọng đối với sự thay đổi nhiệt độ ở các hệ số khác nhau a) l..... q C\I q d b) C\I q..... q d l Hình 1.29. Tập "nl,iv 47 z y x / / / , / / /// // 2 Hình. 1h30. Một đơn vị giãn nở tuyến tính "cao cấp" có thể di chuyển được của vật liệu thấu kính và vòng, dẫn đến sự thay đổi khác nhau về đường kính tương ứng của vòng và thấu kính, gây ra sự xuất hiện biến dạng và lệch của các thành phần quang học. “Việc loại bỏ những thiếu sót này đạt được trong các thiết kế HEKO bằng cách chế tạo các thấu kính có cái gọi là cổ hình chữ U (Hình 1.29, b), giúp có thể tuân thủ nguyên tắc hạn chế chuyển vị. Vi phạm nguyên tắc đang được xem xét sẽ dẫn đến. , ví dụ, thực tế là khi cố định vị trí di chuyển của cỗ xe 1 mang hệ thống chiếu của kính hiển vi đo phổ quát "UIM 23", vít 2 gây ra sự dịch chuyển đáng kể dọc theo trục X (Hình 1.30). Sẽ đúng hơn nếu các thanh dẫn hướng khớp đúng thực hiện việc cố định theo hướng của trục Y; ĐỐI VỚI KOToporo, nguyên tắc hạn chế chuyển vị được tuân thủ. 1.3.6. NGUYÊN TẮC GIỚI HẠN LƯỢT LƯỢT. Theo nguyên tắc này, các kết nối do phần đế áp đặt lên phần được đính kèm phải được đặt trên cơ sở lớn nhất có thể. Khi đó độ chính xác của vị trí của bộ phận được đính kèm, tất cả những thứ khác đều bằng nhau, sẽ là nhỏ nhất. Trong bộ lễ phục. Hình 1.31 trình bày sơ đồ thiết kế kết nối trục 1 với ổ trục 2 để quay gương BOKpyr của trục Y. Tùy chọn được hiển thị trong Hình. 1.31, a, kém hơn so với tùy chọn được hiển thị trong Hình. 1.31, b, do đế Bl giữa các ổ trục hạn chế khả năng quay của trục so với các trục Z, X (ví dụ do độ lệch p MuapeH 48 a) trong 1 L b) B 2 z x y”, y Hình. 1.31. Hệ thống gương hướng trục vòng bi x == Hz z == L x == L z == N x 8 y == N x Các thiết bị chức năng (FU) phức tạp hơn các kết nối, các đơn vị lắp ráp, bao gồm số lượng lớn hơn các bộ phận và phần tử có thể được thực hiện cùng với các thành phần khác của OP (hoặc độc lập) một (l>Chức năng. Đây là, ví dụ: , thấu kính, thị kính, cơ cấu, thiết bị quét, thiết bị gắn nguồn và máy thu bức xạ, cửa chớp, màng chắn, bệ, cảm biến, v.v. Trong các đơn vị, đơn vị, nên phân biệt giữa làm việc (điều hành), cơ bản (ổ trục) và tham chiếu ( mẫu mực) các bộ phận và các phần tử làm việc (REU), cơ bản (REU) và tham chiếu (EEU). Các chỉ số chính về chất lượng của các thành phần và độ chính xác (vị trí của REU so với EEU và EEU) của việc truyền và chuyển đổi thông tin, chất lượng. của hình ảnh được tạo, độ tin cậy và khả năng sản xuất. Các nguyên tắc được thảo luận trong các phần sau bao gồm các quy tắc chung để thiết kế FU cơ học và quang học của thiết bị, giúp tối ưu hóa cấu trúc, kết nối bên trong và tương tác của các phần tử của chúng. tăng các chỉ số chất lượng đã đề cập của các FU được tạo ra. 1.4.1. NGUYÊN TẮC ABBE Theo nguyên tắc này hay còn gọi là nguyên tắc loại trừ diện tích so sánh, phần tử tham chiếu của thiết bị phải được đặt ở vị trí COOC1l0 với phần tử làm việc (hoặc đối tượng được đo). Trong trường hợp này, độ chính xác của sự sắp xếp tuyến tính lẫn nhau của các phần tử tham chiếu và phần tử làm việc giảm khi xảy ra chuyển động quay của các bộ phận do lỗi công nghệ hoặc vận hành (khoảng trống, lỗi (hình dạng của bề mặt tiếp xúc, biến dạng, va đập, v.v.). hiển thị một ví dụ cổ điển, đặt tên thứ hai cho nguyên tắc với các bộ so sánh ngang (Hình 1.44, a) và dọc (Hình 1.44, b). Thang đo P, vị trí tương đối của các đường thẳng được đo bằng kính hiển vi đọc M 1, M 2. Trong bộ so sánh ngang, do chuyển động quay của vận chuyển (q>z) BOKpyr của trục Z, gây ra bởi sai số của theo hướng dẫn, sai số đo đáng kể Yl phát sinh độ nhỏ bậc nhất, tỷ lệ thuận với khoảng cách H giữa các thang đo (Hình 1.44, c): Yl == Hsin q>z H q>z. Abbe đề xuất đặt thang đo tham chiếu và thang đo đã hiệu chuẩn đồng trục, chuyển đổi bộ so sánh thành thang đo dọc (bộ so sánh Abbe). Trong trường hợp này, độ chính xác của phép đo do chuyển động quay của bàn trượt sẽ chỉ bằng BToporo ở cấp độ nhỏ (Hình 1.44, z): Y2 == L L" == L2sin 2 (q>/2) L(q> 2/2). Hãy xem các ví dụ điển hình về việc tuân thủ và vi phạm nguyên tắc này ở một số thiết bị hoạt động. Trong bộ lễ phục. Hình 1.45 thể hiện trục đo 1 của máy đo chiều dài, di chuyển vào các thanh dẫn hướng ổ bi 2. Phần tử tham chiếu của bút lông là raster đo (cách tử nhiễu xạ) 3, được lắp đặt đồng trục tuân theo nguyên lý Abbe với đầu (RE"U) tiếp xúc với đối tượng đo. Nếu chỉ raster được cài đặt như được hiển thị """""""""""""""""""""" a) i(n b ) 4 (M 1 X..... D<Рz ........, в) /11 е) , 1 I , н v . 11 , I I L" i"l ДУ2/ 2 L ДУl Рис. 1.44. Ko.м.napaп opы 62 штриховой линией (на верхней поверхности пиноли), то из за неизбежных поворотов пиноли при ее движении вдоль оси у возникала бы зна"чительная поrрешность измерения. С явным нарушением принципа Аббе выполнена KOHC трукция оку лярноrо микррметра типаМОВО (rOCT 786 5 7 7), схема KOToporo изображена на рис. 1.46. Перемещение у марки подвижной сетки осуществляется rайкой 5 при повороте винта 6 и связано с поворотом лимба зависимостью у == Z3 k p х, Z4 21t rде Z4, Z3 числа зубьев соответствующих колес; k и р чис ло заходов и шаr резьбы винтовоrо механизма; х уrол по ворота точной шкалы. При движении сетки из за поrрешностей направляющих происходит ее ПОБОрОТ BOKpyr ОСИ Z(z Hl

Đọc hoàn toàn

Trốn

Mở rộng ▼

Sách giáo khoa dành cho những kiến thức cơ bản về thiết kế các dụng cụ chính xác hiện đại, điển hình là các dụng cụ quang học chứa các bộ phận và thiết bị chức năng cơ, điện tử và quang học.
Điểm đặc biệt của thiết kế các thiết bị như vậy là các chỉ số chất lượng của chúng, và trước hết là các chỉ số về độ chính xác, khả năng chế tạo và độ tin cậy, phần lớn phụ thuộc vào việc thực hiện một số phương pháp, quy tắc và nguyên tắc thiết kế, phương pháp và phương pháp tổng hợp tham số và độ chính xác của cấu trúc, kiến thức về cách thức và kỹ thuật để tăng mục tiêu chất lượng trong quá trình thiết kế.
Sách giáo khoa dành cho sinh viên, sinh viên đại học, nghiên cứu sinh và giáo viên của các cơ sở giáo dục đại học về kỹ thuật dụng cụ, cũng như công nhân kỹ thuật và kỹ thuật trong công nghiệp.
Giới thiệu
Việc tạo ra công nghệ mới, dựa trên kết quả nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, bao gồm một giai đoạn hoạt động tinh thần đặc biệt, bao gồm phát triển thiết kế kỹ thuật cho sản phẩm trong tương lai.
Mục tiêu của giai đoạn này là: xác định nhu cầu của xã hội đối với một sản phẩm kỹ thuật cụ thể (có tính đến các đặc tính kỹ thuật và kinh tế, mức tiêu thụ tài nguyên thiên nhiên, tác động đến môi trường, v.v.); tìm kiếm ý tưởng, phương pháp giải pháp kỹ thuật; phát triển một thiết kế sản phẩm cụ thể với việc phát hành các tài liệu kỹ thuật cần thiết.
Công việc này được gọi là thiết kế và (hoặc) xây dựng một sản phẩm.
Thiết kế và xây dựng có mối liên hệ với nhau, bổ sung cho nhau, theo quy luật, được thực hiện bởi các chuyên gia cùng nghề - kỹ sư thiết kế, có cùng mục tiêu cuối cùng - phát triển một sản phẩm mới, và do đó toàn bộ quá trình thường được gọi là thiết kế 1.1, 1.2 hoặc thiết kế 1.3.
Tuy nhiên, trong thực tế và trong các tài liệu 1.4, 1.5, 1.6, còn có một quan điểm khác để phân biệt các khái niệm này. Người ta tin rằng thiết kế đi trước việc xây dựng và bao gồm việc xác định nhu cầu của xã hội đối với sản phẩm, tìm kiếm ý tưởng, hiệu ứng vật lý, phương pháp và nguyên tắc hoạt động phù hợp cũng như tổng hợp các cấu trúc chức năng của các phương án khả thi.
Thiết kế được hiểu là sự phát triển một phiên bản cụ thể của sản phẩm dựa trên kết quả thiết kế, trong đó thiết kế của nó được tạo ra: cấu trúc, thành phần, sự sắp xếp tương đối của các bộ phận và thành phần, phương pháp kết nối và tương tác của chúng, có tính đến vật liệu được sử dụng , công nghệ sản xuất, v.v.
Trong quá trình thiết kế, các bản vẽ của các bộ phận và bộ phận lắp ráp được tạo ra, các sơ đồ được tạo ra, dung sai lỗi và công nghệ sản xuất và lắp ráp các bộ phận được tính toán, các thông số kỹ thuật cho thiết bị được thiết lập, một bản mô tả kỹ thuật được soạn thảo và các tài liệu thiết kế khác cần thiết cho quá trình sản xuất. sản xuất và vận hành sản phẩm được phát triển.
Có hai ý kiến về sự phụ thuộc lẫn nhau của các khái niệm thiết kế và xây dựng. Theo một trong số họ, thiết kế là một quá trình lặp đi lặp lại việc chuyển đổi thông tin để có được các hệ thống kỹ thuật đáp ứng nhu cầu nhất định của con người và thiết kế là một phần của thiết kế bao gồm việc chuyển đổi thông tin để có được các mô hình đồ họa của hệ thống kỹ thuật.
Theo một ý kiến khác)