Latyev thiết kế dụng cụ quang học chính xác. Svyatoslav Latyev: Thiết kế dụng cụ chính xác (quang học). Hướng dẫn
Huân chương Lênin Matxcơva, Huân chương Cách mạng Tháng Mười và Huân chương Cờ đỏ Lao động. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT NHÀ NƯỚC mang tên. N. E. BAUMAN Phòng “Dụng cụ quang học nghiên cứu khoa học” (RL 3) Rodionov E.M.
Cơ sở công nghệ thiết kế các phần tử và thiết bị chức năng của thiết bị quang học
Phần I. Khái niệm cơ bản về thiết kế bộ phận
Giới thiệu
Khi tạo ra các thiết bị mới, họ thực hiện công việc gọi là thiết kế và (hoặc) xây dựng sản phẩm.
Trong thực tế và trong tài liệu, có hai quan điểm liên quan đến bản chất của các thuật ngữ này. Theo một số nguồn, toàn bộ quá trình phát triển một sản phẩm mới thường được gọi là thiết kế.
Trong văn học, những 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 sản phẩm, tìm kiếm ý tưởng, hiệu ứng vật lý, phương pháp và nguyên tắc hành động phù hợp, tổng hợp. cấu trúc chức năng các lựa chọn có thể.
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: thiết bị, thành phần, sắp xếp lẫn nhau các bộ phận và bộ phận, phương pháp kết nối và tương tác của chúng, có tính đến công nghệ sản xuất, v.v.
Cần lưu ý rằng, mặc dù có sự khác biệt 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 kỹ thuật này.
Các thiết bị quang học hiện đại ngày càng có yêu cầu ngày càng cao về các chỉ số chất lượng, vốn đã được đặt ra ở giai đoạn thiết kế và xây dựng. Với sự phức tạp ngày càng tăng của các đối tượng thiết kế, công việc của người thiết kế ngày càng phức tạp và có trách nhiệm hơn, việc phát triển cơ sở khoa học cho thiết kế ngày càng trở nên quan trọng. Trong những năm gần đây, sự phát triển này không đồng đều. Cùng với bộ máy tính toán xác minh kỹ thuật mạnh mẽ hiện có, vẫn còn rất ít phương pháp tính toán thiết kế cần thiết cho việc tổng hợp và tối ưu hóa các giải pháp thiết kế, và trong thiết kế thực tế, các phương pháp thực nghiệm và heuristic chiếm ưu thế.
Các tính năng đặc trưng của việc thiết kế các đối tượng phức tạp là tính chất khối lượng của các nhiệm vụ được giải quyết và tính đa biến. phương pháp khả thi. Cần phân biệt hai nhóm phương pháp: phương pháp tìm kiếm giải pháp tối ưu và phương pháp đánh giá các giải pháp khả thi: quá trình ra quyết định dựa trên sự tổng hợp của cả hai.
Phương pháp tìm kiếm chính hiện nay là phương pháp tương tự, do kinh nghiệm cá nhân của người thiết kế và kinh nghiệm khái quát trong tài liệu tham khảo: hầu hết các quyết định đều được đưa ra bằng phương pháp này. Việc đánh giá các quyết định được đưa ra có tính chất định tính và chỉ trong một số trường hợp dựa trên việc thực hiện các phép tính thử nghiệm (về độ bền, độ cứng, độ chính xác).
Trong trường hợp gặp khó khăn trong việc đưa ra quyết định rõ ràng, người thiết kế sẽ sử dụng phương pháp liệt kê các phương án đã biết. Việc đánh giá các phương án có tầm quan trọng lớn và trong những trường hợp đặc biệt phức tạp dựa trên các tính toán xác minh và thậm chí cả nghiên cứu thực nghiệm, nhưng ngay cả khi đó quyết định vẫn được đưa ra trên cơ sở kinh nghiệm. Lý do chính cho điều này là do thiếu các phương pháp kỹ thuật hiện nay để thực hiện đánh giá dựa trên một số lượng lớn các tiêu chí.
Giai đoạn phức tạp tiếp theo của quá trình ra quyết định được đặc trưng bởi sự thiếu hụt của tập hợp các phương án khả thi đã biết; quá trình thiết kế bắt đầu bằng việc tìm kiếm các phương án phù hợp, được thực hiện bằng thử và sai, và bao gồm việc phát triển các phương án mới. dựa trên sự kết hợp của những cái đã biết.
Kinh nghiệm cho thấy các phương pháp thiết kế được mô tả không đảm bảo các quyết định tối ưu trong những điều kiện này. Nguyên nhân chính là khó khăn trong việc tối ưu hóa đồng thời các thông số đối tượng cho tất cả các chỉ số. Trong điều kiện thiết kế thực tế, nhà thiết kế, mặc dù luôn chú ý đến tất cả các chỉ số trong lĩnh vực của mình, nhưng theo ý kiến của anh ta, chỉ ưu tiên một số chỉ số quan trọng nhất trong trường hợp này.
Vì vậy, hiện tại chỉ có sự tối ưu hóa hạn chế trong việc tạo ra thiết kế. Sự phát triển cơ sở lý thuyết của thiết kế ở cấp độ tổng hợp diễn ra chậm. Vì vậy, trước hết cần xây dựng các nguyên tắc xác lập sự phụ thuộc giữa giải pháp thiết kế và các chỉ tiêu chất lượng của vật thể xây dựng. Chỉ có một số tác phẩm thuộc loại này được biết đến. Tài liệu chính về các vấn đề thiết kế có tính chất quy định, dạy thiết kế thông qua các ví dụ và không chứa đựng những khái quát hóa lý thuyết.
Đặc biệt đáng chú ý là vai trò của lý thuyết độ chính xác trong việc thiết kế các công cụ. Các nguyên tắc cơ bản của lý thuyết về độ chính xác được hình thành trong các tác phẩm và được tiếp tục trong các tác phẩm. Trong bối cảnh của họ, sự chậm trễ trong vấn đề thiết kế thậm chí còn rõ ràng hơn.
Về vấn đề này, việc cải thiện quy trình thiết kế thiết bị có tầm quan trọng rất lớn.
Được biết, các bộ phận với tư cách là đối tượng thiết kế là các yếu tố chính của bất kỳ cấu trúc thực nào. Thiết kế các bộ phận là hoạt động phổ biến nhất trong quy trình chung thiết kế thiết bị. Tuy nhiên, trong văn học và thực hành sản xuất lại rất ít chú ý đến việc thiết kế các bộ phận. Có nhiều khuyến nghị rải rác về việc thiết kế các bộ phận có tính đến độ bền và độ cứng không liên quan đến điều kiện vận hành và đặc biệt là công nghệ sản xuất và lắp ráp.
Hướng dẫn này tập trung vào khía cạnh công nghệ của thiết kế. Tại Đại học Kỹ thuật Cao cấp Moscow, khoa chế tạo dụng cụ, trong hơn 40 năm đã có một khóa học “Công nghệ kỹ thuật dụng cụ” với một tên duy nhất cho tất cả các khoa từ quang học đến máy tính. Một khóa học không liên quan đến việc thiết kế các thiết bị cụ thể. Ví dụ, hãy xem sách giáo khoa “Công nghệ chế tạo dụng cụ” 1968 - sách hướng dẫn giáo dục tổng quát về các quy trình: đúc, dập, nhựa, cắt, v.v.
Mặc dù từ lâu các doanh nghiệp ở nước ngoài đã có quy định: “Sản phẩm phải được thiết kế phù hợp với quy trình công nghệ”.
Không có công nghệ nào cả, cũng như không có sản phẩm nào không có công nghệ. Mỗi sản phẩm, mỗi chi tiết đều đòi hỏi công nghệ riêng. Ví dụ: có thể có một quy trình: dập cho các bộ phận máy tính và dập cho màng chắn mống mắt, nhưng công nghệ sản xuấtkhác biệt . Đã có những nỗ lực không thành công để sản xuất các sản phẩm sao chép trong nước. Bạn có thể tạo bản vẽ, thậm chí chuyển đổi inch sang mm, nhưng than ôi, công nghệ này không thể sao chép được.
Hiện nay, thật sai lầm khi chia đồ án tốt nghiệp thành các phần: “Phần thiết kế”, “Phần công nghệ”, v.v. . Nó không được chia thành nhiều phần, nó là một tổng thể!!
Cuốn sách được viết trên cơ sở các bài giảng của tác giả dành cho sinh viên khoa RL2 và RL3, đồng thời sử dụng sách của V.V. Kulagina, S.M. Latyeva, S.T. Zuckerman - nhà thiết kế nổi tiếng về cơ chế và dụng cụ chính xác.
Hướng dẫn này được dành cho những kiến thức cơ bản về 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.
CẤU TRÚC CỦA THIẾT BỊ QUANG HỌC.
Thiết bị quang học được thiết kế để chuyển đổi thông tin từ đối tượng quan sát (phát hiện), đo lường hoặc điều khiển. Trong bộ lễ phục. Hình 1.2 thể hiện sơ đồ tổng quát về hoạt động của OP.
Trong các thiết bị quang học, xảy ra một phép biến đổi có dạng y = f(x, qi), trong đó f là hàm biến đổi; qi - thông số thiết kế của thiết bị.
Chuyển đổi tín hiệu đầu vào OP được thực hiện bởi các thiết bị chức năng (FU), theo quy luật, có các nguyên tắc vật lý khác nhau. Trong bộ lễ phục. Hình 1.3 cho thấy thành phần của OP hiện đại, dựa trên các FU quang, cơ và điện tử (điện) và sự kết hợp của chúng.
Theo quan điểm hệ thống, FU là một hệ thống con của OP, hoạt động độc lập nhưng được kết nối theo những cách nhất định với các hệ thống con khác (ví dụ: để truyền thông tin, năng lượng, vật chất).
Nội dung
Lời nói đầu
Phần I. NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ DỤNG CỤ CHÍNH XÁC VÀ CÁC THÀNH PHẦN CỦA CHÚNG
Giới thiệu
Chương 1. Nguyên lý thiết kế các bộ phận và thiết bị chức năng của dụng cụ quang học
1.1. Nguyên tắc chung thiết kế thiết bị quang học
1.1.1. Các giai đoạn của công việc thiết kế
1.1.2. Các chỉ số chất lượng được đảm bảo trong thiết kế thiết bị quang học
1.1.3. Cấu trúc thiết bị quang học
1.2. Nguyên tắc thiết kế bộ phận
1.2.1. Các khía cạnh chung của thiết kế bộ phận
1.2.2. Nguyên tắc xử lý chung các phần tử làm việc và cơ bản của một bộ phận
1.2.3. Nguyên tắc sản xuất chính xác các bộ phận
1.3. Nguyên tắc thiết kế kết nối
1.3.1. Nguyên tắc kết hợp các phần tử làm việc trong một kết nối
1.3.2. Nguyên tắc không có đế thừa trong kết nối các bộ phận (độ chắc chắn tĩnh của các kết nối)
1.3.3. Nguyên lý chắc chắn về mặt hình học của sự tiếp xúc giữa các cặp trong một mối nối
1.3.4. Nguyên tắc đóng lực,
1.3.5. Nguyên lý hạn chế chuyển vị trong các bộ phận liên kết
1.3.6. Nguyên tắc hạn chế rẽ
1.3.7. Nguyên lý hạn chế phần nhô ra dọc và ngang của các bộ phận làm việc
1.3.8. Có tính đến tính chất nhiệt của các bộ phận được kết nối
1.3.9. Khả năng sản xuất chính xác của các kết nối
1.4. Nguyên lý thiết kế các bộ phận và thiết bị chức năng của dụng cụ quang học
1.4.1. nguyên tắc Abbe
1.4.2. Nguyên tắc chuỗi ngắn nhất sự biến đổi
1.4.3. Nguyên tắc chuyển đổi quy mô lớn nhất
1.4.4. Nguyên tắc không có kết nối dự phòng và tính di động cục bộ trong cơ chế thiết bị
1.4.5. Nguyên tắc cần căn chỉnh thiết bị quang học
Chương 2. Nguyên tắc chung, quy tắc và phương pháp thiết kế
2.1. Nguyên tắc thống nhất về kiểu dáng sản phẩm
2.2. Bố trí kết cấu,
2.3. Phương pháp tổng hợp chức năng và tham số của cấu trúc
2.4. Tháo dỡ và xử lý sản phẩm
Thư mục
Phần II. CƠ SỞ CƠ SỞ CỦA LÝ THUYẾT VỀ ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA THIẾT BỊ VÀ CÁC PHẦN TỬ
Giới thiệu
Chương 3. Cơ sở lý luận về độ chính xác của dụng cụ và các bộ phận
3.1. Các loại lỗi, khái niệm và định nghĩa cơ bản
3.1.1. Lỗi phương pháp
3.1.2. Lỗi nhạc cụ
3.1.3. Đặc tính chính xác của dụng cụ và thiết bị
3.2. Phân loại lỗi
3.2.1. Cấu trúc nguyên nhân và kết quả của lỗi
3.2.2. Thuộc tính lỗi
3.3. Quy định cơ bản lý thuyết tuyến tính sự chính xác
3.4. Các phương pháp tìm hàm truyền sai số sơ cấp
3.4.1. Phương pháp mở rộng hàm biến đổi thành chuỗi lũy thừa.
3.4.2. Phương pháp đạo hàm hàm biến đổi.
3.4.3. Phương pháp hình học
3.4.4. Phương pháp chuyển đổi mạch thiết bị gốc
3.4.5. Phương pháp quy hoạch dịch chuyển nhỏ
3.4.6. Phương pháp ma trận vectơ
3.5. Đặc thù xác định hàm truyền của một số sai số cơ bản
3.5.1. Ảnh hưởng của lỗi vectơ
3.5.2. Ảnh hưởng của khoảng trống trong các cặp động học
3.5.3. Tác động của lỗi chỉ và đọc
3.5.4. Ảnh hưởng của biến dạng phần tử
3.5.5. Ảnh hưởng của sai số cơ bản và các yếu tố đến sai số tiêu cự của các phần tử quang học
3.6. Các loại và phương pháp tính toán độ chính xác của dụng cụ, bộ phận
3.6.1. Phương pháp kết hợp tính toán độ chính xác
3.6.2. Phương pháp tính toán dung sai thiết kế
3.6.3. Phương pháp tính toán xác minh độ chính xác
3.7. Tính toán bù sai số
Chương 4. Khái niệm về độ tin cậy của thiết bị và việc cung cấp nó
4.1. Các khái niệm và định nghĩa -
4.2. Các chỉ số cơ bản về độ tin cậy của thiết bị
4.2.1. Chỉ số độ tin cậy
4.2.2. Chỉ số khả năng bảo trì
4.2.3. Chỉ số khả năng lưu trữ
4.2.4. Chỉ số độ bền
4.3. Đảm bảo độ tin cậy của thiết bị
4.3.1. Các hoạt động thiết kế và kỹ thuật nhằm nâng cao độ tin cậy:
4.3.2. Các biện pháp công nghệ nâng cao độ tin cậy:
4.3.3. Các biện pháp vận hành để nâng cao độ tin cậy
Thư mục.
Phần III. PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG THIẾT BỊ TRONG THIẾT KẾ
Giới thiệu
Chương 5. Thiết kế và phương pháp công nghệ nâng cao chất lượng thiết bị
5.1. Phương pháp công nghệ nâng cao chất lượng
5.2. Phương pháp thiết kế và thi công nhằm nâng cao chất lượng
Chương 6. Phương pháp đền bù nâng cao chất lượng
6.1. Các phương pháp bù sai số trong dụng cụ quang học.
6.2. Nghiên cứu khả thi cho việc lựa chọn phương pháp bồi thường
6.3. Sơ đồ kết cấu bồi thường lỗi
6.4. Bồi thường lỗi hệ thống
6.5. Bồi thường cho các lỗi và yếu tố ngẫu nhiên
6.6. Sửa lỗi kỹ thuật số (thuật toán)
6.7. Điều chỉnh dụng cụ quang học
6.6.1. Sơ đồ điều chỉnh kết cấu
6.6.2. Báo giá tính toán
Thư mục
Phần IV. THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN QUANG HỌC ĐIỂN HÌNH VÀ BỘ LẮP RÁP THIẾT BỊ QUANG HỌC
Giới thiệu
Chương 7. Yêu cầu về vật liệu của bộ phận quang học
7.1. Đặc điểm vật liệu của bộ phận quang học
7.2. Đặc tính quang học vật liệu và chỉ tiêu chất lượng tiêu chuẩn của kính quang học
7.3. Xác định yêu cầu chất lượng vật liệu quang học
Chương 8. Các bộ phận quang học điển hình. Thiết kế bản vẽ
8.1. Thông tin chung
8.1.1. Yêu cầu đối với việc chuẩn bị bản vẽ các bộ phận quang học.
8.1.2. Thiết kế mạch quang
8.2. Thấu kính và khối thấu kính (keo dán)
8.3. Lăng kính
8.4. Gương
8,5. Lưới, tỷ lệ, raster
Chương 9. Các bộ phận kết cấu điển hình, các thiết bị chức năng và sự điều chỉnh chúng
9.1 Yêu câu chungĐẾN nút quang và các thiết bị
9.2. Thiết kế bộ phận cố định cho các bộ phận quang học tròn và hệ thấu kính
9.2.1. Gắn ống kính
9.2.2. Thiết kế hệ thống ống kính
9.2.3. Điều chỉnh hệ thống thấu kính của dụng cụ quang học.
9.3. Thiết kế bộ phận buộc chặt cho lăng kính, gương và hệ thống của chúng
9.3.1. Điểm gắn cho lăng kính đơn và hệ thống lăng kính.
9.3.2. Bộ phận lắp đặt cho gương và hệ thống gương
9.3.3. Điều chỉnh hệ thống gương lăng kính
9.4. Điểm gắn và điều chỉnh lưới, tỷ lệ, raster
9,5. Thiết kế các bộ phận cố định và điều chỉnh nguồn bức xạ và máy thu
9.6 Bộ chuyển đổi quang điện chuyển động tuyến tính và chuyển động góc và sự điều chỉnh chúng
Thư mục
Các ứng dụng.
Tải sách điện tử miễn phí tại định dạng thuận tiện, xem và đọc:
Tải sách Thiết kế dụng cụ chính xác (quang học), Latyev S.M., 2007 - fileskachat.com, tải xuống nhanh và miễn phí.
Tải về djvu
Bạn có thể mua cuốn sách này dưới đây giá tốt nhất với mức giảm giá khi giao hàng trên khắp nước Nga.
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
Sự sáng tạo công nghệ mới, dựa trên kết quả nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, bao gồm một giai đoạn đặc biệt của hoạt động tinh thần, bao gồm sự phát triển dự án kỹ thuật sản phẩm 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 và cách thức 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, lại có một quan điểm khác, theo đó 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, lắp ráp các bộ phận được tính toán, các thông số kỹ thuật của thiết bị được thiết lập, mô tả kỹ thuật, phát triển các tài liệu thiết kế khác cần thiết cho việc sản xuất và vận hành sản phẩm.
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 của việc chuyển đổi thông tin để có được hệ thống kỹ thuật, đáp ứng những 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 mô hình đồ họa hệ thống kỹ thuật.
Theo một ý kiến khác, POAYlTEHNIKA "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 Báo chí và Tương tác với Truyền thông Đại chúng St. Petersburg Latyev S. M. L27 Thiết kế các dụng cụ chính xác (quang học): St. Petersburg: Politekhnika, 2007. 579 trang: Ill.ISBN 5 7325 0563 6 Sách giáo khoa trình bày những kiến thức cơ bản về: thiết kế các dụng cụ đo chính xác hiện đại, điển hình là các dụng cụ quang học chứa cơ khí, điện tử và quang học với :