Взаимозаменяемость 2009. Взаимозаменяемость
 Скачать 2.22 Mb.
|
|
N – количество интерференционных полос равной толщины, определяющее общее отклонение формы поверхности (погрешность поверхности) как 2 λ N = Δ , здесь λ – длина волны. 2. ∆N – количество интерференционных полос, определяющее местное отклонение формы поверхности. категории пузырности диаметр пузыря (мм, не более 1 а 2 3 4 5 6 7 8 9 10 не допускаются 0,05 0,1 0,2 0,3 0,5 0,7 1,0 2,0 3,0 5,0 группы пузырности суммарная площадь (мм) сечений пузырей в 100 см 11 12 13 14 15 16 17 до 0,029 св. 0,029 до 0,125 св. 0,125 до 0,25 св. 0,25 до 0,5 св. 0,5 до 1,0 св. 1,0 до 2,0 св. 2,0 до 4,0 133 Таблица 13.10 На поверхности объективов, граничащие с воздухом, назначают допуски N = 3 ÷ 5, ∆N = 0,3 ÷ 0,5, на внутренние поверхности не склеенных объективов назначают допуски N = 1 ÷ 2, ∆N = 0,03 ÷ 0,2, на отражающие поверхности точных призм (призмы Довэ, призмы-крыши) назначают допуски N = 0,2 ÷ 0,5, ∆N = 0,05 ÷ 0,1, для прямоугольных призм и плоских зеркал – N = 0,5 ÷ 1, ∆N = 0,2 ÷ 0,3. N и ∆N проверяют с помощью пробных стекол, допуски к ним назначают враз строже, чем допуски N и ∆N на проверяемую поверхность ГОСТ 2786-82). 3. Р – класс чистоты полированной поверхности. Чистоту поверхности устанавливают в зоне, ограниченной световым диаметром. В зависимости от расположения оптической детали в приборе назначают следующие классы чистоты поверхностей 0-10, 0-20, 0-40 – для поверхностей деталей, расположенных в плоскости действительного изображения (последние две цифры классов обозначают значение фокусного расстояния оптической системы, расположенной за нормируемой поверхностью, при этом для деталей диаметрами более 5 мм устанавливают зоны (1/3, 2/3 n), в центральной зоне не должно быть точек и царапин более 0,001 мм. 1, 11, 111, 1V, V, V1, V11, V111, а, Х, Ха – для поверхностей, находящихся вне плоскости предметов в оптической системе, и для волоконнооптиче- ских изделий. Размеры дефектов не должны превышать указанных в табл. 13.11. Классы чистоты поверхностей оптических деталей выбирают в соответствии с табл. 13.12. классы пузырности среднее количество пузырей в 100 см (шт) 21 22 23 24 25 26 27 28 до 1,0 св. 1,0 до 2,5 св. 2,5 до 6,3 св. 6,3 до 16,0 св. 16,0 до 40,0 св. 40,0 до 80,0 св. 80,0 до 150,0 св. 150,0 134 Таблица 13.11 Класс чистоты Ширина царапин, не более мм точек, не более мм Класс чистоты Ширина царапин, не более мм точек, не более мм 1, 11 111 У У 0,001 0,002 0,004 0,006 0,002 0,004 0,010 0,020 У У У и У111а Хи Ха 0,008 0,010 0,014 0,020 0,040 0,100 0,140 0,200 Таблица 13.12 Класс чистоты Вид оптических деталей 0-10, 0-20 0-20 0-40 1 11 111 У У У У У и Х У111а и Ха сетки, рассматриваемые под увелич. более 25* сетки и шкалы, рассм. под увелич. 10-25* сетки и шкалы, рассм. Под увелич. Менее 10* перв. линзы микрообъективов с увелич. более 10*, первые линзы широкоугольных окуляров призмы, коллективы и др. детали, расположенные вблизи от плоскости действительного изображения линзы окуляров телескопических приборов линзы окуляров, объективов и оборачивающих систем оптические детали, работающие в ИК-области спектра линзы проекционных объективов диаметром от 20 до 50 мм линзы проекционных объективов диаметром от 20 до 50 мм линзы фотографических объективов и зеркал линзы астрономических объективов диаметром 100-300 мм линзы и зеркала астрономических объективов диаметром 300-500 мм линзы и зеркала астрономических объективов диаметром более 500 мм 4. Θ - предельная клиновидность пластины (“,’), разнотолщинность в мм. Отклонения углов призмы приводят к появлению аберраций (например, хроматизма) и изменению направления хода лучей. Для светофильтров и защитных стекол допускается клиновидность 135 3 ÷ 5’, для сеток – 5 ÷ 10’, для призм – 3 ÷ 5’, для куб-призмы и призмы-крыши – не более 2 ÷ 10” (так как пучок лучей раздваивается ив плоскости изображения могут наблюдаться два изображения. 5. π - предельная пирамидальность (отклонение перпендикуляра к преломляющей или отражающей поверхности призмы от ее главного сечения (для прямоугольной призмы π- непараллельность ребра прямого угла гипотенузной грани )) в угл. сек. Для призм типа АР, БП-90° и БР-180° отклонение компенсируется, для других призм выбирают главное сечение таким образом, чтобы исключить влияние одной или двух поверхностей. 6. δ - предельная разность равных по номинальному значению углов призмы (с цифровым индексом угла призмы, например, δ 45 ). Для призмы-крыши отклонение угла 90°±5” вызывает двоение изображения, угловое значение которого в 4 раза превышает допустимую погрешность и снижает разрешающую способность- предел разрешения, выражается в угловых секундах. 8. f min – наименьшее допускаемое фокусное расстояние пластинок или призм, как результат сферичности их поверхностей. 9. ∆R – изменение радиуса и кривизны поверхности, равное ≅ ) 2 ( 4 D R N λ [15], здесь D – диаметр круга соприкосновения контролируемой поверхности с пробным стеклом. Изменение радиуса и кривизны поверхности остается постоянным при одном и том же количестве полос одного диаметра пробного стекла. Ранее во второй части таблицы указывался допуск на децентрировку оптической детали (с, при этом не было видно, относительно какой оси задан параметр. Децентрировка (несовпадение оптической оси линзы (смещение, наклони ее базовой оси вращения) приводит к аберрациям (поперечному хроматизму, астигматизму и коме. В настоящее время допуск на децентрировку задается на чертеже детали в виде позиционного допуска, при этом в первом поле указывают значок допуска децентрировки, во втором поле – количественное значение отклонения в миллиметрах, в третьем поле – указывают базы. Децентрировка зависит от фокусного расстояния объектива см. табл. 13.13). Таблица 13.13 f’ сне более от 25 до 75 от 75 до 200 от 200 до 500 от 500 до 1000 1’ 40” 20” 10” 136 В третьей части таблицы указывают f’, S F , S’ F (для линз) – как правило значение S’ F является замыкающим враз- мерной цепи, поэтому на чертежах для него указывают предельное отклонение. Кроме того, указываются l (для призм) – длина хода лучей в призме (геометрическая. св. ∅ А – световой диаметр (световая зона на поверхности круглой формы. Если какой-либо параметр не нормируется, то напротив его ставится прочерк. В соответствии с ГОСТ 2.412-81 допуски на наружный размер и толщину оптической детали указываются непосредственно на чертеже. В табл. 13.14 приведены примеры допусков на толщину некоторых оптических деталей [22]. Таблица 13.14 Наименование детали Диаметр, мм Допуск ∆, мм 1. Линзы оборачивающих систем и объективов телескопических систем 2. Коллективы в фокальных плоскостях, коллективы окуляров Кельнера 3. Линзы окуляров, лупы, линзы конденсоров до 50 св. 50 до 100 св. 100 до 200 св. 20 до 50 св. 50 до 100 св. 10 до 20 св. 20 ±0,3 ±0,5 ±1,0 ±0,3 ±0,5 ±0,2 ±0,3 Допуски на наружный диаметр линзы проставляются в соответствии с действующим в оптическом приборостроении отраслевым стандартом ОСТ 3-2124-81. 13.2. Примеры простановки размеров и отклонений на чертежах Пример выполнения оптической схемы показан на рис. стр. 138). На чертеже оптической сборочной единицы указывают две группы параметров) требования к изготовлению, 2) расчетные данные. Чертеж сборочной единицы – склеенного объектива показан ниже на рис. 78 Пример чертежа оптической линзы показан на рис. 79. Пример чертежа оправы объектива показан на рис. 80. Пример чертежа оправы одиночной линзы показан на рис. 81. 139 Рисунок 78. Чертеж сборочной единицы ð ì à ò Ç î í à Ï î ç Î á î ç í à ÷ å í è å Ï å ð å ÷ å í ü ä å ò à ë å é Í à è ì å í î â à í è å Ï ð è ì å ÷ à í è å Ë è í ç à Ë è í ç à Á à ë ü ç à ì è í 1 2 N А , БАБ Р V f ' 7 9 , 6 7 S F - 7 8 , 8 3 S ' F ' 7 7 , 0 2 св Ас в Б 1 6 , 5 1 Склеить бальзамином пои нс тру к ц и и 2 ⊗ - 4 3 Р ; λ = 5 2 0 ± 2 0 нм Предел разр е ш ε ≤ 8 " 4 * - размер для справок Покрытием ат о вы х поверх н ∅ 1 8 h * 1 2 ⊗ ⊗ 5 , 5 ± 0 , 4 А Б Ì à ñ ñ à Ì à ñ ø ò à á È ç ì Ë è ñ ò ¹ ä î ê ó ì . Ï î ä ï Ä à ò à Ë è ò Ð à ç ð à á Ï ð î â Ò ê î í ò ð Ë è ñ ò Ë è ñ ò î â Í ê î í ò ð Ó ò â 2 : 1 ( î á î ç í à ÷ å í è å ñ á î ð ê è ) Объектив МИ ИГА и К Ê î í î í î â Ì å í ü ø å í è í Ï à â ë î â Å ã î ð î â à À í ä ð å å â È í â ¹ ï î ä ë Ï î ä ï è ä à ò à Â ç à ì è í â ¹ È í â ¹ ä ó á ë Ï î ä ï è ä à ò à Ñ ï ð à â ¹ Ï å ð â ï ð è ì å í ( î á î ç í à ÷ å í è å ñ á î ð ê è ) Ê î ï è ð î â à ë Ô î ð ì à ò A 4 140 Рисунок 79. Чертеж оптической детали 141 Рисунок 80. Чертеж оправы объектива Ç 4 9 4 6 , 5 g 6 ( - 0 , 0 0 9 - 0 , 0 2 5 ) 3 1 , 5 Ø 0 , 0 1 4 2 H 7 ( ) + 0 , 0 2 5 Ð è ô ë å í à ÿ ï î â å ð õ í î ñ ò ü Ì 4 6 × 0 , 7 5 - 6 g R z 2 0 ( ) Î á ù è å ä î ï ó ñ ê è ï î Ã Î Ñ Ò 3 0 8 9 3 1 - f R a 0 , 6 3 R a 0 , 3 2 Ì à ñ ñ à Ì à ñ ø ò à á È ç ì Ë è ñ ò ¹ ä î ê ó ì . Ï î ä ï . Ä à ò à Ë è ò Ð à ç ð à á Ï ð î â Ò ê î í ò ð Ë è ñ ò Ë è ñ ò î â Í ê î í ò ð Ó ò â 1 : 1 Ê Ì 0 1 0 2 0 1 8 Î ï ð à â à î á ú å ê ò è â à Ë è õ à ÷ å â Ê Ä Ì è õ å å ÷ å â Â Ñ Ï å ä ü Ñ Å Ã î ë û ã è í Í Õ Ì È È Ã À è Ê Ë à ò ó í ü Ë Ñ - 5 9 - 1 Ã Î Ñ Ò 1 5 5 2 7 - 7 0 È í â . ¹ ï î ä ë Ï î ä ï . è ä à ò à Â ç à ì . è í â . ¹ È í â . ¹ ä ó á ë Ï î ä ï . è ä à ò à Ñ ï ð à â . ¹ Ï å ð â . ï ð è ì å í . Ê Ì 0 1 . 0 2 0 1 8 Ê î ï è ð î â à ë Ô î ð ì à ò A 4 142 À Ç 1 6 H 7 ( + 0 , 0 1 8 ) Ç 1 6 , 3 Ç 1 7 , 2 g 6 ( - 0 , 0 0 6 - 0 , 0 1 7 ) 9 , 2 R a 0 , 6 3 Ð è ô ë å í à ÿ ï î â å ð õ í î ñ ò ü R z 2 0 ( ) Ì 1 6 × 0 , 7 5 - 6 g R a 0 , 3 2 Ø 0 , 0 1 À Î á ù è å ä î ï ó ñ ê è ï î Ã Î Ñ Ò 3 0 8 9 3 1 - f Ì à ñ ñ à Ì à ñ ø ò à á È ç ì Ë è ñ ò ¹ ä î ê ó ì . Ï î ä ï Ä à ò à Ë è ò Ð à ç ð à á Ï ð î â Ò ê î í ò ð Ë è ñ ò Ë è ñ ò î â Í ê î í ò ð Ó ò â 1 : 1 Ê Ì 0 1 0 2 0 1 9 Î ï ð à â à ë è í ç û Ë è õ à ÷ å â Ê Ä Ì è õ å å ÷ å â Â Ñ Ï å ä ü Ñ Å Ã î ë û ã è í Í Õ Ì È È Ã À è Ê Ë à ò ó í ü Ë Ñ - 5 9 - 1 Ã Î Ñ Ò 1 5 5 2 7 - 7 0 È í â . ¹ ï î ä ë Ï î ä ï . è ä à ò à Â ç à ì . è í â . ¹ È í â . ¹ ä ó á ë Ï î ä ï . è ä à ò à Ñ ï ð à â . ¹ Ï å ð â . ï ð è ì å í . Ê Ì 0 1 . 0 2 0 1 9 Ê î ï è ð î â à ë Ô î ð ì à ò A 4 Рисунок 81. Чертеж оправы одиночной линзы 143 14. Пример выполнения расчетно-графической работы Расчеты выполнены в соответствии с рекомендациями, изложенными в [2]. Раздел I 14.1. Расчет и выбор посадки с зазором Исходные данные частота вращения вала ООО об/мин; радиальная нагрузка Р кН; смазочное масло марки индустриальное и номинальный диаметр подшипника D = 60 мм длина соединения L - 40 мм подшипник концевой, вкладыш разъемный половинный, изготовленный из сплава ЦАМ 10-0,5; шероховатость поверхности вала/отверстия Rz - 0.32/0.32; температура смазки - С характер работы – в постоянном режиме. Так как подшипник работает в постоянном режиме, то расчет производим по методу оптимального зазора. 1) Вычислим относительную длину подшипника 67 , 0 60 40 = = = D L λ 2) Вычислим среднее давление на опору 6 3 10 74 , 0 06 , 0 04 , 0 10 8 , 1 ⋅ = ⋅ ⋅ = ⋅ = D L P p 3) Рассчитаем характеристику режима по формуле 6 6 10 7 , 5 10 74 , 0 7 , 104 04 , 0 − ⋅ = ⋅ ⋅ = ⋅ = Λ p ω μ , где μ=0.04 Пас по табл. 1.6) – динамическая вязкость, с рад n / 7 , 104 30 1000 14 , 3 30 = ⋅ = ⋅ = π ω - угловая скорость вала. 4) Вычислим оптимальный относительный зазор 00179 , 0 10 7 , 5 732 , 0 6 = ⋅ ⋅ = Λ ⋅ = − ψλ ψ K opt , ψλ K - учитывает угол охвата и относительную длину подшипника. 5) Вычислим оптимальный зазор для заданного диаметра мкм 1074 , 0 60 00179 , 0 = = ⋅ = ⋅ = ψ 6) Вычисляем толщину смазочного слоя при оптимальном зазоре мкм 0269 , 0 60 00179 , 0 25 0 25 , 0 ) min( = = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = ψ 7) По ГОСТ 25347-82 иди по таблицам прил. 3 [2], выбираем посадку, которая обеспечивает зазоры, близкие к оптимальному. 144 2 min Условию удовлетворяет посадка Ø ) 8 ) 8 60 ( ( 060 , 0 106 , 0 046 , 0 − − + е H Для выбранной посадки мкм 106 46 max = + = мкм S 60 min = мкм S S S m 106 2 60 152 2 min max = + = + = (расчетное значение 107,4 мкм) мкм 60 152 min Коэффициент четности 3 , 2 46 106 2 = = = TS S m η 8) Вычислим наименьший и наибольший относительные зазоры 3 min min 10 60 06 , 0 − = = = D S ψ 3 max max 10 53 , 2 60 152 , 0 − ⋅ = = = D S ψ 9) Вычислим коэффициенты несущей способности (нагруженности) для наименьшего и наибольшего относительных зазоров 18 , 0 10 7 , 5 ) 10 ( 6 2 3 2 min ` = ⋅ = Λ = − − ψ R C 12 , 1 10 7 , 5 ) 10 53 , 2 ( 6 2 3 2 max `` = ⋅ ⋅ = Λ = − − ψ R C 10) По табл. 1.1 найти относительные эксцентриситеты для предельных зазоров по значению λ=0.67 и соответствующим значениям C R : При наименьшем зазоре При наибольшем зазоре 68 , 0 `` = χ 11) Найдем минимальные толщины смазочного слоя для предельных зазоров мкм 023 , 0 75 , 0 06 , 0 мкм 024 , 0 32 , 0 152 , 0 Эти значения были бы при C t n ° = 50 , однако, подшипник будет нагреваться до более высокой температуры. 12) Полагая работу подшипника без принудительной смазки, выполним тепловой расчет при наименьшем зазоре (примем температуру подшипника С. Динамическая вязкость равна 145 012 , 0 70 50 04 , 0 50 7 2 50 = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⋅ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⋅ = n t t μ μ , где 04 , 0 50 = μ - для масла индустриального и (табл. 1.6), n = 2,7 – по табл. 1.7 для средней кинематической вязкости индустриального масла и, равной 5 ⋅10 -5 Характеристика режима 6 6 10 7 , 1 10 74 , 0 7 , 104 Коэффициент несущей способности 59 , 0 10 7 , 1 ) 10 1 ( 6 2 3 2 min = ⋅ ⋅ = Λ = − − ψ R C - соответствует относительному эксцентриситету 51 , 0 = χ , для которого по табл. 1.9 [2] определяем коэффициент сопротивления вала вращению 7 , 3 1 = f . Тогда угловой коэффициент трения равен 3 3 1 min 10 3 , 6 7 , 3 59 , 0 10 Вычислим превышение температуры подшипника свыше нормальной температуры (С C K f U p t ° = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ = Δ − 2 , 19 4 , 4 10 3 , 6 571 , 1 10 74 , 0 012 , 0 012 0 3 6 , где 571 , 1 2 03 , 0 7 , 104 2 = ⋅ = ⋅ = r U ω , K=4,4кал/м 2 ·с Отсюда температура смазки и подшипника равна C C C t n ° = ° + ° = 2 , 39 2 , 19 20 13) При полученной температуре работы подшипника и относительном эксцентриситете 51 , 0 = χ наименьшая толщина смазочного слоя составит мкм 015 , 0 49 , 0 06 , 0 5 , 0 ) 1 ( 5 , 0 min min = = ⋅ ⋅ = − ⋅ ⋅ = χ |