百分表課程設(shè)計中讀數(shù)裝置尺寸精度設(shè)計教學(xué)實踐與體會

劉同義

摘要：介紹了百分表讀數(shù)裝置精度設(shè)計的方法，為學(xué)生進行課程設(shè)計提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：百分表;讀數(shù)裝置;精度設(shè)計;課程設(shè)計

中圖分類號：G642.41? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）49-0207-02

鐘表式百分表的設(shè)計是我校儀器專業(yè)精密機械設(shè)計課程設(shè)計題目，學(xué)生在百分表課程設(shè)計中，對于初次進行精密機械設(shè)計的學(xué)生來說，缺乏設(shè)計經(jīng)驗，特別需要一些針對性的指導(dǎo)。對于精度設(shè)計更需要學(xué)生對精密機械設(shè)計基礎(chǔ)知識，互換性與技術(shù)測量知識，儀器制造技術(shù)知識有一個綜合的掌握。

一、讀數(shù)裝置與表體和傳動部分配合性質(zhì)的確定

圖1為百分表表圈結(jié)構(gòu)圖，圖2百分表表圈部件爆炸圖。

如圖3所示，為了實現(xiàn)調(diào)零功能，要求百分表讀數(shù)裝置能夠相對表殼轉(zhuǎn)動，即表圈5與圓座板7之間可以相對轉(zhuǎn)動，但不能自由轉(zhuǎn)動，同時考慮到兩者的同軸度要求以防偏心造成讀數(shù)誤差，因此采用有定心作用的小間隙配合?？紤]到圓座板7既與表圈5配合又與表殼6配合，所以采用基軸制配合?；谝陨弦蛩?，表圈5與圓座板7的配合確定為H7/h6。

表圈5被固定在圓座板上的三個丁字形彈簧片（見圖2）壓在表殼6的右端面上，只能相對于表殼滑動，不能軸向移動。因此表圈與表殼和彈簧片的配合為滑動配合，配合間隙相當(dāng)于H8/g7。這里孔的尺寸為表殼右端面到彈簧片之間的距離，軸的尺寸等于表圈配合圓柱面尺寸A 。尺寸A 、圓座板厚度A 、表殼止口寬度A 和配合間隙組成尺寸鏈，如圖4所示。

若尺寸 及封閉環(huán)極限偏差E ， 確定后，用大數(shù)互換法確定個尺寸公差。組成環(huán)平均當(dāng)量公差為：

K為相對分布系數(shù)，根據(jù)各組成環(huán)基本尺寸大小及工藝好壞，以平均當(dāng)量公差為基礎(chǔ)，調(diào)整各組成環(huán)公差。按入體原則標注尺寸，組成環(huán)A 作為協(xié)調(diào)尺寸。計算各其余環(huán)的中間偏差為

最后寫出各環(huán)的具體尺寸。

二、讀數(shù)裝置內(nèi)各零件尺寸的確定

（一）直徑方向尺寸的確定

為了便于維修拆卸，又兼顧刻度盤與表圈的同軸度要求，大刻度盤外徑與表圈的配合采用間隙配合，配合代號是φ56 。同理墊圈外徑、表蒙外徑與表圈直徑的配合也都選用φ56 。為了美觀，大刻度盤的內(nèi)徑要遮擋住安裝小刻度盤的兩個定位銷。大刻度盤內(nèi)徑取φ33，小刻度盤內(nèi)徑取φ37。

（二）軸向尺寸的確定

小刻度盤的厚度要小于表圈止口2圓柱面的寬度，防止對大刻度盤的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生干涉。表圈止口2圓柱面的寬度取0.5 ，小刻度盤的厚度取0.5 大刻度盤和丁字形彈簧片的厚度與小刻度盤厚度相同。彈簧片采用沉頭螺釘固定。大刻度盤2、墊圈4和表蒙1被彈簧圈3壓在表圈止口1的斷面上聯(lián)動。要保證大刻度盤能夠隨表圈一起轉(zhuǎn)動，它們的配合應(yīng)為過盈配合。取配合過贏量為0.01—0.21mm。大刻度盤的厚度為A

。彈簧圈鋼絲直徑1mm，精度為12級，其半徑尺寸為R=0.5±0.025，表蒙的基本尺寸為A =1mm，墊圈高度基本尺寸為A =3.3mm，表圈圓弧槽中心到止口1端面距離為A =4.3mm。如圖5是各尺寸組成的尺寸鏈圖。按照大數(shù)互換法決定個組成環(huán)公差得：

三、讀數(shù)裝置誤差分析

讀數(shù)裝置中，由于表圈和大刻度盤等零件存在制造和安裝誤差，造成大刻度盤刻度中心的偏心，使百分表指針產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差。這是百分表產(chǎn)生示數(shù)誤差的原因之一。

式中e 為中心齒輪軸兩支承圓柱面同軸度誤差產(chǎn)生的偏心，等于同軸度公差的1/2;e 為中心齒輪軸與圓座板上的中心齒輪軸支承孔之間的間隙造成的兩者軸心間的偏離量;e 為圓座板上的中心齒輪軸支承孔軸線與圓座板外圓柱面軸線不同心產(chǎn)生的偏心; 為表圈圓座板外圓間隙造成的偏心;e 表圈Φ56軸線與Φ52軸線的偏心;e 大刻度盤安裝偏心;e 為大刻度盤刻度中心圓與刻度盤外圓的偏心;e ——大指針座錐孔與指針安裝圓柱面的偏心。

偏心引起的示值誤差為：

式中A為百分表分度值;β為相鄰刻線之間的名義夾角。

刻度盤不等分產(chǎn)生的誤差Δ

四、教學(xué)效果和體會

以上指導(dǎo)措施實施后，教學(xué)效果有明顯效果。第一，學(xué)生縮短了進入設(shè)計狀態(tài)的時間。為期三周的設(shè)計時間，學(xué)生以前進入到精度設(shè)計階段都有為難現(xiàn)象?，F(xiàn)在設(shè)計的第二天就開始計算了?，F(xiàn)在學(xué)生的設(shè)計過程非常順利。第二，從答辯情況看，學(xué)生較好地掌握了百分表精度設(shè)計方法。很少有以往的抄襲現(xiàn)象。

參考文獻：

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